探討地鐵車站智能照明控製係統方案設計

hth下载地址 陳聰

摘要：智能照明控製係統通過靈活的控製和管理手段實現節能的目的。簡要介紹了智能照明控製係統的構成及特點，有針對性地對地鐵車站智能照明控製係統設計2個(ge) 應用方案進行了比較。智能照明控製係統不但能進行各種節能模式的控製，還可實現其簡潔化、靈活化，並減輕維護負擔，適合在地鐵車站中應用。

關(guan) 鍵字：地鐵車站；智能照明控製係統；節能設計

0引言

根據地鐵建設和運營經驗，車站照明係統占整個(ge) 車站設備負荷的15％左右，並且具有長期持續運行的特點。所以，照明係統是車站節能的關(guan) 鍵領域。目前，地鐵車站使用的照明控製方式是在自動化領域裏被大量應用的可編程邏輯控製器(PLC)方式。這種簡單的控製方式，不能滿足更高要求的照明節能控製。例如，照明調光節能手段被限製，使照明節能效果無法充分體(ti) 現；照明控製的多樣化受限製；終端控製器件存在能耗問題等。運營部門對車站照明控製的需求是：通過合理的管理，在需要的時間、區域把燈點亮，以優(you) 化能源利用率；除了節能環保之外，還應該給人們(men) 提供恰到好處的照明環境，使照明成為(wei) 享受；同時還要便於(yu) 操作和管理，靈活多變，以節省維護成本。智能照明控製係統作為(wei) 專(zhuan) 業(ye) 的照明控製係統能夠很好地實現這些需求。

1智能照明控製係統簡介

1.1智能照明控製係統的構成

智能照明控製係統是一種由現場數據總線構成的分布式控製網絡照明管理係統，所有部件都內(nei) 置微處理器，網上每個(ge) 部件都賦有一個(ge) 地址，通過總線將所有部件連接組成一個(ge) 控製網絡。智能照明控製係統由控製部件、執行部件、監控部件和網絡部件組成。控製部件包括控製麵板、觸摸顯示屏、傳(chuan) 感器、控製器、智能時鍾、用戶編程器等。執行部件包括調光模塊、開關(guan) 模塊等。監控部件包括軟件、PC機(或使用BAS(車站設備監控係統)主機)。網絡部件包括通信電纜、網關(guan) 、各種模塊的智能接口等一。

1.2智能照明控製係統的特點

與(yu) 傳(chuan) 統照明控製係統相比，智能照明控製係統具有以下特點：

1. 智能照明控製係統結構是分布式總線結構，係統內(nei) 傳(chuan) 感器和驅動器有獨立CPU，相互之間是對等關(guan) 係。

2. 係統中任何傳(chuan) 感器和驅動器的損壞，不會(hui) 影響到其它無程序關(guan) 聯的係統元件的運行；維修、更換或升級係統內(nei) 的元件、軟件時，係統的其餘(yu) 部分可照常運行，維護保養(yang) 方便；係統具有強大的可擴展性，對於(yu) 功能的增加或控製回路的增加，隻需掛接相應的元件，無需改動係統內(nei) 原有的元件和接線。

3. 係統的控製回路為(wei) 總線製，結構簡單，沒有大量控製電纜的敷設和繁雜的控製設計；驅動器及係統元件安裝在照明箱內(nei) ；現場傳(chuan) 感器(智能麵板、亮度傳(chuan) 感器等)之間及與(yu) 照明箱內(nei) 設備之間隻需一條總線進行連接，故操作方便。

4. 功能和控製修改方便靈活，隻需很少的程序調整，不需現場重新布線就可以實現。

5. 帶電流檢測功能的開關(guan) 驅動器，可以監視回路電氣設備是否損壞並可報警。

6. 係統元件的巡檢功能可以監視係統內(nei) 元件是否在線，若有總線故障或元件故障、斷線，則可及時上報。

2地鐵車站照明控製方案設計

根據實際使用情況，站廳層、站台層的公共區域空間寬廣，照明效果要求多樣，也是照明用電量很大的場所，若加以適當管理，可以節省大量用電。GB50157-2003《地鐵設計規範》14．5．15規定，地下車站的站廳、站台照明，應分組控製]。其目的也是為(wei) 了提供靈活的控製，運營過程中可根據需要隻開部分照明，以節約電能。

車站公共區照明包括公共區工作照明、節電照明、出入口照明、廣告照明、導向標誌照明、應急照明等，除應急照明為(wei) 長明外，其它公共區照明納入智能照明控製係統。

2.1設計方案一的控製和管理功能

智能照明控製係統方案一實施對站台層和站廳層公共區工作照明、節電照明、出人口照明、導向標誌照明及廣告照明的分時段開閉控製，如圖1所示。其具有如下控製和管理功能。

2.1.1麵板控製

麵板為(wei) 總線智能型，其功能和控製對象改變時隻需通過軟件作設定而無需改變接線方式，可對單一回路或多回路的開關(guan) 、模式、總控等進行操作。在車站車控室安裝控製麵板，可對照明進行多種方式的應急控製。

2.1.2模塊控製

根據地鐵運營需要可將所控區域的燈光或其它電器設備等預先設定為(wei) 各種場景，如正常工作場景、消防應急場景等。需要時可通過控製室和計算機房的監控觸摸屏和智能麵板控製，也可設定時間進行自動控製。地下車站可按照正常、節電、火災、停運四種模式運行(見表I)。

1. 正常模式：用於(yu) 正常運營時的客流高峰期和節假日。客流高峰期可根據客流預測確定，並可根據運營的實際情況作調整。客流高峰期為(wei) 每天7：00一9：00，17：00一19：O0。

2. 節電模式：用於(yu) 正常運營時的非客流高峰期。非客流高峰期為(wei) 每天5：30一7：O0、9：0017：00，19：00一23：30。

3. 火災模式：智能照明控製係統對照明燈具隻監視不控製(隻顯示照明係統的工作狀態)，可有選擇地手動切斷有關(guan) 非消防照明電源。火災發生區域分為(wei) 車站和區間隧道。車站又分為(wei) 公共區(含車站站台軌道區)和設備區。火災模式下，廣告照明全部切斷，車站工作照明(公共區工作照明、公共區節電照明)延時切除。延時時間可調。

4. 停運模式：用於(yu) 停止運營的時間段，為(wei) 每天23：3()5：3()。停運模式隨地鐵運營公司實際運營時間表確定，時間可調。另外，出人口出地麵的飛頂照明應單獨回路配電，並由亮度傳(chuan) 感器控製；高架車站的照明控製除具有以上模式外，還應具有照度模式。通過感知室內(nei) 外環境照度值，來決(jue) 定燈光回路開閉的數量。照度模式可以設定多種照度判斷值，且隻在非火災狀況下起作用。

2.1.3定時控製

時間控製器可將所控區內(nei) 照明回路進行預編程。根據實際景觀需要，可使一組、多組或某區域的照明燈具，在設定的時間內(nei) 以設定 的間隔逐次點亮和關(guan) 閉，並可循環設置。

2.1.4觸摸屏可視化集中監控

在車站控製室，安裝有彩色可視化觸摸屏，通過友好界麵將所有控製對象顯示於(yu) 屏幕。各照明回路及燈具均按實際位置以圖形顯示於(yu) 各區域平麵上。各照明燈具及回路的實時運行狀態及報警狀態顯示於(yu) 圖形上，以方便觀察。通過點擊各回路圖形開關(guan) 或場景開關(guan) 即可開啟或關(guan) 閉各區域的照明，同時其狀態也在屏上清楚地顯示。在觸摸屏上還可任意設定時間控製回路。

2.1.5管理功能

通過點擊各回路圖形開關(guan) 或場景開關(guan) 即可開啟或關(guan) 閉各區域的照明，同時其狀態也在屏上清楚地顯示。在觸摸屏上還可任意設定時間控製回路通過對各 回路電流值 的檢測 ，自動判斷當前某 照明回路是否存在短路、斷路或燈具損壞等信息。 故障信息將實時返回車站中控。

2.2設計方案二的控製和管理功能

設計方案二實施對站台層和站廳層公共區工作照明、節電照明、出入口照明、導向標誌照明的調光控製及廣告照明的分時段開閉控製。智能照明控製係統設計方案二與(yu) 圖1設計方案一的區別僅(jin) 在於(yu) 將照明箱(除了廣告照明箱)內(nei) 的開關(guan) 模塊改為(wei) 調光模塊。其具有如下控製和管理功能。

2.2.1調光控製

采用標準0-10V調光控製器或LED燈進行調光節能控製，可以實現10%-100%範圍內(nei) 的無級調光確保室內(nei) 光線柔和穩定，既保證了良好的視覺效果，又兼顧了節能減排的目的。而且0-10V接口的可調光LED燈具，成本低廉，工作穩定可靠，兼容性高，降低了項目後期維護保養(yang) 的成本與(yu) 難度。

2.2.2場景控製

可根據要求預定多種場景。係統中的每個(ge) 照明回路有其獨立的地址，因此可以實現對每個(ge) 照明回路的獨立監控；通過程序重新設定，可容易地改變照明的場景、功能，而不需改變任何硬件及布線。

由於(yu) 可對每一個(ge) 照明回路進行獨立控製，因此類似售票機、扶梯 、屏蔽門等處對亮度有特殊要求的場合，可在調試時根據實際使用情況做亮度調節。

2．2．3時間控製

根據白天、晚上以及列車進出站的時刻，可以設置照明工作時間表，實現照明亮度根據時間表自動調節。

2．2．4集中控製

在車站中控安裝照明係統可視化軟件，各隻照明燈具均按實際位置以圖形顯示於(yu) 監控平麵上。燈的開關(guan) 狀態、亮度值及故障信息都將實時地傳(chuan) 送到控製室，在可視化管理個(ge) 人電腦上圖形化地顯示，使得控製更直觀、管理更方便、維護更簡單。

2．2．5與(yu) 其它係統聯動控製

通過與(yu) 上位BAS連接，具有在圖形畫麵上集中監視、控製所有設備的功能，並設有用戶安全及使用權限管理。或者通過信號輸入硬件模塊，和其它可提供幹接點信號或電壓信號的係統連接，可用於(yu) 地鐵項目中其它需要燈光場景配合的係統，並通過場景調用的方式對燈光進行配合控製。

2．2．6高架車站控製

針對高架車站可以充分利用自然采光，對站廳、站台照明進行恒照度控製，這樣可以更好地節約能源。

2．2．7廣告照明控製

廣告照明回路可采用開閉控製、定時控製及控製方式進行控製。

2．2．8管理功能

可以對燈具的開關(guan) 時間及開關(guan) 次數進行計數，通過與(yu) 事先得知的燈具使用壽命資料作比較，做到在其使用壽命到達前，能夠對燈具更換的時問進行預判，以有利於(yu) 設備的采購和維護工作。

2．3兩(liang) 種設計方案的比較

設計方案一與(yu) 設計方案二的比較如表2所示

地下車站受外界自然光的影響較小,除了在車站出人口設置亮度傳(chuan) 感器進行照明控製外，其餘(yu) 公共區照明可采用開閉控製，所以適合采用設計方案一的控製方式。高架車站受外界光照影響較大，更適合采用設計方案二的調光控製方式。

3hth下载地址智能照明控製係統

3.1概述

ALIBUS智能照明產(chan) 品采用RS485總線技術，技術成熟可靠，安全穩定。開關(guan) 驅動器具備獨立工作的能力，適用於(yu) 一些中小型的項目；模塊化設計，可以任意拚接擴展，同時預留I/O口以及Modbus接口，還可以滿足與(yu) AcrelEMS企業(ye) 微電網管理雲(yun) 平台進行數據交換。

3.2應用場所

適合於(yu) 各類智能小區、醫院、學校、酒店，以及體(ti) 育場所、機場、隧道、車站等大型公建項目的照明控製需求。

3.3係統結構

3.4係統功能

1）實時檢測並顯示各個(ge) 模塊的在線狀態，反饋現場受控回路的開關(guan) 狀態，監控界麵按照樓層各分區的布局和回路列表來瀏覽。

2）當發生模塊離線、網關(guan) 設備掉線或者狀態反饋和下發控製命令不一致時會(hui) 發生故障報警，並將故障報警信息記錄並顯示在界麵中。

3）可以對單個(ge) 照明回路實現開關(guan) 控製；每個(ge) 模塊、樓層都有相應的模塊控製開關(guan) 和樓層控製開關(guan) ，也可以一個(ge) 模塊或者整個(ge) 樓層實現開關(guan) 控製。

4）開關(guan) 驅動器支持過零觸發功能，負載（燈具）的分合操作僅(jin) 在交流電過零時進行；可有效減少電磁幹擾以及對電網的衝(chong) 擊，延長燈具與(yu) 控製裝置的壽命。

5）對每個(ge) 照明回路可以預設掉電狀態，當照明電源掉電時，開關(guan) 驅動器會(hui) 自動切換到預設的掉電狀態；確保重新上電時燈具的開關(guan) 狀態是確定與(yu) 可控的。

6）拖動調光控件，照明設備從(cong) 0%到100%進行調光，可以對單個(ge) 照明回路實現調光控製，調光總控可以對一個(ge) 模塊的照明回路實現調光控製，也可以對多個(ge) 照明回路實現調光控製，通過圖標的亮滅狀態反饋現場開關(guan) 的狀態。

7）點擊場景控件，打開或者關(guan) 閉對應場景設置，軟件界麵上顯示不同的場景模式和場景功能，通過圖標的亮滅顯示對應的場景狀態是打開還是關(guan) 閉。

8）設置定時時間，確認時間點後，對該事件點執行的動作進行設置，設置燈在設定的時間點亮或者滅。

9）係統可以通過預設的當地經緯度信息，自動計算每天的日升日落時間；根據天文時鍾控製照明開關(guan) ，實現日落開燈、日出關(guan) 燈的功能。

10）所有定時控製計劃均可下發保存至驅動模塊；當上位機係統故障或模塊離線時，驅動模塊可以利用自帶的RTC時鍾維持定時控製計劃的正常執行，不影響日常的照明控製效果。

11）係統結構是分布式總線結構；係統內(nei) 各元件不依賴於(yu) 其他元件而能夠獨立工作；係統內(nei) 各元件可以通過程序的設定實現功能的多樣性。

12）預留BA或三方集成平台接口，采用modbus、opc等方式。

3.5設備選型

4結束語

在地鐵車站站台及站廳層的公共照明控製中采用效用高、靈活而且節能的智能照明控製係統,通過邏輯控製、場景控製、時間及事件控製等多種控製方式，並結合可視化軟件的集中管理,可以實現節能優(you) 化的照明控製。車站智能照明控製係統不但可以為(wei) 地鐵的車站管理節省人力,而且通過能源管理也為(wei) 地鐵項目節省了可觀的電力費用,並產(chan) 生良好的社會(hui) 效益。

參考文獻

[1].王誌強，探討地鐵車站智能照明控製係統方案設計

[2].穆廣友,李曉龍,尹力明,等,地鐵車站照明係統能耗分析及節能對策[J].城市軌道交通研究,2010(8):35.

[3].向東(dong) .廣州地鐵四號線照明控製係統研究[1.建築電氣

[4].賈景堃.智能照明係統在廣州地鐵新線中應用的可行性研究[J].機電工程技術.

[5].李漢國.ABBi us@智能建築控製係統在辦公樓照明中的應用，電氣應用

[6].hth下载地址企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce) .2022年05版

[7].ABB智能照明係統在智能建築中的應用