智能照明控制系統(tǒng)在地鐵中的應用

　　摘 要：文章討論了目前地鐵中常用的幾種智能照明控制系統(tǒng)應用方案，介紹了不同智能照明控制系統(tǒng)的概念，比較了不同控制方案的特點，討論了各種控制方案的適用范圍，并以此為基礎提出了工程建議。

　　關鍵詞：智能照明控制系統(tǒng);智能尋址控制;地鐵照明

　　在地鐵工程中，車站公共區(qū)及車輛段(停車場)等建筑單體內存在燈具多、范圍大、控制模式復雜的問題，智能照明控制系統(tǒng)能很好地提供解決方案，可滿足各項控制、后期維護等要求。

　　1 智能照明介紹

　　智能照明控制系統(tǒng)在地鐵中被廣泛應用，是利用計算機、總線通信技術、計算機智能化信息處理及節(jié)能控制技術組成的對照明系統(tǒng)進行的分布式無線遙測、遙控、遙信控制系統(tǒng)。車站可設置一套智能照明系統(tǒng)，通過智能網(wǎng)絡控制系統(tǒng)實現(xiàn)對各區(qū)域的照明進行自動化管理，可按照運營初期、高峰、節(jié)假日等多模式進行控制照度的調整，并達到節(jié)能目的[1]。

　　車輛段中運用組合庫、檢修組合庫照明控制以及室外照明等廣闊空間，同樣建議采用智能照明控制系統(tǒng)。

　　2 智能照明分類及介紹

　　根據(jù)智能照明的控制方式可以分為回路開關控制和調光控制。調光控制模式可以分為：(1)智能尋址控制系統(tǒng)，典型如數(shù)字可尋址照明接口(Digital Addressable Lighting Interface，DALI)尋址控制。(2)回路調光控制。如圖1所示。

　　圖1 智能照明的控制方式

　　(1)回路開光控制，是在照明配電箱內各配電回路增設相應的控制模塊，可以實現(xiàn)以每個配電回路為單元，通過智能照明主機控制各回路的通斷以達到對照明的控制效果。目前該控制在地鐵設計中被廣泛應用[2]。該控制方式的主要特點：控制簡單，便于后期維護，成本較低。但是因其控制整個回路的通斷調節(jié)照度，故對公共區(qū)的裝修方案造成一定影響。為保證整體光照的均勻度，需在照明配電的時候進行細化，保證燈具回路劃分盡可能均勻，以滿足精細化控制的要求，并且通過回路進行整體調節(jié)，控制模式較為簡單，節(jié)能效果一般。

　　(2)調光控制，即采用對燈具亮度進行調節(jié)的控制方式，通過調整燈具的亮度來實現(xiàn)區(qū)域照度的調節(jié)，以達到節(jié)能的效果。目前隨著LED燈具的廣泛采用和技術發(fā)展，這種控制方式被越來越多地應用于地鐵工程當中，在能實現(xiàn)較好的節(jié)能效果的同時，對延長LED燈具的使用壽命也有較好的效果[3]。

　　根據(jù)控制原理的不同可以分為回路調光控制和智能尋址控制(DALI控制)方式：

　　(1)回路調光控制，原理是在照明配電箱內增加相關控制模塊，實現(xiàn)照明回路進行控制，目前常見的是采用脈沖寬度調制(Pulse Width Modulation，PWM)調節(jié)LED燈具的輸入信號，對進行調光的LED燈具增加調光控制模塊，模塊可接收0～10 V控制信號。其以整個回路為調光單元，操作后期維護較為簡單，但受調光模式限制，尤其針對出入口、高架站等光照波動范圍大的場所實際應用效果不理想，并且采用0～10 V的控制信號，傳輸距離和帶載能力均有限。

　　(2)智能尋址控制，即將每個燈具作為一個獨立地址，通過地址編碼實現(xiàn)對每個燈具的控制。目前尋址方式主要為KNX總線和DALI協(xié)議。

　　采用DALI控制智能照明控制系統(tǒng)，由智能照明主機下發(fā)指令到各配電箱內裝設的智能照明調光模塊，由智能照明調光模塊與各燈具之間采用控制電纜相連通，智能調光模塊具有地址編碼功能，將各個燈具根據(jù)進行編碼，智能照明主機可實現(xiàn)對所有燈具的單獨控制。基于DALI協(xié)議的布線如圖2所示。

　　可以看出，DALI控制系統(tǒng)的一次配電回路和調光控制回路并無對應關系，故其在設計中較為靈活，后期燈具的分組和調整均可以通過智能照明系統(tǒng)實現(xiàn)。DALI系統(tǒng)采用通信的模式進行控制，故其在帶載能力和傳輸距離上有一定優(yōu)勢。

　　3 智能照明控制方式對比分析

　　通過對3種智能調光方式的介紹，如表1所示，對各自特點進行對比和分析。

　　4 工程建議

　　通過對如上各種智能照明控制方案的分析，提出如下工程設計方案：

　　(1)地下車站站廳、站臺層公共區(qū)宜采用調光控制控制模式，一方面，可根據(jù)車站運行時段控制車站整體的明暗度，達到節(jié)能的效果，并且不影響整體的光照均勻度，對車站燈光效果不造成影響。另一方面，根據(jù)LED燈具的工作特性，其光衰與溫度、LED燈具亮度等均有直接關系，故通過調光控制，適當降低LED燈具照度可延長LED燈具壽命。通過上述對比分析，建議采用DALI調控控制模式。

　　(2)地下車站出入口，按照廣義范圍可以看作是車站公共區(qū)的一部分，統(tǒng)一納入DALI調光控制當中，但是出入口位置因受室外光照影響，在設計中建議加入光控模塊。

　　(3)高架車站站廳、站臺層公共區(qū)的控制模式與地下車站出入口位置類似，統(tǒng)一納入DALI調光控制當中，在設計建議中加入光控模塊，但其控制燈具數(shù)量較出入口多，并且控制模式復雜，建議結合光照區(qū)域進行不同控制。

　　(4)車站區(qū)間照明，目前國內地鐵廣泛采用常亮設計，并且考慮后期運行與節(jié)能需要，建議將區(qū)間照明一并納入智能照明系統(tǒng)當中。因區(qū)間照明無照度調節(jié)需要，故可采用開關型智能照明控制模式。

　　(5)廣告照明、導向照明在車站內不起到照明作用，其主要起裝修需要和功能引導的作用，采用開關型智能照明控制模式，其根據(jù)不同時段進行，實現(xiàn)對廣告照明和導向照明的通斷。

　　(6)車輛段內大庫照明，車輛段內大庫等廣闊空間設置智能照明系統(tǒng)。車輛段的控制較為簡單，采用開關控制便能滿足要求。便于統(tǒng)一控制和管理。大庫燈具后期維護較為繁瑣，在設計當中考慮可升降式燈具，并建議能通過智能照明系統(tǒng)一并控制。

　　5 結語

　　針對地鐵車站內的不同應用場景合理的選擇控制方案，一方面可以優(yōu)化投資，另一方面便于后期檢修維護工作。

　　[參考文獻]

　　1]穆廣友，李曉龍，尹力明，等.地鐵車站照明系統(tǒng)能耗分析及節(jié)能對策[J].城市軌道交通研究，2010(8)：35-39.

　　[2]宋偉光.地鐵車站動力及照明設計實例分析[J].城市建設理論研究(電子版)，2011(21)：26.

　　[3]葉勇輝.智能照明系統(tǒng)在地鐵新線中應用的可行性研究[J].技術與市場，2016(8)：30-31.

　　推薦閱讀：地鐵車站暗挖隧道防水施工技術分析