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淺談地鐵車(chē)站智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
發(fā)布日期：2019-01-01
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隨著生活水平的提高，人們的生活質(zhì)量越來(lái)越高，同時(shí)對(duì)環(huán)境的要求也越來(lái)越高。目前，軌道交通中車(chē)站照明系統(tǒng)直接關(guān)系到廣大乘客的乘車(chē)舒適性，以及如何減少運(yùn)營(yíng)成本，從而達(dá)到“節(jié)能減排”的最終目的。
1地鐵車(chē)站中照明分類(lèi)及控制
根據(jù)區(qū)域的不同，地鐵車(chē)站的正常照明分為設(shè)備區(qū)照明和公共區(qū)照明(含出入口照明)。設(shè)備區(qū)照明一般采用蹺板開(kāi)關(guān)設(shè)置于房間門(mén)口控制。
對(duì)于面積較大的房間，燈具較多時(shí)，采用雙聯(lián)、三聯(lián)、四聯(lián)開(kāi)關(guān)或多個(gè)開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制。由于地鐵的設(shè)備房間只允許有權(quán)限的工作人員進(jìn)入，因此基本能夠做到人來(lái)開(kāi)燈，人走滅燈的節(jié)電運(yùn)行。
對(duì)于公共區(qū)來(lái)說(shuō)，既要保證一定照度和均勻度等照明效果，又要控制長(zhǎng)明燈的數(shù)量，就不得不通過(guò)增加照明配電箱的回路，并進(jìn)行交叉布線等方式來(lái)搭建復(fù)雜的配電線路，通過(guò)控制照明回路來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)電的功能。
2地鐵車(chē)站公共區(qū)的照明要求
給廣大乘客提供舒適的照明環(huán)境，使照明具有人性化;
通過(guò)合理的管理，在需要的時(shí)間、區(qū)域打開(kāi)燈具，優(yōu)化能源利用率;
設(shè)置便于操作和管理、靈活多變、維護(hù)成本低廉的照明控制系統(tǒng)。
3傳統(tǒng)地鐵車(chē)站的照明控制設(shè)計(jì)
站臺(tái)公共區(qū)照明主要包括正常照明和疏散照明，其中正常照明由基本照明和疊加照明兩部分構(gòu)成，各占整個(gè)正常照明容量的約50%;正常狀態(tài)下，疏散照明作為基本照明的一部分進(jìn)行設(shè)置。
在傳統(tǒng)的照明控制系統(tǒng)中，車(chē)站公共區(qū)的照明通過(guò)兩種類(lèi)型的照明配電箱(基本照明配電箱和疊加照明配電箱)進(jìn)行配電，并通過(guò)設(shè)備管理系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱BAS系統(tǒng))進(jìn)行控制：在運(yùn)營(yíng)高峰時(shí)，全部打開(kāi);在運(yùn)營(yíng)高峰過(guò)后可關(guān)閉疊加照明，由基本照明和疏散照明作為公共區(qū)照明;在運(yùn)行結(jié)束后可根據(jù)需要關(guān)閉全部基本照明，由疏散照明作為公共區(qū)值班和保安照明。
車(chē)站公共區(qū)正常照明由照明配電室就地控制、通過(guò)設(shè)在車(chē)站綜合控制室的BAS系統(tǒng)集中控制、控制中心遠(yuǎn)程監(jiān)控。根據(jù)時(shí)段(客流的多少)分部控制燈具，進(jìn)行全亮、部分亮以及全不亮的控制，從而做到相對(duì)的節(jié)能控制。
4智能照明控制系統(tǒng)
4.1系統(tǒng)簡(jiǎn)述
智能照明控制系統(tǒng)是一種由現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)總線構(gòu)成的分布式控制網(wǎng)絡(luò)照明管理系統(tǒng)。所有部件都內(nèi)置處理器，網(wǎng)上每個(gè)部件都有一個(gè)地址，通過(guò)總線將所有部件解裂組成一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)。
智能照明控制系統(tǒng)由控制部件、執(zhí)行部件、監(jiān)控部件和網(wǎng)絡(luò)部件等組成?？刂撇考刂泼姘?、觸摸顯示屏、探測(cè)器、控制器、智能時(shí)鐘、用戶編輯器等;執(zhí)行部件含調(diào)光模塊、開(kāi)關(guān)模塊等;監(jiān)控部件含通信電纜、網(wǎng)關(guān)等。智能照明控制系統(tǒng)可以根據(jù)系統(tǒng)需要，通過(guò)各控制器和面板進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)對(duì)各燈或回路的亮度控制，從而達(dá)到不同的燈光場(chǎng)景和系統(tǒng)控制的效果。智能照明控制系統(tǒng)圖如下圖所示。
4.2系統(tǒng)特點(diǎn)
智能照明控制系統(tǒng)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
(1)智能照明控制系統(tǒng)控制方式多樣化?，F(xiàn)場(chǎng)面板手動(dòng)控制、光感控制、移動(dòng)感應(yīng)控制、紅外線遙控、定時(shí)控制、場(chǎng)景控制、中央控制。
(2)智能照明控制系統(tǒng)控制模塊的尺寸為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)化設(shè)計(jì)，體積小，不需要另外增加控制箱。
(3)全分散模塊化結(jié)構(gòu)，元件可分散放置，每個(gè)元件均內(nèi)置微處理器，每個(gè)元件可獨(dú)立工作，不需要主機(jī)控制，元件之間為對(duì)等關(guān)系，任何一個(gè)元件損壞不會(huì)影響其它元件的運(yùn)行。
(4)在地下車(chē)站的出入口和地上站中可安裝光線感應(yīng)器，可根據(jù)自然光的照度，自動(dòng)控制燈光的開(kāi)關(guān)，在自然光線充足時(shí)，可自動(dòng)將燈光關(guān)閉，以達(dá)到節(jié)能的目的。
(5)可與消防聯(lián)動(dòng)，在消防報(bào)警時(shí)將廣告照明和正常照明切斷，并可設(shè)置消防報(bào)警控制的優(yōu)先級(jí)別為最高，在消防報(bào)警時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)面板或定時(shí)控制將不起作用，提高了安全性。
(6)具有系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)視功能，能夠監(jiān)視系統(tǒng)內(nèi)分布于不同地點(diǎn)不同配電箱的設(shè)備通訊狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)有設(shè)備不能正常通訊，立即在中控電腦上顯示，便于運(yùn)營(yíng)部門(mén)的維護(hù)。
4.3典型車(chē)站智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
智能照明控制系統(tǒng)主要用于車(chē)站公共區(qū)(站廳層公共區(qū)、站臺(tái)層公共區(qū))及出入口走道的正常照明。智能照明控制系統(tǒng)的主機(jī)設(shè)置于車(chē)站控制室，通過(guò)通訊線與照明配電箱內(nèi)的控制模塊以及設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)的控制面板相連，進(jìn)行控制信號(hào)的傳遞。
站廳層公共區(qū)：站廳層公共區(qū)正常照明共設(shè)置4個(gè)照明配電箱(以車(chē)站中心里程為界，左右各設(shè)兩個(gè)照明配電箱)。每個(gè)照明配電箱內(nèi)各設(shè)置8個(gè)回路，并設(shè)置一個(gè)智能照明系統(tǒng)的控制模塊。在站廳的值班室內(nèi)設(shè)置智能控制面板，根據(jù)客流的多少可預(yù)置多種燈光場(chǎng)景，以適應(yīng)不同場(chǎng)合的燈光需求，供工作人員任意選擇，既方便管理又節(jié)約能源。預(yù)置控制模式主要有全開(kāi)模式、省電模式、深夜模式和清掃模式。當(dāng)車(chē)站在每天的高峰期運(yùn)營(yíng)時(shí)，客流量相當(dāng)大，站廳層公共區(qū)照明進(jìn)入全開(kāi)模式;當(dāng)車(chē)站在非高峰期運(yùn)營(yíng)時(shí)，站廳層公共區(qū)照明進(jìn)入省電模式，可以打開(kāi)整個(gè)公共區(qū)20%~50%的燈具，這樣可以大大節(jié)省電能;車(chē)站每天停運(yùn)前需要對(duì)公共區(qū)進(jìn)行清掃，此時(shí)公共區(qū)的照明進(jìn)入清掃模式，只需打開(kāi)20%~30%的燈具;深夜期間，車(chē)站進(jìn)入停運(yùn)狀態(tài)，可以關(guān)閉公共區(qū)所有的正常照明，僅留應(yīng)急照明。
站臺(tái)層公共區(qū)：設(shè)置4個(gè)照明配電箱(以車(chē)站中心里程為界，左右各設(shè)兩個(gè)照明配電箱)。每個(gè)照明配電箱內(nèi)各設(shè)置6個(gè)回路，并設(shè)置一個(gè)智能照明系統(tǒng)的控制模塊。在站廳的值班室內(nèi)設(shè)置智能控制面板，具體的控制模式與站廳層公共區(qū)的照明控制模式一樣。
出入口：以車(chē)站中心里程為界，左右各設(shè)置一個(gè)照明配電箱給出入口的燈具進(jìn)行配電，每個(gè)照明配電箱內(nèi)設(shè)置一個(gè)智能照明系統(tǒng)的控制模塊，并根據(jù)出入口的長(zhǎng)度不同每個(gè)出入口可以設(shè)4~6條照明回路，通過(guò)時(shí)鐘控制模塊進(jìn)行定時(shí)控制，每天10：00—23：00定時(shí)打開(kāi)所有照明回路;每天23：00—次日7：00的時(shí)段里，可設(shè)置定時(shí)關(guān)閉所有普通照明回路，打開(kāi)應(yīng)急照明回路，從而達(dá)到節(jié)能的效果。
也可通過(guò)智能面板就地控制，在站廳的值班室安裝一個(gè)智能控制面板，可參考站廳層公共區(qū)的照明控制模式確定開(kāi)燈的回路數(shù)量。
5智能照明控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的比較
5.1控制形式的比較
傳統(tǒng)的照明控制方案是基于BAS系統(tǒng)進(jìn)行的，只能對(duì)照明設(shè)施進(jìn)行簡(jiǎn)單的群組控制、時(shí)間控制，智能照明控制系統(tǒng)能夠?qū)?chē)站的照明進(jìn)行智能化的管理，達(dá)到根據(jù)用戶的需求對(duì)每一路照明回路進(jìn)行控制群組控制、時(shí)間控制，還增加了對(duì)照明設(shè)施進(jìn)行場(chǎng)景控制、調(diào)光控制及傳感器控制等功能。
如果利用BAS系統(tǒng)對(duì)每一路照明回路進(jìn)行控制，需要增加照明箱的體積，同時(shí)BAS系統(tǒng)的I/O模塊也需相應(yīng)的增加;智能照明控制系統(tǒng)采用模塊化，不需要增加照明箱體積的基礎(chǔ)上就可以達(dá)到上述的群組控制、時(shí)間控制。
5.2與車(chē)站BAS接口的比較
傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)通過(guò)接觸器與二次控制元件實(shí)現(xiàn)BAS系統(tǒng)的自動(dòng)控制，根據(jù)二次控制元器件放置的位置不同，可采用集中式和分散式，分散式即控制元器件放置在每一個(gè)配電箱內(nèi);集中式即在某一房間(值班室或配電室)集中設(shè)置一個(gè)控制箱，每個(gè)照明的二次控制元件集中放置在該控制箱，通過(guò)控制電纜將控制信號(hào)連接到現(xiàn)場(chǎng)配電箱的接觸器。傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)與BAS系統(tǒng)的接口界面在照明控制箱的二次端子，接口形式是無(wú)源干接點(diǎn)。
智能照明控制系統(tǒng)為內(nèi)部獨(dú)立的系統(tǒng)，內(nèi)部接線通過(guò)總線形式，與BAS系統(tǒng)接口界面在智能照明控制系統(tǒng)的主機(jī)，接口形式為通訊接口。這樣BAS系統(tǒng)可以節(jié)省很多的連接線。
5.3投資比較
傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)可通過(guò)BAS系統(tǒng)對(duì)照明進(jìn)行簡(jiǎn)單的節(jié)能的控制。當(dāng)采用智能照明系統(tǒng)后，可以將照明回路劃分的更加詳細(xì)，控制方式也更加多樣化，因此就更加節(jié)能。
對(duì)于一個(gè)典型地鐵車(chē)站采用智能照明系統(tǒng)比傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)需要增加投資約15萬(wàn)。按前文所述智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，對(duì)車(chē)站72路照明回路進(jìn)行控制。假設(shè)每路使用電流為3A，可比傳統(tǒng)的控制可以節(jié)省20%～30%的電量，每天車(chē)站照明時(shí)間為14個(gè)小時(shí)，則每天可以節(jié)省166kWh電量。按每度電0.8元計(jì)費(fèi)，每年可以節(jié)省電費(fèi)4.86萬(wàn)元，運(yùn)營(yíng)三年多即可收回一次性投資。
此外，采用智能照明控制系統(tǒng)還可以保護(hù)延長(zhǎng)燈具的運(yùn)營(yíng)壽命，減少車(chē)站的檢修維護(hù)費(fèi)用，減少安裝布線的開(kāi)支。
6結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)與傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)相比，智能照明控制系統(tǒng)因有靈活、人性化的特點(diǎn)越來(lái)越被人們所認(rèn)識(shí)，在實(shí)際運(yùn)用中也越來(lái)越廣泛。智能照明控制系統(tǒng)在城市地鐵車(chē)站中也有所應(yīng)用，雖然單個(gè)地鐵車(chē)站的面積不大，燈具數(shù)量也不是很多，但是作為整條地鐵線，乃至整個(gè)地鐵網(wǎng)絡(luò)，其規(guī)模及數(shù)量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)大型建筑物，因此，智能照明控制系統(tǒng)對(duì)“節(jié)能減排”的貢獻(xiàn)也將舉足輕重。為此，智能照明控制系統(tǒng)應(yīng)在地鐵車(chē)站中予以推廣采用。
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