【摘要】地鐵作為地下建筑，大量使用燈光照明，智能照明系統的應用有利于提高照明使用效率并兼顧照明舒服度。通過介紹智能照明系統的特點及地鐵中智能照明系統的系統構成和控制方案，并結合智能照明系統在南京地鐵中的設計與應用，闡述了智能照明系統在應用在地鐵建設中的*性及發展前景。

【關鍵詞】智能照明地鐵模式控制

　　1引言

　　隨著地鐵線路里程數的不斷增加，地鐵系統儼然己經成為了城市中的能耗大戶。由于地鐵車站處于地下，自然采光難以實現，主要依靠人工照明來營造和保障內部光環境，照明時間長、能耗大是其特點，據調査地鐵車站照明的用電量僅次于電梯和排風系統，占總用電量的30%左右，各照明系統中還存在大量低效率的光源、燈具等設備和低效的照明控制方式，所以照明系統在節能方面有很大的空間。

　　照明的基本功能是明視性，也就是我們一般常說的照明，它能幫助我們辨別周圍環境和識別眼前物體,滿足一般的社會活動需求。隨著社會經濟的發展和人民生活水平的提高，人們對照明的需求不再局限于基本的明視功能，而是對光環境提岀了更高的要求，也就是心理照明。恰當的照明氛圍能夠讓人體感舒服、心情愉悅。如果光環境處理的不好,也會影響人們的生活，如高架橋、高層辦公樓等公共建筑的晚間亮化照明，會影響附近居民樓內人們睡眠的效率，進而影響之后的生活和工作;商業區建筑外立面上的大幅廣告照明，雖然比較奪人眼球，但是可能會影響交通安全。

　　因此，如何根據地鐵車站內部環境特點、人群特點和交通行為特征以及視覺特點平衡兼顧照明舒服度水平和照明質量要求，實現經濟、節能的綠色照明是地下空間人工光環境控制追求的目標。

　　2智能照明系統簡介

　　在照明控制的進程中主要經歷了三個階段，分別為人工控制階段、時序控制階段和自動調光控制階段。在地鐵建設發展初期，大多釆用人工控制的方式進行空間照明，因為在照明控制方面計算機技術還不成熟，所以只能根據不同時段和現場環境,由專人負責照明的控制和管理，區域照明亮度也是由專門人員主觀決定的。由于控制的不及時很容易造成能耗過大，產生浪費。

　　隨著計算機技術、網絡通訊技術的發展，以及智能型樓宇、住宅的廣泛推廣，智能照明控制技術得到眾多投資方、用戶及設計師的重視，智能照明控制產品市場也日益被各專業企業所關注。目前智能照明技術已廣泛應用于智能家居、賓館酒店、商業廣告、園林景觀、體育場館、汽車等諸多領域,在軌道交通領域也有部分應用，如上海、深圳、杭州地鐵等部分線路，但其系統只是作為車站BAS系統控制功能的一個衍伸，并未發揮其根據光環境達到智能調光的功效。

　　通俗地說,智能照明控制系統是利用計算機、嵌入式系統和網絡通信技術，將照明線路中的各種光源通過網絡連接到一起進行控制的平臺。利用照明智能化控制可以根據環境變化、客觀需要、用戶預定需求等條件而自動采集照明系統中的各種信息，對所釆集的信息進行相應的邏輯分析、推理、判斷，并對分析結果按照要求的形式存儲、顯示、傳輸，進行相應的工作狀態信息反饋，以達到預期的控制效果。

　　(1)智能照明控制系統的特點

　　a.系統集成性，是集計算機技術、網絡通信技術、自動控制技術、微電子技術、數據庫技術和系統集成技術于一體的現代控制系統;

　　b.智能化，具有信息采集、傳輸、邏輯分析、智能分析推理及反饋控制等智能特征的控制系統;

　　c.網絡化，傳統照明控制系統大都是獨立的、本地的、局部的系統，無專門的網絡連接，而智能照明控制系統可以是大范圍的控制系統，需要包括硬件技術和軟件技術的計算機網絡通信支持，進行必要的控制信息交換和通信，并納入物聯網技術，可實現通過移動終端進行控制;

　　d.使用方便，采用圖形化界面，顯示直觀，控制方便，可以通過編程的方法靈活改變照明效果，同時還能實時監測末端負載的運行情況，為運營檢修提供了便利。

　　(2)智能照明控制系統的功能

　　a.回路電流、電壓、功率因數、電量檢測等;

　　b.單燈開關和調光;

　　c.單燈電流、電壓、功率因素、電量和溫度檢測等;

　　d.根據天氣情況和實際的光照強度，實現燈具的自動開、關和調光;

　　e.靈活的亮燈組合管理，控制每一盞燈;

　　f.現場管理功能;

　　g.預設管理功能;

　　h.每天可進行自動通、斷電操作，保證工作日、節假日按不同的時間自動通、斷電，可對用電設備進行分區、分線路管理或單獨管理;

　　i.集成無線抄表功能，為能耗管理打下基礎;

j.監控燈具的開、關和亮度，從而顯著延長燈具的有效壽命，減少燈具更換次數，節約資源。

　　3智能照明系統設計方案

　　3.1系統構成

　　智能照明控制系統一般由四個單元構成:輸入設備、系統設備、輸出設備、負載。輸入設備包括終端控制器、照度傳感器等將所接收到的指令和信號發送給系統設備主機，主機把調整后的數據送給輸出設備開關模塊或調光控制模塊，控制模塊對負載光源進行開關與調光動作。

智能照明控制系統設備主要由一臺智能照明主機控制柜和多個智能照明配電箱以及被控設備(燈具)組成(圖1)。智能照明主機控制柜內安放了智能照明系統的核心組成部分，包括主控制器、工控機及顯示器、遠程數據集中器等接口配件。智能照明配電箱則內置了分控制器和控制模塊，分控制器和控制模塊通過現場總線連接成網絡，通過接口元件及軟件，可在控制室的智能照明主機控制柜內的工控機上進行實時監控及操作。還可根據用戶需求拓展，將現場控制器和照度控制器等組件連接至分控制器上,實現狀態控制功能。

圖1智能照明系統簡圖

　　3.2控制方案

　　以往地鐵車站的照明燈具釆用交叉配線，由車站BAS系統分回路通過硬線集中控制，在運營的高峰時段，站廳、站臺公共區的所有照明全部開啟。高峰過后，關掉其中一半照明以節約能源。列車正常停運后，將公共區的正常電照明全部關掉，只保留公共區的應急照明，供內部人員通行和使用。

　　這種控制方式雖然在一定程度上達到了節電的效果，但是在照明梯度上變化明顯，工況單一，無法做到在亮度上線性實時控制，會讓人心理上產生一定的不適應，也無法做到分區域單燈控制。同時，傳統的熒光燈管反復的開關會影響燈管的使用壽命，對于出現故障的燈具無法在控制室査看，只能通過運營維護人員到現場逐個排查，如檢查疏漏、更換不及時，不但影響照明效果，還可能會收到乘客的投訴，擴大了影響范圍，浪費了人力物力財力。同時，熒光燈/節能燈的特性決定其無法實現單燈調光控制。

　　因此,基于以上原因，選用更加綠色環保的光源LEDoLED除了有著節能、環保、壽命長的特點，更重要的是LED有著不可比擬的調光優勢，體現在可通過調整電流的大小或通過LED顆粒分組控制從而達到調整光照強度的目的，非常適合配合智能照明控制器實現分時、分組、分區域控制，每套燈具還可以內嵌地址，實現單燈調光控制，實時上傳工作狀態。

　　南京地鐵工程釆用的智能照明控制系統是一個二線制的智能控制系統，由智能照明主機、智能控制模塊、被控設備(燈具)和相關通訊網絡組成。系統內所有的控制模塊均內置微處理器和存儲單元，由一對信號線連接成網絡?？偩€上所有控制模塊通過系統編程使控制開關與輸出回路建立邏輯對應關系。智能照明控制系統在控制的同時，監控各回路燈具的運行情況，并將數據反饋至主機顯示屏，同時上傳至車站綜合監控系統。

　　(1)分時、分區、分組控制

　　在主機中根據日客流、節假日、重大節日、大型集會或慶典等不同情況下的客流大小分別設定模式，實現分時、分區、分組調光控制。

　　(2)自然光補償控制

南京地處長江下游中部富庶地區，屬亞熱帶季風氣候，雨量充沛，四季分明,年平均雷暴日為32.6d/a。因此其自然光的光照強度受氣候、天氣變化的影響較大。利用自然光釆光的出入口及淺埋式開天窗車站的公共區設置照度傳感器，根據季節、天氣、日照的變化單獨對有自然光引入范圍內的燈具進行自動調光，給乘客提供舒服的視覺感受。控制過程無需人工干預,運營管理方便，同時節約電能。

　　(3)事件控制

根據特殊事件采用預編程或手動控制,管理照明。特殊情況下,打開特定區域內的局部照明光源，以滿足各種情況下的照明需求。

　　4智能照明系統在南京地鐵中的應用

　　4.1南京地鐵工程車輛段及停車場

　　南京地鐵3號線工程秣周車輛段、林場停車場及南京地鐵4號線工程青龍車輛段在檢修大庫內設置了車輛段的智能照明系統。通過將照明系統與檢修列車列位、列車檢修工藝以及列車運行計劃相協調，達到對大庫照明系統的智能控制。智能照明控制裝置按行車計劃實時調用列位燈具控制模式,要求白天庫頂照明工作區域開啟部分燈光照明，晚間等待地鐵車輛入庫的時間段開啟全部庫頂照明燈具，地鐵車輛入庫開始檢修時自動開啟全部檢修坑內及檢修平臺照明燈具。工作結束時間時自動關閉全部燈具，只保留部分庫頂長明燈至早晨天亮。當現場需要加班或其他臨時需要時，可通過現場控制器開啟或關閉燈具。

車輛段采用智能照明控制系統,根據車輛基地行車組織計劃，結合車輛檢修工藝要求對停車列位上方一般照明燈具進行分區、分時控制，控制方便,節電*。根據分析結果，南京地鐵3號線工程車輛場段釆用智能照明系統,可節省50%的照明電能損耗。預計一年可節省54萬kWho圖2為檢修大庫智能照明方案圖。

　　4.2靈山控制中心

南京地鐵4號線工程還在靈山控制中心大樓設置了智能照明控制系統，對控制中心地下停車場及運營辦公用房普通照明、室外照明、景觀照明進行智能化控制，以節約電能。智能照明系統控制地下停車場燈具開斷,做到車來燈亮、車走(停)燈熄,亮燈區域為有車行徑的區域?？刂浦行倪\營辦公用房由智能照明系統根據照度自動控制室內燈具,且室內無人時自動熄燈;走廊及電梯廳照明做到有人燈亮、無人燈熄。室外照明由智能照明系統根據室外照度情況，自動開燈、熄燈，在凌晨之后，根據需要可將室外照明全部熄滅。景觀照明由智能照明系統設置模式控制，平日為節能景觀模式，可只開啟部分景觀照明，有慶?；顒踊蚬澕偃諡楣澕倬坝^模式，開啟全部景觀照明，在凌晨之后，根據需要可將景觀照明全部熄滅,節能效果非常明顯。

5、安科瑞智能照明控制系統

5.1系統簡介

Acrel-BUS智能照明控制系統，是基于KNX總線技術設計的控制系統。KNX總線技術起源于歐洲，是在EIB，Batibus和EHS這三種住宅和樓宇的總線控制技術上發展起來的，其中EIB是該總線技術的主體。

Acrel-BUS智能照明控制系統采用標準的2*2*0.8EIBBUS總線（即KNX總線）作為總線線纜，將所有的智能照明控制模塊連接到一起并組成一套完整的控制系統，既可實現照明燈具的遠程集中控制，又可實現就近控制功能。該系統理論可連接控制模塊數量達580000多個。

安科瑞智能照明產品種類齊全，方案完善。用戶可通過控制面板、人體感應、照度感應、微波感應、上位機系統、觸摸屏、手機、平板端等多種控制終端實現靈活多樣的智能控制，特別適合于各類智能小區、醫院、學校、酒店，以及體育場所、機場、隧道、車站等大型公建項目的照明系統。

5.2系統結構

系統一般采用分層結構，搭建項目時，劃分成域、支線、域－支線這種分布式總線結構。一方面其布局清晰，布線簡單，容量大，對各種類型的項目尤其是大型公建項目特別適用，另一方面有效提高了系統的可靠性。由于每個域和每條支路分別分配了總線電源，這種電氣的隔離使得系統的某個部分出現故障時，其他部分仍能繼續工作，一條線路或一個域內的數據通信不會影響到其它范圍的數據通信。

5.3產品介紹及選型 

6 結語

智能照明隨著地鐵的建設，不斷得以應用。通過在南京地鐵中的應用經驗，智能照明不僅能營造較好的光環境，還可以提高照明使用效率，有效節約能源和降低運行費用。在“十三五”推行綠色發展理念的今天，智能照明控制系統在地鐵建設中的應用有發展前景，也是大勢所趨。

參考文獻

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【6】安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06版