劉細鳳
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：簡要分析了傳統照明控制方式的缺陷，介紹了智能照明系統的構成、功能及其勢，詳述了智能照明控制系統在寧波地鐵中的具體應用方案，有效提高了地鐵車站的照明質量、管理效率和能效。
關鍵詞：智能照明；地鐵；節(jié)能；管理效率
地鐵車站般設置于地下，沒有自然采光，只能依靠燈具 照明來保障內部光環(huán)境。設備房、辦公用房等在門旁安裝蹺板 開關實現照明控制。當房間面積比較大、燈具數量比較多時，般安裝多聯開關或多組開關實現集中控制。按照地鐵運營管理規(guī)范，能夠出入設備房、辦公用房等房間的是運營工作人員，基本上可以實現人走燈滅。但是，對于站廳、站臺等公共區(qū)，既要保證照度要求，又要根據運營時段、天氣變化調整燈具照明情況。傳統的做法是采取冗雜的配電線路，加裝照明配電箱，而且需要在總進線處裝設接觸器，通過電氣觸點來實現分區(qū)控制、集中監(jiān)控、定時開關等。傳統照明控制模式元器件比較多，布線復雜，工程難度比較大，照明質量受到限制，僅適用于工況簡單的地方，而且其管理模式較為低端，不能很好地實現節(jié)能降耗。目前，大部分地鐵站采用的還是傳統照明控制方式，但是，這種模式已經很難滿足節(jié)能降耗的要求。隨著科技的發(fā)展，將智能控制技術應用于照明系統，既能彌補傳統照明控制方式的缺陷，又能提高綜合能效。
1、智能照明系統簡介
照明控制主要經歷了3個階段，即人工控制階段、時序控制階段和自動調光控制階段。在地鐵發(fā)展初期，大多采用人工控制的方式，因為計算機技術還不成熟，只能根據不同運營時段和現場照明環(huán)境設置人員負責照明管理，各個區(qū)域的照度也是由人主觀決定的。如果控制不及時，會造成很大能耗，引起 浪費。隨著 PC 技術、通訊技術的發(fā)展，以及樓宇自動化的廣泛推廣，各方開始重視智能照明控制技術，智能照明控制市場 也逐漸被各個專業(yè)企業(yè)所關注。目前，智能照明技術已經廣泛應用于大型公共建筑、廣告、寫字樓、博物館等領域，在地鐵領域也有部分應用，但僅作為 BAS 系統的個衍伸，并沒有發(fā)揮其全部功能。
智能照明控制系統是對照明進行智能化管理，實現光源的群組控制和時間控制，同時，還能進行傳感器控制、場景控制 和調光控制等。其結構如圖1所示。
利用智能照明控制系統，可以根據實際情況、自然環(huán)境、用戶需求等采集各種照明信息，對采集的信息進行邏輯分析、推理、判斷，并按照要求的形式儲存、顯示、傳輸分析結果，反饋相應的工作狀態(tài)信息，達到預想的效果。
圖1 智能照明控制系統結構
2、智能照明控制系統的應用
智能照明控制系統的應用地鐵智能照明控制系統主要用于車站公共區(qū)（站臺層、站 廳層）和出入口的正常照明。智能照明控制系統根據地鐵車站 照明設計中所確定的區(qū)域、不同時段的客流量，自動控制各個區(qū)域的照度，從而達到地鐵車站的視覺要求，并有效節(jié)約能源。
2.1 寧波地鐵智能照明系統的構成
智能照明系統硬件包括控制計算機、驅動器，電源供應器，觸摸屏、智能面板、定時器、光線感應器、故障元件監(jiān)視單元、網關和支線耦合器等元件。這些模塊利用zhuan用電纜連接起來，形成個系統，通過網關連接至車站的環(huán)境與設備監(jiān)控系統（BAS），實現系統的集成。
軟件部分主要包括監(jiān)控軟件和編程軟件。系統采用模塊編程，每個光源設個地址，每個回路設個組地址，每個模 塊設個物理地址，將對應的模塊、回路地址組合到個組地址進行有效的控制，使系統使用起來更便捷。在實際使用時，可以將編程接口插入任總線耦合器中，計算機和總線的連接通過接口實現，可以設置或更改總線元件的參數，還可以修改程序或編程。
2.2 寧波地鐵智能照明系統控制方案
智能照明控制系統根據運營時段和太陽光照度對出入口、站廳層和站臺層3 個區(qū)域進行統模式的自動控制。地鐵寧波智能照明系統拓撲結構如圖2所示。
圖 2 寧波地鐵智能照明系統拓撲結構圖
在每天高峰運營時段，車站的客流量比較大，站廳層、站臺公共區(qū)照明全部開啟，如圖3 所示；在般運營時段，公共區(qū)照明進入省電模式，打開 60%～80%的燈具；在每天停運前，需要清掃公共區(qū)，進入清掃模式后打開30%的燈具，如圖4所示；在深夜，車站進入停運狀態(tài)，公共區(qū)所有的正常照明、廣告照明全部關閉，僅開啟應急照明。
地鐵車站出入口不太影響乘客出行的舒適度和出行，所以，照明控制根據地下空間過渡照明要求設置，采用自然光。當自然光達不到要求時，利用燈具照明補償，比較照度傳感器傳輸的數據與系統預設值——現場照度值低（高）于預設值時自動開啟（關閉）部分區(qū)域部分燈光，以達到合適的程度。另外，要將控制用觸摸屏安裝在車站控制室中內，設置多種燈光模式，以適應不同場合、不同時段的運營需求，以供運營人員選取。這樣做既方便管理，又節(jié)約能源?？刂平缑嬉妶D5.
圖 3 運營高峰模式
圖 4 清潔模式
圖 5 觸摸屏控制界面
寧波地鐵智能照明控制系統將車站的照明分為上述幾種模式，也可以根據后期運營需求通過計算機進步減少或細化照明模式。此外，智能照明控制系統通過網關與BAS系統連接，實現對照明系統的集中控制。智能照明控制系統將運營模式、支路狀態(tài)、故障等信息上傳給BAS系統，并在 BAS系統的屏幕上顯示。這時，運營工作人員就可以通過BAS系統查看照明系統的相關信息，且能夠在需要時調整照明系統的運營模式。
3、安科瑞智能照明控制系統介紹
3.1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(fā)展起來的，其中EIB（European Installation Bus,歐洲安裝總線）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*0.8EIB BUS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起并組成套完整的控制系統，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(qū)、醫(yī)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。
3.2系統工作原理示意圖（見圖6）
3.3產品選型
3.3.1開關驅動器
3.3.2調光驅動器
3.3.3可控硅調光模塊
3.3.4傳感器
3.3.5總線電源
3.3.6智能面板
3.3.7干接點、濕接點輸入模塊
3.4系統功能
1）光照度（需要配照度傳感器）監(jiān)測，對利用自然光照明區(qū)域，根據自然光照度變化，進行照明控制和調節(jié)，滿足照明和節(jié)能要求；
2）公共區(qū)域、走廊、通道、門廳、電梯廳等的照明，應設置紅外或微波類人體感應器，并結合智能控制面板，實現各種場景照明控制，盡可能較少燈具點亮時間；
3）樓梯間照明采用人體感應探測控制；
4）設備房、設備房走道采用分組就地控制；
5）室外路燈、景觀等照明采用光照度控制結合時控的集中控制方式；
6）監(jiān)控系統界面友好，畫面美觀,實時顯示各區(qū)照明工作狀態(tài)；
7）應具有完善的用戶權限管理功能，避免越權操作；
3.5系統的控制勢
1）系統可通過、觸摸屏、電腦對現場的燈光、空調及窗簾等進行遠程集中控制，使得控制更加方便智能，用戶體驗更舒服；
2）系統中控制模塊均工作在直流30V可靠電壓下，用戶操作更加可靠、舒服；
3）系統在實施過程中，充分結合自然光及人員的活動規(guī)律來自動控制燈光，減少能源消耗，達到很好的節(jié)能效果；
4）系統采用分布分布式KNX總線結構，搭建簡單靈活，系統內各模塊互不影響，可獨立工作，可靠性更高；
5)多種控制方式可供選擇，如本地控制，自動感應控制，定時控制，場景控制和集中控制等，控制方式更靈活；
6)系統的自動控制、遠程集中控制等功能，在實現自動化的同時，大量減少了值班人員，提高了管理水平和工作效果；
7)升級系統內控制模塊或更改系統功能時，無需增加連接線，不需關閉整個系統，只需更改設備參數即可實現，維護方便，操作簡單；
8)系統可與消防系統聯動，在出現消防報警時，強制打開應急回路，方便人員疏散，從而降低了人員傷亡的風險，提高了建筑的可靠性。
3.6安科瑞組網方案
智能照明控制系統組網方式靈活，擴展方便，當系統模塊數量較少、距離較近、范圍較小時，各設備以樹形枝狀延伸，構成支路系統智能照明控制系統；當系統模塊數量較多、距離較遠、范圍較大時，用支線耦合器組成多條支路，構成區(qū)域智能照明控制系統；當系統模塊數量很多、距離很遠、范圍很大時，用支線耦合器、區(qū)域耦合器等構成樓群智能照明控制系統。（見圖7）
圖7 組網方案
4、結束語
地鐵車站作為大型公共建筑，對照明質量、照明管理和節(jié)能降耗提出了相當高的要求。地鐵智能照明系統可預先設置運營模式和運營場景，實現對車站不同區(qū)域、不同季節(jié)、不同時段照明燈具的自動開關，從而減少運營人員的工作量，達到節(jié)約能源的目的。同時，時鐘控制器、照度傳感器等智能設備的運行，能夠有效縮短燈具的開啟時間，延長燈具的使用壽命，提高照明質量，節(jié)省人力成本，降低運營費用。隨著科技的不斷進步，智能照明系統的使用也會越來越便捷、高效、節(jié)能。 在不久的將來，智能照明系統必將在地鐵車站中被廣泛使用。
【參考文獻】
[1]侯紅磊，黃建霞.智能照明系統在寧波地鐵車站中的應用
[2]朱姝偉.基于地鐵站的電氣照明節(jié)能研究［J］.西安：長安大學，2015.
[3]安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊.2020.06版
作者簡介：劉細鳳，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能照明的研發(fā)與應用
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