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智能照明控制系統(tǒng)在城市軌道交通的應(yīng)用

 更新時間:2023-09-21 點擊量:796

安科瑞 耿敏花

摘要:在傳統(tǒng)的城市軌道交通設(shè)計方面,照明設(shè)計方案具有一定的弊端。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,智能化技術(shù)漸漸步入人們的生活并成為主流,故在城市軌道交通中應(yīng)用新型的照明控制設(shè)計,即智能控制系統(tǒng)。本文主要對智能照明的具體應(yīng)用進行了分析,并據(jù)此得出該設(shè)計具有的優(yōu)勢和應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞:智能照明;軌道交通;應(yīng)用研究

在我國城市軌道交通系統(tǒng)已經(jīng)存在多年,其高運載量是作為公共的交通運輸系統(tǒng)的主要特點之一。城市軌道交通系統(tǒng)在發(fā)展初期只能提供居民生活所需的交通出行需求,如今不僅能滿足居民的日常生活出行,還能滿足居民的休閑娛樂以及旅游購物等多個方面,該系統(tǒng)的完善與發(fā)展速度之快可見一斑。在滿足居民的日常出行等硬性要求之后,能否給乘客提供適宜的“軟性服務(wù)"就成了城市交通軌道系統(tǒng)完善中的重要目標(biāo)。

1、傳統(tǒng)照明設(shè)計方案

1.1 傳統(tǒng)照明方案的分區(qū)配電特點

根據(jù)以往的經(jīng)驗,傳統(tǒng)的照明設(shè)計方案主要適用于同時、同效的大面積區(qū)域供電,而地鐵作為一個新興的城市軌道交通運載工具,其面向乘客使用的車站部分位于地下,照明控制設(shè)計不能等同于傳統(tǒng)的城市軌道交通運載工具,然而由于其位于地下、日光無法照射,給采光造成了難度,地鐵車站內(nèi)的照明只能依靠人工照明設(shè)備。如何在節(jié)約能源的同時給地鐵車站提供合適亮度的照明服務(wù)?這是現(xiàn)代城軌交通人應(yīng)該思考的一大問題。

在傳統(tǒng)的照明設(shè)計方案中,將地鐵車站主要分為兩大區(qū)域:一大區(qū)域是主要供乘客使用的公共區(qū)域,這一區(qū)域囊括了進站前的準(zhǔn)備大廳、站臺前的候車區(qū)域、安檢區(qū)域以及出站口和入站口等區(qū)域;另一區(qū)域則是由地鐵主要運行設(shè)備占用,和地鐵日常運維人員所使用的工作和休息區(qū)域構(gòu)成。不同區(qū)域的用處不同,所需要的照明形式也不盡相同。例如:面向乘客使用的公共區(qū),由于乘客人來人往,在運營時間需要一直提供照明服務(wù);而對于面向工作人員使用的日常運營維護的工作區(qū)域來說,只需在地鐵設(shè)備進行管理和檢查的時候提供照明服務(wù)。

1.2 傳統(tǒng)照明方案的配電方式

傳統(tǒng)配電方式適用于大面積廣泛用電區(qū)域,其供電特點是同時、同效。因此在傳統(tǒng)的城軌交通系統(tǒng)的照明方案設(shè)計中,考慮到了地鐵照明的負(fù)荷程度,對地鐵照明進行了負(fù)荷等級的劃分,為了避免突然停電造成的地鐵運營出現(xiàn)問題,乘客恐慌,列車運行不正常等情況,傳統(tǒng)的城軌照明方式,是將面對乘客開放的公共區(qū)域采用劃分更小的區(qū)域來分配用電進行照明服務(wù)的方式,一般將公共區(qū)域劃分成兩個區(qū)域,屬于同一區(qū)域的照明服務(wù)由變電所提供,通常使用兩條母線進行配電工作。

對于面向工作人員使用的工作區(qū)域,照明服務(wù)通常使用放射式配電,由設(shè)備區(qū)照明供電總電箱提供,分散至若干條回路到達各個設(shè)備和不同的工作區(qū)域。每個設(shè)備和工作區(qū)域設(shè)置照明開關(guān),進行單獨的照明控制,提高了人工成本。在傳統(tǒng)的城軌照明系統(tǒng)的設(shè)計方式中,為了達到節(jié)約能源降低運行成本的需求,又將面向乘客使用的地鐵公共區(qū)域分為工作照明區(qū)域和節(jié)能照明區(qū)域。照明總電箱再將電量供給各個分電箱,以便于達到日常所需,然而這種程度的節(jié)能效果遠不如智能照明控制操作系統(tǒng)。

在日常的工作服務(wù)狀態(tài)下,節(jié)能照明電箱和專門分配給工作使用的電箱全部運行,而在乘車低峰期,為了滿足照明服務(wù)的同時實現(xiàn)節(jié)約能源的需求,只打開兩個照明電箱中的任意一個,這樣的設(shè)計操作進一步體現(xiàn)了設(shè)計上的靈活性。但是在實際的運營過程中,往往不會采用這樣的操作,因為該操作的控制復(fù)雜而且需要人為干涉,看似節(jié)約能源實際卻增加了運營工作負(fù)擔(dān)。

2、在城軌交通中應(yīng)用智能照明系統(tǒng)

2.1 在地鐵運營中應(yīng)用智能照明設(shè)計

在新型信息技術(shù)和科技創(chuàng)新水平均逐漸提高的現(xiàn)在,在城軌交通內(nèi)部,智能照明系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用在了地鐵車站照明系統(tǒng)中。該控制系統(tǒng)由移動終端、互聯(lián)網(wǎng)信息傳輸、互聯(lián)網(wǎng)智能信息分析、智能電氣控制以及分布式藍牙等無線終端遙感操控系統(tǒng)等智能操作系統(tǒng)組成,以此滿足智能化、節(jié)能化的控制照明需求。智能照明控制系統(tǒng)不僅具有節(jié)約能源、節(jié)約人力等特點,還可以根據(jù)實際情況和客運人流量以及不同的區(qū)域智能地增強或者減弱燈光,還新增了定時系統(tǒng)等功能,實用性和適用性都非常高。

智能化調(diào)節(jié)燈光系統(tǒng)由智能化板塊構(gòu)成,不僅可以達到對照明工具用電控制的目的,還可以配合照明工具使用,以達到智能化調(diào)節(jié)光線亮度的目的。采用該系統(tǒng)對地鐵車站進行照明控制后,就可以取代總照明電箱下的分照明電箱,只需要將照明所需的總電箱中電量全部輸出,再交由下面的智能控制模塊管理輸出全部電量,達到取代傳統(tǒng)照明分電箱的目的,在實際使用時再針對實際情況對設(shè)計進行優(yōu)化。根據(jù)實際數(shù)據(jù)可知智能操控系統(tǒng)在城軌交通中的地鐵運營中具有相對的優(yōu)勢。

2.2 在隧道照明中采用智能照明技術(shù)

在某些位于地下的特殊公共城軌交通區(qū)域,例如隧道,不同于地鐵無法采光,照明全部依靠人工照明設(shè)備提供,其受外界采光影響但采光強度不夠滿足日常運營需求的特殊性,應(yīng)用智能照明技術(shù)是上乘之選。

現(xiàn)如今,我國大小城市的隧道中的照明方面普遍存在一些問題,或是照明強度不夠大,或是照明強度太弱,外界光線的強弱對內(nèi)部光線也會有一定的影響。傳統(tǒng)的照明設(shè)計系統(tǒng)在實施方面存在諸多問題,人工實施起來也十分的復(fù)雜,且十分容易出現(xiàn)安全問題,稍有不慎就會埋下安全隱患,給公共城軌交通設(shè)備的安全性造成威脅。而采用智能照明控制操作系統(tǒng)就能夠很大程度上避免這些問題,其內(nèi)設(shè)的感光系統(tǒng)可以根據(jù)實際的外界采光情況改變照明設(shè)備的亮度,給隧道運營減輕了負(fù)擔(dān),降低了人工成本的同時大大消除了安全隱患,提高了駕駛員和乘客的安全性。

3、智能照明操控的應(yīng)用前景

數(shù)據(jù)顯示,各大照明設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)都對智能照明操控技術(shù)表示關(guān)注,智能操控的照明技術(shù)將會更加成熟,更節(jié)能且造價低廉的智能照明操控系統(tǒng)的出現(xiàn)指日可待。

以下將對在照明設(shè)計方面,傳統(tǒng)方案和智能操控方案的利弊方面做出詳細(xì)的介紹。根據(jù)對實際數(shù)據(jù)的分析得出,智能操控系統(tǒng)在城軌交通中地鐵和隧道的應(yīng)用中略勝。地鐵和隧道都位于地下或者山中,無法采光或者采光較差,均需要使用大量的 LED 燈來提供照明服務(wù)。在傳統(tǒng)的設(shè)計策劃中。地鐵的內(nèi)部站臺公共區(qū)域都采用節(jié)能型的普通燈具來提供照明服務(wù)。

現(xiàn)如今,照明設(shè)備行業(yè)廣泛發(fā)展,新型的LED燈具已經(jīng)廣泛取代普通燈具來提供照明服務(wù)。LED 照明技術(shù)是使用一種特殊的照明設(shè)備,即LED燈,LED的內(nèi)部由半導(dǎo)體材料作為核心,在半導(dǎo)體設(shè)備中通過載流子復(fù)合發(fā)出大量的能量來提供光源,又稱為半導(dǎo)體照明。半導(dǎo)體照明技術(shù)具有節(jié)約能源,提高燈具壽命和綠色照明等多方面優(yōu)勢。且由于其不同于傳統(tǒng)燈具的接電要求,可以配合智能照明操作系統(tǒng)使用。根據(jù)智能化操控模塊對照明設(shè)備通電的控制,可以調(diào)節(jié) LED燈的燈光強弱,也可以結(jié)合自動感光設(shè)備進行實時調(diào)節(jié)。例如在地鐵的出站口和入站口頂部安裝感光傳感器,當(dāng)?shù)罔F運行列車進站的時候,通過自動感光器的連感技術(shù),增強屏蔽門門燈亮度,結(jié)束進站后,再通過聯(lián)動設(shè)置降低屏蔽門門燈亮度。

4、應(yīng)用場景

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系統(tǒng)功能:

1、開關(guān)控制:對通道、走廊、公共區(qū)域、樓梯間、會議室按照單個照明回路、區(qū)域、樓層等實現(xiàn)對應(yīng)照明的開關(guān)燈控制,監(jiān)視受控回路的開關(guān)狀態(tài)。

2、調(diào)光控制:滿足區(qū)域照度和亮度調(diào)節(jié)要求,支持在通道、走廊、公共區(qū)域、樓梯間、會議室等場所監(jiān)測照度或亮度,并根據(jù)需要自動/手動調(diào)節(jié)開燈數(shù)量和燈光亮度,充分利用自然光源,滿足節(jié)約了能源,營造了舒適的生活工作環(huán)境。

3、場景控制:支持不同的場景模式控制,根據(jù)不同區(qū)域的功能需求,設(shè)定場景,完成相關(guān)照明燈具的控制組合,滿足美化工作環(huán)境、提高舒適度需求。

4、照明回路電路監(jiān)測:實時監(jiān)視各照明支路/回路的運行電流、開關(guān)狀態(tài),并自動分析回路是否有故障狀態(tài)并預(yù)警。

5、分區(qū)、總控:支持運行管理人員實時監(jiān)視各區(qū)域、樓層、樓棟的照明狀態(tài),并根據(jù)需要進行分區(qū)、分層、分樓棟按需要分區(qū)控制、總控制。

6、實時報警:當(dāng)發(fā)生模塊離線、網(wǎng)關(guān)設(shè)備掉線或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時會發(fā)生故障報警,并將故障報警信息記錄并顯示在界面中,提示內(nèi)容為故障時間、模塊位置、故障說明。

7、歷史記錄查詢:查詢?nèi)我鈺r段內(nèi)的事件記錄,支持“當(dāng)日"“最近7天"“自定義時段"方式查詢歷史事件。

5、現(xiàn)場圖片

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7、產(chǎn)品選型

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6、結(jié)束語

根據(jù)實際數(shù)據(jù)得出,傳統(tǒng)的照明操作設(shè)計使用于同時、同步的區(qū)域性照明,在地鐵和隧道等無法采光或采光能力弱且受外界環(huán)境影響的城軌交通設(shè)備的應(yīng)用上,存在著大量的問題,而采用智能照明操作設(shè)計,可以根據(jù)實際情況對照明工具的照明情況進行調(diào)節(jié),智能操控技術(shù)的應(yīng)用利端非常明顯,故智能照明技術(shù)應(yīng)用于照明服務(wù)的前景十分可觀。

【參考文獻】

[1]毛萌,智能照明控制系統(tǒng)在城市軌道交通的應(yīng)用。

[2]呂永宏,劉紅燕,三種城市軌道交通照明控制系統(tǒng)[J],甘肅科技,2016(11.044):2-4。

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2022.05版。


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