智能照明控制系统在轨道交通中的研究与应用

摘要：轨道交通智能照明系统通过预设运营模式与场景实现自动控制，减轻工作人员负担，达成节能目标。借助时钟控制器、照度传感器等智能元件进行逻辑运算和判断，可减少灯具亮度时长与使用频率，延长其使用寿命，降低成本。同时，能及时处理各模块反馈信息，实时辨别回路及灯具运行状态，便于照度管理和设备维护。

关键词：智能照明；控制系统；轨道交通

1、引言

当前，城市轨道交通迅猛发展，环保节能理念已融入日常生活的方方面面。地铁车站现多采用旧的照明控制方法，依据环控简单方式操控灯光，导致照明耗电量在地铁总耗电量中占比较大，难以满足环保节能、控制灵活、管理方便和维护简易等控制要求。

2、智能照明系统构成及其功能

系统构成

智能照明控制系统可控范围广，通过现场总线将各系统部件连接成一个整体，每个系统都具备独立的 CPU 用于处理运算和存储信息。各部件既能独立完成工作，也能按需搭配，实现分散控制与集中控制的有机结合。该系统可划分为以下三个部分：

系统模块

为整个系统提供工作电源、时钟控制源以及其他系统的接口元件，包括系统工作电源、总线耦合器、网关等。主控制网络用于对各部分设备实施统一控制和信号采样，子系统网络则针对各分区实施差异化控制逻辑和算法。主系统与子系统通过工业现场总线相连，保障系统运行稳定和网络数据的实时传输。

输入模块

作为信息接收设备，可将外部控制信号转换为网络可传输的信号。多功能控制面板通过 LCD 界面，以图形、文字、图片形式作为软按键进行显示和控制，能实现多点控制、多种模式存储、时序控制等功能。亮度传感器可检测周围环境亮度，调节光源亮度，使环境照度适宜，充分利用自然光以节能。

输出模块

用于接收输入模块的信号，并根据需求控制相应回路输出，实现实时控制。输出模块包含各种类型的继电器，可快速强制开启或关闭回路、存储效果模式，每个回路都能进行电流侦测，并将数据反馈至 PC 控制软件和控制监控设备。可设定继电器间隔开启时间，防止电流冲击；计算回路开闭时间；设定特殊灯具（如金卤灯）关闭后再次启动的时间间隔。调光器模拟量输出模块和红外等输出模块以负载电流为调节对象，除调光外还可实现灯具的软启动和软关闭。

系统功能

开关模块功能

开关模块可智能控制回路灯具的开启与闭合。可根据需求预先设置场景模式，或依据时钟控制任一回路灯具，实现所需照明亮度，满足特定场合要求。开启开关模块的分回路功能能避免浪涌电流冲击灯具，延长其使用寿命。自反馈型开关模块可实时检测回路电流值，并记录和存储灯具运行时间。

场景控制功能

通过操作智能化触摸屏和场景控制面板，可控制区域灯具场景，满足不同层次需求，还能根据触摸屏进行更多场景定义和亮度调节。车站运营人员可针对不同时间段预设场景模式，调控光照亮度，提升环境舒适性和服务水平，同时可通过调试软件实现对单个灯具、回路或整体的多种操作模式。

其他智能化功能

借助上位机软件，可在主机上获取和设置场景模式、数据统计等，双击图像化操作界面还能设置单个灯具或回路参数，有利于调整光线和维护灯具寿命。场景模式一次预设即可全年使用，可减少操作步骤，提高系统工作效率。智能预警功能不可或缺，能检测灯具或回路状况，回路数据异常时在主界面发出警示，及时通知运营人员，若规定时间内未人工复位，系统将主动切断故障电路，防止故障范围扩大。

3、智能照明控制系统在地铁的应用

地铁车站正常照明包括公共区照明、设备用房照明和管理房间照明。设备房间和管理用房照明一般在房间门口用跷板开关控制，大面积多灯具房间则采用双联、三联或多个开关控制。因这些区域只有特定权限人员进出，基本能实现“人来开灯，人走灯灭”的节电运行。

智能照明控制系统依靠计算机、扩频电力载波通讯技术、计算机智能化信息处理及节能型电器控制技术，可对灯光亮度进行强弱调节、场景设定等，实现安全节能。使用该系统后，可去除照明总箱下的工作照明箱和节能照明箱部件，指令回路均由总箱发出，利用智能化模块减少照明和工作照明的电能消耗。

4、新型LED节能灯具的使用

地铁车站多位于地下，为保证良好照明效果、提升服务质量、方便乘客出行，需大量灯具照明。传统设计多采用节能型荧光灯，随着科技发展，新型 LED 照明灯具逐渐取代荧光灯。LED 照明灯是一种半导体固体发光器件，通过发光二极管照明，具有高节能、环保和调光功能。为实现灯具智能开关，需运用智能化模块控制照明回路，还可通过智能调光模块控制地铁站台屏蔽门灯带，列车进站时提高亮度，出站后降低亮度。

5、应用场景

系统功能

开关控制：对通道、走廊、公共区域、楼梯间、会议室等，按单个照明回路、区域或楼层实现照明的开关控制，并监视受控回路的开关状态。

调光控制：满足区域照度和亮度调节需求，在通道、走廊、公共区域、楼梯间、会议室等场所可监测照度或亮度，根据需要自动或手动调节开灯数量和灯光亮度，充分利用自然光，营造舒适环境，实现节能。

场景控制：支持不同场景模式控制，依据不同区域功能需求设定场景，完成相关照明灯具的控制组合，满足美化工作环境、提高舒适度的要求。

照明回路电路监测：实时监视各照明支路/回路的运行电流、开关状态，自动分析回路是否故障并预警。

分区、总控：支持运行管理人员实时监视各区域、楼层、楼栋的照明状态，并按需进行分区、分层、分楼栋控制或总控制。

实时报警：当模块离线、网关设备掉线或状态反馈与下发控制命令不一致时，发生故障报警，并将故障报警信息记录并显示在界面，包括故障时间、模块位置和故障说明。

历史记录查询：可查询任意时段内的事件记录，支持“当日”“近 7 天”“自定义时段”等查询方式。

现场图片

7、产品选型

 

	外形	认证	名称	证书
开关驱动器

	无	ASL220-S4/16智能照明开关驱动器	无
调光驱动器

	无	ASL220-SD2/16智能照明调光驱动器	无
智能面板

	无	ASL220-F3/6智能照明开关面板	无
二合一传感器		无	ASL220-PM/T只能照明红外于照度二合一传感器	无
	无	ASL220-RM/T智能照明微波宇照度二合一传感器	无
	无	ASL220-RP/T智能照明微动与照度二合一传感器	无
户外照度传感器		无	ASL220-L/O智能照明户外照度传感器	无
3.5寸智能触摸屏		无	ASL220-TP-35智能照明触摸屏	无
IP协议转换器		无	ASL200-485-IP智能照明IP协议转换器	无
辅助电源		无	ASL200-P20智能照明辅助电源	无

 

8、结束语

城市轨道交通作为大运量公共交通运输系统，已从单纯满足乘客交通需求，拓展到涵盖出行、生活、购物等多个方面，人员服务水平逐步提高。因此，为提升乘客对轨道交通人性化和舒适化的体验，与乘客直接接触的轨道交通设施至关重要。

【参考文献】

[1]王多,王琪,轨道交通智能照明控制系统技术研究及其应用。

[2]林珊,广州轨道交通照明节能设计探讨[J],建筑电气,2014,33(8):40-45。

[3]施情天,智能照明系统在轨道交通下的运用探析[J],电子世界,2014(10):492。

[4]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版。

审核编辑 黄宇