智能照明控制系統在杭州地鐵七堡車輛段中的應用

王 哲

(中鐵二院工程集團有限責任公司，610031，成都∥工程師)

據統計，截至2013年3月，國家發改委共批準了35座城市的地鐵建設規劃，國內正在建設的地鐵線路超過了70條。與此同時，隨著城市土地資源的日益緊缺，綜合利用土地，提高土地的有效利用率，也成為地鐵建設者重點關注的問題。目前，國內地鐵建設中逐漸加大了對綜合性上蓋物業開發的研究和實施力度，杭州地鐵七堡車輛段綜合體正是結合地鐵規劃開發商業、住宅及配套設施的案例之一。本文介紹智能照明控制系統在七堡車輛段中的應用。

1 工程概況

杭州地鐵七堡車輛段項目總占地規模約75 hm2，是目前國內最大的地鐵上蓋綜合體之一。車輛段通過9 m高的上蓋平臺轉換后，其上部用于開發建設住宅、學校、商業綜合體及綠地;下部為地鐵車輛段，主要承擔杭州地鐵1、4號線車輛的停車列檢、月檢、廠架修、定/臨修等任務，并設地鐵運營公司和地鐵公安辦公等機構。

七堡車輛段上蓋蓋板面積超過30萬m2，除維修中心樓(總建筑面積為62933 m2)、檢修主廠房、物資總庫等為地面建筑外，其余大部分工藝庫房、食堂、實訓基地、道路及道岔區均處于蓋板以下。因此，七堡車輛段項目在充分利用上蓋空間進行物業開發的同時，也對蓋下地鐵工程的照明配電、控制、管理及維護等帶來了如下需重點解決的問題:

1)車輛段工作時間長，為節約照明能源，應充分利用自然采光與人工照明;

2)車輛段各類場所多，工藝要求復雜，相關區域的照明控制應能靈活調整;

3)車輛段蓋下區域廣，照明回路多且分散，照明的配電及控制應方便運營管理、能減輕維護工作量;

4)車輛段蓋下環境差，應急照明的設置及緊急情況下控制的可靠性更為重要。

5)車輛段為地鐵1、4號線共用，宜采用兼容和可編程的照明控制系統。

目前，國內有蓋地鐵車輛段的照明配電及控制方式大多仍沿用傳統的照明控制方式。其控制電線多、控制不方便、維修與故障查找的能見性差，雖能實現簡單的區域照明和定時開關功能，但智能化程度不高。鑒于七堡車輛段對上述諸多問題需作針對性的解決處理，傳統的照明控制方式在可控性、靈活性、簡便性等方面都不能滿足其要求。

2 智能照明控制系統簡介

基于本工程特點，提出了采用智能照明控制系統為主的方案來解決七堡車輛段中照明所面臨的問題，以達到實現照明節能最大化、降低運營和維護成本的目的。

EIB(電氣安裝總線)智能照明控制系統是全數字、模塊化、分布式總線型控制系統。它通過總線將分散在建筑各處的傳感器、指令元件、顯示元件、輸出執行元件等連接起來，通過預先編制好的程序或現場操作命令，將各種控制要求通過驅動器得以執行。該系統主要包括計算機中控軟件、網絡連接控制器、智能開關模塊、智能面板開關、觸摸屏及各類傳感器等。其拓撲結構如圖1所示。

圖1 EIB智能照明控制系統拓撲結構

EIB系統總線的基本單位是支線。1根支線最多可掛64個元件。通過線路耦合器，最多15根支線可連接成1個區域，通過干線耦合器又可將最多15個區域連接成一個最大的系統(最大容量為14400個元件)，可實現對龐大工程的燈光等設備的控制。由于智能照明控制系統在使用過程中的靈活性與經濟性，減少了運營管理人員操作和維護的工作量，而且可以做到最大限度的節能，故已獲得了日益廣泛的應用。

3 七堡車輛段智能照明控制系統的方案設計

針對本項目的特點及智能照明控制系統模式的控制要求，需在照明配電時充分考慮回路的劃分，以滿足分時、分區、分組控制的要求。

1)分時:分為準備階段、工作低谷時段、工作高峰時段、值班工作時段等;

2)分區:分為大型工藝庫房、辦公區、地下公共停車場、線路道岔區、道路(蓋下、蓋外)等;

3)分組:對需要群組啟閉的照明回路進行編組和聯動控制。

七堡車輛段各區域照明基本控制方式及智能照明控制模式設置如表1所示。

表1 七堡車輛段各區域照明基本控制方式及智能照明控制模式表

4 七堡車輛段智能照明控制系統結構及功能

本工程項目智能照明控制系統共分為2個區域:區域1由10條支線構成，區域2由5條支線構成。各支線控制獨立，1條支線停止工作不影響其它分區和設備的正常運行。本工程中采用了中央集中控制、現場面板手動控制、紅外感應控制、照度感應控制、場景控制、時鐘日程控制等多種控制方式，以滿足不同場所的控制要求。其中，區域1為車輛段1號線部分，智能照明控制系統由10條支線構成，具體網絡配置如圖2所示。

各智能控制模式(見表1)具體功能如下:

1)集中后臺控制——智能照明中央監控主機設在維修中心樓消防控制室，通過智能開關模塊將控制命令通過總線發送至各區域照明控制箱內，以開/閉相應的照明燈具;同時在中央監控計算機上建立圖形化監控界面，接收并顯示各區域照明狀態、運行時間等信息，進行可視化監控。

圖2 智能照明控制系統區域1的網絡配置圖

2)分區現場控制——在檢修主廠房、運用庫等人員經常工作的區域設置就地智能面板開關，在DCC(車輛段控制中心)控制室等設置觸摸屏，當集中控制不工作或需要現場控制時可實現就地控制。

3)紅外感應控制——在通道、樓道等場所，利用紅外線原理，自動識別該場所內是否有人經過，實現“人來燈亮，人走燈滅”的動態控制，以節約能源。

4)照度感應控制——在靠近室外具備自然采光條件的區域設置照度傳感器，通過感光控制相應照明回路的開閉。

5)場景控制——貴賓接待室、會議室、多功能廳等主要區域根據實際使用需要，通過智能照明控制系統預設場景模式產生各種燈光場景(如會客、休閑、會議、報告、投影等)，操作時只需按動相應場景按鍵即可調用所需的燈光場景。

6)時鐘日程控制——大廳、地下停車庫等人員進出較多的公共區域和戶外景觀照明及路燈照明等采用時鐘日程控制，正常工作時間內全開或部分開啟，非工作時間內改為減光照明，節假日無人時只留值班照明。

7)火災應急照明控制——應急照明由EPS(應急電源系統)分片區集中供電，平時作為正常照明的一部分納入智能控制。緊急情況下，通過控制模塊接收FAS(火災報警系統)命令，強制開啟應急回路。為保證應急照明的供電連續性，設置消防報警控制的優先級別為最高，在消防報警時，現場面板或定時控制不起作用。

5 智能照明系統使用效果驗證

七堡車輛段于2012年10月起采用了智能照明控制系統，使照明系統可以按照經濟有效的最佳方案來準確運作，最大限度地節約了能源。如圖3所示為維修中心樓的照明日能耗對比曲線，其中，實線為常規控制系統的能耗曲線，虛線為采用智能照明控制系統的能耗曲線，陰影部分為節省的能源，總節約電能為25%。

另外，采用智能照明控制系統，更體現了在控制與運營維護等方面的如下優勢:

1)控制策略可靈活修改——工藝廠房布局或生產計劃調整時，僅需要對控制程序進行修改，而不用重新對照明線路及燈具進行調整。

圖3 七堡車輛段維修中心樓照明日能耗對比曲線圖

2)模式控制可靈活設置——控制系統可根據場合、時間段、工作模式進行細分，減少資源浪費，實現了不同工作場合的多種照明工作模式，節省了不必要的能源開支。

3)便于運營維護——可監視分布于不同地點、不同配電箱的設備狀態，變設備故障維修為狀態維修，便于運營部門的維護工作。

4)提高了管理水平——智能照明控制系統是以自動控制為主、人工控制為輔的系統，可減少人為操作的不確定性，提高了車輛段的科學管理水平。

5)系統開放兼容——智能照明控制系統升級和維護方便，可通過網關與BAS(環境與設備監控系統)相聯，實現系統集成控制。

6 結語

現代化的地鐵設計所要求的方便性、安全性及最大限度地節約能源給照明布線和控制提出了較高的要求。針對具有上蓋物業開發的杭州地鐵七堡車輛段照明配電及控制設計，根據工程特點對項目進行了相應的技術更新，完成了智能照明控制系統的具體方案并已付諸實施，其使用效果體現出了先進性、實用性、最優化運營及有效節能等優勢，為相類似的工程項目照明控制設計提供了可借鑒的案例。

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