智能照明控制技術在地鐵電氣節能中的應用研究

徐少佐

（五礦二十三冶建設集團有限公司，湖南 長沙 410000）

城市地鐵的正常運營，對于整個照明系統有著非常高的要求，為此，在實際的地鐵建設中，引入了智能化控制系統，在實際工作中可以發揮電能節約的功能，確保照明正常的同時，避免造成過度浪費。地鐵電氣節能技術的智能控制，不但解決了智能化控制問題，同時，在系統穩定性和持續性方面，會有非常好的表現。而相關技術的成熟和發展，為其建設奠定了堅實的技術基礎。這使得地鐵智能化控制系統的應用水平達到了新的高度，并為以后的建設提供了條件。

1 地鐵照明系統概述

我國很多大中型城市都興建了地鐵，地鐵的運營處于地面以下的隧道中，因此，照明系統對于整個城市地鐵的正常運營有極為關鍵性的影響，是地鐵系統得以正常運營不可或缺的輔助保障系統。地鐵照明系統需要提供穩定持續的照明功能，必然在用電量方面有較大的消耗。通過實際的調研發現，很多照明系統在某些時段處于無效工作狀態，消耗能源的同時，其產生的光能并沒有實際的效用。智能化控制的引入，使得這些無為照明可以得到有效節約，不但能夠對稀缺的電能提升利用效率，同時在照明系統的使用壽命和故障率控制方面都有直接的幫助。隨著地鐵系統建設面積的進一步拓展，地鐵站等關鍵樞紐的智能化控制也得到了更充分的開發和利用，這對地鐵照明系統的優化和完善形成了一定的升級壓力，同時，更是技術發展和設備更新的動力所在。不斷在現有技術基礎上對整個地鐵照明系統進行升級，尤其是針對其節能系統的完善，將是非常重要的發展趨勢，該領域的技術發展和管理優化，有著巨大的發展潛力。

2 智能照明控制技術在地鐵電氣節能中的應用

智能照明控制技術得以引入和充分應用的核心目標，就是通過一些智能化技術的系統設置，對整個照明系統的開關和光線強弱進行有效控制，滿足必要的照明需求的同時，還可以更加有效地節約能源，使得電能資源得到高效率高質量的利用，節能減排的同時，最終幫助地鐵運營成本實現更有效的管理。

2.1 智能照明控制系統組成

從目前我國城市地鐵系統中所采用的智能照明系統來看，其基本設計結構有很大的相似性，均可大致分為三個功能單元，即系統單元、輸出單元以及輸入單元，下面分別進行分析。

（1）系統單元。智能照明控制系統主要承擔電源以及相關系統的接口服務，以及控制信號的傳輸和通信支持，類似電腦中的基礎模塊，其他功能模塊需要在系統單元的基礎上才能得以有效應用。基于系統單元的有效發揮功能，各子系統可以對所屬分組區域實施控制，主系統與各子系統，以及子系統之間的信息聯系能夠有效實現。

（2）輸入單元。輸入單元完成轉換控制信號的功能，這些控制信號來自外部輸入的各種命令，并將這些命令轉化為可以進行數字化傳輸的信號形式。信號通過編程形成的處理程序，可以對命令進行分類處理。輸入單元的核心部件為輸入開關，其構成主要有幾種常見的形式，具體包括可編程多功能開關、紅外線接收開關、遙控器等形式。不僅如此，輸入單元也可以實現更多元化的模式，比如，特定設計的控制板與傳感器設備，可以在對工作環境的燈光亮度檢測，并將其進行信息轉換，形成地鐵照明系統中光源亮度調整的控制信號。通過其正常功能實現，使地鐵系統內亮度可處于適宜狀態下,實現節能目標。

（3）輸出單元。輸出單元主要完成轉換信號的接收，并根據命令信息情況選擇對應回路完成信號的輸出，實現照明系統的實時控制。地鐵智能照明控制系統中所采用的輸出單元有非常多的表現形式，比較常見的是繼電調光模擬輸出、照明調光接口以及紅外輸出模塊等形式。從智能照明控制系統的功能結構來看，所有的智能控制功能是利用集中控制方式最終實現的，命令執行時，根據命令內容進行執行方式的選擇。中央監控中心可以對各控制信號的流向以及作用發揮情況進行監控和管理，使燈光的使用和照明效果的控制能夠得到充分監管。

2.2 智能照明控制系統的優點

城市地鐵中采用智能照明控制系統，最主要的原因就是利用其系統優點，最大化實現對能源的節約以及對運營成本的控制。具體來說，其優點可大致歸納為以下幾個方面：

（1）節能效果良好。考慮到整個地鐵系統照明環境的龐大以及照明系統的應用復雜性，通過人為方式對照明系統進行控制是不現實也不可能的。引入智能照明控制系統，可以對整個地鐵工程進行更有效的照明管理，使得需要照明的環節能夠得到充分的燈光保障，而不需要得到照明的時段和地點則可以根據實際情況進行自動化控制，實現照明系統的智能開關管理，包括光強度等，也可以基于控制系統的程序設定進行實時有效的控制，使整個照明系統的能耗控制更加有效，節能效果得到更加充分的保障。

（2）后期維護成本較低。智能照明控制系統能夠將設備工作情況進行實時準確的監測并反映在控制中心，控制中心可以根據實際情況對其工作情況進行合理設置，當發生燈具或供電故障時，能夠將故障部件和線路有效顯示并及時報警。工作人員可以根據這些準確的信息對故障燈具進行檢查和更換，因為整個檢修更有針對性，使得檢修時間大幅縮短，維護人員數量也可以減少到必要范圍，這使得后期維護成本可以顯著下降，同時，并不以技術保障水平下降為代價。

（3）燈具使用壽命延長。燈具的使用壽命與其不正常的使用方式相關，而智能照明控制系統通過合理設計控制程序，使得這些燈具的開關和使用能夠符合其性能保障要求，進而使得燈具的使用壽命顯著增加。燈具壽命的增加，同時也降低了更換燈具的成本，對能源的節省也有一定的幫助。

2.3 智能照明控制系統在地鐵電氣節能中的應用

智能照明控制系統中地鐵電氣節能中的具體應用，可以從兩個方面得到充分體現，一是地鐵出入口的照明控制，二是地鐵站臺及候車廳的照明控制，兩個環節的智能照明控制做好，就可以實現節能更佳效果。

（1）地鐵出入口照明控制。在地鐵運行過程中，乘客的來往是需要通過出入口完成的，所以，對于地鐵工程來講，出入口是不可或缺的，因為出人口來往的人流是最多的，所以出人口照明工作需要能夠實現節能效果。在過去的照明系統工作過程中，沒有運用智能照明控制系統，所以，許多時候沒有行人經過，照明系統仍然在工作，浪費了許多電能。而在智能照明控制系統下，可以針對出入口進行1/2以及1/3場景設計，智能照明系統可以根據出入口現場的具體情況進行不同模式的切換。而且還可以根據外界工作強度進行時間控制，當外界關注強度充足的時候，智能照明控制系統可以僅開啟1/2或者是1/3場景模式，而當夜晚逐漸來臨和室外光照強度降低時，智能照明控制系統可以將出入口的燈光照明工具全部打開。

（2）地鐵站臺及候車廳照明控制。對于地鐵工程來講,站臺以及候車廳是非常重要的場所，相比地鐵出入口，這些場所的照明時間要更長，并且照明強度更大。在人流高峰期可以將全部照明燈具打開，使整個站臺以及候車廳呈現明亮的燈光。而當人流情況一般時，可以將筒燈和燈槽的亮度調低,在能夠滿足基本照明需求時，又能夠使視野效果達到最好。而當整個地鐵站停止運行時，可以將所有隱藏燈槽打開，將筒燈全部關閉。在進行最后的清掃工作時,只需要保證清掃區域的基本照明就可以。無論是對地鐵出入口還是站臺以及候車廳進行燈光控制,都需要進行中央控制。各開關控制，可以通過編程的方式對單一的開關按鍵控制回路進行程序設計，使單個按鍵能夠達到對單個回路或者是多個回路的控制。而光照強度的調控，則需要保證光照強度控制實現連續無間斷的控制，更好地對燈光效果進行微調。

3 結語

綜上所述，地鐵工程中需要采用大量燈具提供其運營所需的各種照明，這對于電能的消耗是非常巨大的，節約能源成為一種非常現實的需要。為此，必須強化地鐵照明系統的智能化控制，提供有效的照明管理，在確保照明需求得到充分保障的情況下，充分節約電能控制運營成本，進而提升經濟效益。智能照明控制技術在地鐵照明系統的智能化控制和能源節約利用方面，有很大的研究發展潛力，并已經在實際中得到了充分應用。隨著相關技術的持續完善和發展，必將對整個地鐵照明系統的能源節約產生巨大影響。