摘要:在国家大力提倡节能减排、绿色环保发展的背景下,城市轨道交通设计中应用智能照明系统是一种必然趋势。相比于传统的照明方式,智能照明系统具有低能耗、低成本、易维护、抗干扰等诸多优势。近年来,我国城轨交通事业蓬勃发展,关于智能照明系统的设计研究逐渐成为热点。现首先从DALI调光控制、回路开关控制、车辆模式控制方面入手,阐述了智能照明系统的设计内容,其次从科学选择LED节能灯具、加强系统安装管理、加强系统状态实时监测等方面,总结了智能照明系统的质量管理策略,最后对智能照明系统的市场前景进行了展望。

关键词:智能照明系统;轨道交通;LED节能灯;质量管理

在信息技术、自动化技术以及人工智能技术的推动下,智能照明系统在建筑、交通等各个行业得到了广泛应用。近年来,国内许多城市逐步在轨道交通中推行智能照明系统,这一举措在减轻管理压力、减少电能消耗、降低用电成本等方面体现出显著的综合效益。在智能照明系统的应用中,既要结合车辆照明需要进行科学设计,又要关注系统运行过程中的质量管理,保证智能照明系统可以稳定运行。

1轨道交通中智能照明系统的设计应用

1.1DALI调光控制设计

在城轨列车上,驾驶室、乘务室、检车工具间等场所的照明负荷较高,并且控制场景类型复杂,为了保证照明需要,通常会选择DALI调光控制。DALI回路采用平面图+区域功能列表的方式,按区域分类,如乘务室、广播室、配电室、检车工具间等,划分DALI编组回路,每个区域根据施工图可包含多个DALI编组回路。当系统读取到DALI编组回路任意一个镇流器出现故障时,该编组回路报警。DALI总控以区域、功能划分,设定驾驶室调光总控、乘务室调光总控、检车工具间调光总控、广播室出入口调光总控等。

1.2回路开关控制设计

在列车车厢内,广告牌、导向标等部分的照明负荷相对较低,并且灯光控制较为简单,通常选择回路开关控制。在具体的控制方式上,采用“平面图+单回路列表”的控制模式,具有调控灵活、操作简便等特点,并且如果开关回路因为故障出现跳闸,其能够第一时间发出警告,方便管理人员及时分析故障、采取措施。在回路开关控制系统中,设置有一个总控开关,然后按照区域、场景进行划分,又设置了若干个分开关,例如广告灯控制开关、导向标控制开关等。在电路平面图上,将鼠标移动至某个灯具图表上,可以显示该灯具所在回路的运行状态。正常通路时,灯具为绿色常亮,故障时为绿色频闪,开路时为红色常亮。

1.3车辆模式控制设计

系统根据地铁运营需要,预先设定了多种场景,如正常模式、节电模式、停运模式、清扫模式、全亮模式、BAS联动模式、消防应急模式等,采用手动切换+自动定时控制方式控制车辆模式。从实际运营情况分析,一般地铁一天的客流大致有9个时段,考虑到实际客流特点的不同,智能照明控制系统提供4组独立的定时日程,每组定时提供12个定时时段,运营人员可按需设定每天的模式切换时间。

1.4智能照明系统设计方案的优势

相比于城轨列车以往的照明控制模式,智能照明系统设计方案的优势主要体现在:(1)可以实现“一对多”控制,减少操作频率并降低照明能耗。例如,只需要在车辆总控室安装一个控制终端,就可以对多个(最多可达256个)回路进行照明控制。(2)减少布线数量,降低使用成本。传统的照明控制系统中,需要使用大量的线缆,整个布线系统错综复杂,不仅成本高,而且极易发生电气事故。而智能照明系统,只需要两根无极性信号线就可以支撑整个照明系统,既可以降低前期安装成本,又可以减轻后期维护压力。(3)可以实现多功能自动控制。例如可以根据外界环境的光照强度,调节灯具的亮度,从而节约电能;还可以根据不同时间段,如早高峰、晚高峰、进站、停运等,自动控制照明系统,避免电能浪费。

2轨道交通中智能照明系统的质量管理

2.1新型LED节能灯具的选用

在智能照明系统中,各种绿色照明灯具被广泛运用。其中,LED节能灯具有使用寿命长、照明效果好、节能效益显著等优势,成为轨道列车智能照明系统中常用的灯具。适用于列车的LED节能灯的限制要求比较多,适用场景和自身质量也存在很大差异,因此在智能照明系统的质量管理中,对于LED节能灯的选用至关重要。一方面,要根据列车行驶的照明需要,合理选择LED灯。例如车辆的走廊、乘务室以及卫生间等场所对照明要求存在差异,要选择适合各个区域、符合照明需要的LED灯具;另一方面,还要把好质量关。由于轨道交通智能照明系统中会使用到大量的灯具,必须要严格进行灯具质量筛查,确保每一台LED节能灯都能够正常、稳定运行。

2.2加强智能照明系统安装管理

在确保节能灯具不存在质量问题后,按照智能照明系统的设计方案和电路图,完成系统硬件部分的安装。虽然智能照明系统相比于传统的照明系统,在线路结构上得到了极大的简化,但是仍然需要加强安装管理。安装人员应提前熟悉图纸,明确安装要求,如果对电路图存在疑问,需要与设计人员进行沟通。智能照明系统采用分区域安装的模式,每完成一处安装,都需进行通电试验,检查系统是否正常运行,照明灯具是否亮起,确保有问题可以第一时间发现。

2.3实现对系统运行工况的动态监测

在智能照明系统投入运行后,还要密切做好该系统的运行监测,这样才能保证在系统发生异常状况后,管理人员可以第一时间了解状况,启动应急方案,避免对整个照明系统乃至车辆、车站运行造成不良影响。在智能照明系统中,可以利用PLC、传感器等,实现对整个系统内各个部分运行信息的实时获取、同步传递。例如,电压传感器会动态获取照明系统内电路电压参数,然后通过内置无线通信模块,反馈给PLC。PLC会根据电压波动情况,下达调控指令,保证电压稳定,从而让LED节能灯保持稳定照明。如果监测到灯光异常,PLC还会发出警报指令,控制蜂鸣器发出报警声,提醒管理人员及时维修。

2.4重视专项维护队伍的培训和建设

在城市轨道交通的智能照明系统投入使用后,考虑到运行环境的复杂性,以及电气设备、照明灯具自身的老化等,需要定期开展检修和维护,确保智能照明系统内潜在的故障隐患可以被及时处理,不影响整个照明系统的稳定、可靠运行。因此,维护队伍的技能水平和职业素养就显得尤其重要。轨道交通管理部门,要定期开展面向维护人员的业务培训,确保其熟悉智能照明系统的运行原理,掌握常见运行故障的识别、判断和处理等技能。同时,还要完善质量管理制度,细化维修养护责任,按照相关制度定期开展专项检修,让智能照明系统真正发挥节能效益。

3城规交通中智能照明系统的发展前景

随着5G技术、大数据技术的成熟应用,轨道列车中的智能照明系统将会得到长足发展。目前,智能照明系统在实际应用中还存在传感信号、控制指令响应延时的情况。特别是在车辆附近有发电厂等干扰源的情况下,信号质量差,进而影响智能照明系统的运行稳定性。在5G技术全面普及后,将进一步提高通信质量和加快传输速率,这不仅可以解决信号延迟和干扰问题,而且智能照明系统的应用价值也会得到进一步凸显。除此之外,新型节能照明灯具的研发和使用,也会在提高智能照明系统的节能效益、延长寿命等方面带来技术突破。

4结语

在城市轨道交通中设计应用智能照明系统,既符合当前提倡的节能降耗政策要求,同时可以显著提升照明质量。要想让智能照明系统发挥预期的价值,一方面要结合车辆的照明需求,进行科学设计;另一方面还要加强质量管理。只有双管齐下,才能让智能照明系统发挥良好的使用价值。

[参考文献]

[1]周华妹,周华安,李端峰,等.基于ZigBee的隧道照明智能控制系统研究与实现[J].测控技术,2019,38(2):69-74.