智能照明系統(tǒng)在軌道交通下的運用探析

【摘要】當今，我國經(jīng)濟在高速發(fā)展，社會文明也在與時俱進，人們的環(huán)保意識逐漸強烈，人人參與環(huán)保已經(jīng)成為人們生活中密不可分的部分。在軌道交通中，智能照明系統(tǒng)的出現(xiàn)為其實現(xiàn)環(huán)保提供了途徑，它能夠彌補傳統(tǒng)照明控制方式的不足。本文首先對比了智能照明系統(tǒng)與傳統(tǒng)照明系統(tǒng)的異同，重點就I-bus智能照明系統(tǒng)的工作原理、功能以及應用于軌道交通中的優(yōu)點等進行了研究。

【關鍵詞】I-bus；智能照明系統(tǒng)；軌道交通

0.引言

隨著我國經(jīng)濟建設的加速發(fā)展，城市軌道交通越來越獲得社會的青睞。車站照明關系到軌道交通的服務質(zhì)量、運營安全、運營成本等多個方面，在既要保證運營安全又要滿足國家“節(jié)能”要求的背景下，智能照明控制系統(tǒng)應運而生。智能照明以其控制方式靈活多樣、人性化的特點在近十年獲得了飛速地發(fā)展。

1.智能照明系統(tǒng)與傳統(tǒng)照明系統(tǒng)對比

對比智能照明系統(tǒng)與傳統(tǒng)照明系統(tǒng)的區(qū)別，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1）控制方式。

傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)采用的是群組控制、時間控制[1]；智能照明控制系統(tǒng)是對車站的照明進行智能化管理，實現(xiàn)用戶的群組控制和時間控制；同時還增加了對照明設施進行場景控制、調(diào)光控制及傳感器控制功能。

2）開關動作原理。

傳統(tǒng)照明系統(tǒng)是通過控制接觸器動作來實現(xiàn)照明控制的，不能采集電流波形曲線。智能照明控制系統(tǒng)在斷開負荷時，可以根據(jù)采集的電流信號，使電流在正弦波電流過零時斷開智能照明的開關。

3）接口不同。

傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)通過接觸器與二次控制元件實現(xiàn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的自動控制。智能照明控制系統(tǒng)為內(nèi)部獨立系統(tǒng)，內(nèi)部接線通過總線形式，與綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口界面在智能照明控制系統(tǒng)主機，接口形式為通訊接口，這樣綜合監(jiān)控系統(tǒng)便可節(jié)省大量的連接線，提高了經(jīng)濟性[1]。

4）投資比較。

傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)可通過設備監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)對照明進行簡單的節(jié)能控制。當采用智能照明系統(tǒng)后，可將回路劃分得更細，對照度的控制更加精確和靈活多樣，因此更加節(jié)能。對一個典型地鐵車站采用智能照明控制系統(tǒng)比傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)需增加投資約25萬元，但采用智能照明控制系統(tǒng)可比傳統(tǒng)的照明控制系統(tǒng)節(jié)約20%-30%的電能，一個地鐵站照明系統(tǒng)每天使用大約800kWh電能，則每天最高可節(jié)約240度電能，按每度電0.85元計費，每月可以節(jié)省6120元，運營41個月即可收回一次性投資。

2.I-bus智能照明系統(tǒng)分析

在I-bus智能控制系統(tǒng)中，采用了一條總線，它能夠?qū)⒏鱾€分散的元件連接起來，這些分散的元件具有智能化功能；在一條總線方式下，通過編程可以實現(xiàn)元件的獨立控制，又可根據(jù)要求進行不同組合，從而實現(xiàn)不增加元件數(shù)量而使功能倍增的效果。由于只使用了一根I-bus總線，因此具有簡潔方便、經(jīng)濟高效的特點。可以將I-bus系統(tǒng)的獨立元件劃分為三種類型，分別是：傳感器、驅(qū)動器以及系統(tǒng)元件。其中，傳感器的作用是依據(jù)現(xiàn)場的手動操作以及溫度和光線的變化，將驅(qū)動信號發(fā)送給驅(qū)動器；驅(qū)動器的主要作用是接收來自傳感器的控制信號并將信號進行相應的處理；最后是系統(tǒng)元件，它為整個系統(tǒng)提供電源并且劃分區(qū)域網(wǎng)絡。圖1給出了I-bus系統(tǒng)的工作原理圖?？梢?，在I-bus系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的面板開關被智能面板開關代替了，并且，這一開關僅僅與總線相連接。I-bus系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)屬于全分散型結(jié)構(gòu)，不需要中央控制器。

2.1 I-bus智能照明系統(tǒng)構(gòu)成

就軌道交通智能照明系統(tǒng)來說，它主要應用于車站公共區(qū)，保證其正常照明，并實現(xiàn)智能化控制。在I-bus系統(tǒng)中，線是基本構(gòu)成，使用線路耦合器可以實現(xiàn)線與線的連接，以實現(xiàn)完整的系統(tǒng)。在硬件組成上，I-bus智能照明系統(tǒng)包括：驅(qū)動器、電源供應器、智能面板、光線感應器、故障元件監(jiān)視單元、中央控制計算機以及支線耦合器等[2]。采用專用電纜可以將以上模塊連接起來，實現(xiàn)一個完整的體系。另外，通過網(wǎng)關，可以連接到環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)上，實現(xiàn)集成。在軟件組成上，I-bus智能照明系統(tǒng)包括：計算機上的編程軟件ETS2.0以及監(jiān)控軟件WinSwitch。

2.2 軌道交通車站照明方案分析

在地下車站，由于終日無法見到自然光，進行照明系統(tǒng)的設計就顯得異常重要。良好的照明設計能夠滿足地鐵空間的照明要求，另外還可以實現(xiàn)節(jié)能和環(huán)保等功能。就地鐵車站而言，通常包括三個區(qū)域：出入口、站廳層以及站臺層[3]。照明控制系統(tǒng)對它們進行統(tǒng)一模式的自動控制。控制方案如下：

1）依據(jù)不同時段，分別設置相應的燈光場景，并且有選擇性的開啟燈光。如：六點鐘開啟1/3的燈光，為運營人員提供照明；七點鐘開啟所有燈光，以供乘客照明使用；晚上十點，地鐵運營結(jié)束，智能照明系統(tǒng)將會自動關閉2/3的燈光，以實現(xiàn)節(jié)能的目的，留下1/3的燈光為清潔人員提供照明。

2）采用觸摸式以及圖形化的界面，實現(xiàn)區(qū)域燈光的集中監(jiān)控；

3）可以對事件實現(xiàn)自動記錄，便于管理；

4）當回路設備出現(xiàn)故障時，智能照明系統(tǒng)會在人機界面上顯示相應的故障信息，提示工作人員進行檢查和維修；

5）如果光線充足，智能照明系統(tǒng)也會自動關閉出入口等處的照明；

6）當燈具的光源出現(xiàn)故障時，可以實現(xiàn)自動報警，保證車站控制系統(tǒng)的可靠運行；

7）如果發(fā)生火災，車控室會對該情況進行確認，相關的非消防電源將會被自動切斷，報警裝置會被接通；火災應急照明燈亮起。

3.結(jié)束語

I-bus智能照明控制系統(tǒng)的模式有幾種，可以依據(jù)具體情況智能化選擇相應的工作模式。另外，通過計算機的細化，還可以將運行模式進一步深化；與環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)連接后，I-bus智能照明控制系統(tǒng)還可以實現(xiàn)集中控制；它通過將相應的運營模式、支路狀態(tài)、故障等信號傳送給環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)，在人機界面上顯示這些信息，工作人員可以以此了解照明的相關信息，實現(xiàn)可控照明。

參考文獻

[1]GB 50517-2003 地鐵設計規(guī)范[S].北京）中國計劃出版社，2003.

[2]ABB（中國）有限公司.I-bus智能建筑控制系統(tǒng)設計手冊[K].2010.