轨道交通智能照明控制系统技术研究及其应用

齐越

天津中铁电气化设计研究院有限公司 天津 300000

1 智能照明系统的构成

智能照明系统由灯具（包括白炽灯、日光灯、LED 灯等，为达到良好的照明和节能效果，推荐使用LED 灯具）、控制模块、无线传输模块、智能网关、集中控制器及监控主机等组成。灯具只需要将控制模块与其供电电源连接即可轻松实现控制安装，无需外部设备。无线传输模块实现了控制模块与智能网关间的数据通信。各个智能网关通过以太网与集中控制器和监控主机组成了完整的智能照明系统，既能够实现同一网关下的灯具控制，也可以协调在同一集中控制器下的跨网关的控制。智能照明管理系统的监控软件采用B/S 架构设计，监控主机可以是用户的PC、笔记本计算机或者是平板。同时可以为第三方BMS 系统提供建筑物内的照明管理权限及接口服务[1]。

2 智能照明控制系统技术概述

2.1 根据控制方式

可以分为回路开关控制和调光控制。调光控制模式可以分为：

（1）回路开光控制，是在照明配电箱内各配电回路增设相应的控制模块，可以实现以每个配电回路为单元，通过智能照明主机控制各回路的通断以达到对照明的控制效果。目前该控制在地铁设计中被广泛应用。该控制方式的主要特点：控制简单，便于后期维护，成本较低。但是因其控制整个回路的通断调节照度，故对公共区的装修方案造成一定影响。为保证整体光照的均匀度，需在照明配电的时候进行细化，保证灯具回路划分尽可能均匀，以满足精细化控制的要求，并且通过回路进行整体调节，控制模式较为简单，节能效果一般。

（2）调光控制，即采用对灯具亮度进行调节的控制方式，通过调整灯具的亮度来实现区域照度的调节，以达到节能的效果。目前随着LED 灯具的广泛采用和技术发展，这种控制方式被越来越多地应用于地铁工程当中，在能实现较好的节能效果的同时，对延长LED 灯具的使用寿命也有较好的效果。

2.2 根据控制原理

可以分为回路调光控制和智能寻址控制（DALI 控制）方式：

（1）回路调光控制，原理是在照明配电箱内增加相关控制模块，实现照明回路进行控制，目前常见的是采用脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）调节LED 灯具的输入信号，对进行调光的LED 灯具增加调光控制模块，模块可接收0-10V 控制信号。其以整个回路为调光单元，操作后期维护较为简单，但受调光模式限制，尤其针对出入口、高架站等光照波动范围大的场所实际应用效果不理想，并且采用0-10V 的控制信号，传输距离和带载能力均有限。

（2）智能寻址控制，即将每个灯具作为一个独立地址，通过地址编码实现对每个灯具的控制。目前寻址方式主要为KNX 总线和DALI 协议。

采用DALI 控制智能照明控制系统，由智能照明主机下发指令到各配电箱内装设的智能照明调光模块，由智能照明调光模块与各灯具之间采用控制电缆相连通，智能调光模块具有地址编码功能，将各个灯具根据进行编码，智能照明主机可实现对所有灯具的单独控制[2]。

3 轨道交通智能照明控制系统应用

3.1 LED 单灯控制器

LED 灯作为城市路灯的照明光源，既能满足最佳照明效果要求，又能发挥景观照明等装饰的最佳效果。路灯照明还具有干线长、供电线路线损大的特点，LED 路灯具有高光效和低能耗的显著优势，仅占传统路灯能耗的30-40%。绿色环保可以减少城市的轻工业污染，使用的寿命长无须维护即可节省管理投资成本，智能系统控制，可以大大提高应用效果，减少人工操作成本和当前的管理工作水平，且它的颜色是多种多样的，组合图形可以极大地改善城市的装饰美化水平。

3.2 智能照明管理平台

在城市中具有智能道路交通照明的系统中，具有智能照明设备管理功能的平台是系统功能控制中心的大脑，它控制着系统的更合理运行。该系统基于用户标准，根据系统的更新，实时分析更新智能照明管理平台。同时，该平台还具有最重要的功能，如能源管理，稳定状态监控，故障报警，资产管理，工作订单管理，内部扩展接口等，这些功能得到有效的协调和应用，在实现城市智能交通照明系统的应用发挥重要作用。

3.3 扩展应用

城市道路交通照明的智能化应用，不仅仅是照明控制系统的整体智能化，而且还包括对基础设施外部传感器或其他电子系统功能的监控。在基本照明的综合控制系统中添加其他类型的传感器或其他电子系统功能，将使城市交通照明系统发挥更好的作用。首先，从环境监控的角度来看，增加了诸如光检测和交通检测之类的检测传感器以与常规检测配合使用，并根据环境光或交通的变化自动调节光以实现按需照明的目的。第二点是使用智能照明设备的通信网络来控制系统的功能，并将视频监控添加到道路交通照明系统中。二者相结合可以在保证道路交通照明系统安全和正常运行的同时直观，全面地观察现场。此外，电源监控，访问控制系统，电缆防盗，泄漏电监控等可轻松集成到智能照明控制系统中[3]。

4 结语

随着经济的发展，科学研究的进一步拓展和科技的快速发展，现代人们的城市交通和生活质量有了明显的提高，照明设备在这个城市变得越来越重要。近年来，国家对城市道路交通照明的投资也比以前有所增加，并取得了显著成效。为了进一步提高和改善城市的照明环境和管理模式的整体水平，有必要实现城市道路交通照明设备的智能化，这也是智能城市持续发展过程中的关键环节。