论文部分内容阅读
【摘要】介绍了地铁工作照明普遍采用的控制方式，阐述了智慧工作照明系统结构和功能，进一步说明系统在智能控制、精细管理、节能降耗、减少费用等方面的突出优点;并对系统应用情况和前景进行描述。
【关键词】地铁;智慧照明系统;精细管理;节能
截止2017年年底，我国已在北京、上海、大连等31座城市开通运营144条交通线路，总里程高达4487公里。据清华大学建筑节能研究中心针对北方城市调查数据显示，地铁能耗主要集中在牵引供电和通风空调系统，分别占比45%和30%，动力照明占比12%、其他占比13%。因此，通过对照明系统进行全面的分析，在设计、运行环节切实可行的节能措施，对减少地铁能耗损失，节约国家能源具有重要意义。
1、地铁照明传统控制方式
现阶段地铁工作照明普遍采用BAS系统简单地对回路进行控制。车站的正常照明分为附属房间照明和公共区照明，附属房间照明一般采用跷板开关设置于房间门口控制，因附属房间只允许有权限的工作人员进入，因此能做到人来开灯，人走灯灭的节电运行;公共区照明为保证一定照度、均匀度，通过增加照明配电箱的数量、交叉布线等方式搭建复杂的配电线路，在照明配电箱总进线上串入接触器，纳入BAS的监控，以电气触点来实现区域控制功能。
这种控制方式已很难满足环保节能、灵活、多种功能的控制要求。主要表现为：功能过于简单、管理过于粗放、未能挖掘出照明控制的节能潜力、照明质量不高。
2、智慧照明系统
2.1系统简介及构成
智慧工作照明系统是以工作照明灯具为联接管控对象，利用可靠的通信技术及各类先进的探测设备，实现对环境中工作照明灯具的照度调节、能效监测、故障告警、寿命预测、信息追溯等科学和系统的管理，降低能耗和维护成本，从而创建安全节能、高效舒适的环境。
这种控制方式已很难满足环保节能、灵活、多种功能的控制要求。主要表现为：功能过于简单、管理过于粗放、未能挖掘出照明控制的节能潜力、照明质量不高。随着科技的发展，智慧工作照明系统越来越体现出较强的灵活、节能等优越性。
2.2设备端主要产品特点
单灯控制器：可以实现对灯具的调光和开关，可以采集单个灯具的电压、电流、功率等计量参数，并自动采集灯具故障信息，实现故障报警功能。
红外转发器：通过学习红外遥控器上的键值，可以远程控制大多数的红外遥控的设备，实现红外设备的智能化控制。
回路控制器：远程控制三相回路的开关，并对三相电的计量数据采集，设置好电压、电流和功率限值后，可以监测电压、电流和功率数据的异常波动
亮运探测器：环境照度采集和人体移动的探测，将信号传输给相关联动设备，例如：红外转发器、单灯控制器、回路控制器、智能插座。根据照度值阈值和联动参数的设置，可以实现亮度开关灯和人来往开关灯。
万能转换模块：两路门阀开关检测，可以检测开关箱门;两路开关控制，控制窗帘的开关;两路AI信号采集，可以外接传感器或其它输出0-12V的模拟器件。
智能插座：远程开关，带有USB充电器功能。可以实现一些无法用通信来完成控制的设备进行远程开关控制。
3、系统功能价值点
3.1智能控制、精细管理
3.1.1按需亮燈
可以设置根据照度的变化来调节灯具的亮度，在人来往很少的环境中，可以设置人来后亮灯，延时一定时间后再关灯;计划定时开关单灯或整条回路灯具;定时调节亮度;定时控制空调等红外设备;达到节约人工、节约能耗、维持恒照度、营造舒适的工作环境的目的。
3.1.2环境监控
通过亮运探测器监测环境的照度，调节灯具亮度;通过温湿探测器监测环境的温度和湿度，调节风机开关、空调温度或风扇开关来控制温度和湿度保持适宜的工作环境。
3.1.3故障自动申报
当采集的电压、电流、功率等数据超过设置的越限阀值时会上报提示;当单灯控制器检测到灯具发生故障时会上报告警;当维护人员排除故障后，系统会提示故障消失。达到故障及时反馈，方便维护，照明设备状态一目了然。
3.1.4数据统计分析
系统可进行灯具寿命统计和预测分析、用电数据统计分析、能耗数据统计分析，根据单灯控制器和回路控制器采集电量数据统计分析回路和灯具的能耗，优化设备能耗达到节能的效果
3.2节能降耗、减少费用
3.2.1节省灯具用电费用
照度感应。根据外界环境变化，自动调光，在满足工作面正常照明的情况下，最大程度为节能。
微波感应。走廊、通道等人员无需长时间停留的区域，通过微波感应人体存在，自动亮灯，人员通过该区域后，灯具自动熄灭，避免改区域使用长明灯，节省电费。
隔盏控制。针对不饱和工作区域，系统可以将灯具调光至选择的任意照度值，并同时可控制隔盏亮灯，在保证人员安全通过的前提下，最大限度降低能耗浪费。
定时任务。根据设定的定时开关灯计划，系统自动运行灯具开关，免去手动作业，开关灯具时间更为准确，避免因人为原因忘记关灯而造成能源浪费。
3.2.2减少维护费
一是在满足现场用电设备联动需求的同时，分组、分场景控制，减少点亮灯具数量、调整灯具照度，从而延长灯具寿命、减少维护人工成本;二是系统自动计算灯具寿命，提醒灯具使用情况按需采购配件，帮助减少库存，降低采购成本;三是系统自动定位故障灯具，无需人工巡查。
4、智慧照明系统的应用和前景
目前国内外有许多优秀的厂商在进行智慧照明设备的开发和研制，包括：美国路创、ABB、爱默尔等。系统已被广泛地应用在各类场所，主要包括：一类是大型公共建筑;第二类是博物馆、美术馆、图书馆等文化建筑和教学建筑;第三类是星级酒店和高档写字楼的宴会厅、多功能厅等场所。但迄今为止，智慧照明系统在地铁车站中应用刚刚起步。虽然单个地铁车站的面积不大，灯具数量也不是很多，但作为整条地铁线、地铁网。已具备了和大型公建相似的特点，对照明质量、照明管理、节能提出了更高的要求，因此在地铁车站中采用智慧工作照明系统是值得探讨和考虑的。
参考文献：
[1]GB50157-2013，《地铁设计规范》.
[2]余丽华，朱桐城.《电气照明》同济大学出版社，1990.
[3]华东建筑设计院.《智能建筑设计技术》.同济大学出版社，1996.
【关键词】地铁;智慧照明系统;精细管理;节能
截止2017年年底，我国已在北京、上海、大连等31座城市开通运营144条交通线路，总里程高达4487公里。据清华大学建筑节能研究中心针对北方城市调查数据显示，地铁能耗主要集中在牵引供电和通风空调系统，分别占比45%和30%，动力照明占比12%、其他占比13%。因此，通过对照明系统进行全面的分析，在设计、运行环节切实可行的节能措施，对减少地铁能耗损失，节约国家能源具有重要意义。
1、地铁照明传统控制方式
现阶段地铁工作照明普遍采用BAS系统简单地对回路进行控制。车站的正常照明分为附属房间照明和公共区照明，附属房间照明一般采用跷板开关设置于房间门口控制，因附属房间只允许有权限的工作人员进入，因此能做到人来开灯，人走灯灭的节电运行;公共区照明为保证一定照度、均匀度，通过增加照明配电箱的数量、交叉布线等方式搭建复杂的配电线路，在照明配电箱总进线上串入接触器，纳入BAS的监控，以电气触点来实现区域控制功能。
这种控制方式已很难满足环保节能、灵活、多种功能的控制要求。主要表现为：功能过于简单、管理过于粗放、未能挖掘出照明控制的节能潜力、照明质量不高。
2、智慧照明系统
2.1系统简介及构成
智慧工作照明系统是以工作照明灯具为联接管控对象，利用可靠的通信技术及各类先进的探测设备，实现对环境中工作照明灯具的照度调节、能效监测、故障告警、寿命预测、信息追溯等科学和系统的管理，降低能耗和维护成本，从而创建安全节能、高效舒适的环境。
这种控制方式已很难满足环保节能、灵活、多种功能的控制要求。主要表现为：功能过于简单、管理过于粗放、未能挖掘出照明控制的节能潜力、照明质量不高。随着科技的发展，智慧工作照明系统越来越体现出较强的灵活、节能等优越性。
2.2设备端主要产品特点
单灯控制器：可以实现对灯具的调光和开关，可以采集单个灯具的电压、电流、功率等计量参数，并自动采集灯具故障信息，实现故障报警功能。
红外转发器：通过学习红外遥控器上的键值，可以远程控制大多数的红外遥控的设备，实现红外设备的智能化控制。
回路控制器：远程控制三相回路的开关，并对三相电的计量数据采集，设置好电压、电流和功率限值后，可以监测电压、电流和功率数据的异常波动
亮运探测器：环境照度采集和人体移动的探测，将信号传输给相关联动设备，例如：红外转发器、单灯控制器、回路控制器、智能插座。根据照度值阈值和联动参数的设置，可以实现亮度开关灯和人来往开关灯。
万能转换模块：两路门阀开关检测，可以检测开关箱门;两路开关控制，控制窗帘的开关;两路AI信号采集，可以外接传感器或其它输出0-12V的模拟器件。
智能插座：远程开关，带有USB充电器功能。可以实现一些无法用通信来完成控制的设备进行远程开关控制。
3、系统功能价值点
3.1智能控制、精细管理
3.1.1按需亮燈
可以设置根据照度的变化来调节灯具的亮度，在人来往很少的环境中，可以设置人来后亮灯，延时一定时间后再关灯;计划定时开关单灯或整条回路灯具;定时调节亮度;定时控制空调等红外设备;达到节约人工、节约能耗、维持恒照度、营造舒适的工作环境的目的。
3.1.2环境监控
通过亮运探测器监测环境的照度，调节灯具亮度;通过温湿探测器监测环境的温度和湿度，调节风机开关、空调温度或风扇开关来控制温度和湿度保持适宜的工作环境。
3.1.3故障自动申报
当采集的电压、电流、功率等数据超过设置的越限阀值时会上报提示;当单灯控制器检测到灯具发生故障时会上报告警;当维护人员排除故障后，系统会提示故障消失。达到故障及时反馈，方便维护，照明设备状态一目了然。
3.1.4数据统计分析
系统可进行灯具寿命统计和预测分析、用电数据统计分析、能耗数据统计分析，根据单灯控制器和回路控制器采集电量数据统计分析回路和灯具的能耗，优化设备能耗达到节能的效果
3.2节能降耗、减少费用
3.2.1节省灯具用电费用
照度感应。根据外界环境变化，自动调光，在满足工作面正常照明的情况下，最大程度为节能。
微波感应。走廊、通道等人员无需长时间停留的区域，通过微波感应人体存在，自动亮灯，人员通过该区域后，灯具自动熄灭，避免改区域使用长明灯，节省电费。
隔盏控制。针对不饱和工作区域，系统可以将灯具调光至选择的任意照度值，并同时可控制隔盏亮灯，在保证人员安全通过的前提下，最大限度降低能耗浪费。
定时任务。根据设定的定时开关灯计划，系统自动运行灯具开关，免去手动作业，开关灯具时间更为准确，避免因人为原因忘记关灯而造成能源浪费。
3.2.2减少维护费
一是在满足现场用电设备联动需求的同时，分组、分场景控制，减少点亮灯具数量、调整灯具照度，从而延长灯具寿命、减少维护人工成本;二是系统自动计算灯具寿命，提醒灯具使用情况按需采购配件，帮助减少库存，降低采购成本;三是系统自动定位故障灯具，无需人工巡查。
4、智慧照明系统的应用和前景
目前国内外有许多优秀的厂商在进行智慧照明设备的开发和研制，包括：美国路创、ABB、爱默尔等。系统已被广泛地应用在各类场所，主要包括：一类是大型公共建筑;第二类是博物馆、美术馆、图书馆等文化建筑和教学建筑;第三类是星级酒店和高档写字楼的宴会厅、多功能厅等场所。但迄今为止，智慧照明系统在地铁车站中应用刚刚起步。虽然单个地铁车站的面积不大，灯具数量也不是很多，但作为整条地铁线、地铁网。已具备了和大型公建相似的特点，对照明质量、照明管理、节能提出了更高的要求，因此在地铁车站中采用智慧工作照明系统是值得探讨和考虑的。
参考文献：
[1]GB50157-2013，《地铁设计规范》.
[2]余丽华，朱桐城.《电气照明》同济大学出版社，1990.
[3]华东建筑设计院.《智能建筑设计技术》.同济大学出版社，1996.