论文部分内容阅读
摘要：智能照明控制系统是自动化技术在照明控制领域的应用和推广，它不仅是实现照明艺术性和舒适性的有效手段，而且迎合绿色照明的发展方向，是节约能源、缓解未来能源危机的有效措施，其发展前景非常广阔。本文用工程实例的方式介绍了智能照明系统在铁路旅客车站中的应用，并对智能照明系统的各组成部分做了详细介绍。
关键词：智能照明；铁路旅客车站；节能；环保。
1概述
智能照明控制系统是楼宇自动化系统（BAS）的一个子系统，它应用分布式控制系统，对建筑物内部及外部环境的照明进行自动或手动控制，从而实现照明的集中管理、节能运行、优化照明环境的控制系统。
智能照明系统具有针对单个回路、回路群组、场景模式的设定和控制能力，控制方式包括开、关和调光；能与电动装置联动；能使用通用的接口接入其它系统（如:BAS、FAS），实现各系统之间的互联。
2智能照明系统组成
智能照明控制系统主要由系统控制器、时钟控制器、传感器、控制面板、功能模块和应用软件等组成。
系统构成如下图所示：
智能照明控制系统构成图
2.1系统控制器：
采用在综合监控室或机电监控室或消防控制室设置的控制柜或电脑来实现。
2.2时钟控制器：
时钟控制器实质是一个时间开关，通过预设置的时间表来开启、关闭照明系统或启动不同的灯光场景。
2.3传感器:
传感器包括人员动静探测器（存在感应器）、光敏传感器、红外遥感传感器、声控传感器等。
2.3.1人员动静探测器通过探测人的运动而能使照明系统实现：当有人进入房间时，开启照明系统；当房间内有人，保持照明系统；当人都离开，关闭照明系统。
2.3.2光敏传感器根据环境光的变化，采用电子元器件将可见光转化成电信号，控制照明系统从而保证将作业面得照度控制在一定范围内。当作业面的照度高于预设的照度值，关闭或调暗采光系统；当作业面的照度低于预设的照度值，开启或调亮采光系统。
光敏传感器主要用于对天然采光的补偿或利用，若能从窗户或天空获得充足的自然光，则可以关闭电灯或降低电力消耗。
光敏传感器多设有延时装置，以免天空中云的变化带来天然采光的变化，而导致照明系统控制的频繁动作。
2.3.3红外遥感传感器通常由红外遥控器和红外信号的接收器(红外探头)两部分组成。由于红外遥感传感器是通过一定的红外频率来工作的，因此一般不允许其周围区域存在再近似频率工作的电子仪器，以免引起误动作。
2.3.4声控传感器:通常有两类产品，一类利用电子元件将声音信号专为电信号，当音量超过一定值时，开启灯光回路，并随声信号的消失，加一定延时后关闭照明灯具；另一种是输入音乐信号，输出DMX512的信号，根据音量的变化，激发不同程度的灯光场景，从而产生随音乐同步变化的灯光效果。这类产品多见于舞台照明、酒吧间照明和音乐喷泉等场所。
2.4控制面板：
控制面板是供人直观操作控制灯光场景的部件，控制面板是由微处理器进行控制的，它可以通过编程完成各种不同的控制要求。
2.5功能模块：
功能模块相当于执行装置，它能根据控制器发出的指令来开关不同的照明回路。开关照明回路可以直接采用断路器或采用与接触器/继电器的结合进行设置。
3智能照明控制系统在铁路旅客车站中的应用
铁路旅客车站的照明分为公共区照明和设备区照明。公共区照明包括候车厅、售票厅、广厅、出站厅、站台等场所照明；设备区照明是指放置设备的区域的房间的照明。传统车站的照明一般采用通过现场手动控制，设备区照明则是通过就地的跷板开关来控制，公共区照明控制是将照明配电箱设置在值班室或长期有工作人员工作的场所，通过人工现场控制的方式来控制公共区域的照明。近几年，随着车站规模的扩大，及节能、绿色照明方面的要求加强，在铁路旅客车站逐步引入能自动控制照明的系统，有通过BAS系统实现的，也有通过独立的智能照明系统实现的，本文主要讲述通过智能照明系统实现的照明控制。
下面通过一个工程实例来讲述智能照明在铁路旅客车站中的应用
配電箱内增设智能照明控制模块图
智能照明控制系统图
本工程为某铁路旅客车站的智能照明系统设计图，通过KNX/EIB系统对车站的公共区域照明进行集中控制和定时控制。
3.1系统元件设立如下：
在监控中心设置中央控制电脑和智能控制面板，其中智能控制面板在各功能区设置传感器（智能控制面板及存在感应器），带场景功能；在二层候车厅设置智能控制面板及存在感应器及光敏传感器；在受控区域所属照明配电箱内安装开关控制模块。开关控制模块负载回路接线顺序严格依照照配电箱系统图回路号顺序。
3.2控制系统的网络结构：
本智能照明控制系统划分为几支线，每条支线采用独立的总线电源进行供电；各个控制元件通过KNX/EIB总线以树形、星形、线形等任意非闭环的形式组网。
3.3KNX/EIB灯光控制系统的控制方式：
3.3.1自动方式
定时控制：根据不同的时间段人流量的不同设置相应的场景对灯光进行控制；
移动感应控制：传感器分为智能控制面板及存在感应器，其中存在感应器可实现人来灯亮，人走灯灭的控制效果。
光敏传感器控制: 一般情况二层的自然采光能满足照度要求时，关闭灯具，当自然采光不满足要求时，开启部分或全部灯具。
3.3.2手动方式
智能控制面板也能对各种灯光进行控制。
3.3.3可视化软件控制
RS232在监控计算机上安装该系统的可视化软件，通过监控计算机上的接口，可以实时接受信号，并在可视化软件界面上显示灯光的状态，也可以在监控计算机上控制灯光的开启。
3.4与其他系统的联动
本系统能实现智能照明系统与FAS、BAS及客运信息系统的联动。
4铁路旅客车站智能照明系统与节能、环保
智能照明控制系统，利用存在感应器等现场终端设备对场景进行探测，针对不同场所、不同使用要求、管理要求，通过分布式控制网络，对各区域灯具进行自动化管理，有效做到充分利用建筑物的天窗和玻璃幕墙进行自然采光，同时在运营空闲时减少开灯数量，对各场所照明的照度进行合理的自动控制，减少不必要的照明电能消耗。
4.1候车大厅：
白天充分利用建筑物的天窗和玻璃幕墙进行自然采光，可以基本不开或很少量开灯。照明控制系统利用布置在车站室外和室内靠窗户侧的照度感应器时刻监测着阳光强度，自动分类分级开闭候车大厅灯光系统，并结合时间控制系统，实现傍晚至黑夜自动控制分组开灯。
4.2站台、雨棚及出站通道：
站台、雨棚为室外公共区，白天基本不开灯，夜间或白天光线极差时，一般情况点亮“节电”回路灯具，保持基本照明，保证车站安全和基本使用需要；同时将列车到发信号引入智能照明控制系统，根据列车到发信息及时开关相关站台、雨棚照明及相关区域的广告灯箱，从而实现有效节约能源。出站通道照明控制同站台、雨棚夜间控制方式。根据管理需要站台、雨棚及出站通道照明分为“节电”、“1/2”、“全开”三种模式，均由智能照明控制系统自动控制。
4.3办公区域：
办公室内照明：细分照明回路，做到办公区加班人员少时，仅开部分灯具，以利节能。办公区走道及其他公共区域设置“存在感应器”，根据工作人员位置移动情况及环境明暗程度自动点亮或熄灭相关区域灯具，利于管理和节能。并在每个办公区域设置“中央关闭”键，当下班无人时，按下该键可切除该区域所有照明及其他用电设备电源，有效保证用电安全、防范火灾。
智能照明系统也可以通过设定照度值、调光等方式满足工作、环保等要求。
5 结束语
智能照明系统具有针对单个回路、回路群组、场景模式的设定和控制能力，控制方式包括开、关和调光；能与电动装置联动；能使用通用的接口接入其它系统（如:BAS、FAS），实现各系统之间的互联。为了使该系统的控制更加精准,运用基于自适应领域算法,对旅客车站环境照度进行智能推断。实验结果验证了该模型可以在短时间内将测试地点的照度达到新的目标值,并且该目标值更加适应环境的需求。
主要参考文献
[1] 马小军 智能照明控制系统 南京：东南大学出版社，2009；
[2] 彭妙颜 智能照明与艺术照明系统工程 北京：中国电力出版社，2010；
[3] 徐华 照明控制综述。智能建筑电气技术，2006。
作者简介
谢柳竹（1979-），女，工程师，主要从事建筑电气、铁路电力设计工作。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：智能照明；铁路旅客车站；节能；环保。
1概述
智能照明控制系统是楼宇自动化系统（BAS）的一个子系统，它应用分布式控制系统，对建筑物内部及外部环境的照明进行自动或手动控制，从而实现照明的集中管理、节能运行、优化照明环境的控制系统。
智能照明系统具有针对单个回路、回路群组、场景模式的设定和控制能力，控制方式包括开、关和调光；能与电动装置联动；能使用通用的接口接入其它系统（如:BAS、FAS），实现各系统之间的互联。
2智能照明系统组成
智能照明控制系统主要由系统控制器、时钟控制器、传感器、控制面板、功能模块和应用软件等组成。
系统构成如下图所示：
智能照明控制系统构成图
2.1系统控制器：
采用在综合监控室或机电监控室或消防控制室设置的控制柜或电脑来实现。
2.2时钟控制器：
时钟控制器实质是一个时间开关，通过预设置的时间表来开启、关闭照明系统或启动不同的灯光场景。
2.3传感器:
传感器包括人员动静探测器（存在感应器）、光敏传感器、红外遥感传感器、声控传感器等。
2.3.1人员动静探测器通过探测人的运动而能使照明系统实现：当有人进入房间时，开启照明系统；当房间内有人，保持照明系统；当人都离开，关闭照明系统。
2.3.2光敏传感器根据环境光的变化，采用电子元器件将可见光转化成电信号，控制照明系统从而保证将作业面得照度控制在一定范围内。当作业面的照度高于预设的照度值，关闭或调暗采光系统；当作业面的照度低于预设的照度值，开启或调亮采光系统。
光敏传感器主要用于对天然采光的补偿或利用，若能从窗户或天空获得充足的自然光，则可以关闭电灯或降低电力消耗。
光敏传感器多设有延时装置，以免天空中云的变化带来天然采光的变化，而导致照明系统控制的频繁动作。
2.3.3红外遥感传感器通常由红外遥控器和红外信号的接收器(红外探头)两部分组成。由于红外遥感传感器是通过一定的红外频率来工作的，因此一般不允许其周围区域存在再近似频率工作的电子仪器，以免引起误动作。
2.3.4声控传感器:通常有两类产品，一类利用电子元件将声音信号专为电信号，当音量超过一定值时，开启灯光回路，并随声信号的消失，加一定延时后关闭照明灯具；另一种是输入音乐信号，输出DMX512的信号，根据音量的变化，激发不同程度的灯光场景，从而产生随音乐同步变化的灯光效果。这类产品多见于舞台照明、酒吧间照明和音乐喷泉等场所。
2.4控制面板：
控制面板是供人直观操作控制灯光场景的部件，控制面板是由微处理器进行控制的，它可以通过编程完成各种不同的控制要求。
2.5功能模块：
功能模块相当于执行装置，它能根据控制器发出的指令来开关不同的照明回路。开关照明回路可以直接采用断路器或采用与接触器/继电器的结合进行设置。
3智能照明控制系统在铁路旅客车站中的应用
铁路旅客车站的照明分为公共区照明和设备区照明。公共区照明包括候车厅、售票厅、广厅、出站厅、站台等场所照明；设备区照明是指放置设备的区域的房间的照明。传统车站的照明一般采用通过现场手动控制，设备区照明则是通过就地的跷板开关来控制，公共区照明控制是将照明配电箱设置在值班室或长期有工作人员工作的场所，通过人工现场控制的方式来控制公共区域的照明。近几年，随着车站规模的扩大，及节能、绿色照明方面的要求加强，在铁路旅客车站逐步引入能自动控制照明的系统，有通过BAS系统实现的，也有通过独立的智能照明系统实现的，本文主要讲述通过智能照明系统实现的照明控制。
下面通过一个工程实例来讲述智能照明在铁路旅客车站中的应用
配電箱内增设智能照明控制模块图
智能照明控制系统图
本工程为某铁路旅客车站的智能照明系统设计图，通过KNX/EIB系统对车站的公共区域照明进行集中控制和定时控制。
3.1系统元件设立如下：
在监控中心设置中央控制电脑和智能控制面板，其中智能控制面板在各功能区设置传感器（智能控制面板及存在感应器），带场景功能；在二层候车厅设置智能控制面板及存在感应器及光敏传感器；在受控区域所属照明配电箱内安装开关控制模块。开关控制模块负载回路接线顺序严格依照照配电箱系统图回路号顺序。
3.2控制系统的网络结构：
本智能照明控制系统划分为几支线，每条支线采用独立的总线电源进行供电；各个控制元件通过KNX/EIB总线以树形、星形、线形等任意非闭环的形式组网。
3.3KNX/EIB灯光控制系统的控制方式：
3.3.1自动方式
定时控制：根据不同的时间段人流量的不同设置相应的场景对灯光进行控制；
移动感应控制：传感器分为智能控制面板及存在感应器，其中存在感应器可实现人来灯亮，人走灯灭的控制效果。
光敏传感器控制: 一般情况二层的自然采光能满足照度要求时，关闭灯具，当自然采光不满足要求时，开启部分或全部灯具。
3.3.2手动方式
智能控制面板也能对各种灯光进行控制。
3.3.3可视化软件控制
RS232在监控计算机上安装该系统的可视化软件，通过监控计算机上的接口，可以实时接受信号，并在可视化软件界面上显示灯光的状态，也可以在监控计算机上控制灯光的开启。
3.4与其他系统的联动
本系统能实现智能照明系统与FAS、BAS及客运信息系统的联动。
4铁路旅客车站智能照明系统与节能、环保
智能照明控制系统，利用存在感应器等现场终端设备对场景进行探测，针对不同场所、不同使用要求、管理要求，通过分布式控制网络，对各区域灯具进行自动化管理，有效做到充分利用建筑物的天窗和玻璃幕墙进行自然采光，同时在运营空闲时减少开灯数量，对各场所照明的照度进行合理的自动控制，减少不必要的照明电能消耗。
4.1候车大厅：
白天充分利用建筑物的天窗和玻璃幕墙进行自然采光，可以基本不开或很少量开灯。照明控制系统利用布置在车站室外和室内靠窗户侧的照度感应器时刻监测着阳光强度，自动分类分级开闭候车大厅灯光系统，并结合时间控制系统，实现傍晚至黑夜自动控制分组开灯。
4.2站台、雨棚及出站通道：
站台、雨棚为室外公共区，白天基本不开灯，夜间或白天光线极差时，一般情况点亮“节电”回路灯具，保持基本照明，保证车站安全和基本使用需要；同时将列车到发信号引入智能照明控制系统，根据列车到发信息及时开关相关站台、雨棚照明及相关区域的广告灯箱，从而实现有效节约能源。出站通道照明控制同站台、雨棚夜间控制方式。根据管理需要站台、雨棚及出站通道照明分为“节电”、“1/2”、“全开”三种模式，均由智能照明控制系统自动控制。
4.3办公区域：
办公室内照明：细分照明回路，做到办公区加班人员少时，仅开部分灯具，以利节能。办公区走道及其他公共区域设置“存在感应器”，根据工作人员位置移动情况及环境明暗程度自动点亮或熄灭相关区域灯具，利于管理和节能。并在每个办公区域设置“中央关闭”键，当下班无人时，按下该键可切除该区域所有照明及其他用电设备电源，有效保证用电安全、防范火灾。
智能照明系统也可以通过设定照度值、调光等方式满足工作、环保等要求。
5 结束语
智能照明系统具有针对单个回路、回路群组、场景模式的设定和控制能力，控制方式包括开、关和调光；能与电动装置联动；能使用通用的接口接入其它系统（如:BAS、FAS），实现各系统之间的互联。为了使该系统的控制更加精准,运用基于自适应领域算法,对旅客车站环境照度进行智能推断。实验结果验证了该模型可以在短时间内将测试地点的照度达到新的目标值,并且该目标值更加适应环境的需求。
主要参考文献
[1] 马小军 智能照明控制系统 南京：东南大学出版社，2009；
[2] 彭妙颜 智能照明与艺术照明系统工程 北京：中国电力出版社，2010；
[3] 徐华 照明控制综述。智能建筑电气技术，2006。
作者简介
谢柳竹（1979-），女，工程师，主要从事建筑电气、铁路电力设计工作。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。