浅谈地铁工程中智能照明系统的节能设计
摘要：本文介绍了智能照明系统在地铁工程中的应用，简单介绍了智能照明控制设计系统，阐述当前智能照明对建筑节能的重要意义，合理地分析了智能照明系统的发展前景。
关键词：智能照明系统控制，总线，i-bus系统设计
1、智能照明控制系统的优越性
近年来，随着经济的发展和科技的进步，人们对照明灯具节能和科学管理提出了更高的要求，使得照明控制在智能化领域的地位越来越重要。在如今全国各地的地铁建设热潮中，各地铁公司以及建设者乃至使月者也意识到了智能照明的重要性，这直接关系到搭乘者的舒适度以及安全度，使用智能的照明控制系统，更能体现其在节能与管理方面的优势，同时也能响应当今的绿色社会、节能社会和低碳生活的理念。
传统的地铁公共区域照明工作模式，只能是运营时开灯、结束运营时关掉普通照明灯。但是，这科性制方法具有一定的局限性：1）控制回路的数量一般较少，只是大面积区域控制，若将回路划分的较细则适价昂贵。2）现场通常不设搜开关，所有照明回路通过BAS中控室控制，现场无法干预照明状态，使用不便。3)控制功能简单，只能实现定时、开关的功能，若要实现场景预设，亮度调节，软启动软关断等复杂的功能技术难度较大。4）由于照明系统并不是一个独立的系统，所以，在BAS系统出故障时，照明系统也受到影响。而来用了智能照明控制系统后，我们可以根据不同场合，不同的人流量，进行时间段、工作模式的细分，把不必要的照明关掉，在需要时自动开启。同时，系统还能自动调节车站内照度，控制系统实现了不同工作场合的多种照明工作模式，在保证必要照明的同时，有效减少了灯具的二作时间，节省了不必要的能源开支，也延长了灯具的寿命。
因此，在市场上采用独立运行的智能化照明系统，应运而生。它有一套独立的控制协议，相对BAS系统来说比较简单完全能满足对照明控制的需求，价格也更有竞争力。目前智能照明控制系统多数采用现场总线技米，具有分布式智能控制的特点和开放性；而且产品具有多种接口单元（RS、以太网等）和功能强大的接口程序，许多系统或软件均可方便地与之集成。因此，采用智能照明控制系统会使设计更简单，安装更快捷，使用更灵活、管理更方便。智能照明控制系统在节能和节省灯具使用的同时，有效节省了电费与管理费用的支出，从以往一般的办公大楼运营的经验来看，节能效果能达到40%以上，地铁站节能效果也能达到25%左右。
2、智能照明控制系统的特点
智能照明控制系统具有以下几个特点：
1）智能照明控制系统控制方式多样化，现场面板手动控制、光感控制、移动感应控制、红外线遥控、定时控制‘场景控制、中央控制。
2)智能照明控制系统控制模块的尺寸为标准模数化设计，体积小，不需要另外增加控制箱。
3）全分散模块化结构，元件可分散放置，每个元件均内置微处理器，每个元件可独立工作，不需要主机控制，元件之间为对等关系，任何一个元件损坏不会影响其它元件的运行。
4）在地下车站的出入口和地上站中可安装光线感应器，可根据自然光的照度、自动控制灯光的开关，在自然光线充足时，可自动将灯光关闭，以达到节能的目的。
5）可与消防联动，在消防报警时将广告照明和正常照明切断，并可设置消防报箱控制的优先级别为较高，在消防报警时，现场面板或定时控制将不起作用，提高了安全性。
6）具有系统设备监视功能，能够监视系统内分布于不同地点不同配电箱的设备通讯状态，一旦发现有设备不能正常通讯，立即在中控电脑上显示，便于运营部门的维护。
3、智能照明控制系统在实际中的应用
智能照明控制系线主要用于车站公共区（站厅层公共区，站台层公共区）及出入口走道的正常照明。智能照明控制系统的主机设置于车站控制室，通过通讯线与照明配电箱内的控制模块以及设置在现场的控制面板相连，进行控制信号的传递，智能照明控制系统是全数字、模块化，分布式、总线型控制系统，它将控制功能分散给各功能模块，中央处理器和各功能模块之间通过网络总线连接成一个整体，自成一完整体系，同时可通过网关连接至车站综合监控系统实现系统集成。控制系统硬件主要包括计算机、网络连接控制器、调光模块、开关模块、智能面板开关、触摸屏及各类传感器等。通过智能照明控制系统可以实现：公共区照明的开关及调光控制、设备区照明的开关控制、区间照明的开关控制、广告照明的开关控制及各区域照明的模式控制等。
根据运营需要可以将所控区域的灯光预先设定为各种场景，需要时可通过就地面板控制、时间自动控制、照明终端中央监控控制等在各种场景间进行切换。车站按照4种场景模式运行：正常模式、节电模式、火灾模式、停运模式。
1）正常模式。用于正常运营时的客流高峰期和节假日，客流高峰期一般指每天7:0O-9:00及17:00～19:00时间段，客流高峰时间段数及时间范围均可调。
2）节电模式。用于正常运营时的非客流高峰期。
3）火灾模式。当发生火灾时，由车控室确认后，强制切断有关非消防电源，接通报警装置、火灾应急照明灯和疏散指示灯，转入活在模式。火灾模式下，智能照明控制系统只监视不控制（即只显示系统的工作状态），可有选择的手动切断有关非消防照明电源。火灾模式下，广告照明全部切断，车站工作照明（公共区工作照明、公共区节电照明、设备区照明）延时切除，延时时间均可调。
4）停运模式。用于停止运营的时间段，停运模式随着实际运营时间而定，时间可调。
在深圳地铁的现有2号线的建设运营中，以及地铁7、11号线的设计中，车站的照明（不包括应急照明）控制采用了智能照明控制系统。
以下为现正设计中的们号线采用的智能照明的控制方式：
图1智能照明的控制方式
照明采用智能分布式控制总线系统，照明控制系统自成体系，并作为子系统集成到地铁管理系统中。照明控制系统各功能模块分别安装在对应系统箱内，各功能模块通过控制电缆连接，名分支线通过线路连接器连接成一个系统，系统带有定时器且时间可方便调整，以对照明进行定时控制。其中应急照明配电箱、应急导向配电箱不属于智能照明控制系统控制范围。
4、安科瑞智能照明控制系统介绍
4.1系统简介
Acrel-BUS智能照明控制系统，是基于KNX总线技术设计的控制系统。KNX总线技术起源于欧洲，是在EIB，Batibus和EHS这三种住宅和楼宇的总线控制技术上发展起来的，其中EIB（EuropeanInstallationBus,欧洲安装总线）是该总线技术的主体。
Acrel-BUS智能照明控制系统采用标准的2*2*0.8EIBBUS总线（即KNX总线）作为总线线缆，将所有的智能照明控制模块连接到一起并组成一套完整的控制系统，既可实现照明灯具的远程集中控制，又可实现就近控制功能。该系统理论连接控制模块数量达多个。
安科瑞智能照明产品种类齐全，方案完善。用户可通过控制面板、人体感应、照度感应、微波感应、上位机系统、触摸屏、手机、平板端等多种控制终端实现灵活多样的智能控制，特别适合于各类智能小区、医院、学校、酒店，以及体育场所、机场、隧道、车站等大型公建项目的照明系统。
4.2系统工作原理示意图（见图2）
图2系统工作原理示意图
4.3产品选型
4.3.1开关驱动器
4.3.2调光驱动器
4.3.3可控硅调光模块
4.3.4传感器
4.3.5总线电源
4.3.6智能面板
4.3.7干接点、湿接点输入模块
4.4系统功能
1）光照度（需要配照度传感器）监测，对利用自然光照明区域，根据自然光照度变化，进行照明控制和调节，满足照明和节能要求；
2）公共区域、走廊、通道、门厅、电梯厅等的照明，应设置红外或微波类人体感应器，并结合智能控制面板，实现各种场景照明控制，尽可能较少灯具点亮时间；
3）楼梯间照明采用人体感应探测控制；
4）设备房、设备房走道采用分组就地控制；
5）室外路灯、景观等照明采用光照度控制结合时控的集中控制方式；
6）监控系统界面友好，画面美观,实时显示各区照明工作状态；
7）应具有完善的用户权限管理功能，避免越权操作；
4.5系统的控制优势
1）系统可通过、触摸屏、电脑对现场的灯光、空调及窗帘等进行远程集中控制，使得控制更加方便智能，用户体验更舒服；
2）系统中控制模块均工作在直流30V可靠电压下，用户操作更加可靠、舒服；
3）系统在实施过程中，充分结合自然光及人员的活动规律来自动控制灯光，减少能源消耗，达到很好的节能效果；
4）系统采用分布分布式KNX总线结构，搭建简单灵活，系统内各模块互不影响，可独立工作，可靠性更高；
5)多种控制方式可供选择，如本地控制，自动感应控制，定时控制，场景控制和集中控制等，控制方式更灵活；
6)系统的自动控制、远程集中控制等功能，在实现自动化的同时，大量减少了值班人员，提高了管理水平和工作效果；
7)升级系统内控制模块或更改系统功能时，无需增加连接线，不需关闭整个系统，只需更改设备参数即可实现，维护方便，操作简单；
8)系统可与消防系统联动，在出现消防报警时，强制打开应急回路，方便人员疏散，从而降低了人员伤亡的风险，提高了建筑的可靠性。
4.6安科瑞组网方案
智能照明控制系统组网方式灵活，扩展方便，当系统模块数量较少、距离较近、范围较小时，各设备以树形枝状延伸，构成支路系统智能照明控制系统；当系统模块数量较多、距离较远、范围较大时，用支线耦合器组成多条支路，构成区域智能照明控制系统；当系统模块数量很多、距离很远、范围很大时，用支线耦合器、区域耦合器等构成楼群智能照明控制系统。（见图）
图3组网方案