智能照明控制系统在杭州地铁七堡车辆段中的应用

王 哲

(中铁二院工程集团有限责任公司，610031，成都∥工程师)

据统计，截至2013年3月，国家发改委共批准了35座城市的地铁建设规划，国内正在建设的地铁线路超过了70条。与此同时，随着城市土地资源的日益紧缺，综合利用土地，提高土地的有效利用率，也成为地铁建设者重点关注的问题。目前，国内地铁建设中逐渐加大了对综合性上盖物业开发的研究和实施力度，杭州地铁七堡车辆段综合体正是结合地铁规划开发商业、住宅及配套设施的案例之一。本文介绍智能照明控制系统在七堡车辆段中的应用。

1 工程概况

杭州地铁七堡车辆段项目总占地规模约75 hm2，是目前国内最大的地铁上盖综合体之一。车辆段通过9 m高的上盖平台转换后，其上部用于开发建设住宅、学校、商业综合体及绿地;下部为地铁车辆段，主要承担杭州地铁1、4号线车辆的停车列检、月检、厂架修、定/临修等任务，并设地铁运营公司和地铁公安办公等机构。

七堡车辆段上盖盖板面积超过30万m2，除维修中心楼(总建筑面积为62933 m2)、检修主厂房、物资总库等为地面建筑外，其余大部分工艺库房、食堂、实训基地、道路及道岔区均处于盖板以下。因此，七堡车辆段项目在充分利用上盖空间进行物业开发的同时，也对盖下地铁工程的照明配电、控制、管理及维护等带来了如下需重点解决的问题:

1)车辆段工作时间长，为节约照明能源，应充分利用自然采光与人工照明;

2)车辆段各类场所多，工艺要求复杂，相关区域的照明控制应能灵活调整;

3)车辆段盖下区域广，照明回路多且分散，照明的配电及控制应方便运营管理、能减轻维护工作量;

4)车辆段盖下环境差，应急照明的设置及紧急情况下控制的可靠性更为重要。

5)车辆段为地铁1、4号线共用，宜采用兼容和可编程的照明控制系统。

目前，国内有盖地铁车辆段的照明配电及控制方式大多仍沿用传统的照明控制方式。其控制电线多、控制不方便、维修与故障查找的能见性差，虽能实现简单的区域照明和定时开关功能，但智能化程度不高。鉴于七堡车辆段对上述诸多问题需作针对性的解决处理，传统的照明控制方式在可控性、灵活性、简便性等方面都不能满足其要求。

2 智能照明控制系统简介

基于本工程特点，提出了采用智能照明控制系统为主的方案来解决七堡车辆段中照明所面临的问题，以达到实现照明节能最大化、降低运营和维护成本的目的。

EIB(电气安装总线)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。它通过总线将分散在建筑各处的传感器、指令元件、显示元件、输出执行元件等连接起来，通过预先编制好的程序或现场操作命令，将各种控制要求通过驱动器得以执行。该系统主要包括计算机中控软件、网络连接控制器、智能开关模块、智能面板开关、触摸屏及各类传感器等。其拓扑结构如图1所示。

图1 EIB智能照明控制系统拓扑结构

EIB系统总线的基本单位是支线。1根支线最多可挂64个元件。通过线路耦合器，最多15根支线可连接成1个区域，通过干线耦合器又可将最多15个区域连接成一个最大的系统(最大容量为14400个元件)，可实现对庞大工程的灯光等设备的控制。由于智能照明控制系统在使用过程中的灵活性与经济性，减少了运营管理人员操作和维护的工作量，而且可以做到最大限度的节能，故已获得了日益广泛的应用。

3 七堡车辆段智能照明控制系统的方案设计

针对本项目的特点及智能照明控制系统模式的控制要求，需在照明配电时充分考虑回路的划分，以满足分时、分区、分组控制的要求。

1)分时:分为准备阶段、工作低谷时段、工作高峰时段、值班工作时段等;

2)分区:分为大型工艺库房、办公区、地下公共停车场、线路道岔区、道路(盖下、盖外)等;

3)分组:对需要群组启闭的照明回路进行编组和联动控制。

七堡车辆段各区域照明基本控制方式及智能照明控制模式设置如表1所示。

表1 七堡车辆段各区域照明基本控制方式及智能照明控制模式表

4 七堡车辆段智能照明控制系统结构及功能

本工程项目智能照明控制系统共分为2个区域:区域1由10条支线构成，区域2由5条支线构成。各支线控制独立，1条支线停止工作不影响其它分区和设备的正常运行。本工程中采用了中央集中控制、现场面板手动控制、红外感应控制、照度感应控制、场景控制、时钟日程控制等多种控制方式，以满足不同场所的控制要求。其中，区域1为车辆段1号线部分，智能照明控制系统由10条支线构成，具体网络配置如图2所示。

各智能控制模式(见表1)具体功能如下:

1)集中后台控制——智能照明中央监控主机设在维修中心楼消防控制室，通过智能开关模块将控制命令通过总线发送至各区域照明控制箱内，以开/闭相应的照明灯具;同时在中央监控计算机上建立图形化监控界面，接收并显示各区域照明状态、运行时间等信息，进行可视化监控。

图2 智能照明控制系统区域1的网络配置图

2)分区现场控制——在检修主厂房、运用库等人员经常工作的区域设置就地智能面板开关，在DCC(车辆段控制中心)控制室等设置触摸屏，当集中控制不工作或需要现场控制时可实现就地控制。

3)红外感应控制——在通道、楼道等场所，利用红外线原理，自动识别该场所内是否有人经过，实现“人来灯亮，人走灯灭”的动态控制，以节约能源。

4)照度感应控制——在靠近室外具备自然采光条件的区域设置照度传感器，通过感光控制相应照明回路的开闭。

5)场景控制——贵宾接待室、会议室、多功能厅等主要区域根据实际使用需要，通过智能照明控制系统预设场景模式产生各种灯光场景(如会客、休闲、会议、报告、投影等)，操作时只需按动相应场景按键即可调用所需的灯光场景。

6)时钟日程控制——大厅、地下停车库等人员进出较多的公共区域和户外景观照明及路灯照明等采用时钟日程控制，正常工作时间内全开或部分开启，非工作时间内改为减光照明，节假日无人时只留值班照明。

7)火灾应急照明控制——应急照明由EPS(应急电源系统)分片区集中供电，平时作为正常照明的一部分纳入智能控制。紧急情况下，通过控制模块接收FAS(火灾报警系统)命令，强制开启应急回路。为保证应急照明的供电连续性，设置消防报警控制的优先级别为最高，在消防报警时，现场面板或定时控制不起作用。

5 智能照明系统使用效果验证

七堡车辆段于2012年10月起采用了智能照明控制系统，使照明系统可以按照经济有效的最佳方案来准确运作，最大限度地节约了能源。如图3所示为维修中心楼的照明日能耗对比曲线，其中，实线为常规控制系统的能耗曲线，虚线为采用智能照明控制系统的能耗曲线，阴影部分为节省的能源，总节约电能为25%。

另外，采用智能照明控制系统，更体现了在控制与运营维护等方面的如下优势:

1)控制策略可灵活修改——工艺厂房布局或生产计划调整时，仅需要对控制程序进行修改，而不用重新对照明线路及灯具进行调整。

图3 七堡车辆段维修中心楼照明日能耗对比曲线图

2)模式控制可灵活设置——控制系统可根据场合、时间段、工作模式进行细分，减少资源浪费，实现了不同工作场合的多种照明工作模式，节省了不必要的能源开支。

3)便于运营维护——可监视分布于不同地点、不同配电箱的设备状态，变设备故障维修为状态维修，便于运营部门的维护工作。

4)提高了管理水平——智能照明控制系统是以自动控制为主、人工控制为辅的系统，可减少人为操作的不确定性，提高了车辆段的科学管理水平。

5)系统开放兼容——智能照明控制系统升级和维护方便，可通过网关与BAS(环境与设备监控系统)相联，实现系统集成控制。

6 结语

现代化的地铁设计所要求的方便性、安全性及最大限度地节约能源给照明布线和控制提出了较高的要求。针对具有上盖物业开发的杭州地铁七堡车辆段照明配电及控制设计，根据工程特点对项目进行了相应的技术更新，完成了智能照明控制系统的具体方案并已付诸实施，其使用效果体现出了先进性、实用性、最优化运营及有效节能等优势，为相类似的工程项目照明控制设计提供了可借鉴的案例。

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［2］吴大鹏.I－bus EIB/KNX智能照明控制系统在北京南站房中的应用［J］.智能建筑电气技术，2008(2):64.

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