地铁车站采用传统BAS照明控制和 智能照明控制的分析与比较

李强

中铁第四勘察设计院集团有限公司 湖北武汉 430063

摘要：地铁车站照明控制方式的选择和研究对照明节能具有重要意义。本文介绍了地铁车站传统BAS照明控制的方式及构成、BAS控制网及控制策略。提出了地铁智能照明控制的建议方案。并从控制方式及系统功能、控制灵活性、经济性、兼容性、可靠性、节能效果等方面详细比较了二者在地铁照明控制中的优缺点。最后给出了地铁照明控制的选择建议和结论。本文工作对地铁照明节能研究和照明控制方式选择具有重要参考和借鉴意义。

关键词：地铁车站；BAS照明控制；智能照明

0序言

据不完全统计，“十三五”期间，全球预计有25个国家和地区的77个城市281条线路约7057公里城轨交通在建。其中，中国大陆（主要是地铁，含部分轻轨）40个城市210条线路共5444公里在建。境外24个国家和地区37个城市71条线路共1613公里在建[1]。截止到2014年，我国累计有22个城市建成投运城市轨道交通线路101条，运营线路长度达3173公里[2～3]，其中地铁2361公里，占74.4%。可见，地铁建设是未来基础设施建设的重中之重。

地铁照明负荷作为车站低压用电负荷的重要组成部分[4]，约占车站总用电负荷的20%，每座车站约在220kW。因此，照明控制方式的选择和研究对车站照明节能具有重要意义。

1传统BAS照明控制方式及构成

地铁照明中的BAS控制是整个车站BAS系统的一部分，一般通过在照明配电箱的照明回路中串联接触器，利用接触器触点的开、闭实现区域控制、定时开关、中央控制等功能。

1.1控制网组成

BAS系统通过现场I/O控制箱，经过控制电缆与照明配电箱内预留的照明控制端子排进行连接，I/0控制箱再通过现场总线（或以太网）与设置在车控室的BAS工作站相连。则BAS工作站下发的照明控制模式通过以上网络可直接通过现场I/O对照明进行控制。

1.2 BAS控制策略

BAS监控点位：照明启停控制（DO）、照明运行状态（DI）、照明手/自动状态（DI）（即转换开关状态）。

BAS控制策略：操作人员可在操作站上手动开启照明回路；也可根据不同区域照明需要，编制照明日程表，系统会自动根据日程表的时间控制照明开关。

2智能照明控制

智能照明系统作为独立的控制系统，通常由调光模块、开关模块、控制面板、液晶显示触摸屏、智能传感器、PC接口、监控计算机、时钟管理器、手持式编程器等部件组成。

一般地铁车站智能照明控制的范围如下：出入口、售票厅、进出站大厅、换乘通道、站厅、站台公共区等。各照明区域的智能控制原则均采用时钟控制、场景控制、彩色触摸屏控制。

2.1智能照明控制建议方案

以站厅层照明控制为例，介绍智能照明控制系统方案如下[5～6]：

站厅内导向牌在地铁运营时段必须全部开启，故采取时通过时钟控制模块定时控制：

运营时段（06：00—22：00）—灯光开；

非运营时段（22：30—05：30）—灯光关。

站厅公共区照明通过时钟控制模块定时控制：

高峰（06：00—9：00，18：00——20：00）—灯光全部开启；

低谷（9：00—18：00，20：00——23：00）—灯光开启1/2；

停运（23：00—06：00）—只保留应急灯。

其它如出入口、地下通道、站台等区域，可根据照明控制特点，制定适宜的智能照明控制系统模式。

3传统BAS照明控制与智能照明控制优缺点分析与比较

地铁照明中的智能照明控制和BAS控制均是在满足地铁照明控制需求基础上为实现照明节能而出现的有效控制手段。二者的优缺点分析比较如下：

1）控制方式及系统功能[7]

（1）BAS控制的控制功能简单，只能实现定时、开关的功能；若要实现感应控制、场景预设、亮度调节、软启动关断功能，不仅技术难度大，且工程投资高。

（2）BAS控制只能通过回路控制来实现区域照明控制，区域分割越细回路数增加越多，导致布线更加复杂，造价昂贵。

而智能照明除具有传统BAS控制拥有的功能外，还具有以下功能：

（1）具有场景预设、亮度调节、时序控制、软启动、软关断功能。

（2）可以为每套灯具设置唯一地址，实现单灯的开关、调光，并能监测其状态。

（3）具有利用控制面板或手持遥控器进行现场控制的功能。

（4）具有灯具异常启动和自动保护功能。

（5）具有统计功能，能对灯具启动时间和使用寿命进行记录。

2）控制灵活性

从控制方案的灵活性来看，对于一个已经安装完毕的照明系统，若要改变其控制方案，由传统BAS控制必然会涉及到设备的增减和布线的改变；而智能照明控制只需要利用软件进行简单设定即可，不涉及到任何硬件的改变，灵活性优于BAS控制。

3）经济性

据估算，智能照明系统与BAS控制相比较而言，平均单点的造价约为BAS的60%，但由于是独立的系统，增加了控制设备，所以每座地铁车站的投资将比采用BAS控制多出10～15万左右。经济性会比BAS控制要略差。

4）兼容性

BAS系统控制所基于的核心器件PLC和I/O产品结构复杂，一旦设备出现故障需要维护和更换时，须找相关原厂家进行故障查找和更换、调试。

智能照明系统通常采用开放的协议，全世界有众多厂商的产品满足要求。当系统（设备）出现故障需要维护和更换时，可以有众多符合此协议的厂家供选择。

5）可靠性

BAS系统的PLC模块并不直接接入照明负载，而是通过控制接触器线圈的方式间接控制照明负载，频繁的开关会使接触器触点老化或损坏。

智能照明系统的每个设备都内置CPU，可被独立编程，可灵活设置控制关系。每个设备都可独立运行，这意味着某个设备的损坏不会影响到其它设备的使用。

6）节能效果

BAS控制的应用在一定程度上能节约能源，而智能照明系统具有更大的节能优势：

（1）智能照明系统可根据运营现场实际需求，实时在线调控输出最佳照明工作电压，并能将其稳定在±2%以内，可提高电能质量，达到节电10%～30%的效果。

（2）智能照明系统能够实现灯具的低压软启动和调压、稳压的过程中的慢斜坡控制过程。从而降低电光源损坏，延长使用寿命。

（3）智能照明系统感应控制、调光控制等控制模式的多样化，能改善灯具不必要的点亮及照度过高，均衡各灯具的照明时间，延长灯具使用寿命。

4结论及建议

（1）据统计，目前全国已有16个城市、30多条轨道交通线路采用了智能照明。相对于BAS控制，智能照明成熟可靠、投资较小，，具有众多优点。

（2）与传统BAS控制比较，智能照明控制具有控制方式靈活、功能