浅析智能照明系统在轨道交通中的设计应用和质量管理

2020-02-20崔凯泉

机电信息 2020年32期

崔凯泉

（中车南京浦镇车辆有限公司，江苏南京210031）

0 引言

在信息技术、自动化技术以及人工智能技术的推动下，智能照明系统在建筑、交通等各个行业得到了广泛应用。近年来，国内许多城市逐步在轨道交通中推行智能照明系统，这一举措在减轻管理压力、减少电能消耗、降低用电成本等方面体现出显著的综合效益。在智能照明系统的应用中，既要结合车辆照明需要进行科学设计，又要关注系统运行过程中的质量管理，保证智能照明系统可以稳定运行。

1 轨道交通中智能照明系统的设计应用

1.1 DALI调光控制设计

在城轨列车上，驾驶室、乘务室、检车工具间等场所的照明负荷较高，并且控制场景类型复杂，为了保证照明需要，通常会选择DALI调光控制。DALI回路采用平面图+区域功能列表的方式，按区域分类，如乘务室、广播室、配电室、检车工具间等，划分DALI编组回路，每个区域根据施工图可包含多个DALI编组回路。当系统读取到DALI编组回路任意一个镇流器出现故障时，该编组回路报警。DALI总控以区域、功能划分，设定驾驶室调光总控、乘务室调光总控、检车工具间调光总控、广播室出入口调光总控等。

1.2 回路开关控制设计

在列车车厢内，广告牌、导向标等部分的照明负荷相对较低，并且灯光控制较为简单，通常选择回路开关控制。在具体的控制方式上，采用“平面图+单回路列表”的控制模式，具有调控灵活、操作简便等特点，并且如果开关回路因为故障出现跳闸，其能够第一时间发出警告，方便管理人员及时分析故障、采取措施。在回路开关控制系统中，设置有一个总控开关，然后按照区域、场景进行划分，又设置了若干个分开关，例如广告灯控制开关、导向标控制开关等。在电路平面图上，将鼠标移动至某个灯具图表上，可以显示该灯具所在回路的运行状态。正常通路时，灯具为绿色常亮，故障时为绿色频闪，开路时为红色常亮。

1.3 车辆模式控制设计

系统根据地铁运营需要，预先设定了多种场景，如正常模式、节电模式、停运模式、清扫模式、全亮模式、BAS联动模式、消防应急模式等，采用手动切换+自动定时控制方式控制车辆模式。从实际运营情况分析，一般地铁一天的客流大致有9个时段，考虑到实际客流特点的不同，智能照明控制系统提供4组独立的定时日程，每组定时提供12个定时时段，运营人员可按需设定每天的模式切换时间。

1.4 智能照明系统设计方案的优势

相比于城轨列车以往的照明控制模式，智能照明系统设计方案的优势主要体现在：（1）可以实现“一对多”控制，减少操作频率并降低照明能耗。例如，只需要在车辆总控室安装一个控制终端，就可以对多个（最多可达256个）回路进行照明控制。（2）减少布线数量，降低使用成本。传统的照明控制系统中，需要使用大量的线缆，整个布线系统错综复杂，不仅成本高，而且极易发生电气事故。而智能照明系统，只需要两根无极性信号线就可以支撑整个照明系统，既可以降低前期安装成本，又可以减轻后期维护压力。（3）可以实现多功能自动控制。例如可以根据外界环境的光照强度，调节灯具的亮度，从而节约电能；还可以根据不同时间段，如早高峰、晚高峰、进站、停运等，自动控制照明系统，避免电能浪费。

2 轨道交通中智能照明系统的质量管理

2.1 新型LED节能灯具的选用

在智能照明系统中，各种绿色照明灯具被广泛运用。其中，LED节能灯具有使用寿命长、照明效果好、节能效益显著等优势，成为轨道列车智能照明系统中常用的灯具。适用于列车的LED节能灯的限制要求比较多，适用场景和自身质量也存在很大差异，因此在智能照明系统的质量管理中，对于LED节能灯的选用至关重要。一方面，要根据列车行驶的照明需要，合理选择LED灯。例如车辆的走廊、乘务室以及卫生间等场所对照明要求存在差异，要选择适合各个区域、符合照明需要的LED灯具；另一方面，还要把好质量关。由于轨道交通智能照明系统中会使用到大量的灯具，必须要严格进行灯具质量筛查，确保每一台LED节能灯都能够正常、稳定运行。

2.2 加强智能照明系统安装管理

在确保节能灯具不存在质量问题后，按照智能照明系统的设计方案和电路图，完成系统硬件部分的安装。虽然智能照明系统相比于传统的照明系统，在线路结构上得到了极大的简化，但是仍然需要加强安装管理。安装人员应提前熟悉图纸，明确安装要求，如果对电路图存在疑问，需要与设计人员进行沟通。智能照明系统采用分区域安装的模式，每完成一处安装，都需进行通电试验，检查系统是否正常运行，照明灯具是否亮起，确保有问题可以第一时间发现。

2.3 实现对系统运行工况的动态监测

在智能照明系统投入运行后，还要密切做好该系统的运行监测，这样才能保证在系统发生异常状况后，管理人员可以第一时间了解状况，启动应急方案，避免对整个照明系统乃至车辆、车站运行造成不良影响。在智能照明系统中，可以利用PLC、传感器等，实现对整个系统内各个部分运行信息的实时获取、同步传递。例如，电压传感器会动态获取照明系统内电路电压参数，然后通过内置无线通信模块，反馈给PLC。PLC会根据电压波动情况，下达调控指令，保证电压稳定，从而让LED节能灯保持稳定照明。如果监测到灯光异常，PLC还会发出警报指令，控制蜂鸣器发出报警声，提醒管理人员及时维修。

2.4 重视专项维护队伍的培训和建设

在城市轨道交通的智能照明系统投入使用后，考虑到运行环境的复杂性，以及电气设备、照明灯具自身的老化等，需要定期开展检修和维护，确保智能照明系统内潜在的故障隐患可以被及时处理，不影响整个照明系统的稳定、可靠运行。因此，维护队伍的技能水平和职业素养就显得尤其重要。轨道交通管理部门，要定期开展面向维护人员的业务培训，确保其熟悉智能照明系统的运行原理，掌握常见运行故障的识别、判断和处理等技能。同时，还要完善质量管理制度，细化维修养护责任，按照相关制度定期开展专项检修，让智能照明系统真正发挥节能效益。

3 城规交通中智能照明系统的发展前景

随着5G技术、大数据技术的成熟应用，轨道列车中的智能照明系统将会得到长足发展。目前，智能照明系统在实际应用中还存在传感信号、控制指令响应延时的情况。特别是在车辆附近有发电厂等干扰源的情况下，信号质量差，进而影响智能照明系统的运行稳定性。在5G技术全面普及后，将进一步提高通信质量和加快传输速率，这不仅可以解决信号延迟和干扰问题，而且智能照明系统的应用价值也会得到进一步凸显。除此之外，新型节能照明灯具的研发和使用，也会在提高智能照明系统的节能效益、延长寿命等方面带来技术突破。