劉細鳳

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：地鐵智能照明系統的建設是保證地鐵照明合理配置的關鍵。文章針對我國地鐵智能照明系統建設的現狀，總結了智能照明系統的能耗問題，并提出了優(yōu)化節(jié)能技術、提高地鐵智能照明系統集成建設質量的策略。

關鍵詞:地鐵照明；智能照明系統；地鐵能耗

0引言

地鐵智能照明系統對于當前地鐵基本運行技術的改造至關重要。地鐵智能照明系統的突出優(yōu)點是節(jié)能，對此展開分析有助于進一步發(fā)揚其優(yōu)點，提高節(jié)能效果。

1智能照明系統概述

我國照明控制系統的發(fā)展主要經歷了四個階段，即手動控制階段、定時控制階段、自動調光控制階段，以及EIB智能控制階段[1]。在地鐵發(fā)展初期，因為計算機技術才剛剛開始發(fā)展，人工控制基礎的應用受到了比較多的限制，主要是結合現場情況及操作時間上的差異來配置照明管理人員，并由該人員完成照明參數的設定工作，這種控制方式缺乏合理性，可能會造成能源浪費等問題。

目前，自動控制在通信技術的發(fā)展過程中得到了廣泛應用，在交通領域，也開始關注智能照明控制技術，著手應用智能照明系統。智能照明控制系統主要是指以智能化的方式完成照明管理工作，以科學的方式控制照明時間和光源群，使得調光、場景控制、傳感器控制等得以實現的系統。在智能照明控制系統的應用過程中，應該結合地鐵內部的實際情況和環(huán)境需求，收集相關照明數據，并對數據進行分析，從而更好地實現控制效果。

2我國地鐵車站能耗的基本情況

與其他城市交通方式相比，地鐵具有低能耗的優(yōu)勢。然而，由于地鐵系統的規(guī)模相對較大，其總能耗非常高。例如，2008年上海地鐵1號線的總成本接近3億元，其中電費占總成本的40%，這進一步說明在地鐵站改用智能照明系統的重要性與必要性。

在軌道交通運行過程中，電力負荷是其中一項關鍵的能源消耗。在科學技術高度發(fā)展的今天，人們越發(fā)關注節(jié)能問題，大多數的鐵路車站設備都會考慮節(jié)能控制的應用。例如，當溫度和空氣質量達到一定的標準時，空調及通風系統就會開始運行。再如，大部分地鐵的自動扶梯都會應用節(jié)能裝置，在有乘客搭乘時開始運行，而沒有乘客時會停止運行。雖然在地鐵運行過程中，照明系統只是其中很小的一個分支，但是因為在設計與管理方面存在不足，使得地鐵照明系統經常會出現資源浪費的現象。

3地鐵車站照明系統的能耗分析

通過調查發(fā)現，大多數地鐵站站臺和大廳的能源浪費現象非常普遍，多數情況下，在地鐵車站結束一天的運營之后，幾乎全部的站臺及大廳依舊燈火通明，這造成了能源浪費。由于地鐵站的照明系統沒有儀表，因此無法記錄和監(jiān)測實際耗電量。此外，地鐵車站的用電量與工作人員的經濟利益之間沒有相關性，他們很少積極主動地及時關燈。

在地鐵車站中有很多廣告燈箱，這些廣告燈箱會用到大量的電能，使得地鐵車站廣告照明的負荷能耗較高。目前，地鐵廣告燈箱在設計和安裝的過程中，都需要依靠無屏蔽門站臺來完成設計，通過豐富的色彩和有吸引力的畫面，以滿足燈箱廣告的需求。在完成了站臺屏蔽門的設置以后，屏蔽門廣告便難以引起乘客的注意，廣告無法達到預期效果。因此，廣告商為了達到廣告效果，采取了提高燈箱亮度及增加廣告色彩的措施，從而大大增加了能耗。另外，由于廣告燈箱的設計獨立于車站照明的設計，地鐵車站的設計只保留了廣告燈箱的電氣控制和位置，廣告燈箱的照明功能不能得到充分發(fā)揮，這也是造成地鐵車站照明系統能耗居高不下的原因之一。

4地鐵智能照明系統在節(jié)能方面的不足

目前，智能控制技術已經在地鐵運營中得到了較為廣泛的應用，這也推動了地鐵照明自動化技術的發(fā)展，但由于各種因素的影響，當前的地鐵照明系統在節(jié)能方面仍然存在很大的不足。比如，當前的智能控制技術雖然已經結合了電子技術與通信技術，具有一定的優(yōu)勢，但是仍無法滿足個性化節(jié)能需求，在需要進行大面積公共照明的區(qū)域，無法進行自動運行管理及節(jié)能管理，無法保障智能照明系統的良好運行。同時，由于當前的地鐵智能照明系統在調光功能方面還不夠完善，使得照明效果與照明質量仍不盡如人意。雖然地鐵智能照明系統的應用可以進一步提升管理效率，并提高節(jié)能水平，但由于當前我國的智能照明系統還不完善，在節(jié)能方面仍有很大的進步空間。

這要求相關從業(yè)人員重視地鐵智能照明系統在節(jié)能方面存在的不足，尋找有效的措施解決問題。在節(jié)能系統中，系統方案主要決定了資源的組成、配置和應用。在對目前已有的系統功能方案進行設計時，尚存在如下方面的問題。

第一，在設計過程中，尚未能研究清楚車輛的控制現狀，因而無法準確地分析出控制網關在構建過程中存在的問題，從而導致車站構建好的開關模塊可能不能滿足系統的共建需求。

第二，在構建節(jié)能系統的過程中，沒有充分分析技術應用的功能和范圍，忽視了不同系統的不同功能價值，進而導致地鐵的相關輔助設備在配置過程中無法匹配節(jié)能系統的應用特點，不同模塊節(jié)能技術的集成對接難于實現。

第三，在節(jié)能方案設計過程中，對照明小區(qū)管理措施的建設狀況重視度不夠，特別是對人員流動未能做到科學有效的管理，使得節(jié)能系統電力方案在設計階段未能兼顧照明服務質量。

第四，在對節(jié)能技術的創(chuàng)新及相關的應用策略進行分析時，技術人員無法地分析出地鐵在高峰時段內乘客對照明系統的需求，尤其是對各種列車運輸工況的分析還不夠準確，使得智能照明系統建設和運行的具體需求很難被準確識別，也就無法提高高峰時段地鐵智能照明服務水平。

5地鐵智能照明系統的節(jié)能優(yōu)化策略

5.1?制訂科學合理的節(jié)能系統功能方案

相關人員需要進一步強化對地鐵智能照明系統相關方案的調查與分析，特別是要研究清楚車輛控制的現狀，從控制機構和控制入口兩個層面上做好智能照明系統功能特點的分析工作，從而保證地鐵照明管理系統的建設可以得到滿足。另外，還應該根據地鐵在高峰時段和普通時段的不同特點，對系統功能進行個性化設計，確保平時至少有20%～50%的照明燈具處于節(jié)能狀態(tài)；夜間客流量較少時，只需要打開20%～30%的燈具；地鐵車站關閉以后，僅保留應急照明。同時，還要重視分析傳感器在智能照明系統中的性能應用，特別是總結傳感器系統的覆蓋范圍和功能特點，確保節(jié)能系統的功能方案更加匹配智能照明系統，進一步完善系統功能方案，使得照明系統的綜合能耗控制在規(guī)定范圍內。

從地鐵照明區(qū)域的實際情況看，應該關注不同功能區(qū)照明系統的特點，尤其是要準確地分析系統功能方案中的各個組成部分，從而確保地鐵車站的照明服務可以同時滿足使用和節(jié)能環(huán)保的需求。另外，在設計系統功能方案時，還應該關注人員的流動情況，尤其是對于一些人流量比較少的區(qū)域，應該根據實際情況對車站內的燈光亮度進行自動調節(jié)，保證地鐵智能照明系統的節(jié)能性。

5.2?提高地鐵智能照明系統控制方式的設計質量

在對智能照明系統進行優(yōu)化時，應該考慮時間因素及空間因素，確保智能照明系統可以滿足地鐵工程建設與運行的實際需求。在設計過程中，可以應用BAS系統來對地鐵內部的照明回路進行控制，從而使BAS系統實現不錯的使用效果。隨著智能照明系統的發(fā)展，還需要進一步提高光模塊的利用率，使智能照明系統能夠在不增加光模塊數量的情況下，以模塊化的方式優(yōu)化控制，構建組控模式。針對不同時段地鐵運營的特點，應合理調整地鐵各區(qū)域的亮度，進一步優(yōu)化并完善地鐵車站的照明系統，使優(yōu)化后的控制方案可以滿足地鐵智能照明的實際需求。在構建控制模式的過程中，應更多地關注列車運行的實際情況，特別是地鐵運行高峰時段智能照明系統的詳細情況，使得各種供電模式可以實現靈活且智能的切換，有效地適應地鐵智能照明系統的創(chuàng)新應用要求。另外，還應該對智能照明系統的未來發(fā)展趨勢進行進一步的研究，助推我國地鐵行業(yè)的進一步發(fā)展。

6 Acrel-EIOT能源物聯網云平臺

（1）概述

Acrel-EIoT能源物聯網開放平臺是一套基于物聯網數據中臺，建立統一的上下行數據標準，為互聯網用戶提供能源物聯網數據服務的平臺。用戶僅需購買安科瑞物聯網傳感器，選配網關，自行安裝后掃碼即可使用手機和電腦得到所需的行業(yè)數據服務。

該平臺提供數據駕駛艙、電氣安全監(jiān)測、電能質量分析、用電管理、預付費管理、充電樁管理、智能照明管理、異常事件報警和記錄、運維管理等功能，并支持多平臺、多語言、多終端數據訪問。

（2）應用場所

本平臺適用于公寓出租戶、連鎖小超市、小型工廠、樓管系統集成商、小型物業(yè)、智慧城市、變配電站、建筑樓宇、通信基站、工業(yè)能耗、智能燈塔、電力運維等領域。

（3）平臺結構

（4）平臺功能

◆電力集抄

電力集抄模塊可以實現對各種監(jiān)測數據的查詢、分析、預警及綜合展示，以保證配電室的環(huán)境友好。在智能化方面實現供配電監(jiān)控系統的遙測'、遙信、遙控控制，對系統進行綜合檢測和統一管理；在數據資源管理方面，可以顯示或查詢供配電室內各設備運行（包括歷史和實時參數，并根據實際情況進行日報、月報和年報查詢或打印，提高工作效率，節(jié)約人力資源。

變壓器監(jiān)控

配電圖

◆能耗分析

能耗分析模塊采用自動化、信息化技術，實現從能源數據采集、過程監(jiān)控、能源介質消耗分析、能耗管理等全過程的自動化、科學化管理，使能源管理、能源生產以及使用的全過程有機結合起來，運用先進的數據處理與分析技術，進行離線生產分析與管理，實現全廠能源系統的統一調度，優(yōu)化能源介質平衡、有效利用能源，提高能源質量、降低能源消耗，達到節(jié)能降耗和提升整體能源管理水平的目的。

能耗概況

◆預付費管理

1）登陸管理：管理操作員賬戶及權限分配，查看系統日志等功能；

2）系統配置：對建筑、通訊管理機、儀表及默認參數進行配置；

3）用戶管理：對商鋪用戶執(zhí)行開戶、銷戶、遠程分合閘、批量操作及記錄查詢等操作；

4）售電管理：對已開戶的表進行遠程售電、退電、沖正及記錄查詢等操作；

5）售水管理：對已開戶的表進行遠程售水、退水、記錄查詢等操作；

6）報表中心：提供售電、售水財務報表、用能報表、報警報表等查詢，本系統所有的報表及記錄查詢，都支持excel格式導出。

預付費看板

◆充電樁管理

通過物聯網技術，對接入系統的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數據采集和監(jiān)控，同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進行預警。云平臺包含了充電收費和充電樁運營的所有功能，包括城市級大屏、交易管理、財務管理、變壓器監(jiān)控、運營分析、基礎數據管理等功能。

充電樁看板

◆智能照明

智能照明通過物聯網技術對安裝在城市各區(qū)域的室內照明、城市路燈等照明回路的用電狀態(tài)進行不間斷地數據監(jiān)測，也可以實現定時開關策略配置及后臺遠程管理和移動管理等，降低路燈設施的維護難度和成本，提升管理水平，并達到一定節(jié)能減掛的效果。

監(jiān)控頁面

◆安全用電

安全用電采用剩余電流互感器、溫度傳感器、電氣，對引發(fā)電氣火災的主要因素（導線溫度、電流和剩余電流）進行不間斷的數據跟蹤與統計分析，并將發(fā)現的各種隱患信息及時推送給企業(yè)管理人員，指導企業(yè)實現及時的排查和治理，達到消除潛在電氣火災安全隱患，實現“防患于未然"的目的。

◆智慧消防

通過云平臺進行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現科學預警火災、網格化管理、落實多元責任監(jiān)管等目標。填了原先針對“九小場所"和?；飞a企業(yè)無法有效監(jiān)控的空白，適應于所有公建和民建，實現了無人化值守智慧消防，實現智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統化"、用電管理“精細化"的實際需求。

（5）系統硬件配置

7結語

綜上所述，人們的出行離不開地鐵車站，而要想保證地鐵的安全運行，照明管理非常重要，需要在保證照明質量的前提條件下，實現節(jié)能照明，避免不必要的能源消耗。在地鐵運行過程中，確保地鐵智能照明系統的節(jié)能效果，有利于節(jié)約地鐵的成本支出。建設并應用智能照明系統，有利于優(yōu)化地鐵的整體節(jié)能效果。因此，分析地鐵照明系統的節(jié)能效果，并制定出科學合理的節(jié)能控制方案，可以進一步提高地鐵智能照明系統的綜合應用質量。

參考文獻

[1]申莉.地鐵動力照明系統及其創(chuàng)新優(yōu)化設計:以北京地鐵7號線環(huán)球影城站為例[J].光源與照明,2021(3):5-7,46.

[2]黃正榮,魏佳北,李阿雷,等.高速公路隧道照明及供配電節(jié)能的思考[J].工程技術研究,2020,5(12):213-214.

[3]劉雨微.基于地鐵車站的智能照明系統研究與設計優(yōu)化[D].北京:北京建筑大學,2019.

[4]企業(yè)微電網設計與應用手冊2022.05版.

[5]王代軍.地鐵智能照明系統的能耗分析及節(jié)能優(yōu)化措施

作者簡介：

劉細鳳，女，現就職于安科瑞電氣股份有限公司