范洪偉

摘要：智能照明控制是綠色照明的基石，是現(xiàn)代照明領(lǐng)域中必不可少的核心技術(shù)之一。傳統(tǒng)的照明控制方式是在照明回路上加上開(kāi)關(guān)，用若干個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)控制整個(gè)照明，更進(jìn)一步發(fā)展成加入調(diào)光功能，通過(guò)可控硅或PWM技術(shù)來(lái)控制燈具的亮度。這些簡(jiǎn)單的照明控制方法已經(jīng)不能再滿(mǎn)足當(dāng)今軌道交通事業(yè)的發(fā)展。事實(shí)上列車(chē)的客室主照明是整列能源消耗的主要部分，雖然目前動(dòng)車(chē)組上都采用了高效、低能源的LED光源，但是對(duì)于高速列車(chē)這種特殊環(huán)境來(lái)說(shuō)，為達(dá)到方便人們生活為目的，即使在陽(yáng)光充足的地面上行駛，動(dòng)車(chē)組也需要全程開(kāi)啟主照明，除非由司機(jī)或乘務(wù)員專(zhuān)門(mén)去控制照明開(kāi)關(guān)。所以如何在動(dòng)車(chē)組上使用LED光源后再進(jìn)一步減小主照明的能源消耗，這項(xiàng)課題成為當(dāng)今動(dòng)車(chē)組照明領(lǐng)域的一項(xiàng)瓶頸技術(shù)。

關(guān)鍵詞：動(dòng)車(chē)組;智能照明控制系統(tǒng);LED 光源

智能照明控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用的是全數(shù)字化的，而且具有模塊化，分布式的特點(diǎn)，其照明控制網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)控制功能模塊還有部件是通過(guò)五類(lèi)控制線(xiàn)連接而成的。智能照明控制系統(tǒng)不但可以作為一個(gè)子系統(tǒng)監(jiān)控動(dòng)車(chē)運(yùn)用環(huán)境，也可以作為單獨(dú)運(yùn)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有更專(zhuān)業(yè)、更靈活的實(shí)現(xiàn)手段，它可以調(diào)光控制各種照明燈，也可以開(kāi)關(guān)控制各種照明燈，這樣就有效地實(shí)現(xiàn)了舒適照明，也是一種有效的節(jié)能措施。照明控制的原則：照明系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化都是通過(guò)智能照明系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的;節(jié)能的目的是充分利用系統(tǒng)的能源管理功能達(dá)到的;工作人員可自行調(diào)節(jié)這個(gè)由統(tǒng)一的的網(wǎng)絡(luò)管理和控制的所控區(qū)域的照明。

一、智能照明控制系統(tǒng)的組成

智能照明控制系統(tǒng)是一種分布式控制網(wǎng)絡(luò)照明管理系統(tǒng)，是由現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)總線(xiàn)構(gòu)成的。處理器和地址編碼內(nèi)置于各個(gè)部件，控制網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)總線(xiàn)將所有部件解裂組成的。由控制部件和執(zhí)行部件還有監(jiān)控部件以及網(wǎng)絡(luò)部件等組成智能照明控制系統(tǒng)?？刂撇考怯煽刂泼姘搴陀|摸顯示屏以及探測(cè)器還有控制器、智能時(shí)鐘和用戶(hù)編輯器等組成。調(diào)光模塊和開(kāi)關(guān)模塊等組成執(zhí)行部件，通信電纜和網(wǎng)關(guān)等組成監(jiān)控部件。根據(jù)系統(tǒng)需要，智能照明控制系統(tǒng)對(duì)各燈或回路的亮度控制是通過(guò)各控制器和面板采取編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這樣可以使燈光的場(chǎng)景達(dá)到不同的效果，而且可以達(dá)到控制系統(tǒng)的效果。

二、動(dòng)車(chē)運(yùn)用所中智能照明控制系統(tǒng)功能

系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定了一個(gè)客室的照度比如，地面平均照度為200 lx。環(huán)境光采集器實(shí)時(shí)收集外界的光照度，將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給照明控制器。照明控制器將照度數(shù)據(jù)與設(shè)定值進(jìn)行比較運(yùn)算處理后，發(fā)送指令給智能LED驅(qū)動(dòng)電源。光源發(fā)射光的顏色與在某一溫度下輻射相同時(shí)，黑體的溫度成為該光源的色溫。不同的色溫對(duì)人的情緒或感覺(jué)會(huì)產(chǎn)生不同的影響。因此，不同的場(chǎng)合需要具有不同色溫的燈光照明。光色越偏藍(lán)，色溫就越高;光色越偏紅，則色溫就越低。色溫自動(dòng)控制功能是通過(guò)控制列車(chē)輔助照明的LED光源色溫模擬自然光色溫變化規(guī)律。參考時(shí)間的變化來(lái)改變列車(chē)客室的色溫。使乘客在列車(chē)上即使看不見(jiàn)外面自然光的環(huán)境下，也可以根據(jù)輔助照明的LED光源色溫變化使乘客體驗(yàn)到地面光照環(huán)境的感覺(jué)。能根據(jù)燈光的色溫變化來(lái)粗略判別當(dāng)前時(shí)間?？褪艺彰骺刂破髦泻袑?shí)時(shí)實(shí)鐘，也可以通過(guò)以太網(wǎng)從列車(chē)上獲取網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘來(lái)對(duì)本地實(shí)鐘進(jìn)行校準(zhǔn)。啟動(dòng)色溫自動(dòng)控制功能后，客室照明控制器在不同的時(shí)間段自動(dòng)將輔助照明的LED光源設(shè)置為不同的情景色溫。

按常規(guī)布置動(dòng)車(chē)燈具還有控制面板，把智能照明控制系統(tǒng)控制單元增加在需要智能控制的部分，進(jìn)行回路劃分時(shí)要根據(jù)實(shí)際的控制要求。其次，控制面板的布置要合理。單個(gè)控制面板，還有群組控制面板以及程序設(shè)定器是控制面板的三種類(lèi)型，我們可以把常規(guī)開(kāi)關(guān)用他們來(lái)代替，如果有更多的控制要求可以通過(guò)其中的傳感器來(lái)滿(mǎn)足。單個(gè)控制面板設(shè)置在人口及間隔較遠(yuǎn)處，而且回路數(shù)相同。同時(shí)由程序設(shè)定器設(shè)定每個(gè)控制面板所控制的照明回路，并能對(duì)控制回路進(jìn)行修改。當(dāng)然也可以根據(jù)需要通過(guò)加入控制群組面板以及程序設(shè)定器來(lái)設(shè)定群組控制內(nèi)容，但是注意一定要用信號(hào)線(xiàn)連接控制面板。最后，對(duì)系統(tǒng)圖進(jìn)行編制。我們應(yīng)該設(shè)置具有手動(dòng)開(kāi)關(guān)的智能控制開(kāi)關(guān)模塊，而且還應(yīng)該對(duì)它設(shè)置多種規(guī)格可選的各回路控制容量。這樣對(duì)線(xiàn)路的檢修來(lái)說(shuō)很方便。我們最適合選擇20A作為開(kāi)關(guān)模塊各回路的控制容量，而且分組以及延時(shí)開(kāi)燈功能應(yīng)該是智能控制開(kāi)關(guān)模塊應(yīng)有的，這樣可以防止浪涌電流在燈具集中啟動(dòng)時(shí)發(fā)生。同時(shí)還應(yīng)在關(guān)閉金鹵燈后，需要通過(guò)可編程的延時(shí)時(shí)間才能再次打開(kāi)，也就是說(shuō)必須具有通斷延時(shí)保護(hù)功能?？刂乒δ軕?yīng)有時(shí)序，照明回路可以根據(jù)不同負(fù)載的智能化順序來(lái)延時(shí)開(kāi)關(guān)，這樣可以把電流沖擊避免掉。應(yīng)為每條燈路的通道輸出提供可旁路可控硅電路的旁路開(kāi)關(guān)。此外，我們應(yīng)采用35毫米標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌安裝智能控制開(kāi)關(guān)模塊，可以在方便安裝，對(duì)統(tǒng)一管理照明配電系統(tǒng)非常有利，而且方便。

三、智能照明控制系統(tǒng)在動(dòng)車(chē)組上的應(yīng)用

以目前裝有該系統(tǒng)的動(dòng)車(chē)組為例，該動(dòng)車(chē)組的每節(jié)車(chē)客室各裝有兩個(gè)亮度的傳感器，用于接收列車(chē)在地面、晚上不同區(qū)間運(yùn)行時(shí)外界的光強(qiáng)度，轉(zhuǎn)化為信號(hào)由控制模塊接收，通信至各LED驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)調(diào)節(jié)客室照明的亮度。每節(jié)車(chē)廂客室照明自適應(yīng)調(diào)光由2個(gè)光感傳送器、2個(gè)天花板燈集中供電電源、1個(gè)調(diào)光控制模塊、若干個(gè)照明模塊和若干個(gè)調(diào)光調(diào)色溫筒燈組成。動(dòng)車(chē)組照明系統(tǒng)由正常l路照明、正常2路照明和應(yīng)急照明1路、應(yīng)急照明2路組成，全燈亮情況下，正常1路照明、正常2路照明、應(yīng)急照明l路、應(yīng)急照明2路全部通電，車(chē)內(nèi)照度恒定在200lu，燈具亮度隨環(huán)境光自動(dòng)調(diào)節(jié)。1/3燈亮情況下，l路照明、應(yīng)急照明通電，司機(jī)室給照明系統(tǒng)l/3燈亮（DCll0V+）信號(hào)，車(chē)內(nèi)照度設(shè)定為約75 k，燈具亮度隨環(huán)境光自動(dòng)調(diào)節(jié)。為保持旅客舒適愉快的乘車(chē)環(huán)境，上午6時(shí)至10時(shí)取色溫為3000K，上午10時(shí)至14時(shí)取色溫為3000一4000K，14時(shí)至18時(shí)，前色溫分別遞增變化為：4000～5000K～6000K;下午18時(shí)至24時(shí)，取色溫為4000K以下。

四、現(xiàn)狀與展望

綜上，動(dòng)車(chē)運(yùn)用所擁有數(shù)量較多的燈具，金鹵燈是主要的光源，各個(gè)照明配電回路有較高的電流，一般都是通過(guò)空氣開(kāi)關(guān)直接在配電箱處控制，所以現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需求已經(jīng)不能靠傳統(tǒng)的照明控制方式來(lái)滿(mǎn)足了，而且動(dòng)車(chē)運(yùn)用所設(shè)于負(fù)荷中心處的配電箱已經(jīng)給帶來(lái)了很多的不便給工作人員的日常操作。所以我們對(duì)動(dòng)車(chē)運(yùn)用所的照明引入了智能照明控制系統(tǒng)來(lái)控制，這樣對(duì)運(yùn)營(yíng)的管理來(lái)說(shuō)非常方便。在任何一個(gè)智能開(kāi)關(guān)處，我們通過(guò)程序的設(shè)置可以按要求對(duì)系統(tǒng)內(nèi)任意一組燈具進(jìn)行開(kāi)閉。同時(shí)也可以自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉燈具，甚至是對(duì)光源發(fā)光量進(jìn)行調(diào)整，但這些自動(dòng)都是基于時(shí)間和光照等條件的。這樣一來(lái)不但對(duì)工作人員來(lái)說(shuō)非常方便，而且能取得很好的效果在照明節(jié)能方面。因此在動(dòng)車(chē)運(yùn)用所的照明設(shè)計(jì)里十分有必要設(shè)置智能照明控制系統(tǒng)。

隨著建成運(yùn)營(yíng)了一大批現(xiàn)代化的鐵路客站，這些鐵路客站將為旅客在進(jìn)出站時(shí)提供更加便捷的服務(wù)，候車(chē)環(huán)境更加舒適，服務(wù)設(shè)施更加人性化，更加和諧地與城市之間的關(guān)系，對(duì)城市綜合交通乃至經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展必將發(fā)揮更加重要的作用。因此，要想發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境就得建設(shè)低碳環(huán)保建筑，所以在動(dòng)車(chē)運(yùn)用所和動(dòng)車(chē)組運(yùn)用智能照明控制系統(tǒng)不但事關(guān)全民、事關(guān)全社會(huì)的大事，而且可以推動(dòng)全社會(huì)的進(jìn)步，可以推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

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