地铁智能照明系统现存问题与优化措施

张晓宇

南宁轨道交通运营有限公司 广西 南宁  530029

【摘要】在现代地铁地铁运行过程中，照明系统会消耗大量的能源，需要提升地铁照明系统的智能化程度，以降低地铁系统的能耗。文章首先分析地铁智能照明系统的特点及能耗较大的区域，然后指出当前地铁智能照明系统面临的主要问题，包括智能控制模式的建设不完整、节能系统设计存在不足。在此基础上提出一系列可靠的节能优化措施，包括合理设计智能照明系统节能方案、优化智能照明控制系统等，希望能够提升照明控制的智能性，降低地铁系统的耗电量，进而提升地铁系统的经济效益。

关键词：地铁照明；智能照明系统；能耗分析；节能优化

0.引言

据统计，2016年到2020年，我国地铁交通的造价将达到一兆多元，但同时也带来严峻的能源消耗问题，例如电能，据相关统计，目前的电力消费已经占据了总投资的三成，由此可以看出其耗电的庞大。在地铁站台施工中，应对灯光进行适当的规划，既可以降低能耗，又可以保证乘客对灯光的要求，为乘客营造一个既明快又舒服的地下空间。但如果不合理地控制灯光的话，势必会造成大量的能耗。就拿北京和上海来说，目前国内的地铁站台照明系统使用的能耗远远超出了国家有关法规所要求的标准，消耗情况严重超标，因此受到了有关部门的关注。

1.地铁智能照明系统的能耗特点

1.1能耗大

与其它运输方式相比，地铁交通消耗更大。目前，随着我国地铁建设规模的扩大，我巨大的体量会进一步增加地铁系统能源消耗在城市总能源消耗中的占比。以深圳1号线路为例，运营过程中的电费占据总成本的36%左右；上海地铁1号线的运行成本中电费约为40%。由此可以看到，在地铁中，将会消耗大量的电能，从而对城市的运营造成很大的影响。

1.2节能效果较差

目前，尽管在目前的情况下，地铁交通使用了智能照明系统和节能装置来降低运营中的能耗，但是，在实际运行中，电力、照明和通风等方面的电力消耗仍将超过90%。在设计、使用中，由于缺乏有效的控制和约束，导致了大量的能源消耗，对铁路的正常运行造成了极大的负面作用。

2.地铁车站照明供电系统的安全可靠

地铁站内的灯光就像是一双眼睛，为乘客提供了一个很好的灯光环境。地铁站的照明分为正常照明和应急照明两大部分，正常照明系统占据了很大比例，因为正常照明系统易出事故，稍有不慎会造成严重的事故。在人流稠密的地铁站，灯光的使用能否保证其安全性，直接关系到人们的人身和财产的安全。因此，改善地铁站的灯光供电安全和可靠度显得非常必要。因此，照明系统尽量采用交叉配电的方法，也就是说，相邻的路灯之间有一条单独的线路，分别来自于不同的照明总箱，电源也是相互独立存在的，所以即便是相邻的照明设施，也是连接2个独立的电源，即使出现了突发的故障，也能避免灯光的整体故障，减少了事故的发生率，确保了地铁站的灯光系统的运行。

3.地铁站点内能耗较大的区域

3.1地铁站台和大厅

在地铁运行中，站台和大厅照明是维护车站运行的基本条件，也是造成大量电能消耗的主要原因。在运行中，即使停站后，站台和大厅的照明灯具依然没有关闭，造成了电能的大量损耗。而在地铁灯光系统的规划中，由于没有按照节约能源的需要进行电表的设计与设置，因此不可能对路灯的耗电量和能耗进行细致的计算。此外，由于地铁交通属于公共事业项目，其能源消耗、运营成本与职工的工资关系不大，且没有明文规定的前提下，职工对合理用电和节约用电的认识不足。

3.2地铁广告灯箱

地铁广告灯箱是城市中的一大能源消耗来源。一方面，由于灯箱在使用时要耗费较多的电力，所以必须要有足够的光照和颜色来引起使用者的注意力。如果站台采用无屏蔽门的设计，则灯盒广告不能起到很好的广告作用，因此广告商在设置时，往往会采取增加灯光亮度、增加灯光数量、改变灯箱颜色等方法来引起用户注意，从而增加广告灯箱所需电量。同时，由于在灯箱设计中，与地铁照明系统、运营系统之间缺乏有效的衔接，地铁的照明系统中虽然有广告灯箱的位置和控制装置，但其在实际应用中并未起到很好的管理和监控功能，使广告灯箱位置无法得到有效利用。这也从某种程度上让广告灯箱的电源浪费情况变得更加严重，从而造成了地铁站智能照明系统出现能耗问题。

4.地铁智能照明系统的优化措施

4.1合理设计智能照明系统节能方案

（1）节电模式和停运模式的合理构建

节电模式要求在非载量高峰期时，应采用两种方式：一是在公共场所减少工作灯，降低其照度覆盖；二是针对车站内的具体使用状况，采用隔行式灯光进行灯光布置。在工作运行后，停电状态将会打开，所有的灯光必须熄灭，只有紧急情况下的灯光。在此基础上，要对各个地区进行高效的光照分割。比如，在旅客进出车站时，楼梯和扶梯的人流量比站台大，因此在节能设计时应考虑到各地区的人流情况，以合理划分照明强度。由于站台内空间狭小，又是步行地带，所以采用高亮度照明会导致能源的损耗，所以必须降低车站内的照明强度。为了达到节约能源、降低月台中央区域的照明强度，提高月台的亮度，保证月台的安全性，降低月台中部的亮度。

（2）地铁站台照明优化

旅客在地铁中逗留时间较长，其进站、候车、上车平均花费3-5分钟，下站时间3分钟。所以，在月台的两边及入口处，需要更多的照明，并且可以在月台中央设置一些照明设备。为保证灯光品质，可以在座位区和中央等候区内设置适当的光照，同时使用节能灯、LED灯代替传统的日光灯，从灯具的配置和选用上，提高了照明效果。为了提高月台的舒适性，应充分利用各种材料在月台面的反射率。比如，在平面照度的各参量中，照明的反射性会对地下交通区的照明产生一定的影响，如果使用了节能型节电灯管，则利用此地区的照明物质的反射率进行调节，从而达到照明亮度统一的目的。

（3）地铁车辆照明优化

地铁车辆本身配有远灯和近灯，它的照明范围超过200米。在地铁运行期间，为了满足施工要求，必须调节隧道段内的灯光，并按实际的要求打开或关掉相应的照明设施。宽光源与驾驶员视线是平行的，在打开时，会产生刺眼的光芒，从而对驾驶员的工作产生不利的影响，所以当地铁行驶时，可以按需要将宽照光开关关掉。在高架线上，可以采用路灯、警示灯等市政设施来增强其灯光的作用。

4.2智能化灯光控制的合理设计

通过合理地配置智能化控制，可以有效地拓展智能化控制的区域，实现对不同时段、不同人流、不同运营目的的控制，从而降低能源消耗，防止过分的照明。在采用智能化灯光时，必须对各分区进行最佳的调节。在设定了一个控制方案后，必须对该区域进行有效的划分，如分为上层公共区、下层公共区、出入口区。就地区使用而言，入口和底层公用空间的使用量要高，因此必须要有相应的要求来调节。

（1）地铁车站公共区域灯光控制场景的优化

公共区域是地铁车站的主要空间，同时也是人流较为密集的地方，正确地规划灯光，既可以提高灯光的亮度，又可以让整个小区变得更温暖，也可以保证旅客的人身安全。为此，必须构建各种不同的照明控制方案。通常，照明控制方案可以按照用户的实际需要划分成全亮模式、正常模式（夜间正常模式、白天正常模式）、节能模式（白天省电模式、夜间省电模式）、清扫模式、全关模式、断电模式等等。在节能方式上，要视具体的情况而定，比如在人流小的时候采用第一种节能方式，在人流很小的时候采用更高的节能方式。

（2）对地铁站的入口控制进行了最优的研究

在地铁站出入口灯光的调控上，要考虑到客流和运行需要，并对出入口进行适当的规划。此外，还需利用传感器对进出车站人流进行统计分析，从而实现相应的模式调控命令来调整灯光的亮度。在节假日、人流密集的时段，可以将路灯全部打开，既能保持节日的喜庆氛围，又能保障列车正常运营。同时，为了保证进出站的安全，在进出站时要加强灯光的亮度，以确保列车安全进站和上车；为了节约能源和降低能耗，当列车出站后，可以关掉局部地区的灯光。

5.结束语

随着我国城市地铁交通建设的不断深入，城市地铁照明系统节能问题日益突出。然而，在实际的规划与运营中相关人员没有充分考虑照明系统的能源利用效率，导致了城市地铁交通的能耗问题。为此，我们必须根据城市轨道交通的能源消耗状况，通过合理的节能优化，既可以减少城市铁路的运行费用，又可以提高城市的经济效益。

参考文献

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