城轨地铁车辆的照明系统通用控制方案
摘要：最近这些年，国内轨道交通事业发展突飞猛进，大大便利了人们的日常出行，节约了出行时间。
照明系统是城市轨道交通车辆的传统系统之一，也是轨道交通车辆完成正常运行全过程的必需系统。
城轨地铁车辆的照明系统包括客室照明和外部照明两部分。
既有的城轨地铁车辆照明系统设计大多不尽相同。
以客室照明为例，客室照明包括正常照明和应急照明两部分，从电压制式来说包括AC220V和DC110V两种形式；从光源种类来说，包括传统荧光灯和LED光源；从供电方式来说，早期正常照明和应急照明为独立的光源和供电回路，而近几年多采用集中供电，应急工况下整体降照度的方式。
关键词：城轨地铁车辆；照明系统；通用控制方案
引言
地铁作为当前社会上一种非常重要的交通方式，在近年来发展十分迅速，随着地铁线路和地铁车站的不断增加，电能消耗也越来越大。
作为地铁能耗大户的照明系统，由于工作时间长（白天也需要照明）、照度和可靠性要求高，电能消耗很大，仅照明就占车站设备负荷的15%左右，因此地铁车站照明系统节能意义重大。
1城轨地铁车辆照明系统能耗问题
地铁本身能源消耗会相对较低，但是由于地铁系统的规模较为庞大，总能耗会高于其他交通方式，因此需要运用智能照明系统来解决能耗问题。
随着科学技术的不断创新，许多车站都会在设备选用上考虑节能控制效果，比如当温度达到一定标准时，空调系统便会自动运行，再比如地铁的自动扶梯会安装节能设置，在有乘客搭乘时才会开始运行，而无乘客时则会停止运转。
虽然在地铁运行中照明系统所占比例较小，但如果设计与管理方面都存在不足，也必然会造成资源的严重浪费。
根据实际调查可知，地铁站台与大厅的能源浪费情况最为严重。
大多数情况下，地铁站在结束一天运营后，站台与大厅依旧保持灯火通明，并且以往
的地铁照明系统缺少仪表配置，难以监测与记录具体的耗电量，同时地铁车站的
实际用电量与人员的经济利益无直接关系，因此人员缺少能源管理的积极性，极
少主动进行关灯处理。
在地铁车站中也存放大量的广告灯箱，需要消耗大量的电能，使照明负荷能耗进一步提升。
通常来讲，此类广告灯箱在设计与安装时都需
要依照无屏蔽门站台来完成，借助丰富的色彩与绚烂的画面，从而符合灯箱广告
的各项要求，但在完成站台屏蔽门设置后，屏蔽门广告往往无法吸引乘客注意，
此时广告也便无法达到预期效果，因此广告商会为了广告效果的最大化呈现，利
用提高灯箱亮度的方法来吸引乘客注意，但这就导致设计方法与节能措施严重不符，进一步加剧了能源消耗。
同时广告箱的设计与车站照明设计相对独立，地铁
车站在设计时只保留了广告灯箱的电气控制，导致广告箱照明功能难以充分呈现，这也是造成车站照明系统能耗始终得不到有效缓解的主要原因。
2城轨地铁车辆的照明系统通用控制方案
2.1对设备要求相近、使用时间段相斥的设备进行线路整合
为了减少地铁低压动力照明系统的资源投入和资金投入，同时保证地铁低压
动力照明系统运行的稳定性，要对设备要求相近、使用时段不冲突的设备进行线
路整合。
典型案例是统一空调设备和采暖设备的配电回路。
在地铁站，夏季的空
调设备和冬季的采暖设备基本都保持在三级负荷状态，而且夏季空调设备和冬季
采暖设备的使用时间完全相斥。
在这样的情况下，为空调设备和采暖设备分别设
置配电回路会造成资源的巨大浪费。
加上地铁站能容纳的人数较多，其对制冷和
制热设备的线缆和电子元件都有较高的要求，在建设过程中会产生不菲的费用。
统一空调设备和采暖设备的配电回路，可以使相关的电子元件和线缆常年处于正
常的工作状态下，防止因为外部环境等出现电子元件的受潮短路等意外情况，这
对于地铁低压电力系统有较好的维护作用。
在进行负荷计算和电缆选型工作时，
要按照不同工作的最大电力容量值选择相匹配的设备规格，这样才能够保证空调
设备和采暖设备的正常运行，从而保证地铁站的正常运行。
2.2外部照明控制逻辑
2.2.1前照灯、尾灯及运行灯控制
前照灯、尾灯及运行灯的控制逻辑与各地铁运营公司的运营习惯有关，不同
地铁运营公司间不尽相同，但通常均与激活端和方向相关联。
此处仅结合既往项
目经验，提出一种可能的控制逻辑如下。
（1）司机室占有且方向手柄在“向前”位时，以下所列灯点亮：列车前端
的前照灯和白色运行灯亮；列车后端的尾灯和红色运行灯亮。
（2）司机室占有且方向手柄在“向后”位时，以下所列灯点亮：列车前、
后端的前照灯和白色运行灯亮；列车前、后端的尾灯和红色运行灯亮。
（3）司机室占有且方向手柄在“0”位时，列车两端的尾灯和红色运行灯亮。
（4）对于处于全自动驾驶模式的车辆，列车唤醒且无占有和方向时，车辆
两端的尾灯、红色运行灯点亮；若司机室占有且方向向前时，司机室占有端点亮
前照灯和白色运行灯，尾端点亮红色运行灯；无司机占有时，两端均点亮尾灯和
红色运行灯；车辆退行时，前、后端点亮前照灯、尾灯、红色运行灯、白色运行灯。
2.2.2其他车外辅助指示灯控制
（1）全自动驾驶模式指示灯，由信号系统控制，由全自动模式命令点亮。
（2）全自动驾驶运行提示灯，用于显示全自动驾驶模式下该列车是否具备
移动授权，指示灯控制信号应由信号系统发出。
当指示灯熄灭时，表示列车具有
移动授权。
在非全自动驾驶模式下，指示灯应被点亮。
（3）制动不缓解指示灯，用于指示本车常用制动是否缓解，由制动系统控制，当本车存在制动不缓解故障时点亮。
（4）车门未关好指示灯，用于指示本车的车门关闭状态，由门控器控制，
当本车存在任一门未关好时，相应侧指示灯亮。
2.3智能控制系统优化
为满足车站不同时段、不同区域、不同场景对照明的不同需求，智能照明控
制系统既要实现对所有照明的统一控制，也能对单个设备/回路进行精准控制。
智能照明系统控制界面应包含场景模式、站厅层、站台层、出入口等几个分区；
站厅、站台灯具可分为公共区开关灯(筒灯、面板灯、灯带等)、调光灯、导向标
志灯、广告照明、设备区照明等几类，出入口灯具可分为通道照明、顶棚照明等
几类。
运行模式应包含运营准备、运营低谷（可根据需要设置多个）、运营高峰、停运准备、停运、检修作业、节能模式等几种。
实际运行模式可根据运营时间表
进行预设，也可由工作人员根据运营需求自由切换。
此外，针对前文提到的应急
照明的优化设置、广告照明及自然光的利用、照明布局及回路控制优化、高效节
能灯具选用等方面的节能研究措施，应一并在智能照明控制系统优化升级中体现
出来，以便更好地实现地铁车站照明系统节能。
结语
综上所述，设计人员应充分考虑地铁智能照明系统的耗能状况，并提出节能
方案，以减少不必要的能源损耗，充分发挥智能照明系统的节能效果，降低地铁
的成本支出，促进地铁行业的可持续发展。
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