城轨地铁车辆的照明系统通用控制方案
(完整版)城市轨道交通(车站)智能照明控制系统
城市轨道交通（车站）智能照明控制系统（重庆市轨道交通设计研究院中国重庆 400012）摘要：随着我国经济建设的加速发展，城市轨道交通越来越获得社会的青睐。
车站照明关系到轨道交通的服务质量、运营安全、运营成本等多个方面，在既要保证运营安全又要满足国家“节能”要求的背景下，智能照明控制系统应运而生。
智能照明以其控制方式灵活多样、人性化的特点在近十年获得了飞速地发展。
本文根据轨道交通车站的特点，提出了车站对照明控制系统的要求，以对照明控制系统的要求为基线，分别对传统照明控制系统和智能照明控制系统进行了介绍和对比，提出了在当前资源短缺的形式下，智能照明应广泛推广。
关键词：轨道交通车站照明照明控制传统照明控制系统智能照明控制系统节能轨道交通是以“安全运营为目的，良好服务为宗旨”开展工作，保证乘客安全、舒适、准点地到达是轨道交通运营单位的责任所在，地铁（轻轨）车站照明控制系统对乘车安全舒适显得尤为重要。
下面以地铁站为例，对轨道交通车站照明控制系统进行探讨。
1 地铁车站照明特点和分类1.1地铁车站照明基本特点地铁车站是位于地下的独立建筑物，与传统位于地面之上的建筑物不同（传统建筑物在考虑照明时必须考虑自然采光的情况），而地铁车站内部没有自然采光，灯具需要长时间开启。
因此，在对地铁站进行照明控制时，必须根据地铁站的这一特点进行合理设计。
1.2地铁车站运行时段分类根据客流量的不同，地铁车站大体分为停运、准运、低谷、平谷、高峰时段，各个时段对照度的要求也不尽相同。
1.3地铁车站照明要求根据区域的不同，地铁车站正常照明分为2大区域，设备区照明和公共区照明（含出入口照明）。
设备区照明必须满足地铁站工作人员工作需求；公共区照明是要给乘客提供安全舒适的照明环境，使照明更加人性化。
通过合理的管理，在不同时段利用合理照度来满足地铁站的安全运营，使其照明用电达到安全性、经济性的目的。
1.4地铁车站照明控制地铁车站设备区一般采用传统照明控制方式进行控制，即通过安装于房间门口的翘板开关进行控制，房间较大的，可通过增加控制回路来达到节能的效果；地铁站设备房间只允许有权限的工作人员进入，基本可以做到人来开灯，人走灭灯的省电运行。
城轨地铁车辆的照明系统通用控制方案
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。
地铁LED照明设计方案(一)2024
地铁LED照明设计方案（一）引言概述：地铁LED照明设计方案是为了提高地铁车辆内的照明效果和乘客的乘车体验而制定的。
LED照明具有节能、环保、寿命长等优点，因此在地铁照明方案中越来越受到重视。
本文将从照明需求、设计原则、灯具选型、光照控制和安全考虑等五个方面展开阐述。
正文：第一大点：照明需求1.1 乘客舒适度：提供舒适、柔和的照明环境，并减少眩光和阴影。
1.2 能见度要求：确保乘客能够清晰地看到地铁车厢内的信息和应急设施。
1.3 节能要求：优化设计以实现能耗的最大限度减少。
第二大点：设计原则2.1 均匀光照：在整个车厢内保持光线的均匀分布，避免出现亮度差异大的区域。
2.2 色彩还原性：选择具有良好色彩还原性的LED灯具，使乘客能够真实地感知物体的颜色。
2.3 色温选择：根据地铁车厢内的使用场景，选择适宜的色温，如2700K-3000K的暖白色。
2.4 照明控制：通过灯光的调光和开关控制，实现照明需求的个性化、智能化。
第三大点：灯具选型3.1 LED灯管：选择高亮度、高效能的LED灯管，以达到节能和寿命长的要求。
3.2 LED射灯：安装在车厢天花板上，用于提供均匀光照和强调特定区域的照明效果。
3.3 LED面板灯：安装在车厢壁板上，可提供舒适的环境照明和整体光线分布。
第四大点：光照控制4.1 光感控制：利用光感应器实现根据环境光强度自动调节灯光亮度的功能。
4.2 动态照明：根据车厢内的活动情况，利用人体红外感应器实现照明的跟随和调整。
4.3 时序控制：通过设置合理的时间表，在空车时段降低照明亮度，以节约能源。
第五大点：安全考虑5.1 防眩光设计：避免灯具直接照射到乘客眼睛，使用适当的灯具遮光罩或反光材料。
5.2 照明应急系统：设置应急照明系统，保证在突发情况下车厢内仍能提供足够的照明亮度。
5.3 操作安全：考虑灯具的安装位置和固定方式，防止因震动或其他因素导致灯具脱落。
总结：地铁LED照明设计方案应根据乘客的照明需求、设计原则、合适的灯具选型、光照控制和安全考虑，以提供舒适、均匀、节能、可控和安全的照明环境。
城轨列车照明系统及控制回路—识读列车照明控制电路图
02
客室照明控制
教学目标
► 掌握客室照明控制
教学重点
► 客室照明控制
目录
01
客室照明接通
02
客室照明断开
● 客室照明接通
司机把客室照明开关转到接通位置，A车KLIP 分站1 的照明接通信号为高电平，CCU系统判断出司机希望接通 客室照明，于是通过KLIP 分站1的客室照明接通/断开输出 端和 KLIP 分站2的客室照明接通/断开输出端及KLIP 分站 3的客室照明接通/断开输出端分别向A车，B车和C车的客 室照明1组接触器和客室照明2组接触器的线圈输出高电平， 使这些线圈得电，于是其常开触点闭合，所有客室照明的 灯管被接通了。
轨道交通列车照明控制—外部照明的操作
➢ 参阅附图0605-07
列车牵引工况时外部照明显示
外部照明的操作
2. 停车状态时，外部照明的操作 ➢ 停车状态时，司机方向手柄没有置“前” 位时，向前接触器2K14没有得电，所有 A车的亮4个红灯。
外部照明的操作
3. 折返行驶时，外部照明的操作
外部照明的操作
1. 向➢ 旋转司机室内“头灯”开关5S02，选择其中1位： 暗/明
➢ 控制目标
➢ 激活端：向前接触器2K14线圈得电动作 ➢ 前端: 驾驶端头灯(白色) 变亮 (05E31 - E02、05E32
- E02)，运行灯 (白色) 变亮 (05E33 、 05E34 ) ➢ 后端: 尾灯(红色) 变亮 (05E31 - E03、 05E32 - E03)，
➢ 后端: 尾灯(红色) 变亮 (05E31 - E03、 05E32 - E03)，运行灯 (红色) 变亮 (05E33、 05E34)
➢ 参阅附图0605-07
外部照明的操作
蓄电池备用模式时外部照明
前端: 尾灯 (红色) 变亮 (05E31 - E03、 05E32 - E03) 运行灯(红色) 变亮 (05E33、 05E34 )
后端: 尾灯 (红色) 变亮 (05E31 - E03、05E32 - E03) 运行灯 (红色) 变亮 (05E33, 05E34)
➢ 操作设备
➢ 旋转司机室内“头灯”开关5S02，选择其中1位：暗/明
➢ 控制目标
➢ 头车：向前接触器2K14线圈失电，向后接触器2K12和列车 控制继电器得电
➢ 前端: 驾驶端头灯(白色) 变亮 (05E31 - E02、05E32 - E02)， 运行灯 (白色) 变亮 (05E33 、 05E34 )
轨道交通列车照明控制—内部照明的操作
❖ 参阅0605-01、03、04
内部室照明”（05S01） 开关置“分”（“off”）位
➢ 控制目标
➢ 5K03失电 ➢ “关闭照明”接触器5K02得电动作
内部照明的操作
内部照明的操作
1. 司机室照明操作 （1）不必使用司机台钥匙，司机室照明灯
05E35 可被“司机室照明开/关” 05S03 打开和关闭。但如果列车电源关闭或蓄电 池欠压，司机室的照明将被关闭。
（２）05G01 变压器将110 V DC 转换成24 V DC。供07P01 (双针压力表)、 04P01 (速度计)和05E36 灯（阅读灯）的照明使 用。阅读灯用灯上的开关接通。
内部照明的操作
2. 客室的正常照明操作
➢ 操作：把副司机台上的“客室照明”（05S01） 开关置“合”（“on”）位
➢ 控制目标
➢ 副司机台上的白色指示灯“客室照明接通” （05H01）灯亮
➢ “监控蓄电池充电器”接触器5K04得电动作 ➢ “客室灯打开”接触器5K03得电动作 ➢ 客室正常照明灯亮
地铁车辆客室照明系统节能控制方案
地铁车辆客室照明系统节能控制方案摘要：地铁车辆客室照明系统为乘客提供适宜的灯光光照强度，用电量占整个车辆总用电量的1/8左右。
根据地铁车辆节能减排、环保降耗的要求，结合客室照明系统的运营需求，开展地铁车辆客室照明系统节能研究，提出客室照明系统节能控制方案。
关键词：地铁车辆；客室；照明系统；节能控制1智能照明控制方案的细化地铁车站照明有别于民用建筑照明，有其固有的特点，因此应根据地铁车站照明的特点来确定智能照明控制系统的形式、规模和功能。
控制区域含出入口、通道照明和区间照明，站厅、站台公共区照明。
智能照明控制系统分两级采用全分散分布式总线结构，在车站车控室和照明配电室控制。
在公共区照明配电箱内装设控制模块、时间继电器作用于每个出线回路，通过现场总线将所有的控制模块、时间继电器、触摸屏连在一个网络中。
采用智能照明控制系统后，可实现以下系统功能。
（1）针对站台、站厅、区间照明对环境控制要求的特点，系统可采用时间控制+触摸屏集中控制方式对站台、站厅和区间的照明进行控制。
（2）结合不同时间段需要采用时间控制，在早、晚高峰，灯光全开并调光至100%；在非高峰，调光至50%；在深夜列车停运时，只开启少量的灯光已满足基本的照度要求。
（3）其他时段可通过调光模式进行控制，这样既能满足照明要求又能达到节能目的。
（4）系统在车控室增加触摸屏，操作人员可以在此触摸屏上开启或关闭整个系统中任何一个回路，并显示系统运行的各种状态。
（5）在地下车站的出入口、通道安装光线传感器，在保证一定照度的基础上，实现充分利用自然采光，调节灯光场景节能，提高照明质量。
（6）为避免灯丝的热冲击，采取延时启动和延时关断技术，延长灯具寿命，降低运营成本，减少运营维护的工作量。
在灯具损坏时，控制模块通过电流检测功能，能立即显示并报警在触摸屏上，便于管理和维护。
（7）系统与综合监控系统进行数据交换，将必要数据上传至综合监控系统。
2照明灯具优化设计照明灯具优化设计包含以下两方面。
城市轨道交通车站照明系统
车站照明系统
（5）按照表8-1所示的照度标准进行设计选择。
车站照明系统
（6）灯具布置应根据照度充足均匀、维修方便、 安全等因素确定。
（7）灯泡安装容量小，布置应整齐美观，与建 筑空间相协调，光线射向应适当、无眩光、无阴影。
（8）安全节能，并具有一定的设计感，以反映 车站的主题和文化。
车站照明系统
车站照明系统
（7）在地下车站站台、站厅、楼梯通道、出入口等处应设疏 散照明。疏散照明由出口标志灯、指向标志灯和疏散照明灯等组成。
在城市轨道交通车站站台、站厅的出口，车站出口及其他通向 站外的应急出口处均应设置出口标志灯。出口标志灯的安装高度应 为2.2～2.5 m。
在城市轨道交通车站站台、站厅、楼梯、通道及通道转弯处附 近，当不能直接看见或不能看清出口标志灯时，应根据需要设置指 向标志灯，安装间距不应大于20 m。
车站照明系统
电气照明是通过照明电光源将 电能转化为光能的照明方式，该方 式能在夜间或天然采光不足的情况 下营造一个明亮的环境，以满足生 产、生活及学习的需要。
车站照明系统
1.1 车站照明系统的功能及设计原则 1. 车站照明系统的功能
城市轨道交通车站中的地下光环境较为特别，主要表现在 长期没有自然光，导致车站内外的光度差异较大。因此，在进 行照明设计时，地下照明需经过细致的设计，以保证乘客的舒 适度和环境的明亮程度。同时，车站照明应能够辅助乘客更好 地完成乘车等活动，并能够保证特殊、危险时刻人员疏散活动 的顺利进行。总之，车站照明系统在车站设备中起着至关重要 的作用。
车站照明系统根据 其属性、用途及重要性 的不同，配电方式也各 不相同。下面以城市轨 道交通车站照明系统的 配电原理（见图8-5） 为基础，对不同照明系 统的配电方式进行阐述。
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城轨地铁车辆的照明系统通用控制方案
摘要：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AC 220 V和DC 110 V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
1客室照明
1.1 系统架构
1.1.1 照明监控单元
照明监控单元LMU由独立的电子保险丝组成，可以检测每组输出的状态。
每组具有独立过载和短路保护，在短路或过载解除后都能实现自恢复供电输出。
单个电子保险丝出现故障不会影响其他组的正常输出。
1.1.2 照明控制单元
照明控制单元SLCU将实时上报其内部组件的故障状态。
如果其中某个电源
组件发生故障、照明输出通道发生故障或者环境光传感器发生故障。
TCMS可以立即获取故障信息（可选），从而根据故障信息进行检修。
1.1.3 照明供电单元
每个客室设置2路照明供电输入，互为冗余地给PSU供电，将车辆的DC 110 V直流转换为DC 48 V的直流后给客室灯具供电。
各PSU均为独立的隔离型转换电源，PSU具有负载共享功能，保证并联的4个PSU输出电流保持基本一致。
PSU面板设置有2个状态指示灯，通过指示灯可以很直观地查看PSU工作状态。
PSU故障时会输出故障信号给SLCU。
如果出现一个PSU故障时，故障的PSU
将会自动退出工作，不影响其他模块正常工作。
如果出现2个甚至3个PSU同时
损坏时，SLCU系统将调低照明输出功率至少保证应急照明能有效投入。
1.2 照明控制
客室照明控制主机对外的控制接口包括应急、开关灯控制、照度传感器、调
光和故障上报。
客室照明可随着列车的激活自动开启，并可通过位于任意一个司机室操纵台
的客室照明控制开关或TCMS控制通断。
当充电机正常信号丢失后，客室照明将
进入紧急照明工况，整体降低照度。
对于全自动驾驶的车辆，客室照明也可由TCMS根据运营场景需求进行通断控制，并自动控制进入或退出应急照明模式。
详
细功能逻辑说明如下。
1.2.1 客室照明开关控制
客室照明的开关可以通过操纵台上的自复位开关或TCMS进行控制，无人驾
驶车辆综合考虑操纵台的空间和布局，除用户特殊需求外，建议通过TCMS实现，不推荐单独设置物理开关。
但无论通过物理开关还是TCMS控制，照明的开关指
令均为高电平DC77 V～DC137.5 V脉冲控制信号。
1.2.2 司机室照明开关控制
对于单独司机室的车辆，司机室照明通常采用自复位开关进行单独控制。
对
于无人驾驶车辆，由于无单独的司机室，司机室照明可随客室照明一起由照明控
制主机统一控制。
此外若考虑GoA3及以下工况运营时司机或值守人员的操作权限，也可另设司机室灯控制开关，由单独的照明控制断路器供电，在司机室灯随
客室照明整体控制的同时，也可通过此开关实现对司机室照明的干预控制。
1.2.3 应急照明控制
考虑设计的冗余性，应急照明可以考虑由TCMS和硬线（充电机正常信号）
并联输出，高电平有效。
应急照明指令可以采用列车线的形式或单车控制的方式
实现，具体实现方式取决于TCMS的DO端口的数量。
采用TCMS和硬线并联输出，且高电平应急的好处在于，当车辆所有充电机均故障时，硬线输出高电平，车辆
将自动切换为应急照明模式；而只要任一充电机正常，硬线均输出低电平，此时
可以根据TCMS的指令（可设置软按键）或运营场景进行正常/应急照明的模式切换。
此外，当TCMS故障无法输出应急照明指令时，车辆仍有硬线作为保障，通
过充电机的状态判断是否进入应急照明工况。
1.2.4 调光控制
除应急工况下的整体照度调整外，客室照明控制主机还设有照度传感器接口，可以与设置在客室内的光传感器连接，实时检测客室内的光照强度，然后由控制
主机解码后进行自动调光。
考虑到实际运营需求，客室照明的自动调光和手动调
光功能可由用户自行灵活设置。
1.3 故障反馈
客室照明系统支持故障分级上报，由两条故障分项线和一条故障等级线组成，故障上报采用DC 110 V电平形式。
故障上报分为一般故障（可以容忍的故障）
和严重故障（需要处理的故障）。
客室内其他照明如司机室灯、贯通道灯等，多采用LED筒灯的形式，通常采
用独立的DC110 V空开直接供电，由单独设置的开关控制或随客室主照明一起由
照明控制主机控制。
2外部照明
2.1 外部照明控制逻辑
2.1.1 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。
2.1.2 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。
2.2 外部照明故障反馈
对于全自动驾驶车辆，前照灯及尾灯通常需考虑设置故障反馈功能。
左、右
前照灯的各个电源模块（远光灯、近光灯、尾灯）均分别具备单独的故障反馈功能，当任一模块出现故障，将通过硬线反馈给TCMS的RIOM模块，实现前照灯及
尾灯的故障上报功能。
3结束语
本文在对传统照明系统设计进行调研分析的基础上，整合了近几年城轨地铁
项目上应用较为广泛的照明系统方案，并结合系列化中国标准地铁列车研制及试
验项目简统方案及接口规范，提出了一种适用于城轨地铁车辆的通用照明配置和
控制方案，详尽地描述了系统的供电接口、控制逻辑、网络接口和故障反馈接口，为城轨地铁车辆的照明系统设计提供了借鉴和参考。
在具体项目应用中，不同地
铁公司基于既有运营习惯和运营理念，其运营需求或不完全相同，可基于本文所
述控制方案进行适应性变更，以满足实际项目需求。
参考文献
[1] 蔡华，王文涛．某城轨列车客室照明系统控制逻辑的优化改进[J]．技
术与市场，2015（5):22-25.
[2] 中车株洲电力机车有限公司．一种城轨车辆客室照明控制系统：
CN201821133806. 8[P]. 2019-02-19.。