摘要：铁路电力工程建设是根据各专业的用电要求，为除电力机车以外的所有用电设备和场所进行安全可靠供电的，但在电能输送过程中会产生各环节的能耗，如线路损耗、变压器损耗、无功损耗、机电设备的耗能、功能照明等。本文对铁路站场照明控制系统进行比较分析，并结合实例介绍基于“WIFI”方式的照明控制的原理、特点及在大型铁路站场照明控制的应用。
关键词：铁路站场；WIFI；照明控制；环保节能
随着我国交通事业的发展， 铁路运输在我国交通运输行业的作用越来越大， 大型的铁路站场、物流中心也越来越多。随着铁路站场规模的不断扩大，站场灯塔和灯桥的数量也不断增加，场站照明的用电量也在成几何级激增。因此，减少站场照明的耗能也越发重要。站场照明耗能分为二类，一类是光源自身的耗能， 另一类是无效耗费和不合理使用造成的耗能。其中无效耗费和不合理使用造成的耗能，可以通过合理的照明控制系统来提高用电效率，降低能耗水平。
一、铁路货场照明控制方式
目前铁路货场照明控制方式有集中控制、分散控制、时钟控制、光电控制、无线控制，以及几种方式组合控制。
1、采用控制电缆方式的照明控制系统
目前铁路大部分货场照明控制系统均采用控制电缆。采用控制电缆将照明控制开关按钮、交流接触器等控制设备接入照明回路，组成一个完整的控制回路，实现对照明设备的就地、远方控制。
（1）系统原理。主电路接上交流接触器的主触点， 将开关按钮通过控制电缆连接交流接触器的线包形成控制回路， 通过开关按钮的分合实现交流接触器线包的通断， 从而实现交流接触器主触点的通断。
（2）系统的优缺点。控制电缆为传统的照明控制方式，系统结构简单，通过按钮操作方便，实用可靠，在铁路货场应用十分广泛。但必须通过人工操作才能实现照明设备的开关，适用于小规模铁路站场。但随着大型、超大型铁路站场、物流中心货场的出现，该方式的局限性也越发凸显。该方式需要从控制点至灯具敷设控制电缆，在控制点多且分散的情况下，若要实现远端集中控制，就需要大量敷设控制电缆，投资高， 施工难度大，后期维护费用高。在大规模货场应用中，采用控制电缆方式一般为分散就近控制，无法实现集中控制。
2、采用定时器及光照度传感器方式的照明控制系统
（1）系统原理。主电路接上交流接触器的主触点，定时器和光照度传感器的输出端接入交流接触器的线包形成控制回路，设定好定时器的通断时间，通过定时器及光照度传感器输出端的与逻辑实现交流接触器线包的通断，从而实现交流接触器主触点的通断。
（2）系统的优缺点。定时器方式的照明控制系统基本实现了无人控制， 而且系统结构简单。但是该系统只能在固定的时间点开灯或者关灯，在阴天晴天、冬天夏天的开关灯时间的差异上太死板，开关灯时间没有自由性，需要定时维护来调整开关灯时间。且该方式并不适用铁路货场， 由于铁路货场的特殊性，照明需要根据不同场合、不同性质进行时间段、工作模式的细分。定时器方式的照明控制系统无法满足铁路货场的功能需求，并且在电力能源上无法有效控制。因此，定时器方式的照明控制系统仅可作为铁路货场或站场的终夜照明使用。
3、采用电力载波方式的照明控制系统
电力线载波照明控制系统指利用灯具传输电力的线路作为通信信道来传输数字信号的一种控制方式。
（1）系统原理。通过LC 谐振电路和功率放大电路将信号调制到高频载波上进行传输的一种通信方式。即灯具之间仅使用现有的电力线作为基础架构， 就可以实现数据的通信，不需要重新布线和修改，利用220 / 380 V低压配电电力电缆作为信息传输媒介进行数据传输，对输电线也没有任何特殊的要求。
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（2）系统的优缺点。电力载波最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线就能进行数据传递。但因为有以下缺点， 导致电力线载波照明控制系统在铁路上的应用并不成熟。首先，配电变压器对电力载波信号有阻隔作用， 所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送。第二， 三相电力线间有很大的信号损失。通讯距离很近时，电力载波芯片不同相间可能会收到信号。一般电力载波信号只能在单相电力线上传输。但当电力线上负荷很重时，只能传输几十米。成都铁路局现有货场中，已有电力载波方式的照明控制方式的应用， 但由于技术不成熟， 故障率高，使用效果并不十分理想。
二、基于WIFI 方式的照明控制系统
基于WIFI 的节能照明控制系统采用WIFI 通讯技术， 在不改变原有控制回路的基础上采用WIFI 照明节能控制系统。被控单元在控制源头进行单矩阵编号， 使自动控制实现单点控制，任何单点故障均不影响其他单元的控制，对任意单点均能实现单独编程控制，可实现对货场、站场等地点照明节能控制，提高用电使用效率。
1、系统原理。基于WIFI 的节能照明控制系统由当地监控主站、数据采集站、通讯基站、控制终端组成。分别在适当的地理位置处设置WIFI 基站， 实现货场、站场WIFI 网络全覆盖，通过WIFI 网络将灯控的无线信号传送到数据采集站，数据采集站集中将数据传送到当地监控主站的工控计算机上。该方式可实现自动或手动两种控制方式， 当采用自动控制方式时，通过编写灯控预案， 工控计算机根据卫星钟时间和照度仪采集到的光照度，可在中控室实现对所有照明开关的控制。当采用手动控制时，可人工在灯控软件上操作，对整个照明系统进行操作。
2、系统特点
（1）采用无线方式， 架构简单。系统控制终端的通讯采用WIFI，减少了繁琐的通讯线缆布线工作，只需在照明设备的电源线上安装无线控制终端即可，并根据地形条件布置WIFI 基站。控制终端分布在照明设备的后座控制部分，对别的照明设备不会造成干扰， 而且每个照明设备都可作为控制对象，当有控制点增减时， 系统可以做到“即插即用”， 无需在系统的软件和硬件上做多余改动。该方式特别适用于铁路大型货场、站场。铁路货场、站场采用的投光灯塔高度一般为21.5 m， 灯桥高度一般为18m，且场内一般无高层建筑，一般仅需在灯塔和灯桥上布置WIFI 的基站， 就可实现整场内的WIFI 全覆盖。
（2）高度智能化的回路控制。系统专用的WIFI网络编址算法及路由协议， 克服了电力载波、单纯GPRS 等方式的不足，成功地解决了信号手拉手断裂、群发冲突等问题。多次重发、本地计时综合判定、WEB 方式的监控软件设计、构件化系统设计等措施， 保证了系统的可靠性。
（3）安装与维护的便捷性。系统基于WIFI 网络进行实施，因此在施工过程中无需布线，只需为系统设备提供工作电源即可，并且工作电源可与照明电源合用。自动模式下， 系统可以根据不同场合、进行时间段、工作模式的细分， 在保证必要照明的同时，有效减少灯具的工作时间和功率， 节省了不必要的能源开支， 也延长了灯具的寿命。
随着大型的铁路站、货场、铁路物流中心的不断出现， 对照明节能和科学管理提出了更高的要求， 使得照明控制越来越重要。传统控制系统已不再满足现代大型铁路站/ 货场、物流中心的需求， WIFI 照明控制系统技术的出现， 不仅能够满足照明系统智能控制的要求， 还能实现照明系统节能、故障预判功能。当系统出现故障时， 调度人员能及时掌握故障信息， 更好地保障照明系统的正常运行。
参考文献：
［1］张钰唯， 叶炜， 许煜. 照明控制技术的发展及应用现状［J］.照明工程学报， 2012， 21 （2）： 1 - 7.
［2］张志明， 庄玮琳，余有灵. 节能道路照明系统的无线智能控制设计［J］ . 照明工程学报， 2013，21 （2）： 60 - 65.
［3］梁人杰. 智能照明控制技术发展现状与未来展望［J］.照明工程学报， 2014， 21 （2）： 15 - 26， 31.
［4］ 徐华. 浅谈照明控制及智能照明控制系统［J］.低压电器， 2013 （6）： 4 - 7.
论文作者:张燕
论文发表刊物:《电力设备》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/17
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