游本虎，李婷婷(.中国铁路乌鲁木齐局集团有限公司 疾病预防控制所，新疆 乌鲁木齐 8300；.中国铁路乌鲁木齐局集团有限公司 阿拉山口站，新疆 阿拉山口 83345)

节能降耗是我国的基本国策之一，随着铁路的高速发展，绿色交通理念深入铁路建设、生产、运营的各环节[1]。场站照明作为铁路车站节能降耗的重要组成部分，应实施绿色照明，积极采取节能措施，满足国家节能和环境保护的要求，很多铁路场站进行了积极的探索和实践[2-6]。阿拉山口站照明采用手工控制，夜间照明不能及时调整开关灯时间，也无法及时反映照明设备的运行情况，难以实时调整灯具照明情况，造成大量电能的耗费，每年电费占车站全部成本的近十分之一。对此，急需对阿拉山口站的站场照明进行节能技术改造。

1 阿拉山口站照明现状分析

1.1 基本情况

阿拉山口站站场照明灯具多，覆盖范围大。站场照明主要分为3个场，其中准轨Ⅰ场灯桥照明灯具72盏，准轨Ⅱ场灯桥照明灯具100盏，宽轨场灯桥照明灯具108盏，站场内灯塔照明灯具126盏，以及1、2站台照明灯具79盏和联络线照明灯具115盏等，共计600余盏。

准轨Ⅰ场灯桥照明设备主要通过信号楼内人工操作控制开闭时间，准轨Ⅱ场和宽轨场照明设备都是通过人员现场进行手动调整开闭时间。这种手工控制方法既不能及时调整开关灯的时间、区分线路供电的方式，也不能及时反映照明设备的运行情况和动态地调整照明运行方案，很难实时智能地调整灯具的照明情况，造成电力大量浪费，增加电费成本支出。

1.2 存在的主要问题

(1)车站站区面积大，照明设备分布广。阿拉山口站准轨Ⅰ场与准轨Ⅱ场间的距离超过2 km，部分照明设备只能由人员步行至现场进行开闭，人工手动操作不及时，造成电力浪费。

(2)阿拉山口地区季节转换，夏季、冬季昼夜长短变化明显，现有操作方式无法及时调整照明设备的开闭时间，造成电力浪费。

(3)无法根据车站工作量的变化及时调整照明亮度和照明范围，不能掌握现场照明设备的运行情况，对照明运行方案进行动态调整。

2 节能技术改造方案设计及实施

2.1 节能控制方式选择

目前，我国铁路站场灯光的主要控制手段有3种：人工控制、集中远程控制、通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service，GPRS)网络控制。但是，这3种控制方式都是将整组灯光作为控制对象，当有新的灯组加入系统时，整个系统的结构不论是硬件还是软件都要做相应的调整。

无线“智能灯光节能控制系统”主要利用现代科技手段，在不改变原有设备及照明体系的情况下，实现对货场、车站等灯光的节能控制，提高用电的使用效率。该系统主要功能包括：一是灯光实时监控，即在车站计算机屏幕上，实时显示站场内灯具的开关状态，及时了解当前站场内灯具的使用情况；二是照明预案控制，根据日出、日落时间自动开关灯具，或者根据环境亮度的情况自动开关灯具；三是单灯及灯组控制，即实现控制任何一盏灯的开关及任何一组照明设备照明模式的控制(如全开模式、全关模式及各种节能模式等)。

无线“智能灯光节能控制系统”是根据铁路站场的灯光组建特点通过Wi-Fi网络与ZigBee协议的特征开发的一套适合于铁路站场灯光控制的软硬件系统，其最大特点在于将每个灯头作为控制对象，能够控制每一盏灯的开关。该系统不仅可以根据现场作业量及时调整照明时间及照明范围、合理降低电力消耗量，还能减少人力作业，提高时效性，便于集中统一管理。

2.2 节能改造的实施

2.2.1 建无线基站链接各个场

在车站周围布置一个无线局域网，车站设为中心总控室，3个场信号楼设为分控点。通过安装大功率工业级无线基站，将3个场的数据输送至中心总控室，中心总控室控制各个场的智能灯控系统。当中心总控室失灵时，3个场均可控制各自的智能灯控系统(3个场均保留手控)。

在无线访问接入点(Wireless Access Point，AP)处安装无线基站，各个场之间通过网桥链接，传递数据到中心总控室，如图1所示。

图1 智能灯光节能控制系统图

2.2.2 根据日出日落控制开关时间

在中心总控室，为了实现标准时钟和标准亮度，安装了卫星钟和照度仪，通过串口输入到工控计算机上；同时，根据阿拉山口站的经纬度，通过卫星授时系统可以获得每天准确的日出日落时间表。该系统采用了在日出日落时间正负偏差各30 min内，如果照度仪采集的数值在50 lx左右，则准备开启或关闭灯。夏季关灯时间为7点左右，开灯时间为23点左右；冬季关灯时间为9点半左右，开灯时间为19点左右。

2.2.3 根据工作状态调节亮灯盏数

阿拉山口站准轨Ⅰ场、准轨Ⅱ场和宽轨场工作繁忙时，灯具照度要求高，全场开灯可以满足要求；在工作间歇期，如果每4盏灯关闭1盏灯也可以满足照明要求，因而采取隔3盏灯关闭1盏灯的办法(见图2)，节省照明电量约25%左右，同时也减少了灯具等耗材的费用。此外，为了进一步延长灯泡的寿命，该系统还采用了每天选用不同的灯来关闭，如周一关闭第1、5、9…盏灯，周二关闭第2、6、10…盏灯。

图2 隔3盏灯关1盏灯示意图

3 改造效果分析

统计站场照明节能改造前后1年的用电量及费用，无线“智能灯光节能控制系统”的实施运行，使站场照明累计用电与改造前同期相比，节约用电11.01万kW·h，下降17.16%；站场照明电费累计支出与改造前同期相比，电费下降17.16%，同时还减少了灯具等耗材费用。

无线“智能灯光节能控制系统”投运以来，经历了大风、寒冷、高温等恶劣天气，运行稳定可靠，通过采用Wi-Fi无线传输与软件控制，实现了对站场灯桥照明的自动控制，终端电压与电流的自动调节，对既有站场照明集中监测和分时、分区智能控制，可准确定位故障灯具位置，保证控制和照明安全，取得较好节能效果，适用于铁路站场照明。

参考文献：

[1] 张思呈.探讨铁路建筑电气照明节能设计中的关键问题[J].工程建设与设计，2017(12)：18-19，23.

[2] 王玲德.关于乌鲁木齐铁路地区道路照明的节能效果评估[J].铁路节能环保与安全卫生，2017，7(4)：191-193.

[3] 范卫.铁路节能照明技术研究[J].哈尔滨铁道科技，2006(4)：3-4.

[4] 李昕.徐州北站LED节能灯具改造[J].铁路节能环保与安全卫生，2017，7(2)：91，95.

[5] 唐旭辉，张昭先，钱琦.铁路机车车辆检修厂房照明实施节能改造的措施研究[J].铁路节能环保与安全卫生，2015，5(2)：67-69.

[6] 黄大鹏，杜雅兰，郑伟浩，等.LED灯新光源在铁路编组站照明中的应用[J].铁路节能环保与安全卫生，2012，2(3)：108-111.