邢淑梅 姜旭龙 张容慈
中车大连机车车辆有限公司 大连 116022
摘 要：针对LED客室照明在列车上的使用进行研究，总结介绍常规城轨车辆的客室照明布置、灯具组成和控制方式，特别是为提高客室舒适性目前LED客室照明所采用的自适应调光控制。
关键词：城轨车辆；灯具组成；控制方式；调光
1 前言
随着城市轨道交通的快速发展，为了进一步提高乘客乘坐轨道交通出行的舒适性，同时需要降低整列车的运行能耗，对列车的照明系统也在不断地进行着深入的研究与应用。目前地铁车辆主要采用的是LED的照明光源，不仅大大降低了整车的运行能耗，同时也极大地改善了车辆中客室内的光环境质量，提高乘客出行乘车的舒适性。
2 整体布置
目前大多数城轨车辆客室内照明主要采用两条纵向平行灯带的布置型式，这种布置已经成为通用型设计，灯带整车通长布置，距离地板布面0.8米处的照度在300Lux上下，成为设计的通用规范。根据个性化设计，有的车内设计有射灯、环形灯，阅读灯等，为车厢内提供必要的照度的同时，还有利于美化内饰。
3 LED灯具照明
客室灯具由灯体组成、灯罩、反光板组成、LED模块、导线、连接器及接线端子等部件组成。LED模块位于灯罩内，灯具点亮后从灯罩外不可见。具备高亮度、长寿命、节能、环保，易维护、维护成本低等显著的特点，在轨道交通领域极大地推广，灯具断面图1。
图1 灯具断面
3.1 灯体：采用铝型材挤压成型，具有重量轻、成型性好、强度高等优点。与车体上灯具安装座之间接口采用螺栓连接，结构便于装卸和间隙调节，进行自身防腐处理，表面光滑美观。
3.2 灯罩：采用透光率良好的扩散性半透明的漫射性材料，外形美观与顶部内装外形相配，具有特别好的抗冲击强度、热稳定性、光泽度、抑制细菌特性、阻燃特性以及抗污染性。
3.3 LED灯珠:是客室灯具的光源，选用高亮度发光二极管，其光源布置合理。不同的LED灯珠的色温给人以不同的感觉，对人有不同的生理和心理效应。色温为6000K冷色灯珠用于夏天照明，给人以凉爽的感觉，色温为4000K的灯珠可用于冬季照明，给人以温暖如春的感觉。两种不同色温的灯珠也可同时布置在同一块光源板上，通过驱动电源来进行切换。
3.4 连接器/接线端子：为保证线缆连接可靠，所有连接器及接线端子选用WAGO或菲尼克斯制造的笼式插接式连接器及接线端子。
3.5 线缆：灯具贯通线均采用1.5mm2导线，灯具接地线采用2.5mm2导线，光源至驱动器的连接线采用0.75mm2导线。所有导线均为低烟、无毒、无卤、阻燃型，防火性能满足EN 45545标准的相应等级或其它同等标准要求。
4 控制方式
4.1 集中驱动
LED客室照明的供电方式有集中供电、分散供电方式，目前应用较多的为集中供电方式，一般分为4路，两两并联。车内左右两侧各2路，且间隔分布，见集中供电灯具接线示意图2。每路灯具的电源为一个集中式驱动电源，在保证照明效果的同时，能源利用率上也有更为突出的表现。个别灯具的损坏不影响剩余的灯具。驱动电源应安装在车厢的电气柜中，更换方便。驱动电源的输出功率应可调，调节的级数和范围应考虑LED灯珠的光衰周期及寿命。
4.2 紧急照明
每路灯具均可作为正常照明和紧急照明使用，正常与紧急照明的区别仅在于照度，紧急照明模式时的功率为正常时的1/3。当列车外部供电中断或低压电源故障时，客室照明由正常照明模式自动切换为紧急照明模式，使车内所有灯具照度降低到紧急照明要求的照度，从而能够给客室提供均匀的照度，且节约车内蓄电池电力消耗。
图2 集中供电灯具接线示意图
4.3 自适应调光
城轨车辆的运营线路有地上线路和隧道线路，客室照度在进出隧道时也会有明显变化。人眼对这种照度变化会产生不适，暗适应和亮适应需要一定调整时间。为了提高乘客在车辆进出隧道时的舒适性，客室照明灯具的自适应调光技术应运而生。车辆照明系统通过安装在车厢内两端的两个环境光采集器来检测车辆外界光照度，根据环境光照度，将车辆外环境照度与客室照明灯具照度的叠加，照明控制器自动调节灯具亮度，而且此控制功能在不需要时可以关闭。
两只环境光采集器相互独立工作，检测值以平均值的方式被控制器利用，任一光感器故障，另一只光感器仍正常工作，照明系统状态不受影响，控制器显示屏显示相关故障信息。
5 总结
目前城铁车辆客室照明设计均能满足轨道车辆标准中对于车辆照明的基本要求，现如今引入舒适性的概念后对于车辆车辆光环境舒适性的研究需更深入，不仅要从照明系统独立考虑，而且还要将其与内装整体的设计统一考虑，匹配恰当的灯具，使光线分布越均匀，会给乘客提供如自然光线的舒适感，减小人们长时间乘车的视疲劳。LED 灯在节能性、安全性方面有着明显优势。相信未来城轨车辆LED 照明技术会朝着更为舒适化、智能化的方向进一步发展。
考文献：
[1]杨华磊，LED智能照明技术的发展与趋势探究，南京，学术研究，2016
[2]王庆峰，LED照明在地铁车辆中的应用，杭州，节能技术，2013
[3]杨基宏，列车LED 照明关键技术研究及展望，青岛，电力机车与城轨车辆，2020