LED照明在轨道交通车辆中的应用研究

LED照明轨道交通车辆中的应用研究
摘要:轨道交通是城市交通的重要组成,LED照明系统在轨道交通系统中起着关键作用,其技术照明特点和优势,也与轨道交通系统电力消耗有着关联性影响。因为以往轨道交通照明系统的用电量占据整个交通系统电力消耗比例要远高于国家标准,所以,电力能耗问题促使轨道交通对照明系统的要求日益提高。本文围绕LED照明,以北京轨道交通照明系统为例,探究其照明系统应用现状,并结合LED照明的优势、应用特点以及设计形式展开分析。
天网搜索关键词:LED照明;轨道交通;照明系统
引言:轨道交通是城市人员相对密集的场所,而且人流量很大,人们在地下车站行走自如需要确保照明灯具的正常照明作用,所以,保证车站内乘客的安全和舒适体验,以及保证列车能够正常行驶和安全运行,需要照明系统具有稳定、可靠等特性。同时,现代社会发展让人们追求绿健康的出行方式,而且国家也针对轨道交通用电消耗过高问题提出指示要求,应采用绿照明系统和光能良好、使用寿命长、安全稳定的照明产品。
一、以北京城市轨道交通为例分析照明系统现状
根据北京城市轨道交通的照明方式来看,依然沿用传统照明方式,利用荧光灯、金属卤化物灯和高压钠灯等照明灯具,从局限性来说,使用的灯具类型比较多,会增加电力能耗率,而且多种类型灯具在采购以及维修管理上也不方便。最主要的是这几种类型的灯具不符合国家节能绿环保的发展理念,不仅能耗高,而且使用寿命短,这几类灯具的使用寿命处于5000h-10000h之间。同时,因为城市轨道交通车站结构和空间的特殊性,地下车站的空间结构采用全封闭式类型,为确保车辆行驶稳定和乘客的安全,对照明灯具的需求量大,对照明时长、节能等特性有着很高的要求。所以,车站照明灯具受环境因素的影响较大,而且车站内的粉尘以及长期暴露在外部环境中,也会影响光源的发光率和使用寿命。综合来说,这些普通照明灯具只能起到基础照明作用,但不能满足城市轨道交通的高质量需求,在节能环保以及便利采购与维修等多方面都存在应用问题。尤其是这些照明灯具功能效用与国家绿节能环保理念相背离这一点,就足以说明当下照明系统需要更新。北京城市轨道交通也因此转变了照明形式,以节能绿环保为核心,并综合自身发展情况,对照明系统加以重新设计与改造,大力推广和采用
LED照明灯具以此来解决所存在的问题。
二、LED照明的优势以及在轨道交通应用特点
LED照明被推广和应用时间不长,也是最近几年因市场发展需求旺盛,故应用领域不断拓宽,商业照明客户个性化和定制化需求不断丰富,以及城市轨道交通这类特殊性空间对安全性、稳定性、舒适性等方面的要求提高,促使差异化、个性化、高效化等多元功能于一体的高品质照明产品有着更高的附加值,其盈利空间也不断增加。而且在国家对LED照明产品的推动以及国家绿节能环保政策的支持下,也很大程度上促进了LED照明产业的发展[1]
(一)照明优势
纳米碳化硅
第一,相比普通照明产品,LED照明产品的使用寿命较长。一般人们日常家中所使用的普通光源的使用寿命在8千h左右,荧光灯管的使用寿命在1万h左右,而LED光点在电路板上工作寿命在8Jjb以右,单个LED光点的寿命在10万h左右。所以,对比来看,LED照明系统使用寿命要超出一般使用的灯具的10倍之多,这样不仅可以确保灯具使用的持久性,减少了时常更换和维修的成本,而且还能在保障充分照明功能的基础上减少电力能耗,发挥节能环保价值[2]。第二,具有环保功用。由于荧光灯管中使用了剧毒的汞,如果灯管发生破裂,汞会在很短的时间内挥发,使周围空气浓度达到10-20mg/m3,但是国家规定空气标准是在0.01mg/m3,容易对人体造成危害。
(二)应用特点
LED照明具有高亮度和合理视角。主要围绕车站内乘客以及车辆行驶中的稳定性,确保行驶中保持一定的清晰可见度,并且LED显示屏可以为乘客及时提供乘车信息,做好信息指导。同时,LED照明系统持续时间长,可以不间断运行,适应不同的环境条件。这和以往普通灯具对环境的要求和应用范围有限性有着明显的差别。由于轨道交通的工作场所和空间结构有一定的特殊性,而且户外环境相比复杂多变,考虑工作场所的温度、降雨、湿度、空气质量、极端天气等多方面因素,利用LED照明可以很大程度上脱离环境对照明系统的限制,确保轨道交通信息显示以及稳定安全运行。另外,LED可以根据实际场景需求,应用范围也更广阔,需要交通管理控制中心对具体应用现场的LED产品实施远程监控,做好日常维护和环境监测,节省资源消耗。
电脑防尘罩三、LED照明灯具的应用设计
(一)LED作为轨道车辆的客室照明形式在线水分检测
这种照明设计方式是最简单的一种,在制作LED灯具外形结构时,可以参照原来的荧光灯
外形接口,使LED灯具与原有外形接口相一致,然后取下原来的荧光灯,直接替换即可。需要特别注意的是LED照明系统的运行方式与原来的荧光灯工作方式有着很大的区别,在电源部分上需要重新设计。现阶段市场上多使用的超高亮度的LED单元,为DC24V。因此,在设计电源运行机制时,需要在LED单元的背面均设有电源驱动转换电路,将AC220V电源转换成LED照明单元所需的直流电源。但是轨道交通轻轨车辆多为DC24V的直流电源,所以,可以直接利用轨道交通车辆上自带的24V系统提供电力,利用车辆的直流电源不仅便利,而且可以增加灯具设计与应用的可靠性。但是并非LED灯具没有任何局限,这种灯管式灯具设计对于遮光角度有着极高的要求,无法规避在灯罩背面生成暗区,所以,光源覆盖范围区域的局限让这种灯管式LED灯具难以被大范围使用,但是对于目前轨道交通车辆节能环保优化、安全出行方面还是有很大的应用价值的。
(二)边缘布置LED光源的平板照明形式
边缘布置LED光源的平板照明形式由超高亮度LED灯带、散热片、弹性卡簧、平板灯体、封装胶带及电源线组成,通常制作平板灯可以将其厚度达到8mm或者更小,并且其长度以及宽度并不受限制,可以根据实际需求优化组合。这种平板灯体好命形式是综合导光板与
扩散板进行设计,不会发生牛顿环等现象。设计这种结构的平面光源,其优势在于结构简单,散热性良好,而且便于安装,容易与灯板或者侧顶板嵌入衔接。但是局限在于这种平面结构光源的限制灯具照度比较低,在选择导光板材料时需要确保有着较高的出光率、无眩光、无暗区等功能特点。
(三)依托显示设备的发光强度进行调节
当前光源设备可以基于环境光的强度,借助光传感器自动检测到环境光的强度,依托电子技术,结合光的动态数据,调整显示设备的光强度,以此降低环境光的强度对于人眼视觉的干扰,让车厢内的亮度保持稳定性,给乘客视觉上以舒适度体验。同时,通过调整温的方式,利用不同温的光源混技术,来模拟一年四季春夏秋冬,不同季节的阳光变化,也可以模拟细化至一天中的,早、中、晚,不同时间段的不同自然环境太阳光的变化。因此,对于LED照明灯,可以模拟不同时段的太阳光,如早上阳光是柔和的黄,中午是强烈的白,而黄昏是深的黄光,通过模拟技术实现温平衡。
结语:综合上述分析,在国内LED产业链不断完善以及国家相关政策的支持下,该行业的发展相对成熟,并且国内十分重视LED照明技术,积极研发,在绿环保节能理念的倡导
下,先后开启各个绿照明技术工程,而且LED照明其自身良好性能优势也具有很大的发展前景。但是LED照明产业也面临着挑战,随着市场发展需求的变化,其核心技术薄弱也成为局限,还需要进一步研究,发挥其功能价值。
参考文献:
沥青阻尼板[1]曾照聿.地铁车辆车内智能照明系统的设计与实现[D].华东交通大学,2018.
[2]段洪亮.城市轨道交通车辆照明系统节能方案研究[J].城市轨道交通研究,2018,21(02):34-37.新金瓶酶

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