一种用于铁路客站照明节能的智能控制方法及系统与流程

本发明涉及铁路客站优化技术领域，具体涉及一种用于铁路客站照明节能的智能控制方法及系统。

背景技术：

随着我国铁路的快速发展，客站数量及规模不断增大，客站能源消耗量逐步增多。其中，照明耗电量占客站运营成本的比例较大。

目前，多数高铁站使用的照明监控软件，仅通过时间控制，实现照明的定时开关，但未结合列车到发、客流量等客运信息，不能达到照明的最优节能控制效果；部分即有站主要通过人工跑岗方式，结合人工经验，白天关灯，晚上开灯，造成能源极大浪费，同时未考虑阴天、雷雨等突变天气下，旅客对运营环境照度的需求，不能满足客运质量。

因此，如何设计一种用于铁路客站照明节能的智能控制方法，是亟待解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种用于铁路客站照明节能的智能控制方法及系统，该方法及系统实现了对铁路客站应用情景下的照明的远程集中控制，最大程度地优化了铁路客站照明系统，减少了照明系统的能量损耗，且其节能控制过程智能化程度高、控制效率高且可靠性强，减少人工跑岗并提高了铁路客站中的照明系统的作业效率。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种用于铁路客站照明节能的智能控制方法，所述方法包括：

获取目标铁路客站的照明区域配置信息，并根据所述照明区域配置信息对目标铁路客站的照明回路进行编码；

定义目标铁路客站的不同场景应用模式；

根据目标铁路客站的照明节能策略因子，制定所述铁路客站的照明节能总控制策略；

根据所述场景应用模式及照明节能总控制策略，配置照明计划模板；

以及，基于所述照明计划模板对目标铁路客站的照明运行状态进行在线监测及控制。

进一步地，所述定义目标铁路客站的不同场景应用模式，包括：

根据目标铁路客站各区域的照明需求状态，将目标铁路客站的各区域定义为不同的场景应用模式。

进一步地，所述节能策略因子，包括：列车到发信息、季节信息、天气信息、客流量信息及运营环境信息。

进一步地，所述根据目标铁路客站的照明节能策略因子，制定所述铁路客站的照明节能总控制策略，包括：

获取目标铁路客站的地理环境及季节信息，并根据所述地理环境及季节信息，制定目标铁路客站的时控策略；

获取目标铁路客站的列车运行信息，并根据所述列车运行信息，制定目标铁路客站的客运策略；以及，在目标铁路客站的各区域中安置照度传感器，得到基于物联网的目标铁路客站的运营环境监测网络，所述运营环境监测网络用于监测目标铁路客站的现场实时照度，以及监测照度需求的变化。

进一步地，所述照明节能总控制策略包括：

若经判断获知当前时间为夜晚，则将目标铁路客站切换至夜晚照明控制模式；

若经判断获知当前时间为白天，则将目标铁路客站切换至白天控制模式，所述白天控制模式包括：在目标铁路客站中的非日照域区域中的照明设备进行照明，并将目标铁路客站中的日照域区中的照明设备设置为关闭状态；

根据所述照度传感器获取目标铁路客站的当前照度值；

判断所述目标铁路客站当前的照度是否满足预设照度标准值，若不满足，则进行告警并更换所述场景应用模式，以及，在新的所述场景应用模式下重新对所述目标铁路客站进行照明控制。

进一步地，所述照明节能总控制策略还包括：

将所述列车运行信息中的列车到发信息设定为客运策略因子；

以及，根据所述客运策略因子制定基于列车到发信息的客运策略。

进一步地，所述基于列车到发信息的客运策略，包括：

根据所述目标铁路客站的列车运行信息，获取即将进入目标站台的列车的进站时间及当前时间；

并在判定当前时间等于列车进站预设开灯时间后，对目标站台进行开启照明控制；

获取目标站台的当前照度值，并判断所述目标站台的当前照度值是否满足预设照度标准值；

若不满足，则进行告警并更换所述场景应用模式，以及，在新的所述场景应用模式下重新对所述目标铁路客站进行照明控制；

若满足，则获取下一趟进入目标站台的列车的进站时间，并判断该下一趟进入目标站台列车的列车前后进站时间间隔是否大于列车前后进站预设照明时间间隔；

若是，则在当前列车出站后对所述目标站台进行关闭照明控制；

否则，重新获取下一趟进入目标站台列车的列车前后进站时间间隔，并继续判断下一趟进入目标站台列车的列车前后进站时间间隔是否大于列车前后进站预设照明时间间隔，直到下一趟进入目标站台列车的列车前后进站时间间隔大于列车前后进站预设照明时间间隔后，在当前列车出站后对所述目标站台进行关闭照明控制。

进一步地，所述根据所述场景应用模式及照明节能总控制策略，配置照明计划模板，包括：

根据所述场景应用模式及照明节能总控制策略，将目标铁路客站的各区域与对应的场景应用模式关联，得到所述照明计划模板；

以及，根据所述照明计划模板生成照明业务控制计划。

进一步地，所述基于所述照明计划模板对目标铁路客站的照明运行状态进行在线监测及控制，包括：

通过标准接口协议规范，接入现场控制单元，获取客站照明回路的开关状态信息；

基于消息同步刷新技术及所述照明业务控制计划，对目标铁路客站的照明回路状态进行在线监测；

根据在线监测结果及控制命令，基于所述照明业务控制计划对目标铁路客站进行自动控制；

对目标铁路客站进行远程集中控制管理；

以及，根据列车早晚点及现场实时照度信息对所述照明业务控制计划进行动态调整，并将控制结果和调整结果发送至系统平台客户端。

另一方面，本发明还提供了一种用于铁路客站照明节能的智能控制系统，所述系统包括：

照明回路配置单元，用于获取目标铁路客站的照明区域配置信息，并根据所述照明区域配置信息对目标铁路客站的照明回路进行编码；

场景应用模式定义单元，用于定义目标铁路客站的不同场景应用模式；

照明节能总控制策略制定单元，用于根据目标铁路客站的照明节能策略因子，制定所述铁路客站的照明节能总控制策略；

照明计划模板配置单元，用于根据所述场景应用模式及照明节能总控制策略，配置照明计划模板；

在线监测及控制单元，用于基于所述照明计划模板对目标铁路客站的照明运行状态进行在线监测及控制。

由上述技术方案可知，本发明所述的一种用于铁路客站照明节能的智能控制方法及系统，其中的方法包括：根据获取的照明区域配置信息对目标铁路客站的照明回路进行编码；定义目标铁路客站的不同场景应用模式；根据目标铁路客站的照明节能策略因子制定铁路客站的照明节能总控制策略；根据场景应用模式及照明节能总控制策略，配置照明计划模板；基于照明计划模板对目标铁路客站的照明运行状态进行在线监测及控制。本发明实现了对铁路客站应用情景下的照明的远程集中控制，最大程度地优化了铁路客站照明系统，减少了照明系统的能量损耗，且其节能控制过程智能化程度高、控制效率高且可靠性强，减少人工跑岗并提高了铁路客站中的照明系统的作业效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的一种用于铁路客站照明节能的智能控制方法的流程示意图。

图2是本发明的智能控制方法中步骤300的流程示意图。

图3是本发明的智能控制方法中步骤300中的照明节能总控制策略的流程示意图。

图4是本发明的智能控制方法中制定所述铁路客站的照明节能总控制策略之后的控制流程示意图。

图5是本发明的智能控制方法中基于列车到发信息的客运策略的流程示意图。

图6是本发明的智能控制方法中步骤400的流程示意图。

图7是本发明的智能控制方法中步骤500的流程示意图。

图8是本发明的应用实例中的用于铁路客站照明节能的智能控制方法的流程示意图。

图9是本发明的应用实例中的铁路客站照明节能控制策略总体流程图。

图10是本发明的应用实例中的基于列车到发信息的客运策略流程图。

图11是本发明的应用实例中的铁路客站照明业务计划模板配置流程示意图。

图12是本发明的应用实例中的铁路客站照明状态在线监测示意图。

图13是本发明的应用实例中的铁路客站智能照明节能系统的原型架构图。

图14是本发明的一种用于铁路客站照明节能的智能控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的实施例一提供了一种用于铁路客站照明节能的智能控制方法的一种具体实施方式，参见图1，所述铁路客站智能照明节能方法具体包括如下内容：

步骤100：获取目标铁路客站的照明区域配置信息，并根据所述照明区域配置信息对目标铁路客站的照明回路进行编码。

在上述步骤100中，目标铁路客站的照明区域配置信息中包括候车室、站台、进站口、出站口及售票大厅等区域的配置信息，对照明回路进行编码包括照明回路编码配置和照明回路状态编码配置。

步骤200：定义目标铁路客站的不同场景应用模式。

在上述步骤200中，根据目标铁路客站各区域的照明需求状态，将目标铁路客站的各区域定义为不同的场景应用模式；其中，不同的应用场景模式包括全开模式、80％、节能模式(奇数开、偶数开)、30％、全关模式等；按照场景预设对客站各区域进行灯光控制，支持灯光的单路开关、多路开关等多种组合控制及整体区域控制。

步骤300：根据目标铁路客站的照明节能策略因子，制定所述铁路客站的照明节能总控制策略。

在上述步骤300中，节能策略因子包括：列车到发信息、季节信息、天气信息、客流量信息及运营环境信息；利用物联网、大数据分析等技术，综合列车到发信息、季节、天气、客流量、运营环境等策略因子，制定适用于铁路客站客运业务需求的照明节能总控制策略。

步骤400：根据所述场景应用模式及照明节能总控制策略，配置照明计划模板。

在上述步骤400中，结合照明节能控制策略，将客站各区域关联对应的场景模式，形成照明计划配置模板，生成照明业务控制计划；按照业务控制计划自动执行，同时针对列车早晚点及现场实时照度，支持计划的动态调整；业务计划命令执行结果反馈至系统平台客户端展示。

步骤500：基于所述照明计划模板对目标铁路客站的照明运行状态进行在线监测及控制。

在上述步骤500中，通过标准接口协议规范，接入现场控制单元，获取客站照明回路的开关状态信息；基于消息同步刷新技术，实现照明回路状态的在线监测状态；支持全自动/手动模式，实现客站照明的远程集中控制管理；采用b/s架构，利用javascript、ajax、3dgis等技术，实现平台客户端图形化界面展示。

从上述描述可知，本发明的实施例提供了一种应用于铁路客站照明节能的智能控制方法，实现了对铁路客站应用情景下的照明的远程集中控制，最大程度地优化了铁路客站照明系统，减少了照明系统的能量损耗。

本发明的实施例二提供了上述智能控制方法中步骤300的一种具体实施方式，参见图2，所述步骤300具体包括如下内容：

步骤301：获取目标铁路客站的地理环境及季节信息，并根据所述地理环境及季节信息，制定目标铁路客站的时控策略。

步骤302：获取目标铁路客站的列车运行信息，并根据所述列车运行信息，制定目标铁路客站的客运策略。

步骤302：在目标铁路客站的各区域中安置照度传感器，得到基于物联网的目标铁路客站的运营环境监测网络，所述运营环境监测网络用于监测目标铁路客站的现场实时照度，以及监测照度需求的变化。

从上述描述可知，本发明的实施例给出了照明节能总控制策略的具体制定过程，其节能控制过程智能化程度高、控制效率高且可靠性强，减少人工跑岗并提高了铁路客站中的照明系统的作业效率。

本发明的实施例三提供了上述智能控制方法中步骤300中的照明节能总控制策略的一种具体实施方式，参见图3，所述照明节能总控制策略具体包括如下内容：

步骤301a：判断当前时间，若经判断获知当前时间为夜晚，则进入步骤301b；若经判断获知当前时间为白天，则进入步骤301c。

步骤301b：将目标铁路客站切换至夜晚照明控制模式。

步骤301c：将目标铁路客站切换至白天控制模式，所述白天控制模式包括：在目标铁路客站中的非日照域区域中的照明设备进行照明，并将目标铁路客站中的日照域区中的照明设备设置为关闭状态步骤301d：根据所述照度传感器获取目标铁路客站的当前照度值。

步骤301e：判断所述目标铁路客站当前的照度是否满足预设照度标准值，若不满足，则进入步骤301f。

步骤301f：进行告警并更换所述场景应用模式，以及，在新的所述场景应用模式下重新对所述目标铁路客站进行照明控制。

在一种具体实施方式，参见图4，所述铁路客站的照明节能总控制策略，还包括：

步骤a01：将所述列车运行信息中的列车到发信息设定为客运策略因子。

步骤a02：根据所述客运策略因子制定基于列车到发信息的客运策略。

其中的所述基于列车到发信息的客运策略，参见图5，包括：

步骤a02a：根据所述目标铁路客站的列车运行信息，获取即将进入目标站台的列车的进站时间及当前时间；

步骤a02b：在判定当前时间等于列车进站预设开灯时间后，对目标站台进行开启照明控制。

步骤a02c：获取目标站台的当前照度值，并判断所述目标站台的当前照度值是否满足预设照度标准值，若不满足，则进入步骤a02d；若满足，则进入步骤a02e。

步骤a02d：进行告警并更换所述场景应用模式，以及，在新的所述场景应用模式下重新对所述目标铁路客站进行照明控制。

步骤a02e：获取下一趟进入目标站台的列车的进站时间，并判断该下一趟进入目标站台列车的列车前后进站时间间隔是否大于列车前后进站预设照明时间间隔；若是，则进入步骤a02f，否则，返回步骤a02e，重新获取下一趟进入目标站台列车的列车前后进站时间间隔，并继续判断下一趟进入目标站台列车的列车前后进站时间间隔是否大于列车前后进站预设照明时间间隔，直到下一趟进入目标站台列车的列车前后进站时间间隔大于列车前后进站预设照明时间间隔后，再进入步骤a02f。

步骤a02f：在当前列车出站后对所述目标站台进行关闭照明控制。可以理解的是，在当前列车出站后的一段时间后再对所述目标站台进行关闭照明控制。

从上述描述可知，本发明的实施例给出了照明节能总控制策略的具体的控制过程，实现了对铁路客站应用情景下的照明的远程集中控制，最大程度地优化了铁路客站照明系统。

本发明的实施例四提供了上述智能控制方法中步骤400的一种具体实施方式，参见图6，所述步骤400具体包括如下内容：

步骤401：根据所述场景应用模式及照明节能总控制策略，将目标铁路客站的各区域与对应的场景应用模式关联，得到所述照明计划模板。

步骤402：根据所述照明计划模板生成照明业务控制计划。

从上述描述可知，本发明的实施例能够根据照明业务控制计划自动进行铁路客站的照明节能控制，使得其节能控制过程智能化程度高、控制效率高且可靠性强。

本发明的实施例五提供了上述智能控制方法中步骤500的一种具体实施方式，参见图7，所述步骤500具体包括如下内容：

步骤501：通过标准接口协议规范，接入现场控制单元，获取客站照明回路的开关状态信息。

步骤502：基于消息同步刷新技术及所述照明业务控制计划，对目标铁路客站的照明回路状态进行在线监测。

步骤503：根据在线监测结果及控制命令，基于所述照明业务控制计划对目标铁路客站进行自动控制。

步骤504：对目标铁路客站进行远程集中控制管理。

步骤505：根据列车早晚点及现场实时照度信息对所述照明业务控制计划进行动态调整，并将控制结果和调整结果发送至系统平台客户端。

从上述描述可知，本发明的实施例能够基于所述照明计划模板对目标铁路客站的照明运行状态进行在线监测及控制，实现了对铁路客站应用情景下的照明的远程集中控制。

上述用于铁路客站照明节能的智能控制方法中国的全部步骤根据实际应用情况，其执行顺序不仅限于上述情形，根据实际需要，上述各步骤均可以更换执行顺序或同步执行。

为进一步的说明本方案，本发明还提供了一种用于铁路客站照明节能的智能控制方法的应用实例，参见图8，该应用实例具体包括如下内容：

s1、铁路客站照明回路基础信息配置；

s2、利用物联网、大数据分析等技术，综合列车到发信息、季节、天气、客流量、运营环境等策略因子，制定适用于铁路客站客运业务需求的照明节能控制策略；

s3、定义不同场景应用模式，配置照明计划模板，实现照明业务计划的生成、调整、执行及反馈；

s4、研发集成在线监测照明运行状态，支持全自动或手动远程集控管理、能耗统计分析等功能的铁路客站智能照明节能原型系统。

如图9所示，铁路客站照明节能控制策略包括以下内容：

通过接入旅服系统、客票系统、智能视频、天气预报等外部系统，获取列车到发、早晚点、客流量、天气变化等信息作为节能策略因子。充分利用自然光，辅助开启照明，简而言之，以“白天关灯，夜晚开灯；人、车来时开灯，走时关灯”为基本原则，首先根据客站所在地理环境及季节，定义时控策略。以北方某客站为例，设定夏季5点后为白天模式，关灯；19点后为黑夜模式，开灯；冬季7点后为白天模式，关灯；17点后为黑夜模式，开灯。通过设置时钟控制器，实现照明回路的定时开关；

综合列车到发、早晚点、客流量、天气变化、时间、季节等策略因子，制定照明节能策略，其中列车早晚点、天气突变、客流量预警等作为调整策略因子，支持相关区域控制命令的调整。遇到节假日高峰期客流量突增，阴、雨、雪等天气，引起对相关区域照度需求的变化。此外，基于物联网的运营环境监测网络技术，通过获取实时照度作为反馈策略因子，确保满足客运业务照度需求及旅客舒适度体验。

如图10所示，基于列车到发信息的客运策略流程图包括以下内容：列车到发信息作为客运策略因子，主要实现站台、进出站通道等区域的照明策略控制，以满足检票、乘车、旅客进出站等业务的照度需求。以站台为例，根据列车到发信息获取列车到站、发车时间，根据列车类型(如始发、终到、途径等)、区域(站台、进出站口等)配置时间参数。列车进站预设开灯时间tmin前，关联所在站台执行开灯命令；列车出站smin后，所在站台关灯。此外，考虑同站台列车前后到站间隔δt(δt＝后一趟列车进站时刻-前一趟列车发车时刻)。为遵循照明设备寿命规律，减少频繁开关灯，当列车前后到站间隔δt<列车前后进站预设照明时间间隔t0，所在站台不执行关灯命令，直至列车出站smin后，关灯。

如图11所示，铁路客站照明业务流程图包括以下内容：

定义不同的应用场景模式，通过照明回路的组合开关控制，如全开、80％开、半开(奇数开、偶数开)、30％、全关等，配置全开模式、夜间模式、节能模式、阴天模式、全关模式等。

配置照明计划模板，将客站相关区域与场景模式进行关联配置，结合节能控制策略，生成照明业务控制计划，同时支持反馈策略因子对业务计划的调整；

将照明业务控制计划命令下发至控制器，实现照明回路控制，并将执行结果反馈至系统平台；

控制方式包括自动控制/手动控制/就地控制三种类型，自动控制是指系统按照业务计划自动下发控制命令进行照明回路控制；手动控制是指工作人员在系统平台上对区域或回路下发控制指令；就地控制是指工作人员到现场进行照明回路的开关控制。控制优先级为自动控制<手动控制<就地控制。

如图12所示，铁路客站照明状态在线监测流程图内容如下：

针对客站既有监控软件，按照统一标准接口协议规范，接入到系统；针对无监控软件的，接入现场控制单元，获取照明回路状态信息；

照明状态信息上传至接口服务器；

同步至平台客户端进行状态展示；

每隔一定时间，平台客户端读取接口服务器最新状态信息，读取成功后，判断接口状态是否发生变化，当发生变化时，对平台客户端进行刷新展示。若读取不成功，返回执行失败，并生成告警信息。

如图13所示，铁路客站智能照明节能系统逻辑架构图包含：

接口规范体系、硬件设备层、数据交互层、应用支撑层、系统管理、安全管理、系统及用户层；

硬件设备层通过在现场部署亮度传感器、无线组网、控制单元等，实现照明状态信息采集与控制。通过统一接口协议规范，与现场控制器建立通讯，实现客站照明的远程状态采集及集中管控；

数据交互层通过接入列车到发、客流量、天气、运营环境等信息进行安全交互共享，生成照明策略数据库及业务数据库等，为业务数据提供信息支撑。

应用支撑层通过标准化模块组件、消息同步刷新、元数据及表单、工作流引擎、内容管理平台等技术，按照统一格式实现数据流交互，；利用javascript、ajax、3dgis等技术，实现人性化人机交互界面。

系统功能包括基础配置、策略配置、状态监测、业务计划、能耗统计、用户管理等功能模块，通过安全管理层对客运作业人员分配不同权限，提供统一满足不同岗位的定制化需求，以及各工作岗位间的协同工作。此外，通过系统管理对系统的网络、性能等参数进行后台监控管理，与系统安全策略密切配合，以减少操作员误操作。

本发明提供的铁路客站智能照明控制策略及系统，具备以下优点：

1、系统支持全自动/手动模式，实现客站照明的远程集中控制管理，提高客运作业人员的组织效率和服务质量；

2、通过照明状态在线监测，设备管理人员能够实时掌握照明设备运行信息，对于照明设备故障，能够及时发现，及时维修，提高设备维修效率；

3、该系统能够有效降低照明在线时长，大大降低客站运营成本，通过接入外部数据信息，优化照明控制方案，节能降耗，打造绿色智慧型车站；

4、通过接入外部数据信息，实现客运信息集成共享，提高了客运管理、应急处置、决策指挥的能力。

本发明的实施例六提供了能够实现上述智能控制方法的一种用于铁路客站照明节能的智能控制系统的一种具体实施方式，参见图14，所述智能控制系统具体包括如下内容：

照明回路配置单元10，用于获取目标铁路客站的照明区域配置信息，并根据所述照明区域配置信息对目标铁路客站的照明回路进行编码。

场景应用模式定义单元20，用于定义目标铁路客站的不同场景应用模式。

照明节能总控制策略制定单元30，用于根据目标铁路客站的照明节能策略因子，制定所述铁路客站的照明节能总控制策略。

照明计划模板配置单元40，用于根据所述场景应用模式及照明节能总控制策略，配置照明计划模板。

在线监测及控制单元50，用于基于所述照明计划模板对目标铁路客站的照明运行状态进行在线监测及控制。

从上述描述可知，本发明的实施例针对客站各区域照明，研究适合铁路客站业务需求的照明节能控制策略，优化节能控制效果；研发一套铁路客站智能照明节能系统，支持全自动/手动模式下的客站各区域照明远程集中控制，降低人工作业量，提高作业效率，节能降耗、减员增效。针对大面积晚点、暴雨暴雪等突变情况下，能够启动客站照明设备应急响应策略，与消防系统联动，确保客运组织安全有序。在满足客运作业需求的基础上，提高旅客舒适度，实现节能降耗，打造绿色智慧型客站。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以在实践中使用分布式控制系统(dcs)或者可编程逻辑控制器(plc)来实现本发明实施例的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。