CN107270496A - 一种提升轨道列车乘客舒适性感受的智能控制***和方法 - Google Patents

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周剑峰
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Abstract

本发明公开了一种提升轨道列车乘客舒适性感受的智能控制***和方法，包括与控制电源连接的空调控制单元，空调控制单元上电连接有温度采集***和车辆空调机组；空调控制单元通过通讯单元电连接有照明控制单元，照明控制单元连通控制电源并电连接有具有变色功能的照明***。本发明针对乘客体质不同，利用心理学上不同颜色对人们的情绪影响分析，采用一种空调与照明交互集成智能控制的方法，通过电路信号将客室空调运行的工况状态传给照明***，控制客室内照明***在空调制冷、采暖、通风等对应模式运行的同时，产生不同色温输出，从而改变客室照明的颜色，让乘客从视觉上第一时间感知到客室空调***对车厢客室温度正在启动调节作用。

Description

一种提升轨道列车乘客舒适性感受的智能控制***和方法
技术领域
本发明涉及轨道列车的空调***领域，特别涉及一种提升轨道列车乘客舒适性感受的智能控制***和方法。
背景技术
常规的轨道列车应用中，空调***与照明***一直是两个独立的***，但均与乘客乘车的舒适度直观体验有着密不可分的联系。
空调***为乘客提供夏季制冷、冬季制热和紧急通风等舒适性环境需求功能。由于人体对于环境温度的舒适度感知因人体个体特质而异，于是出现了相同温度环境下，不同人群对温度的体感差异性和感温变化延时差异性，进而出现在列车空调开启某一特定工况运行模式时，或车厢内处在某一特定环境温度变化时，不同乘客对温度舒适度变化的感知反应不一致，甚至出现极端且对立的两种体感反馈意见，列车运营单位无法有效针对乘客反馈进行进一步优化服务。
照明***功能较为直观简单，仅为乘客提供正常照明和紧急照明功能。早期的轨道列车照明***采用荧光灯管对车辆客室进行照明。荧光灯管的光电转化率最高为70%，其余部分以热能形式流失且长时间工作，寿命短，损坏率高，使用成本高。由于荧光灯存在闪频特性，足以令人在视觉上感到不适，若乘客长时间照射荧光灯，容易引起头痛等不良反应。目前，新设计的轨道车辆中照明***已逐步换成了LED（Light Emitting Diode）照明，但其应用在轨道车辆上的照明模式仍延续了单调的单色（白色）光源进行车厢照明。
尽管空调***和照明***的技术在不断进步，功能在不断完善，这两个***仍继续独立存在于轨道列车应用中。在全国各地，乃至全世界，如此独立却又同时都为乘客提供车厢舒适性环境的两个***，目前的发展现状仍然改善不了乘客由于个体差异性对列车车厢内舒适性不同需求的问题，列车运营单位仍不断接收着来自乘客对列车舒适性体会不满甚至极端要求的投诉，却不知该如何去调整才能满足个体差异性较大乘客的平均舒适性要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种提升轨道列车乘客舒适性感受的智能控制***和方法，其能够通过电路信号将客室空调运行的工况状态传给照明***，控制客室内照明***在空调制冷、采暖、通风等对应模式运行的同时，产生不同色温输出，从而改变客室照明的颜色，让乘客从视觉上第一时间感知到客室空调***对车厢客室温度正在启动调节作用。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种提升轨道列车乘客舒适性感受的智能控制***，包括与控制电源连接的空调控制单元，空调控制单元上电连接有温度采集***和车辆空调机组；空调控制单元通过通讯单元电连接有照明控制单元，照明控制单元连通控制电源并电连接有具有变色功能的照明***。
进一步的，照明控制单元上电连接有扬声器。
进一步的，照明***采用LED照明***。
进一步的，空调控制单元上电连接有紧急逆变器。
进一步的，温度采集***包括有回风传感器、新风传感器和送风传感器
一种提升轨道列车乘客舒适性感受的智能控制方法，包括以下步骤：
步骤一，列车通电，启动空调***和照明***；
步骤二，空调***自检并接收温度传感器的信号，根据温度传感器的信号由空调控制单元启动初始制冷模式或初始制热模式；同时照明***进入自检，并通过照明控制单元启动正常色温照明模式；
步骤三，空调控制单元根据温度传感器的实时数据或车辆***反馈的载客量变化信号，判断空调是否需要进行分级制冷或分级制热的调节模式；
步骤四，若满足分级制冷或分级制热条件则启动分级制冷或分级制热调节模式，同时，空调控制单元将空调***调节模式程序的启动信号通过通讯单元传递至照明控制单元，照明控制单元控制照明***启动照明***中的制冷色温灯控程序或制热色温灯控程序；
步骤五，色温灯控程序延时若干秒后恢复正常照明。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
本发明针对乘客体质不同，不同乘客舒适度感受个体差异性的特点，利用心理学上不同颜色对人们的情绪影响分析，采用一种空调与照明交互集成智能控制的方法，通过电路信号将客室空调运行的工况状态传给照明***，控制客室内照明***在空调制冷、采暖、通风等对应模式下，产生不同色温输出，从而改变客室照明的颜色，让乘客从视觉上第一时间感知到客室空调***对车厢客室温度正在启动调节作用。本发明实现了乘客对车厢环境舒适性要求的智能化控制，有效提高了乘客个体差异对舒适度平均要求，同时还有效控制了因个体体感差异引起的列车运营投诉率。
附图说明
图1为本实施例中空调***布置示意图；
图2为本实施例中客室照明***布置示意图；
图3为本实施例中空调与照明***智能控制接口原理示意图；
图4为本实施例中空调与照明***正常运行模式智能控制流程图；
图5为本实施例中空调与照明***紧急运行模式智能控制流程图。
图中，1、空调机组；2、车顶；3、回风传感器；4、模式选择开关；5、新风传感器；6、温度选择开关；7、送风传感器；8、控制电源；9、空调控制单元；10、紧急逆变器；11、一路正常照明；12、二路正常照明；13、紧急照明；14、照明控制单元；15、通讯单元；16、通讯电缆；17、控制电缆；18、电源电缆；19、配套电气连接器；20、扬声器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明的一种提升轨道列车乘客舒适性感受的智能控制***，如图1、2和3所示，包括空调***和照明***。
空调***包括一个通过电源电缆18与控制电源8相连的空调控制单元9，该空调控制单元9上通过配套电气连接器19电连接有两个设于车顶2的空调机组1和一个温度采集***。空调控制单元9上还连接有DC110V车载蓄电池、紧急逆变器10、模式选择开关4和温度选择开关6。
温度采集***包括设置在空调机组1上的回风传感器3、新风传感器5和送风传感器7，用于实时监测车厢温度，调节出风量。
紧急逆变器10用于在紧急通风模式下将DC110V车载蓄电池逆变成AC220V给空调机组1中通风机使用。
照明控制***包括一个通过电源电缆18与控制电源8的照明控制单元14，照明控制单元14通过通讯单元15和空调控制单元9连接。
照明控制***上通过配套电气连接器19连接有变色照明***和扬声器20。变色照明***包括一路正常照明11、二路正常照明12和紧急照明13。
照明***采用目前主流的LED照明，在电光转化效率（可达80~90%）、节能环保、使用寿命（由于LED是半导体器件,即使是频繁的开关，也不会影响到使用寿命）、使用成本、视觉舒适性（由于LED响应时间在微妙级别，不会出现延迟和闪烁现象）等方面远远优于传统的荧光灯照明。
由于LED照明光源可利用光谱中红、绿、蓝三基色原理，通过微机技术控制，可使三种颜色具有256级灰度，并能够根据需要任意混合，即可产生256×256×256=16777216种颜色的输出。简单说，一颗LED能够变色是由于里面有红、绿、蓝三种颜色的LED管芯（固体半导体芯片）和一个控制芯片，控制芯片控制管芯发光，三种颜色的亮度可以随意调节，就起到了变色的效果。
本发明的一种提升轨道列车乘客舒适性感受的智能控制方法，包括以下步骤：
步骤一，列车通电，启动空调***和照明***；
步骤二，空调***自检并接收温度传感器的信号，根据温度传感器的信号由空调控制单元9启动初始制冷模式或初始制热模式；同时照明***进入自检，并通过照明控制单元14启动正常色温照明模式；
步骤三，空调控制单元9根据温度传感器的实时数据或车辆***反馈的载客量变化信号，判断空调是否需要进行分级制冷或分级制热的调节模式；
步骤四，若满足分级制冷或分级制热条件则启动分级制冷或分级制热调节模式，同时，空调控制单元9将空调***调节模式程序的启动信号通过通讯单元15传递至照明控制单元14，照明控制单元14控制照明***启动照明***中的制冷色温灯控程序或制热色温灯控程序；
步骤五，色温灯控程序延时若干秒后恢复正常照明。
步骤二中，空调***和照明***自检运行后，空调控制单元9同时对空调的供电情况进行监控，当空调的供电异常，空调控制单元9会将检测到的故障信号进行处理后，自动启动紧急通风逆变器，进入紧急通风模式，同时，照明***进入紧急通风色温灯控程序。照明***进入紧急通风色温灯控程序时会自动开启背景舒缓音乐。
具体实施说明：
结合图3、图4和图5，在列车上电唤醒以后，便可启动空调和照明***。空调***通过控制单元进行正常自检后，接收温度传感器采集到的信号后，首次判断空调将进入制冷还是制热工况运行，然后启动该工况运行模式。此时照明***通过控制单元启动正常色温照明模式。
当乘客逐渐增加，空调***根据回风传感器3采集到的车辆温度或车辆给出的载客量变化信号，判断此时空调是否需要制冷/制热模式的调节，如果有需要，在空调启动调节的同时，空调控制单元9将此确认信号通过通讯单元15发送给照明控制单元14,从而控制照明***改变色温进行输出，考虑到乘客的正常视觉照明感受，色温变化灯控程序延时若干秒以后将自动恢复正常照明，进行下次空调再次改变运行工况时随通讯信号而再次改变。
在空调***接收到紧急通风运行模式启动信号时，其控制原理与空调制冷/制热工况雷同，照明控制单元14中除程序预设色温变换颜色不同外，在照明***色温变化输出以后没有延时恢复程序，而是一直保持能够让乘客降低焦躁不安情绪的颜色，同时根据实际实施需要，可以在空调***运行紧急通风模式时，在电路和程序中增加能够加强安抚乘客情绪的附加功能，例如此时增加舒缓的背景音乐等，直至车辆救援结束或故障处理完成等。
本发明中照明***变色控制的启动信号主要来源空调即将运行工作模式的启动信号输入指令，即空调控制单元9通过通讯单元15发送给照明控制单元14的信号。在空调正常的制冷或制热紧急通风工况启动时，照明***控制单元根据空调即将运行的工况第一时间控制客室照明变为程序预设相对应的颜色，乘客看到照明颜色的改变就能知道此时车辆已经在为乘客进行车厢内环境的舒适度调节。
如图4所示，空调***运行制冷工况时，客室照明***接收到空调机组1准备启动制冷模式的信号，呈现出程序设定的相应的蓝色（λp=465~470nm），让乘客第一时间知道列车已经进入制冷模式，心理上也会同时感受到即将制冷的神经传递信息，乘客神经感知较体表感知温度变化的感受情况会更为明显，进而达到从乘客视觉上直观感知乘车环境舒适性的目的。在空调***运行制热工况时原理亦如此（制热工况时，照明***色温输出可以是温暖的橙色（λp=610~615nm）或黄色（λp=590nm））。
如图3和5所示，在列车运行过程中，空调控制单元9会一直对空调的供电情况进行监控，当空调控制单元9自己检测到给空调机组1供电的三相电源故障，为了保证此时密封车厢内气流顺畅，确保乘客正常呼吸不受影响，空调控制单元9会将检测到的故障信号进行处理后，自动启动紧急通风逆变器10，紧急通风逆变器将车载蓄电池DC110V电源逆变成AC220V给空调机组中通风机使用，其他风机一律停止工作，此时空调运行紧急通风模式。进入紧急通风模式时，车厢照明***接收空调传递即将启动紧急通风工作模式的信号，照明***控制芯片将客室照明颜色自动切换为程序预设定的功能上带有镇定神经效果，能够让乘客情绪放松的绿色（λp=520~555nm），可缓解乘客的焦虑情绪，安心等待救援等。
根据该发明控制电路复杂程度和控制芯片功能拓展程度，本发明中照明***的变化输出可以考虑成有级色阶变化输出和无级色阶变化输出，根据程序的控制精确度，本发明中色温的输出可以满足上述的16777216种，用户可根据车辆实际运行环境需求分析选择具体适合的范围，同时还可以考虑增加其他附加功能，最大程度在以人文本的服务理念上为乘客提供更有的轨道列车服务，例如：在紧急通风状态下增加自带背景轻音乐的附加功能，以缓解乘客的焦躁不安，安抚乘客不安心情等功能。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种提升轨道列车乘客舒适性感受的智能控制***，其特征是：包括与控制电源连接的空调控制单元，空调控制单元上电连接有温度采集***和车辆空调机组；空调控制单元通过通讯单元电连接有照明控制单元，照明控制单元连通控制电源并电连接有具有变色功能的照明***。
2.根据权利要求1所述的一种提升轨道列车乘客舒适性感受的智能控制***，其特征是：照明控制单元上电连接有扬声器。
3.根据权利要求1所述的一种提升轨道列车乘客舒适性感受的智能控制***，其特征是：照明***采用LED照明***。
4.根据权利要求1所述的一种提升轨道列车乘客舒适性感受的智能控制***，其特征是：空调控制单元上电连接有紧急逆变器。
5.根据权利要求1所述的一种提升轨道列车乘客舒适性感受的智能控制***，其特征是：温度采集***包括有回风传感器、新风传感器和送风传感器。
6.一种提升轨道列车乘客舒适性感受的智能控制方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤一，列车通电，启动空调***和照明***；
步骤二，空调***自检并接收温度传感器的信号，根据温度传感器的信号由空调控制单元启动初始制冷模式或初始制热模式；同时照明***进入自检，并通过照明控制单元启动正常色温照明模式；
步骤三，空调控制单元根据温度传感器的实时数据或车辆***反馈的载客量变化信号，判断空调是否需要进行分级制冷或分级制热的调节模式；
步骤四，若满足分级制冷或分级制热条件则启动分级制冷或分级制热调节模式，同时，空调控制单元将空调***调节模式程序的启动信号通过通讯单元传递至照明控制单元，照明控制单元控制照明***启动照明***中的制冷色温灯控程序或制热色温灯控程序；
步骤五，色温灯控程序延时若干秒后恢复正常照明。
7.根据权利要求6所述的一种提升轨道列车乘客舒适性感受的智能控制方法，其特征是：步骤二中，空调***和照明***自检运行后，空调控制单元同时对空调的供电情况进行监控，当空调的供电异常，空调控制单元会将检测到的故障信号进行处理后，自动启动紧急通风逆变器，进入紧急通风模式，同时，照明***进入紧急通风色温灯控程序。
8.根据权利要求7所述的一种提升轨道列车乘客舒适性感受的智能控制方法，其特征是：照明***进入紧急通风色温灯控程序时会自动开启背景舒缓音乐。
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