智能照明及亮化工程控制系統(tǒng)的研究

摘 要：城市照明系統(tǒng)是關系到人們日常生活的重要公共設施，城市照明的過度發(fā)展將造成巨大的資源消耗。在提高城市照明效果的同時，城市還需要考慮國家“節(jié)能減排、低碳經濟”的政策號召，城市照明的高能耗不利于建設資源節(jié)約型社會。目前，全國各地正在積極建設智能照明和照明工程，這為城市照明轉型提供了良好契機?？刂葡到y(tǒng)是智能照明和照明工程的關鍵，因此，我們必須認真研究智能照明控制系統(tǒng)和照明工程。

關鍵詞：指揮照明;亮化工程;控制系統(tǒng)

一、 引言

隨著夜游業(yè)的快速發(fā)展，城市夜景照明得到了前所未有的提高，規(guī)模也逐漸從原來的單體建筑照明發(fā)展到今天的城市照明。如今城市夜景的發(fā)展越來越廣泛，幾十公里范圍內基本可以覆蓋整個城市。但不包括道路、橋梁和其他類型的公路，也不限于公園。文章介紹的照明方式不局限于簡單的建筑輪廓照明，而是涵蓋了山地照明、景觀綠化照明、建筑媒體屏幕、燈光秀、水上舞蹈表演、投影等多種照明方式。

二、 智能照明及照明工程概況

隨著科學技術的發(fā)展和城市現(xiàn)代化的推進，城市人口和城市規(guī)模不斷擴大。為了保證更好的社會公共服務能力，研究人員提出了智慧城市的概念。智慧城市依托高科技設備和手段，為城市生活各方面應用提供支撐，有效推動城市發(fā)展。智慧上海、智慧雙流建設在我國已經啟動。智能城市照明是智能城市發(fā)展的一部分。在城市發(fā)展過程中，街道照明是與城市居民日常生活密切相關的重要基礎設施建設。但在傳統(tǒng)的城市照明管理過程中，仍然存在管理不完善、不及時、維護措施不到位等諸多問題，通過智能照明系統(tǒng)的建設可以有效地改善這些不足，促進城市更好地發(fā)展。近年來，全國各地都在積極推進智能照明和照明工程。建設內容包括：新建城市照明，對原有城市照明進行整體改造，對原有照明進行局部改造，并安裝照明燈具、景觀燈，安裝智能照明控制系統(tǒng)、充電樁、WiFi、變壓器等，構建智慧城市照明系統(tǒng)，節(jié)約城市照明能源消費，提升城市夜形象。智能照明和照明工程的建設，為城市照明轉型提供了良好契機。在建設環(huán)境友好型、資源節(jié)約型社會的背景下，智能照明和照明工程建設方向將細化、集約化，建設內容將智能化、節(jié)能化。

三、 智能照明及照明工程控制系統(tǒng)研究

在智能照明與照明工程中，控制系統(tǒng)占有核心地位，因此我們必須認真研究智能照明與照明工程控制系統(tǒng)。為了實現(xiàn)城市照明的科學化、精細化管理，降低智能照明和照明工程的運營成本，控制系統(tǒng)必須具有高度的可靠性、先進性、通用性、經濟性和可擴展性。在傳統(tǒng)的設計方案中，照明控制方案一般有時間控制、燈光控制、智能控制器等幾種控制方法。燈光控制方法可以根據(jù)環(huán)境光線的變化來控制燈具的開關。主要適用于道路照明、社區(qū)草坪燈等需要在夜間和弱光時段提供功能照明的場所。時間控制法適用于大多數(shù)裝飾性和功能性照明場所。目前的照明控制基本上是基于時間控制的。控制原理如圖1所示，常規(guī)的照明控制可以通過燈光控制或時間控制來實現(xiàn)。

四、 智能照明及照明工程控制系統(tǒng)組成

（一）信息平臺

信息平臺由統(tǒng)一認證系統(tǒng)、授權系統(tǒng)、服務注冊系統(tǒng)、綜合管理系統(tǒng)、任務管理系統(tǒng)、任務調度系統(tǒng)、安全網(wǎng)關系統(tǒng)、命令分析傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、二維空間信息管理系統(tǒng)等組成，三維空間信息系統(tǒng)等子系統(tǒng)。統(tǒng)一認證系統(tǒng)和授權系統(tǒng)由用戶管理模塊、配置管理模塊、角色管理模塊、權限管理模塊、資源劃分模塊等模塊組成。命令分析傳輸系統(tǒng)負責對照明監(jiān)控系統(tǒng)采集到的信息進行處理和分析，并將管理者的控制命令細化分解到各個照明控制裝置。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)負責收集和存儲城市空間信息數(shù)據(jù)，以及智能照明和照明工程系統(tǒng)運行的所有數(shù)據(jù)。信息平臺詳細收集城市二維、三維空間信息數(shù)據(jù)、照明專業(yè)數(shù)據(jù)、照明動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進行存儲、分析、計算和交互，為管理者提供智能照明和照明工程。二維GIS地圖和三維GIS三維地圖、照明信息查詢服務、照明數(shù)據(jù)分析服務，使管理者能夠科學合理地控制智能照明和照明工程。

（二）設備監(jiān)控系統(tǒng)

設備監(jiān)控系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)技術，結合城市二維空間信息和三維空間信息，以及照明基礎信息，采用傳感器、電氣自動化技術，并采用遙控技術對智能照明及照明工程中的每盞燈的電流進行控制。實時監(jiān)測電壓、亮度、照明時間等參數(shù)，實時監(jiān)測輸電線路和電氣設備的有功功率、無功功率、頻率、功率因數(shù)、電流、電壓、溫度等參數(shù)。監(jiān)控系統(tǒng)必須具有自動報警功能。照明系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，立即鎖定故障點，故障信息自動上報信息平臺，確保整個智能照明工程的整體照明不受影響。

（三）安全監(jiān)控系統(tǒng)

安全監(jiān)控系統(tǒng)與視頻監(jiān)控鏡頭相連，與設備監(jiān)控系統(tǒng)共用每個照明燈上的傳感器。通過安防監(jiān)控系統(tǒng)對每一個照明設備進行視頻監(jiān)控和數(shù)據(jù)監(jiān)控，如果有人企圖偷盜電纜和燈具，他們會迅速停止報警采集措施，保護智能照明和照明工程的安全;當電纜附近積水時，找到燈和線，維修人員迅速調集排水。安全監(jiān)控系統(tǒng)還必須有漏電保護系統(tǒng)，以自動保護漏電。

（四）數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)

數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)采用大數(shù)據(jù)技術、云計算技術和人工智能技術，對設備監(jiān)控系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進行高速掃描、分析和處理，管理者使用數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)了解和掌握智能照明和照明項目的照明規(guī)律。

（五）照明策略管理系統(tǒng)

照明策略管理系統(tǒng)具有自學習功能、快速尋優(yōu)功能、聯(lián)想存儲功能等多種功能。照明策略管理系統(tǒng)根據(jù)智能照明項目所在城市的日照時間、城市規(guī)模、夜間出行的市民數(shù)量、城市居民的夜生活模式、城市商業(yè)服務業(yè)的夜間營業(yè)時間，制訂最佳照明方案。

五、 結論

城市夜景智能照明量化工程建設是一項規(guī)模大、投資高、周期短、見效快的大型綜合性建設工程。它能在短時間內給人們帶來夜景光環(huán)境的快速改善，提高市民的幸福感。在當前社會發(fā)展對夜游經濟提出更高要求的階段，對城市夜景進行智能照明和亮化工程尤為必要。為了達到預期目標，城市夜景智能照明與亮化工程建設需要從立項階段就做好充分的調研準備，通過選擇合適的建設模式，做好項目建設的全過程，并在最后完成運行階段的監(jiān)督和維護。在施工過程中，要從設計控制、投資控制、產品應用控制、施工控制、運行維護控制等方面充分考慮，真正使城市夜景智能照明和亮化工程符合現(xiàn)代城市定位，滿足人們的生活質量需求，具有美感和藝術感，最終推動城市夜游經濟發(fā)展的精品市政工程項目的建設。

參考文獻：

[1]黃李奔.關于PPP模式在公共照明行業(yè)中應用的思考[J].燈與照明，2015（4）：25-28.

[2]袁樵.上海市景觀照明規(guī)劃編制過程感想[J].光源與照明，2018（4）：5-7，11.

[3]胡熠，陳海燕，榮浩磊.用“光”經營城市：南昌市一江兩岸景觀照明規(guī)劃設計[J].照明工程學報，2014（3）：7-10.

[4]王勤.基于智慧照明控制系統(tǒng)的城市景觀照明[C]∥中國照明學會.2017年中國照明論壇：半導體照明創(chuàng)新應用與智慧照明發(fā)展論壇論文集，2017.

作者簡介：

鄭波，江蘇創(chuàng)一佳照明股份有限公司。