景觀智能照明系統(tǒng)在示范河湖建設中應用

（中水三立數(shù)據(jù)技術股份有限公司 合肥 230000）

1 概述

近年來國家、部委及相關河湖管理單位針對河湖生態(tài)環(huán)境出臺了一系列政策，對河湖生態(tài)環(huán)境及景觀提出更高的要求。2016年底，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)《關于全面推行河長制的意見》，明確提出在2018年底全面建立河長制；2019年水利部辦公廳《關于開展示范河湖建設的通知》，提出通過實施系統(tǒng)治理和綜合治理，建設一批“河暢、水清、岸綠、景美、人和”的示范河湖，成為讓人民群眾滿意的幸福河。本文結合河湖治理中示范河湖的要求，對河湖景觀中涉及的照明系統(tǒng)進行設計及優(yōu)化，采用先進的景觀智能照明系統(tǒng)，實現(xiàn)河湖景觀照明及沿河道路及公園照明集成到示范河湖一體化平臺上，借助手機、電腦、平板等智能終端，實現(xiàn)景觀照明遠程自動化監(jiān)控，滿足示范河湖景觀要求的提前下，實現(xiàn)降低了人工巡檢的頻率，提高了河湖及沿河道路景觀照明的管理效率。

2 設計原則

2.1 標準化

標準化是系統(tǒng)建設的基礎，也是與其他系統(tǒng)兼容和進一步擴充的根本保證。設計遵循國際和國家標準化管理要求執(zhí)行，確保流程的高效性和操作的標準化。

2.2 實用性

實用性是系統(tǒng)是否成功，最基本的要求，設計要盡可能簡潔實用，易于操作，便于維護，保證具有較強的可用性。

2.3 可靠性

系統(tǒng)設計要充分考慮信息采集、自動控制、功能應用等環(huán)節(jié)，并采用先進和成熟的技術將之有效集成，確保系統(tǒng)的長期穩(wěn)定可靠運行。

2.4 先進性

系統(tǒng)設計在技術選型上應選用當前業(yè)界領先的、成熟的和主流的產(chǎn)品，既要著眼于當前的需求，還要面向未來的發(fā)展。

2.5 經(jīng)濟性

系統(tǒng)設計要充分考慮現(xiàn)有的資源，在現(xiàn)有的基礎上進一步整合、完善和提高，避免重復建設。同時，要充分考慮項目建成后的管理維護條件，便于管理維護，降低管理成本。

3 設計原理

智能照明控制系統(tǒng)是以電磁調(diào)壓及電子感應技術為主的控制系統(tǒng)，對供電進行實時監(jiān)控與跟蹤，通過網(wǎng)絡通信實現(xiàn)對照明設備的遠程智能化控制，對照明系統(tǒng)工作過程中的各種可能故障、損耗等進行實時調(diào)節(jié)，改善電路中的負荷損耗，提供舒適的照明強度。

在智能照明控制系統(tǒng)的設計過程中，主要將其設計為一個總線型的、分布式的高度智能的自動控制系統(tǒng)。通過軟件設定功能來控制每個單元電路，并控制該單元電路的回路負載。采用群組地址的方式建立起輸入輸出之間的多種對應或映射關系，當輸入產(chǎn)生變化時，軟件將會對輸出信號進行判斷，從而實現(xiàn)回路輸出的自動化控制。

控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)電路的電壓和電流幅度，改善照明電路中不平衡負荷所帶來的額外功耗，提高功率因數(shù)，降低燈具和線路的工作溫度，根據(jù)環(huán)境變化、用戶預定需求等條件自動采集照明系統(tǒng)中的各種信息，并對所采集的信息進行相應的邏輯分析、推理、判斷，對分析結果按要求的形式存儲、顯示、傳輸，進行相應的工作狀態(tài)信息反饋控制。

照明設備采用智能化控制后，擴展了多種控制方法，具備燈光亮度調(diào)節(jié)、定時控制、場景設置、燈光軟啟動等功能。

4 總體設計

智能照明控制系統(tǒng)的基本組成包括: 感知層、網(wǎng)絡層和應用層，其中涉及到集中管理器、主干線及信息接口；模塊(調(diào)光、輸入、開關、時間) 、控制面板、液晶顯示屏、傳感器、PC 接口、編程器、計算機等。

4.1 感知層

主要是結合場景控制方式、群組組合控制方式、定時控制方式、天文時鐘控制方式、光感探頭控制方式、就地控制方式、遠程控制方式、圖示化監(jiān)控控制方式等控制方式的選擇，選取需要采集的信息，布設相應的傳感器。

4.2 網(wǎng)絡層

主要是支持數(shù)據(jù)傳輸，目前可選的傳輸方式包括：光纖數(shù)據(jù)傳輸方式、電力載波數(shù)據(jù)傳輸方式、無線射頻數(shù)據(jù)傳輸方式和雙絞線數(shù)據(jù)傳輸方式。

4.3 應用層

主要是借助手機、電腦、平板等智能終端，在滿足景觀照明的需求基礎上，實現(xiàn)供電的實時監(jiān)控與跟蹤，對供電可能出現(xiàn)的問題進行診斷分析及自調(diào)節(jié)。

5 系統(tǒng)功能

5.1 系統(tǒng)功能

景觀照明控制支持“四遙”功能：遙測，即遠程采集回路的開關狀態(tài)等信息；遙控，即遠程控制現(xiàn)場燈具的開關狀態(tài)，包括手動開關、模式開關和預約開關；遙信，即遠程傳輸設備運行數(shù)據(jù)，故障數(shù)據(jù)、提醒數(shù)據(jù)、預警數(shù)據(jù)等信息；遙調(diào)，即遠程對現(xiàn)場設備參數(shù)進行調(diào)整、設置。依據(jù)示范河湖建設指標要求，結合河湖景觀和沿河河道景觀實際情況，景觀智能照明控制系統(tǒng)使用電腦、手機、平板等智能終端對河湖景觀照明、沿河道路及公園景觀照明等控制器的工作狀態(tài)進行遠程監(jiān)控。

（1）場景控制：用戶可根據(jù)需要預設多種燈光場景，例如平時模式、假日模式和重大節(jié)日模式等。重大節(jié)日模式可以開啟園區(qū)內(nèi)所有的景觀亮化以增添氣氛，而平時模式則可以僅開啟少量的景觀燈和路燈以減少能耗。

（2）時間方案控制：支持日期時間方案、經(jīng)緯度時間方案和周時間方案三種時間方案，每種時間方案都配有自定義的場景模式。用戶可預設開關燈時間，也可以按照當?shù)氐娜粘鋈章鋾r間執(zhí)行開關燈。

（3）分區(qū)分組控制：可按路段或區(qū)域?qū)刂破髟O備進行分組，對不同的路段或區(qū)域進行獨立控制。

（4）電子地圖管理：在電子地理地圖上對終端設備進行添加、刪除、修改、參數(shù)設置和開關燈操作。

（5）故障報警：包括白天亮燈、晚上熄燈、設備掉電、接觸器故障等異常報警。故障發(fā)生時，主動向公園管理人員發(fā)送報警信息。

（6）高級存儲功能：方案中的景觀照明控制器內(nèi)置程序、時鐘、時間表、場景模式、歷史記錄、報警等高級存儲功能。

（7）遠程抄表和設備拓展功能：方案中的景觀照明控制器提供RS485 通信接口和RS232 通信接口，支持規(guī)約電表抄表和外接其他通訊模塊。

（8）分級用戶管理權限：公園景觀照明控制系統(tǒng)為不同用戶提供獨立的用戶管理界面，區(qū)別管理權限。

5.2 系統(tǒng)優(yōu)勢

景觀智能照明控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)對比分析，存在的優(yōu)勢如下：

（1）使用手機、電腦、平板等智能終端實現(xiàn)無線遠程監(jiān)控，無控制距離限制，能夠隨時調(diào)整景觀照明的開關時間。

（2）一旦現(xiàn)場照明發(fā)生故障，系統(tǒng)將準確定位，自動報警，管理人員借助智能終端遠程排查。健全的故障報警功能和遠程維護手段省去了人力巡檢工作，減輕了工作人員的勞動強度，降低了維護成本。

（3）景觀照明控制系統(tǒng)納入到統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺上集中管理，即示范河湖景觀照明智能控制系統(tǒng)、沿河智能路燈控制系統(tǒng)和公園智能照明控制系統(tǒng)三系統(tǒng)合一，提高管理效率，輕松實現(xiàn)不同功能照明的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

（4）景觀照明控制器本身具備多種高級存儲功能，即使網(wǎng)絡通訊中斷，也不會影響開關燈；即使設備斷電，數(shù)據(jù)也不會丟失。

（5）系統(tǒng)設備均為高度集成的模塊化設計，設備體積更小，故障率更低，性能更穩(wěn)定，常年無故障率達到10 萬小時。

（6）人性化的人機界面支持GIS 電子地圖顯示，實現(xiàn)可視化管理，讓公園景觀照明管理更加簡單，普通工作人員即使不經(jīng)過培訓也能輕松操作。

（7）用戶可借助智能終端通過合理設置設備分組、時間方案、控制模式，在不需要照明的時候自動關閉相關照明，避免不必要的能源浪費。

（8）景觀照明控制方案采用無線通信技術，無需布線，安裝簡單，縮減了施工工期和成本，同時很好地適應了公園景觀照明改造項目。

6 結論

景觀智能照明控制系統(tǒng)在示范河湖的應用，可以在滿足示范河湖基礎照明的同時實現(xiàn)示范河湖景美人和的要求；解決傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)的設備控制策略簡單、操作復雜、越來越不能適應日益進步的照明設計理念和管理方式的要求；解決示范河湖景觀照明范圍較大、分布散亂、人工巡檢誤判率和漏判率高、難以及時發(fā)現(xiàn)照明故障等問題■