淺析智能照明系統(tǒng)在城市景觀亮化工程中的應用

林凱

（上海市政工程設(shè)計研究總院（集團）有限公司，上海 200092）

本文論述的工程建設(shè)內(nèi)容為浦東新區(qū)黃浦江沿岸濱江公共空間及沿線主要建筑樓宇夜景照明提升工程。實施范圍為浦東新區(qū)黃浦江沿岸，北起金橋路，南至徐浦大橋，全長23.8km。其中重點實施段為浦東黃浦江沿岸，北起南浦大橋，南至盧浦大橋，長度約3.2km。根據(jù)實際工程，論述智能照明系統(tǒng)在城市景觀亮化工程中的應用，對于實際施工起到了參考作用。

1 智能照明系統(tǒng)在城市景觀亮化工程中的應用

1.1 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

（1）系統(tǒng)會話。系統(tǒng)會話是利用服務端交互所有的信息，客戶端主要包括管理端和節(jié)點端，在實際工作中可以主動連接固定IP 地址的服務端網(wǎng)絡(luò)，管理端負責操控節(jié)點端，同時可以橋接服務端。在實際工作中，利用B/S 架構(gòu)管理端操作軟件界面，接入公用互聯(lián)網(wǎng)電腦和智能手機后，即可發(fā)揮出管理系統(tǒng)的功能。

（2）傳輸鏈路。測控配電箱的過程中利用專用4G 或5G無線鏈路。為保障高寬帶比，可以利用專用光纖有線鏈路。

1.2 中心服務器

架構(gòu)中心服務器需要根據(jù)城市景觀照明管理工作屬性，合理劃分資源地，在實際工作中主要是采取分層部署方式。首先，是利用MOTT 服務，通過節(jié)點端測控設(shè)備發(fā)起和服務端的會話；其次，利用WEB 服務中，管理端發(fā)出和服務端的會話后，利用數(shù)據(jù)庫服務，有效存儲系統(tǒng)中的各種數(shù)據(jù)和資料；再次，通過視頻流服務，并接入網(wǎng)絡(luò)攝像機，有效管理視頻流；最后，利用網(wǎng)絡(luò)管理服務，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)和設(shè)備監(jiān)控以及設(shè)備配置管理等功能。

1.3 測控配電箱

（1）通用功能。在每個配電箱安裝遠程測控單元模組，利用專業(yè)自準的導軌安裝測控設(shè)備，產(chǎn)品具有緊湊的結(jié)構(gòu)，并且具有較小的體積，有利于智能化升級已有的配電箱。在遠程測控單元模組中設(shè)置專用無線通信4G 或5G 模塊。利用遠程測控單元模組設(shè)備，可以對交流電源線的電壓和電流等進行準確測量，根據(jù)超限值判斷超限事件，并且及時上報超限事件。利用各個測控模塊可以控制回路的開關(guān)。根據(jù)預約定時作用，可以自動地開關(guān)。設(shè)備將開關(guān)燈狀態(tài)和超限事件等信息上報給服務端。

（2）電氣量測控數(shù)據(jù)。電氣量數(shù)據(jù)主要包括4 種超限值設(shè)置，主要包括上限值保護和上限值告警以及下限值告警、下限值保護。如果設(shè)置或者停用某個超限值，將會引發(fā)超限問題。

（3）連接照明回路的電氣。選擇的配電箱要適應各種電氣連接方式，控制單回路和任意回路的開關(guān)燈。

2 智能照明系統(tǒng)的特點

2.1 三相四線制N 線電流監(jiān)測

在亮化項目中大量利用LED 燈具，開關(guān)電源很容易諧波電流，因為諧波電流具有同樣的矢量角度，因為無法抵消三相電流矢量，只能在零線中疊加，因此不斷增加了零線電流值。在亮化項目中，需要根據(jù)相線負荷選用電纜線徑，控制零線截面積在相線截面積以內(nèi)，如果零線電流大于相線電流，將會引發(fā)零線過載問題，引發(fā)安全隱患。在智能照明系統(tǒng)中，利用RTU 設(shè)備和測控模塊，對于三相電流矢量值進行測量，有利于全面監(jiān)測零線電流，保障用電安全性，為系統(tǒng)運行和維護工作奠定基礎(chǔ)。

2.2 智能化記錄和分析事件

（1）智能化事件記錄。事件開展主動保護或者被動保護后，測控設(shè)備可以記錄電氣量數(shù)據(jù)，提供準確的數(shù)據(jù)，保障事件分析效果。落實主動保護，通過測控設(shè)備測量，確定超限事件后，主動落實保護動作。如果回路漏電流出現(xiàn)超限問題，漏電保護斷路器將會自動跳閘。

（2）智能化事件分析。落實被動保護，將會改變成組電氣量數(shù)據(jù)，利用智能化事件記錄，在被動保護階段，可以準確分析事件發(fā)生的原因。

2.3 開關(guān)燈控制

開關(guān)控制菜單內(nèi)容比較豐富，預約開關(guān)主要是涉及開關(guān)場景和單個回路，預約自動定時開關(guān)燈，利用預約開關(guān)列表，將配電箱的預約開關(guān)信息展示出來。配電箱運行模式具有動手和自動等模式，利用手動模式和臨時停用模式，利用RTU監(jiān)測電氣量數(shù)據(jù)。配電箱智能控制器無法自動化吸合，因此提高了檢修工作的安全性。

2.4 告警信息

系統(tǒng)平臺告警信息主要包括測控設(shè)備和測控對象以及通信路由三部分，運維工作人員需要結(jié)合分類信息，明確智能照明系統(tǒng)運行情況。在產(chǎn)生告警信息之前，需要開展智能化分析和過濾等，利用告警信息可以提高運維管理水平。如果無法明確設(shè)備異常情況，利用智能照明系統(tǒng)可以測控對象的異常情況，針對超限狀態(tài)提出告警信息，但是，這類告警信息只是針對異常狀態(tài)和測量值超限?？蛻舳丝梢灾鲃舆B接服務端，因為服務端需要實時控制客戶端，因此需要長期保持連接，缺乏通訊傳輸，可以利用心跳報文維持連接。如果客戶端連接各個終端，系統(tǒng)將會提出告警信息。

2.5 運維管理

為了有效管理城市照明系統(tǒng)，需要根據(jù)不同級別和不同部門，有效劃分不同的管理權(quán)限。創(chuàng)建了用戶賬號后，可以管理用戶信息，超級管理員可以修改和查看賬號信息，而普通用戶只能管理自身信息。針對城市照明亮化系統(tǒng)，需要結(jié)算和分攤能耗費用。利用智能照明系統(tǒng)可以分時段、分區(qū)域地統(tǒng)計照明能耗數(shù)據(jù)。在電量統(tǒng)計階段，管理人員可以分段統(tǒng)計電量，精確統(tǒng)計相關(guān)數(shù)據(jù)。設(shè)定時間后，將會產(chǎn)生相應的圖表?？⒐べY料管理主要包括移交驗收資料和工程過程管理資料兩方面。工程資料的完備性，可以為維修人員提供準確的信息，在系統(tǒng)故障處理階段，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)備份。

3 施工方案和施工技術(shù)

（1）管線進場?，F(xiàn)場監(jiān)理需要提前驗收管線，并且獲取監(jiān)理審批，獲取完整的合格證和檢測報告單等資料，協(xié)調(diào)品牌和招標文件，復式合格后才可以正式使用。

（2）定位管線。施工單位需要結(jié)合施工圖管線設(shè)計和現(xiàn)場建筑結(jié)構(gòu)，明確管線實際走向，在燈具定位施工過程中，需要結(jié)合施工圖和施工規(guī)范，如果需要大范圍調(diào)整，需要獲得設(shè)計人員的統(tǒng)一，同時需要在施工圖中記錄調(diào)整內(nèi)容。

（3）敷設(shè)管線。施工單位需要施工圖和根據(jù)現(xiàn)場實際情況，定位敷設(shè)管線，在每個燈位預留三通接線盒，利用金屬軟管保護燈具導線，嚴格執(zhí)行施工要求，同時需要做好隱蔽記錄。

（4）橋架、鋁合金線槽、PE 管安裝及穿線（纜）。工作人員需要結(jié)合導線截面和根數(shù)，綁扎導線和帶線，在綁扎部位設(shè)置平滑錐形狀，提高穿線工作的便利性。在穿線之前，在管口部位設(shè)置戶口，如果具有較長的管路和轉(zhuǎn)彎，需要將滑石粉放入管內(nèi)，也可以利用機械牽引線纜。在穿線之前，需要清除橋架和PE 管中的雜物。

（5）燈具采購和進場。在燈具進場之前，工作人員需要封樣處理每款燈，首先制作樣板，經(jīng)過設(shè)計人員和甲方同意后才可以正式采購，現(xiàn)場監(jiān)理需要驗收登記，并且上報監(jiān)理審批，需要提出完整的合格證和檢測報告等，經(jīng)過復試后才可以正式使用。

（6）LED 燈具安裝。在安裝燈具前，工作人員需要合理噴涂油漆，檢查燈具的質(zhì)量。安裝過程中，要注意整齊地擺放燈具。安裝燈具自帶的鋁合金支架。利用耐熱絕緣面料制作導線護套，利用的導線不能具有延燃性絕緣性質(zhì)。在連接盒處理線頭的過程中，需要滿足電氣規(guī)范，做好絕緣處理和防水處理工作。完成調(diào)試工作后，需要全面檢查管線和燈具的緊固性，同時，需要落實相關(guān)完善工作。

（7）智能燈光效果控制系統(tǒng)安裝。黃浦江景觀照明提升工程LED 燈具灰度變化系統(tǒng)采用DMX512 協(xié)議系統(tǒng)控制，主控安裝于樓頂且便于維護的位置( 或業(yè)主指定的位置)。主控設(shè)備和分控制設(shè)備之間的信號傳輸采用1000M通用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，系統(tǒng)使用CAT5e 網(wǎng)線做主干網(wǎng)線。連接順序為：主控設(shè)備—CAT5e 網(wǎng)線—分控設(shè)備—CAT5e 網(wǎng)線—燈具。

主控制設(shè)備單臺最大可處理750,000 個DMX512 通道可以輸出DMX512 等控制協(xié)議或基于以太網(wǎng)的控制協(xié)議，且能夠整合各種音頻/ 視頻、外部觸發(fā)功能及其他需要的設(shè)備及內(nèi)容，可以精確調(diào)控項目中的所有設(shè)備及燈具?？梢詮臒艟卟贾玫骄幊痰阶罱K完成燈光效果播放，使用一套完整的軟件完成。

智能燈光控制可以模擬所有編制的燈光場景動態(tài)實時效果，并在控制臺可以實時監(jiān)視信號輸出情況,按照想要的位置布置各種燈具，和控制器連接后，軟件會立即顯示燈具的明暗變化，LED 燈具也會隨著調(diào)節(jié)亮度、顏色。而所用燈具的型號、數(shù)量、位置、顏色、地址設(shè)定等情況在模擬時都可以一并得到。布置好一個模擬現(xiàn)場，系統(tǒng)便會自動產(chǎn)生現(xiàn)場控制和維護所用的全部數(shù)據(jù)。

（8）夜景照明遠程集中控制系統(tǒng)。夜景照明遠程集中控制系統(tǒng)采取4G 網(wǎng)絡(luò)的無線遠程集中控制系統(tǒng)，利用集中控制系統(tǒng)可以使用戶自主地在PC 端或各類移動設(shè)備端通過可視化圖形操作界面實現(xiàn)：單回路遠程開閉控制；多回路自由組合、區(qū)域性集中關(guān)閉控制；單回路、多回路自由組合、區(qū)域性遠程定時開閉操作；多用戶、多級別權(quán)限控制等功能。夜景照明集中控制系統(tǒng)可視各市、區(qū)、縣市政管理部門需求，將市政路燈遠程控制納入集中管理，構(gòu)建城市夜間照明集中控制平臺。

4 結(jié)語

本文分析了智能照明系統(tǒng)在城市景觀亮化工程中的應用，同時提出針對性的施工方案和施工技術(shù)，優(yōu)化城市景觀亮化效果。