智能照明系統(tǒng)在城市景觀亮化工程中的應(yīng)用

薛凱文

（中國(guó)市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院有限公司）

1 引言

智能照明系統(tǒng)在城市景觀亮化工程中的應(yīng)用能夠提高城市的服務(wù)性和功能性，通過(guò)科技改善夜間生活環(huán)境，以感性的藝術(shù)提升城市品位，以數(shù)字化、智能化的方式高效管理亮化工程的運(yùn)行，以合理控制、分級(jí)管理的方式減少耗能，在現(xiàn)代化的施工中優(yōu)化相關(guān)部門(mén)的管理工作、延長(zhǎng)照明設(shè)備的使用壽命、展示城市特色文化。

2 城市景觀亮化工程中的問(wèn)題

2.1 景觀亮化智能化水平較低

我國(guó)智能照明系統(tǒng)發(fā)展時(shí)間較短，許多廣場(chǎng)、公園、商業(yè)街的景觀照明設(shè)施技術(shù)水平并不強(qiáng)，管理系統(tǒng)相對(duì)較差，項(xiàng)目初次建成后維護(hù)責(zé)任不清或維護(hù)不到位、不及時(shí)，降低了夜間城市亮化工程的效果。

2.2 夜景光污染

不少城市景觀空間為了追求達(dá)到“網(wǎng)紅”的效應(yīng)，在色彩的應(yīng)用上過(guò)于強(qiáng)烈，盡管部分景點(diǎn)確實(shí)也達(dá)到了增強(qiáng)視覺(jué)沖擊的效果，但大幅面的廣告燈箱、閃爍頻率過(guò)高、色彩變幻不協(xié)調(diào)等給人們的情緒和生理產(chǎn)生了負(fù)面影響，使智能照明系統(tǒng)的發(fā)展與推廣不利。

2.3 智能照明系統(tǒng)與藝術(shù)審美相結(jié)合

城市居民對(duì)景觀亮化工程的要求也在不斷變化，如今更追求通過(guò)光的變化形式，提高主題性和所表達(dá)內(nèi)容的豐富性，以達(dá)到城市各個(gè)場(chǎng)景不同特質(zhì)的體現(xiàn)，反對(duì)趨同而簡(jiǎn)單粗暴的設(shè)計(jì)手段。當(dāng)今的智能照明設(shè)計(jì)應(yīng)多一些讓內(nèi)容引導(dǎo)技術(shù)發(fā)展的思考，讓設(shè)計(jì)以及智能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用都更加動(dòng)人，例如，在光源設(shè)備的隱藏或美化、多功能的集成、安裝方式對(duì)原建筑的保護(hù)等許多細(xì)節(jié)方面都還尚有可以推敲發(fā)展的空間。

3 智能照明系統(tǒng)在城市景觀亮化工程中的應(yīng)用

在城市建設(shè)的發(fā)展中，要結(jié)合先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備優(yōu)化城市景觀亮化工程，通過(guò)系統(tǒng)化控制的方式提高管理的便利性，在工程的建設(shè)中合理規(guī)劃智能照明系統(tǒng)，尤其要重視系統(tǒng)的控制技術(shù)，從科學(xué)的角度，解決傳統(tǒng)城市景觀亮化工程中存在的問(wèn)題，將理性的智能技術(shù)與感性的藝術(shù)相融合，展現(xiàn)城市風(fēng)采。

3.1 智能照明系統(tǒng)在城市道路亮化工程中的應(yīng)用

1）遠(yuǎn)程監(jiān)控照明設(shè)備

采用智能照明系統(tǒng)，能夠結(jié)合其中的遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊實(shí)時(shí)了解照明設(shè)備的運(yùn)行情況。在工程中添加傳感器裝置，通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)及時(shí)掌握城市景觀亮化工程中的真實(shí)運(yùn)行情況，將其清晰地投放至監(jiān)控終端屏幕中，管理人員能夠借助終端監(jiān)控系統(tǒng)，了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，保證其安全性。另外，遠(yuǎn)程監(jiān)控還有利于檢修等工作的開(kāi)展，通過(guò)線上的方式遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、檢驗(yàn)設(shè)備的功率、電流等，如設(shè)備或電路存在問(wèn)題，能夠及時(shí)解決，避免出現(xiàn)影響更大的安全隱患[3]。

2）優(yōu)化設(shè)備開(kāi)關(guān)控制

通常情況下，城市照明系統(tǒng)包括道路照明和景觀照明兩個(gè)部分，在景觀亮化工程中既要保證安全性也要保證工程質(zhì)量。例如在城市的生活中，各區(qū)域的景觀照明設(shè)施的開(kāi)啟和關(guān)閉不能過(guò)早也不能過(guò)晚，要選擇恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間，且春、夏、秋、冬的晝夜長(zhǎng)短不同，需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行控制開(kāi)關(guān)，如果城市景觀照明設(shè)備開(kāi)啟時(shí)間過(guò)晚，對(duì)城市的安全性會(huì)造成一定影響，過(guò)早會(huì)浪費(fèi)能源，因此結(jié)合智能照明系統(tǒng)，合理控制城市景觀亮化設(shè)備，充分發(fā)揮工程項(xiàng)目的實(shí)際意義。另外可以將系統(tǒng)控制與藝術(shù)照明相融合，形成具有藝術(shù)性的景觀亮化工程，在工程建設(shè)中結(jié)合系統(tǒng)控制的方式是燈光與整體的景觀環(huán)境相融合，結(jié)合燈光中的點(diǎn)與線，形成立體的空間感，以系統(tǒng)控制的形式最大化利用燈光效果，恰如其分地展示燈光與景觀之間的藝術(shù)聯(lián)系，并根據(jù)景觀周?chē)沫h(huán)境和交通情況做出調(diào)整，突出景觀重點(diǎn)，使城市景觀的亮化工程層次分明[4]。

3）發(fā)揮數(shù)據(jù)庫(kù)功能

在城市景觀亮化工程中要通過(guò)建立數(shù)據(jù)庫(kù)，收集重要的照明設(shè)備相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)，并且能夠分析數(shù)據(jù)、儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。相關(guān)管理部門(mén)結(jié)合終端設(shè)備，隨時(shí)調(diào)取所需數(shù)據(jù)，例如調(diào)取某一時(shí)間段、某一區(qū)域的照明設(shè)備數(shù)據(jù)，工作人員可以用過(guò)數(shù)據(jù)的分析和對(duì)比，發(fā)現(xiàn)工程中存在的問(wèn)題，加以改進(jìn)，提出解決方案，提升管理質(zhì)量和工程質(zhì)量。

4）遠(yuǎn)程監(jiān)控配電箱

在工程中為每個(gè)配電箱安裝一個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備，結(jié)合專(zhuān)業(yè)的導(dǎo)軌安裝遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備。該設(shè)備需要具備體積小、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)，便于升級(jí)配電箱，在遠(yuǎn)程監(jiān)控單元模組的網(wǎng)絡(luò)連接要采用無(wú)線通訊，例如5G模塊，提升網(wǎng)絡(luò)傳輸速度。在設(shè)備工作中利用遠(yuǎn)程測(cè)控單元模組設(shè)備，完成對(duì)交流電源線的電壓、電流數(shù)據(jù)準(zhǔn)確測(cè)量，結(jié)合數(shù)據(jù)判斷超限問(wèn)題，如出現(xiàn)相關(guān)問(wèn)題需要向有關(guān)部門(mén)及時(shí)上報(bào)、及時(shí)處理，并利用監(jiān)控模塊控制回路，根據(jù)設(shè)定的時(shí)間完成自動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作。另外在電氣量測(cè)控?cái)?shù)據(jù)中也能發(fā)揮較大作用，電氣量數(shù)據(jù)中包括四種超限值設(shè)置，其中有上限值保護(hù)、下限值保護(hù)、上限值告警、下限值告警，如果其中任意限制出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)應(yīng)發(fā)超限狀況。

3.2 智能照明系統(tǒng)在城市建筑景觀亮化工程中的應(yīng)用

1）設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將城市空間信息相融合，采集對(duì)工程有用的數(shù)據(jù)，以及照明設(shè)備的基本信息，通過(guò)傳感器、遠(yuǎn)程操控、電氣自動(dòng)化等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能照明系統(tǒng)設(shè)備的控制，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)照明設(shè)備的亮度、照明開(kāi)關(guān)、電壓、電流等設(shè)備參數(shù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)。同時(shí)，檢測(cè)輸電線路、電機(jī)設(shè)備的功率、頻率、電流、溫度、電壓等數(shù)據(jù)。一旦出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)激發(fā)報(bào)警裝置，向相關(guān)部門(mén)發(fā)出警報(bào)，如果在預(yù)設(shè)的故障數(shù)據(jù)中，會(huì)將數(shù)據(jù)反饋到終端，并觸發(fā)預(yù)案系統(tǒng)，消除預(yù)設(shè)中的故障問(wèn)題，迅速解決問(wèn)題，保障城市景觀照明設(shè)備不受影響[5]。

2）照明管理系統(tǒng)

在現(xiàn)代化的景觀亮化工程中，既要提升技術(shù)手段，也要突出藝術(shù)氛圍，以照明管理系統(tǒng)的方式控制景觀亮化中的表達(dá)，通過(guò)閃爍、色彩變換、明暗變換等方式增加景觀的層次性，以動(dòng)態(tài)的燈光變化烘托愉快的氛圍。例如，在商業(yè)街的景觀亮化工程中，在商業(yè)街開(kāi)展活動(dòng)時(shí)可通過(guò)照明管理系統(tǒng)變化燈光，營(yíng)造良好的活動(dòng)氛圍。照明管理系統(tǒng)中應(yīng)儲(chǔ)存相關(guān)功能預(yù)設(shè)，當(dāng)照明設(shè)備或線路出現(xiàn)問(wèn)題后，如果在預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)中，應(yīng)及時(shí)通過(guò)系統(tǒng)做出處理和反饋，保證照明的功能性。照明管理系統(tǒng)應(yīng)按照所處地域的日照時(shí)間、城市建設(shè)、夜間流通量、城市生活、商業(yè)聚集區(qū)等信息制定合理的照明方案，結(jié)合實(shí)際調(diào)研數(shù)據(jù)，科學(xué)、合理地完善照明管理系統(tǒng)。

3）信息處理系統(tǒng)

在智能照明系統(tǒng)中，會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)以及信息，因此要結(jié)合信息處理系統(tǒng)優(yōu)化城市景觀亮化工程。信息處理系統(tǒng)應(yīng)由認(rèn)證、授權(quán)、服務(wù)等幾個(gè)子系統(tǒng)組成，實(shí)現(xiàn)任務(wù)的合理調(diào)度，信息系統(tǒng)將采集城市二維空間以及三維空間的數(shù)據(jù)信息、照明燈動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、照明燈專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)，并將上述數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、儲(chǔ)存，結(jié)合計(jì)算機(jī)完成運(yùn)算和交互，為相關(guān)部門(mén)管理者提供智慧照明亮化工程的二維GIS平面地圖與三維GIS立體地圖。實(shí)現(xiàn)照明燈信息查詢服務(wù)、照明燈數(shù)據(jù)分析服務(wù)，有利于管理者對(duì)智慧照明及亮化工程進(jìn)行科學(xué)、合理地控制[6]。

4 智能照明系統(tǒng)在城市景觀亮化工程中的技術(shù)要點(diǎn)

4.1 管線技術(shù)要點(diǎn)

首先在管線進(jìn)場(chǎng)前，監(jiān)理部門(mén)要負(fù)責(zé)驗(yàn)收管線，在獲得監(jiān)理審批且獲得材料的合格證、檢驗(yàn)報(bào)告等資料后才能進(jìn)場(chǎng)投入使用。其次在定位線管的工作中，施工方要結(jié)合施工圖中管線設(shè)計(jì)進(jìn)行安裝。在工程中明確管線的實(shí)際走勢(shì)，在照明設(shè)備定位施工中要注意施工的規(guī)范化，如果施工現(xiàn)場(chǎng)與施工圖紙存在較大差異，需要立刻上報(bào)，相關(guān)部門(mén)及時(shí)調(diào)整方案，優(yōu)化施工方案，調(diào)整管線定位。最后敷設(shè)管線，在這一施工環(huán)節(jié)中同樣要注意施工技術(shù)的準(zhǔn)確性，根據(jù)施工圖紙以及現(xiàn)場(chǎng)情況定位敷設(shè)管線。同時(shí)要為每個(gè)照明設(shè)備留三通的插線盒，并用金屬軟管保護(hù)照明設(shè)備的線路，在施工中做好記錄工作，為后續(xù)檢修或查詢問(wèn)題時(shí)提供便利，保證景觀亮化工程的藝術(shù)性。

4.2 照明設(shè)備安裝技術(shù)要點(diǎn)

在施工中安裝照明設(shè)備，要注意操作的規(guī)范化，施工人員需要在安裝前檢查照明設(shè)備的質(zhì)量。在安裝鋁合金支架時(shí)，要選用耐熱絕緣的材料做導(dǎo)線的保護(hù)套。連接盒處理線頭的操作要注意滿足電氣規(guī)范，并做好防水處理以及絕緣處理。當(dāng)施工人員完成設(shè)備的調(diào)試工作后，需要再次復(fù)檢照明設(shè)備以及管線是否固定好。另外在照明設(shè)備的采購(gòu)中也需要做好質(zhì)量監(jiān)控工作，工作人員對(duì)選擇的照明設(shè)備進(jìn)行登記，在經(jīng)過(guò)相關(guān)部門(mén)及人員的同意后，進(jìn)行正式采購(gòu)，選擇有資質(zhì)的廠家采購(gòu)相關(guān)設(shè)備，在入場(chǎng)前要經(jīng)過(guò)監(jiān)理的驗(yàn)收和登記，保存照明設(shè)備的檢測(cè)報(bào)告、合格證等文件，通過(guò)測(cè)試后正式投入使用[7]。

4.3 智能系統(tǒng)的安裝和調(diào)試

智能照明系統(tǒng)的應(yīng)用要點(diǎn)在于引用較多的智能化系統(tǒng)及技術(shù)。例如，在夜間照明遠(yuǎn)程集中控制系統(tǒng)中，要采用通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)線遠(yuǎn)程的控制。根據(jù)集中控制系統(tǒng)在不同的設(shè)備端自主進(jìn)行可視化操作，譬如單回路遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)控制、多匯率自由組合等，根據(jù)區(qū)域化需求，完成合理的控制工作。在智能燈光控制系統(tǒng)中，可以結(jié)合預(yù)設(shè)或編制的燈光效果進(jìn)行展示，根據(jù)預(yù)設(shè)的位置布置各種照明設(shè)備，將其與控制器連接后，軟件系統(tǒng)會(huì)馬上顯示燈具的明暗變化，照明燈具隨之調(diào)節(jié)亮度和顏色。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著智能照明系統(tǒng)的進(jìn)步，城市景觀亮化工程得以實(shí)現(xiàn)更多富有想象力的互動(dòng)光彩景觀設(shè)計(jì)。在今后的城市景觀亮化工程中，可以通過(guò)智能照明系統(tǒng)進(jìn)行更豐富細(xì)致的數(shù)字化設(shè)計(jì)，搭配日趨成熟的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)游人與夜景燈光場(chǎng)景生動(dòng)地沉浸式互動(dòng)，形成主題化、場(chǎng)景化的城市亮點(diǎn)。