智能照明控制系統(tǒng)在城市夜景照明中的應(yīng)用

［摘 要］智能照明控制系統(tǒng)在城市工程建設(shè)中廣泛應(yīng)用，其不僅可以實(shí)現(xiàn)對電力資源的合理利用，而且可起到美化城市景觀、烘托城市夜景藝術(shù)氛圍的作用，給人們帶來了更多的視覺體驗(yàn)。文章分析了智能照明控制系統(tǒng)在城市夜景照明中的應(yīng)用，并結(jié)合具體案例對城市夜景智能化照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與具體應(yīng)用進(jìn)行了探討，以為后期城市夜景照明的集中統(tǒng)一管理提供更多的參考依據(jù)。

［關(guān)鍵詞］智能照明控制系統(tǒng)；城市夜景照明；設(shè)計(jì)與具體應(yīng)用

［中圖分類號］TP368.1 ［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）04–0015–03

城市化建設(shè)進(jìn)程速度的加快提高了城市居民的生活水平，負(fù)責(zé)城市形象管理的部門也開始加強(qiáng)對城市基礎(chǔ)建設(shè)和形象打造的重視，希望能夠?yàn)榫用駝?chuàng)造良好的生活環(huán)境。城市夜景照明作為城市景觀的重要組成部分，不僅能夠塑造良好的城市形象，還能增強(qiáng)城市的美觀度，提高城市的知名度，在推動城市現(xiàn)代化建設(shè)方面起到了非常重要的作用。但部分城市建筑環(huán)境在其燈光照明設(shè)計(jì)方面缺乏相應(yīng)的創(chuàng)新意識，對于燈光照明的認(rèn)知還停留在其自身所具有的照明功能和使用形式上，對于燈光照明的作用缺少更為深入的理解，設(shè)計(jì)手法單一，缺乏整體性，缺少照明建筑化設(shè)計(jì)策略等，導(dǎo)致城市建筑文化特色無法得到充分展現(xiàn)。同時(shí)，城市建筑夜景照明還面臨著能源消耗大、整體管理難度高、燈光照明時(shí)間不統(tǒng)一或?qū)艄饬炼鹊囊蟛唤y(tǒng)一等。此外，部分城市的夜景照明系統(tǒng)并未實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一控制，各個(gè)控制點(diǎn)都需要進(jìn)行單獨(dú)管理，再加上控制點(diǎn)較為分散，也增加了管理工作的難度。因此，相關(guān)部門需從宏觀角度積極運(yùn)用智能化系統(tǒng)，對城市夜景照明工程進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)和管理，充分體現(xiàn)照明系統(tǒng)在城市形象塑造方面的價(jià)值。

1 智能照明控制系統(tǒng)概述

智能照明控制系統(tǒng)運(yùn)行階段，主要是依靠電磁調(diào)壓和高新電子技術(shù)對該系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測和跟蹤。通過智能化的管理手段控制監(jiān)測照明系統(tǒng)的電流和電壓，減少電荷不穩(wěn)定造成的運(yùn)行故障和功率損耗。另外，應(yīng)用智能化技術(shù)對照明系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，能避免照明系統(tǒng)的線路運(yùn)行溫度過高，為城市照明系統(tǒng)的優(yōu)化提供便利條件。

智能照明控制系統(tǒng)主要由遠(yuǎn)程通信、現(xiàn)場控制及主控系統(tǒng)共同組成。遠(yuǎn)程通信借助移動通信和以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，并搭載無線通信設(shè)備，只需利用數(shù)據(jù)通信線路就能將這些設(shè)備連接在一起，既能保證主控系統(tǒng)與各個(gè)控制系統(tǒng)連接的穩(wěn)定性，又能將現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)和信息向數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行反饋，主控系統(tǒng)還可以直接向各個(gè)控制單元發(fā)送指令?，F(xiàn)場控制系統(tǒng)主要包括傳感器、指令譯碼器、操作控制器等設(shè)備，其功能在于對現(xiàn)場的檢測信號進(jìn)行收集，然后在根據(jù)存取指令、分析指令及執(zhí)行指令進(jìn)行操作，通過現(xiàn)場控制單元可對照明設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行管理。智能照明系統(tǒng)中的主控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對照明系統(tǒng)的統(tǒng)一管理，不僅能夠全面覆蓋城市的照明范圍，也能對照明系統(tǒng)中的各項(xiàng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理，從而提高夜景照明系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

智能照明控制系統(tǒng)由多個(gè)模塊共同組成，具體組成如圖1 所示。智能照明控制系統(tǒng)運(yùn)行階段的主要目的是使照明系統(tǒng)中的各項(xiàng)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，確保照明系統(tǒng)在復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境中依然能夠降低能耗，降低設(shè)備的運(yùn)維成本，延長照明設(shè)備的使用年限。

2 照明控制的基本類型

2.1 單點(diǎn)燈照明控制

單點(diǎn)燈照明控制主要指通過操作系統(tǒng)或設(shè)備直接控制其中一盞燈，例如，基礎(chǔ)的照明系統(tǒng)都是采用單點(diǎn)燈照明控制系統(tǒng)，這種照明系統(tǒng)的操控原理非常簡單，操作方法也比較單一，基本上通過一個(gè)開關(guān)、導(dǎo)線就能直接控制照明燈具。其優(yōu)勢是可將開閉照明裝置安裝在任意入口處，缺點(diǎn)是對平面布線的要求較高。單燈照明控制系統(tǒng)如今已成為應(yīng)用范圍最廣的照明裝置，也是照明控制系統(tǒng)中必須具備的單元之一。

2.2 區(qū)域控制

區(qū)域照明控制主要指通過控制系統(tǒng)對特定區(qū)域或者個(gè)別區(qū)域的照明設(shè)備進(jìn)行控制，該控制模式的優(yōu)勢在于即便是在一個(gè)控制區(qū)域內(nèi)，也能根據(jù)燈具的要求實(shí)現(xiàn)直接控制或者間接控制。這種控制模式主要是采用回路電容，即根據(jù)回路對燈具實(shí)現(xiàn)分別控制，為此又被稱為路線控制型照明控制系統(tǒng)。

2.3 網(wǎng)絡(luò)控制

網(wǎng)絡(luò)控制是智能照明控制的一種類型，其通過互聯(lián)網(wǎng)連接多個(gè)智能照明設(shè)備，形成智能照明系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)的集中控制和管理。相比于單點(diǎn)燈照明控制和區(qū)域控制，網(wǎng)絡(luò)控制的優(yōu)勢在于其具有更高的靈活性、智能化程度和可擴(kuò)展性。在網(wǎng)絡(luò)控制的智能照明系統(tǒng)中，每個(gè)照明設(shè)備都被連接到互聯(lián)網(wǎng)上，通過無線或有線方式實(shí)現(xiàn)。設(shè)備之間通過網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議進(jìn)行通訊，如ZigBee、WiFi、藍(lán)牙等，實(shí)現(xiàn)對照明設(shè)備的控制。用戶可直接通過云端控制中心實(shí)現(xiàn)對照明系統(tǒng)的控制和管理，例如，調(diào)節(jié)照明亮度、顏色及時(shí)間等。在實(shí)際應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)控制的智能照明系統(tǒng)可應(yīng)用于許多場景，例如，智能家居、商業(yè)建筑、公共場所等。在智能家居中，用戶可通過手機(jī)App 或智能語音助手對燈光進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)智能化的照明體驗(yàn)。在商業(yè)建筑中，網(wǎng)絡(luò)控制的智能照明系統(tǒng)可根據(jù)建筑的使用情況自動調(diào)節(jié)照明亮度和色溫，提高建筑能源利用效率。在公共場所中，智能照明系統(tǒng)可通過傳感器實(shí)現(xiàn)自動控制，例如，當(dāng)人流密集時(shí)自動調(diào)節(jié)照明亮度，當(dāng)人員較少時(shí)自動降低照明亮度，從而達(dá)到節(jié)能和環(huán)保的效果。

3 智能照明控制系統(tǒng)在城市夜景照明中的應(yīng)用價(jià)值

與傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)相比，城市夜景照明系統(tǒng)的使用時(shí)間基本上從晚上6 點(diǎn)到凌晨，應(yīng)用時(shí)間較為固定。如果照明系統(tǒng)在非運(yùn)行時(shí)間內(nèi)依然運(yùn)行，那么電能能源的消耗量也會隨之增長。而將智能照明控制系統(tǒng)應(yīng)用在城市夜景照明系統(tǒng)中，可確保城市夜景照明系統(tǒng)始終在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)運(yùn)行。一旦涉及照明需求，智能照明控制系統(tǒng)就可以對照明系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行靈活控制。另外，在智能照明控制系統(tǒng)的輔助下，城市夜景照明系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)個(gè)性化設(shè)置，結(jié)合城市夜景照明時(shí)間段的具體要求調(diào)整照明模式。

利用智能照明控制系統(tǒng)控制城市夜景照明設(shè)備，能夠根據(jù)不同的設(shè)置對照明效果進(jìn)行調(diào)整，結(jié)合城市的形象和發(fā)展需求打造具有城市特色的燈光藝術(shù)氛圍，提高城市的美觀度。將智能照明控制系統(tǒng)應(yīng)用在城市夜景照明中，可使得夜景照明系統(tǒng)更加靈活，既能滿足城市夜景對燈光的多元化需求，也能增強(qiáng)夜景照明系統(tǒng)的功能性。智能照明控制系統(tǒng)對數(shù)據(jù)管理和指令傳輸能夠起到保障作用，從而實(shí)現(xiàn)對城市夜景照明設(shè)備的準(zhǔn)確控制。另外，將智能照明控制系統(tǒng)應(yīng)用在城市夜景照明系統(tǒng)中，還能借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對照明設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)督和控制，例如，對城市照明系統(tǒng)中各個(gè)照明設(shè)備回路實(shí)際運(yùn)行情況的全面掌控。一旦照明系統(tǒng)中某一回路存在突發(fā)性的問題或運(yùn)行故障，監(jiān)測板塊就會發(fā)出預(yù)警，并將其情況上傳至主控系統(tǒng)，工作人員就會及時(shí)對照明系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)急控制，并采取措施以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。對城市夜景照明系統(tǒng)的日常檢修與技術(shù)維護(hù)工作的順利進(jìn)行起到了積極作用。

4 智能照明控制系統(tǒng)在城市夜景照明中的具體應(yīng)用

4.1 工程實(shí)例背景概況

以重慶市兩江四岸作為智能照明控制系統(tǒng)在城市夜景照明中的應(yīng)用案例，智能照明控制系統(tǒng)能夠全面滿足重慶夜景對照明設(shè)備的需求，促進(jìn)城市夜景照明控制系統(tǒng)與各個(gè)區(qū)域照明控制系統(tǒng)之間的銜接，確保重慶的城市夜景能夠?qū)崿F(xiàn)智能化建設(shè)。管理中心具備了所有對建筑夜景燈管的照明控制功能，可實(shí)現(xiàn)對夜景照明系統(tǒng)的連鎖操作或簡單操作，也能對城市夜景照明系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性進(jìn)行全面監(jiān)督，促使照明設(shè)備的指揮和調(diào)動都能實(shí)現(xiàn)智能化。另外，在該系統(tǒng)的支撐下對重慶各個(gè)區(qū)域的城市夜景照明設(shè)備實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理，還能在減少電力消耗的同時(shí)，滿足夜景照明的切實(shí)需求。

4.2 具體設(shè)計(jì)與應(yīng)用

（1）智能照明控制系統(tǒng)總體架構(gòu)的設(shè)計(jì)。城市夜景智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期，既要考慮照明控制管理平臺，也要考慮到城市各個(gè)區(qū)域?qū)φ彰鬟\(yùn)維工作的需求。在這個(gè)過程中相關(guān)人員需積極運(yùn)用GPS、GIS等技術(shù)采集和整合相關(guān)的數(shù)據(jù)資源，確保后期的設(shè)計(jì)和建設(shè)工作能夠順利開展。

（2）智能照明控制系統(tǒng)控制管理中心的部署與配置?？刂乒芾碇行闹饕蓵h室、監(jiān)控中心和機(jī)房共同組成，每個(gè)模板都具備不同的功能，該系統(tǒng)中的監(jiān)控中心和會議室都專門配備了可視化屏幕和應(yīng)急指揮系統(tǒng)，機(jī)房配備了數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，能夠?yàn)槌鞘幸咕罢彰骺刂葡到y(tǒng)的服務(wù)器和安全網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供更好的服務(wù)。

（3）智能照明控制系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的建設(shè)。系統(tǒng)業(yè)務(wù)覆蓋的數(shù)據(jù)包括照明的主體數(shù)據(jù)、供配電數(shù)據(jù)及應(yīng)急數(shù)據(jù)等，通過該系統(tǒng)的主體數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)能快速判斷照明建筑的年限、位置和具體類別，而照明設(shè)備的數(shù)據(jù)則包含了類型、位置及燈光開關(guān)和運(yùn)行功率等信息。供配電數(shù)據(jù)主要涉及電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)。日常運(yùn)維數(shù)據(jù)主要涉及夜景照明的新建和審批，以及日常檢查和維護(hù)等。應(yīng)急數(shù)據(jù)主要包括設(shè)備的運(yùn)維數(shù)據(jù)和處理應(yīng)急事件時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，能夠?yàn)橐院蟮膽?yīng)急事件處理提供參考依據(jù)。

（4）智能照明控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)設(shè)及構(gòu)建。系統(tǒng)在建設(shè)過程中會產(chǎn)生各種各樣的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)集成的難度較大，為解決這一問題，系統(tǒng)管理平臺設(shè)計(jì)人員結(jié)合城市夜景照明項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，通過地理空間數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對城市夜景照明系統(tǒng)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，然后再對各項(xiàng)信息進(jìn)行提取，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的搭建。創(chuàng)設(shè)和構(gòu)建系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫能夠?yàn)槌鞘幸咕罢彰飨到y(tǒng)的信息化建設(shè)提供重要數(shù)據(jù)管理保障。

相關(guān)人員在構(gòu)建數(shù)據(jù)庫和處理數(shù)據(jù)的過程中要先創(chuàng)建2D 數(shù)據(jù)建模，搭建GIS 地圖數(shù)據(jù)庫時(shí)要將離線地圖的數(shù)據(jù)接收、整理和傳輸均作為建設(shè)重點(diǎn)。控制系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)建設(shè)階段，還需要及時(shí)搭建城市夜景照明數(shù)據(jù)庫和照明載體數(shù)據(jù)庫。

（5）接口標(biāo)準(zhǔn)的制訂。接口標(biāo)準(zhǔn)的制訂與城市夜景照明全生命周期的管理工作有直接關(guān)系。打造智能照明控制系統(tǒng)時(shí)，需結(jié)合數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)建設(shè)實(shí)現(xiàn)更新優(yōu)化和管理維護(hù)，所有環(huán)節(jié)都要制訂相應(yīng)的管理規(guī)范，確保各環(huán)節(jié)落實(shí)的過程中都有法可依，有據(jù)可依。例如，制訂開關(guān)控制器和電表接口的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，需將ModbusTCP 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議作為主要參考依據(jù)，在這個(gè)過程中也要對現(xiàn)場的開關(guān)控制器進(jìn)行全面采集，接口標(biāo)準(zhǔn)的制訂需同時(shí)覆蓋數(shù)據(jù)、通信及回路控制點(diǎn)。相關(guān)人員還要參考TPC 協(xié)議對局域網(wǎng)中的在線設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)還要對設(shè)備在線狀態(tài)、離線狀態(tài)及故障狀態(tài)進(jìn)行系統(tǒng)的分析與統(tǒng)計(jì)。

5 智能照明控制系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢

隨著互聯(lián)網(wǎng)信息化技術(shù)的飛速發(fā)展，智能照明控制系統(tǒng)迎來了前所未有的機(jī)遇。城市夜景照明的集中控制、遙感控制、遙控監(jiān)測、顯示與聯(lián)動控制等遠(yuǎn)程操控技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣。在社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展背景下，各城市涌現(xiàn)出了許多聯(lián)動城片區(qū)的夜景照明盛況。例如，2018 年6 月青島上合峰會的夜景照明效果，通過合理運(yùn)用夜景智能照明控制系統(tǒng)，將“世界水準(zhǔn)、中國氣派、山東風(fēng)格與青島特色”等主題目標(biāo)展現(xiàn)得淋漓盡致。

青島上合峰會的燈光控制主要依托于標(biāo)準(zhǔn)DMX512 協(xié)議，并在此基礎(chǔ)上增加了開放式協(xié)議，同時(shí)展現(xiàn)了多種建筑的夜景照明效果。未來城市夜景智能照明控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢將更加注重人性化、智能化及綠色化。人性化方面，智能照明將更好地滿足人們的生活需求，提供更加舒適、健康和個(gè)性化的照明環(huán)境。智能化方面，隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和人工智能等技術(shù)的發(fā)展，智能照明將實(shí)現(xiàn)更加智能化的管理和控制，提高能效和管理效率。綠色化方面，智能照明將更加注重環(huán)保和節(jié)能，采用更加高效、環(huán)保的照明技術(shù)和材料，推動綠色建筑和可持續(xù)發(fā)展。

6 結(jié)束語

智能照明控制系統(tǒng)在城市夜景照明中的應(yīng)用價(jià)值非常高。相關(guān)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)人員需充分認(rèn)識到智能照明技術(shù)的重要性，并將其積極運(yùn)用在城市夜景照明平臺的設(shè)計(jì)和建設(shè)當(dāng)中，結(jié)合城市建設(shè)的實(shí)際情況與智能照明控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，在對城市夜景照明工程建設(shè)進(jìn)行調(diào)查和分析的同時(shí)，對城市的夜景照明控制范圍內(nèi)所有設(shè)施的分布情況進(jìn)行全面把控，不僅能為城市夜景增添更多的藝術(shù)氛圍，還能促進(jìn)智能照明控制系統(tǒng)的有效應(yīng)用，提升城市夜景照明工程的控制管理水平，更有利于城市建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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