智能照明及亮化工程控制系统的研究

摘 要：城市照明系统是关系到人们日常生活的重要公共设施，城市照明的过度发展将造成巨大的资源消耗。在提高城市照明效果的同时，城市还需要考虑国家“节能减排、低碳经济”的政策号召，城市照明的高能耗不利于建设资源节约型社会。目前，全国各地正在积极建设智能照明和照明工程，这为城市照明转型提供了良好契机。控制系统是智能照明和照明工程的关键，因此，我们必须认真研究智能照明控制系统和照明工程。

关键词：指挥照明;亮化工程;控制系统

一、 引言

随着夜游业的快速发展，城市夜景照明得到了前所未有的提高，规模也逐渐从原来的单体建筑照明发展到今天的城市照明。如今城市夜景的发展越来越广泛，几十公里范围内基本可以覆盖整个城市。但不包括道路、桥梁和其他类型的公路，也不限于公园。文章介绍的照明方式不局限于简单的建筑轮廓照明，而是涵盖了山地照明、景观绿化照明、建筑媒体屏幕、灯光秀、水上舞蹈表演、投影等多种照明方式。

二、 智能照明及照明工程概况

隨着科学技术的发展和城市现代化的推进，城市人口和城市规模不断扩大。为了保证更好的社会公共服务能力，研究人员提出了智慧城市的概念。智慧城市依托高科技设备和手段，为城市生活各方面应用提供支撑，有效推动城市发展。智慧上海、智慧双流建设在我国已经启动。智能城市照明是智能城市发展的一部分。在城市发展过程中，街道照明是与城市居民日常生活密切相关的重要基础设施建设。但在传统的城市照明管理过程中，仍然存在管理不完善、不及时、维护措施不到位等诸多问题，通过智能照明系统的建设可以有效地改善这些不足，促进城市更好地发展。近年来，全国各地都在积极推进智能照明和照明工程。建设内容包括：新建城市照明，对原有城市照明进行整体改造，对原有照明进行局部改造，并安装照明灯具、景观灯，安装智能照明控制系统、充电桩、WiFi、变压器等，构建智慧城市照明系统，节约城市照明能源消费，提升城市夜形象。智能照明和照明工程的建设，为城市照明转型提供了良好契机。在建设环境友好型、资源节约型社会的背景下，智能照明和照明工程建设方向将细化、集约化，建设内容将智能化、节能化。

三、 智能照明及照明工程控制系统研究

在智能照明与照明工程中，控制系统占有核心地位，因此我们必须认真研究智能照明与照明工程控制系统。为了实现城市照明的科学化、精细化管理，降低智能照明和照明工程的运营成本，控制系统必须具有高度的可靠性、先进性、通用性、经济性和可扩展性。在传统的设计方案中，照明控制方案一般有时间控制、灯光控制、智能控制器等几种控制方法。灯光控制方法可以根据环境光线的变化来控制灯具的开关。主要适用于道路照明、社区草坪灯等需要在夜间和弱光时段提供功能照明的场所。时间控制法适用于大多数装饰性和功能性照明场所。目前的照明控制基本上是基于时间控制的。控制原理如图1所示，常规的照明控制可以通过灯光控制或时间控制来实现。

四、 智能照明及照明工程控制系统组成

（一）信息平台

信息平台由统一认证系统、授权系统、服务注册系统、综合管理系统、任务管理系统、任务调度系统、安全网关系统、命令分析传输系统、数据库系统、二维空间信息管理系统等组成，三维空间信息系统等子系统。统一认证系统和授权系统由用户管理模块、配置管理模块、角色管理模块、权限管理模块、资源划分模块等模块组成。命令分析传输系统负责对照明监控系统采集到的信息进行处理和分析，并将管理者的控制命令细化分解到各个照明控制装置。数据库系统负责收集和存储城市空间信息数据，以及智能照明和照明工程系统运行的所有数据。信息平台详细收集城市二维、三维空间信息数据、照明专业数据、照明动态监测数据，并对这些数据进行存储、分析、计算和交互，为管理者提供智能照明和照明工程。二维GIS地图和三维GIS三维地图、照明信息查询服务、照明数据分析服务，使管理者能够科学合理地控制智能照明和照明工程。

（二）设备监控系统

设备监控系统采用物联网技术，结合城市二维空间信息和三维空间信息，以及照明基础信息，采用传感器、电气自动化技术，并采用遥控技术对智能照明及照明工程中的每盏灯的电流进行控制。实时监测电压、亮度、照明时间等参数，实时监测输电线路和电气设备的有功功率、无功功率、频率、功率因数、电流、电压、温度等参数。监控系统必须具有自动报警功能。照明系统一旦发生故障，立即锁定故障点，故障信息自动上报信息平台，确保整个智能照明工程的整体照明不受影响。

（三）安全监控系统

安全监控系统与视频监控镜头相连，与设备监控系统共用每个照明灯上的传感器。通过安防监控系统对每一个照明设备进行视频监控和数据监控，如果有人企图偷盗电缆和灯具，他们会迅速停止报警采集措施，保护智能照明和照明工程的安全;当电缆附近积水时，找到灯和线，维修人员迅速调集排水。安全监控系统还必须有漏电保护系统，以自动保护漏电。

（四）数据分析系统

数据分析系统采用大数据技术、云计算技术和人工智能技术，对设备监控系统采集的数据进行高速扫描、分析和处理，管理者使用数据分析系统了解和掌握智能照明和照明项目的照明规律。

（五）照明策略管理系统

照明策略管理系统具有自学习功能、快速寻优功能、联想存储功能等多种功能。照明策略管理系统根据智能照明项目所在城市的日照时间、城市规模、夜间出行的市民数量、城市居民的夜生活模式、城市商业服务业的夜间营业时间，制订最佳照明方案。

五、 结论

城市夜景智能照明量化工程建设是一项规模大、投资高、周期短、见效快的大型综合性建设工程。它能在短时间内给人们带来夜景光环境的快速改善，提高市民的幸福感。在当前社会发展对夜游经济提出更高要求的阶段，对城市夜景进行智能照明和亮化工程尤为必要。为了达到预期目标，城市夜景智能照明与亮化工程建设需要从立项阶段就做好充分的调研准备，通过选择合适的建设模式，做好项目建设的全过程，并在最后完成运行阶段的监督和维护。在施工过程中，要从设计控制、投资控制、产品应用控制、施工控制、运行维护控制等方面充分考虑，真正使城市夜景智能照明和亮化工程符合现代城市定位，满足人们的生活质量需求，具有美感和艺术感，最终推动城市夜游经济发展的精品市政工程项目的建设。

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作者简介：

郑波，江苏创一佳照明股份有限公司。