淺談智能照明控制系統在城市夜景照明中的運用

任運業

江蘇安科瑞電器制造有限公司  江蘇江陰  214400

   摘要：文章以智能照明控制系統為切入點，介紹了智能照明控制系統在城市夜景照明工程中的應用價值，并結合具體案例分析了城市夜景照明控制管理平臺的設計和具體應用。智能照明控制系統在城市夜景照明中應用時，可根據照明場景靈活調整照明模式、營造不同氛圍，對優化景觀照明效果有重要作用。

   關鍵字：智能照明控制系統；城市夜景照明；照明設計

0.引言

   現階段，我國城市基礎設施逐步完善，在現代城市發展中，夜景照明對城市發展及市民生活都有關鍵作用。智能照明控制系統的普及應用，是城市發展進入現代智能化的標志之一，可以為市民創造良好的夜景環境。智能照明控制系統是城市夜景照明的發展關鍵，對于推進節約型城市建設及促進城市的可持續發展有重要作用。

1.智能照明控制系統概述

   智能照明控制系統應用了高新電子感應技術、電磁調壓技術等，實現了對照明供電系統的跟蹤監測管理。應用智能照明控制系統，可以自動化靈活控制照明系統中的電流幅度及電壓幅度，可以防止出現電荷不穩的情況，避免增加額外的功耗；應用智能照明控制系統還能降低照明系統線路與設備的溫度，實現照明系統的優化控制目標。

   智能照明控制系統主要由于調光控制模塊、控制面板模塊、液晶顯示觸摸屏模塊、編程接口模塊、時間控制模塊、編程控制模塊及網關模塊等重要部分組成，其基本組成結構如圖 1 所示。智能照明控制系統可以在確保照明設備正常運行的基礎上，為設備運行提供照明功率，優化節能效果，讓照明系統在各種復雜運行環境中保持穩定，大幅度提升照明設備的照明年限，并降低設備后續檢修維護成本。

圖1 智能照明控制系統結構組成

   智能照明控制系統本質上屬于數字模塊化控制系統，其能夠將系統中各類控制功能分別配置給系統中對應的控制模塊。系統中的中央處理器模塊與各個功能模塊相互關聯，可以借助網絡總線實現各模塊之間的直接通信。系統控制靈活度和可靠性高，能夠根據不同照明區域的照明需求和室外光亮程度自動控制照明系統，并且具備照明場景預設功能，可以借助調光控制模塊等實現照明設備的靈活調用。智能照明控制系統可以分成獨立的子網式控制系統、特定房間內的控制系統及大型的聯網式控制系統等類型。其中，聯網式控制系統內部帶有標準串行端口，能夠顯著提升中央控制器的集成控制效果，并且可以和其他類型的控制系統組網。

2.智能照明控制系統在城市夜景照明中的運用價值

   城市夜景照明系統存在階段性運行特點，在沒有照明需求的時段，如果照明系統繼續運行，會增加非必要的電能消耗。應用智能照明控制系統可以避免這一情況，其能夠根據照明的實際需求，靈活控制照明系統運行時間，還能依照不同類型場景的照明需求進行個性化設置，并可使用時間控制模塊根據城市夜景照明時段調整系統的照明時間。系統可根據實際照明需求應用各類傳感器裝置或者遙控裝置，合理調控照明系統，減少城市夜景照明系統運行期間消耗的電能。

   智能照明控制系統可以針對不同城市夜景設置不同的照明效果，營造與之相符的藝術氛圍，創造更加舒適美觀的照明環境。與傳統的城市夜景照明系統相比，應用智能控制系統的城市夜景照明系統的控制功能得到了顯著提升，系統設置更加靈活，功能更加，可滿足多元化控制需求，可以實現對城市夜景照明系統控制信息的智能數據化管理，根據控制信息對照明系統實施控制。將智能照明控制系統應用在城市夜景照明工程中，可借助互聯網技術實現照明設備的監管，掌控系統中各個照明回路的實際運行狀態。如果系統某照明回路中出現突發問題或者運行故障，監測模塊會及時發現并預警，上傳預警報告，相關人員可以及時對系統實施應急控制與維修，有利于城市夜景照明系統的日常檢修和技術維護工作的順利開展。

3.智能照明控制系統在城市夜景照明中的運用實例

3.1 工程概況

   文章選取某城市夜景照明智能控制系統的運用實例進行分析，為滿足城市夜景照明需求，實現城市市級夜景照明控制平臺與各區域照明控制平臺的對接互通等控制目標，創建了城市夜景智能照明控制系統管理中心。管理中心具備集中控制功能，可實現夜景照明系統的實時聯動控制，可以監測照明系統的運行，滿足系統的遠程指揮調度和智能化控制需求；可以針對城市內各區域夜景照明設備實施精細化控制管理，確保系統的穩定運行，優化節能效果并滿足夜景照明要求。

3.2 具體應用

   建設工程設計人員依照該城市夜景照明系統的建設要求，針對投資、規劃、建設、運營、服務等過程，實現了跨領域技術綜合集成、不同區域空間的綜合管理與利用、綜合資源協調等，完成了城市夜景照明控制管理平臺的設計和建設應用。

3.2.1 數據收集

   在城市夜景智能照明控制系統管理中心創建初期，設計人員充分考量城市市級和各區域區級控制管理中心在系統運行維護階段的實際管控需求，借助大數據分析技術、定位技術及 GIS物聯傳感技術等高新技術，采集整合了城市內各區域夜景照明需求數據、業務資源數據及機電設備傳感設備資源信息數據等，為系統框架設計工作提供了信息數據支持。

3.2.2 控制管理中心設備配置

   城市夜景智能照明控制管理中心由監控管理控制管理中心、會議室及機房設備區三個主要功能區域組成。監控管理控制管理中心及會議室中配置的主要設備系統包括DLP大屏幕、系統應急指揮控制系統等重要的基礎硬件控制平臺；機房設備區內配置了數據中心機房、夜景照明系統專用的數據服務器設備、網絡連接設備及網絡安全設備?？刂乒芾碇行慕Y構如圖2所示。

圖2?某城市夜景智能照明控制管理系統的控制管理中心結構圖

3.2.3 數據處理與系統數據庫的創建

   城市夜景智能照明控制系統管理平臺的創建涉及不同來源、不同結構及動態分散的信息數據，數據信息的集成處理難度較大，為此工程設計人員選擇在地理空間數據的基礎之上，對城市夜景照明系統中的設備信息數據、照明主體信息數據、系統供配電信息數據、設備運維處理信息數據、系統附屬設施信息數據等關鍵業務信息數據進行集成提取，搭建具有異構

   數據兼容和數據拓展功能的城市夜景照明系統專屬業務數據庫，確保系統信息化建設滿足系統的實際發展需求。

   技術人員在數據處理與數據庫建設期間，需要完成城市夜景照明二維數據的模型創建及數據庫的創建工作。離線地圖數據信息及系統業務數據信息的建設是GIS地圖數據建設工作中需要完成的內容。在建設系統業務數據的過程中要做好城市夜景照明設備數據信息建設、夜景照明載體數據信息建設及照明系統供配電數據信息建設等工作。

3.2.4 系統業務數據的建設

   控制系統業務數據的建設主要包括夜景照明主體數據信息的建設、夜景照明設備裝置數據信息的建設、系統供配電數據信息的建設、系統運維管理數據信息的建設及應急處理數據信息的建設等內容。其中，夜景照明主體數據信息包括照明主體自身的屬性信息，有照明主體的建筑類型、規模、使用年限、所處位置及所屬單位等。夜景照明設備裝置的數據信息包括照明設備的類別、設備功率、設備啟動關閉時間、控制模式、安裝位置及應用年限等。系統供配電數據信息包括系統電表設備的電壓電流參數、有功和無功功率、三相或單相電能、功率因素及諧波監測數據信息等。系統運維管理數據信息包括夜景照明系統審批信息、系統巡查信息、維護信息、資產管理及折舊信息等。應急處理數據信息包括系統常規運維管理數據信息、故障應急處理數據信息、應急處理事后評估優化數據信息等。

3.2.5 接口標準的制定

   創建城市夜景照明系統的專用控制管理中心，制定相應的接口標準，在平臺建設期間，技術人員需要做好系統及數據庫更新建設、信息數據的共享和應用、信息數據的安全管控及系統維護等方面的工作?，F場設備的在線數據監控接口及故障檢測接口處，需要借助TCP協議對局域網內部在線設備的運行狀態進行統計分析。

3.2.6 系統可擴展接口的預留

   在城市夜景智能控制系統管理中心創建過程中，需統一控制區級建設夜景照明樓棟及市級建設片區夜景照明樓棟，通過計算得知，照明樓棟總數量為734棟，在這一數據基礎上，工程設計人員還需要預留容量，預留量至少為30%，可為后續相關業務系統的數據接入與數據擴展提供空間。此外，工程設計人員還應該預留與智慧城市及市級夜景控制平臺實施對接的接口，以便后續實施集成控制管理的過程中能夠實現信息共享。

4.安科瑞智能照明解決方案

4.1概述

   ALIBUS智能照明產品采用RS485總線技術，技術成熟可靠，安全穩定。開關驅動器具備獨立工作的能力，適用于一些中小型的項目；模塊化設計，可以任意拼接擴展，同時預留I/O口以及Modbus接口，還可以滿足與AcrelEMS企業微電網管理云平臺進行數據交換。

4.2應用場所

   適合于各類智能小區、醫院、學校、酒店、工廠，以及體育場所、機場、隧道、車站等大型公建項目的照明控制需求。

4.3系統結構

4.4系統功能

1）實時檢測并顯示各個模塊的在線狀態，反饋現場受控回路的開關狀態，監控界面按照樓層各分區的布局和回路列表來瀏覽。

2）當發生模塊離線、網關設備掉線或者狀態反饋和下發控制命令不一致時會發生故障報警，并將故障報警信息記錄并顯示在界面中。

3）可以對單個照明回路實現開關控制；每個模塊、樓層都有相應的模塊控制開關和樓層控制開關，也可以一個模塊或者整個樓層實現開關控制。

4）開關驅動器支持過零觸發功能，負載（燈具）的分合操作僅在交流電過零時進行；可有效減少電磁干擾以及對電網的沖擊，延長燈具與控制裝置的壽命。

5）對每個照明回路可以預設掉電狀態，當照明電源掉電時，開關驅動器會自動切換到預設的掉電狀態；確保重新上電時燈具的開關狀態是確定與可控的。

6）拖動調光控件，照明設備從0%到100%進行調光，可以對單個照明回路實現調光控制，調光總控可以對一個模塊的照明回路實現調光控制，也可以對多個照明回路實現調光控制，通過圖標的亮滅狀態反饋現場開關的狀態。

7）點擊場景控件，打開或者關閉對應場景設置，軟件界面上顯示不同的場景模式和場景功能，通過圖標的亮滅顯示對應的場景狀態是打開還是關閉。

8）設置定時時間，確認時間點后，對該事件點執行的動作進行設置，設置燈在設定的時間點亮或者滅。

9）系統可以通過預設的當地經緯度信息，自動計算每天的日升日落時間；根據天文時鐘控制照明開關，實現日落開燈、日出關燈的功能。

10）所有定時控制計劃均可下發保存至驅動模塊；當上位機系統故障或模塊離線時，驅動模塊可以利用自帶的RTC時鐘維持定時控制計劃的正常執行，不影響日常的照明控制效果。

11）系統結構是分布式總線結構；系統內各元件不依賴于其他元件而能夠獨立工作；系統內各元件可以通過程序的設定實現功能的多樣性。

12）預留BA或第三方集成平臺接口，采用modbus、opc等方式。

4.5設備選型

5.結語

   當前，智能化控制技術的水平不斷提升，使得智能照明控制系統在照明領域中的應用范圍不斷擴大。未來，照明行業將朝著高科技智能化方向發展，智能照明控制系統的出現改良了傳統照明控制系統，提高了城市夜景照明的控制效率，節省了更多電力能源，還滿足了不同場景的照明需求，實現了城市夜景照明系統的監管和集成控制，顯著提升了城市夜景照明系統的整體控制水平。

參考文獻：

[1] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06版.

[2] 智能照明控制系統.2020.08版.

[3] 智能電網用戶端電力監控/電能管理/電氣安全產品報價手冊.2022.01版.

[4] 李益鴻.智能照明控制系統在城市夜景照明工程中的應用[J].光源與照明,2022 (2):92-94.

[5] 梁杰.智能照明控制系統在城市夜景照明中的運用.

作者簡介：

任運業，男，現任職于江蘇安科瑞電器制造有限公司，主要從事智能照明控制系統的研發與應用。