城市景觀照明的集成控制與管理

劉希偉 吳亞峰

(南京京澤照明工程有限公司，江蘇 南京 211113)

城市景觀照明的集成控制與管理

劉希偉 吳亞峰

(南京京澤照明工程有限公司，江蘇 南京 211113)

對城市夜景照明管理進(jìn)行了分析，從照明控制手段方面進(jìn)行了論述，提出了不同系統(tǒng)之間兼容的方法，達(dá)到了夜景照明工程統(tǒng)一協(xié)調(diào)的效果，解決了城市夜景照明工程集中管理的問題。

夜景照明，集成控制，城市照明管理，智能照明

1 概述

隨著經(jīng)濟(jì)文化水平的發(fā)展，城市夜景照明建設(shè)工程發(fā)展迅速，新建建筑一般都會(huì)將建筑夜景照明工程納入建設(shè)預(yù)算，商業(yè)中心的已建建筑也會(huì)進(jìn)行夜景照明改造，城市夜景照明正迎來一個(gè)蓬勃發(fā)展的建設(shè)階段，在實(shí)際的建設(shè)過程中，由于不同業(yè)主單位、設(shè)計(jì)公司的理念因素，不同的建筑夜景照明設(shè)計(jì)風(fēng)格各異，缺乏統(tǒng)一完善的管理，由于技術(shù)及經(jīng)濟(jì)原因，不同的建設(shè)方采用的夜景照明控制方式也不同。隨著市民人文素養(yǎng)的提高，在構(gòu)造具有特色的城市夜景、美化市容、促進(jìn)能源節(jié)約的背景下，有必要由相關(guān)城市管理部門對城市夜景照明工程進(jìn)行統(tǒng)一管理與規(guī)劃，進(jìn)行集中控制，根據(jù)實(shí)際需求對不同城市區(qū)域夜景照明工程進(jìn)行統(tǒng)一開關(guān)控制，構(gòu)建和諧的城市照明環(huán)境，節(jié)省能源開支。

2 夜景照明案例分析

某城市某商業(yè)區(qū)域，分為A,B,C,D,E共五個(gè)地塊，A地塊為新建甲級(jí)寫字樓，B地塊為某銀行已建總部大樓，C地塊為公園，D地塊為辦公商業(yè)綜合體，E地塊為購物中心，五個(gè)地塊分別歸五個(gè)建設(shè)單位所有，A地塊夜景照明工程隨著主體建筑正在建設(shè)中，C,D,E地塊夜景照明在使用運(yùn)行中，B地塊夜景照明正在建設(shè)改造，商業(yè)中心周邊道路照明歸路燈管理處所有，見圖1。

A,B地塊分別由甲乙兩家單位中標(biāo)設(shè)計(jì)方案，由于業(yè)主需求及專業(yè)設(shè)計(jì)人員建議，均采用智能照明控制系統(tǒng)，進(jìn)行分場景控制，A地塊采用澳大利亞Dalitek智能控制系統(tǒng)，B地塊采用施耐德EIB智能控制系統(tǒng)，C地塊采用ZigBee控制，D,E地塊采用時(shí)間與交流接觸器控制，周邊道路路燈由路燈處采用遠(yuǎn)程GPRS開關(guān)，各地塊設(shè)置的開燈時(shí)間不同。

為了實(shí)現(xiàn)“適用、經(jīng)濟(jì)、綠色、美觀”的建筑方針，加強(qiáng)城市照明管理，方便市民生活，美化市容環(huán)境，促進(jìn)能源節(jié)約，城市管理部門根據(jù)《城市道路管理?xiàng)l例》《市容管理?xiàng)l例》等法規(guī)規(guī)定，決定對城市夜景照明進(jìn)行統(tǒng)一管理，計(jì)劃將本區(qū)域城市夜景照明系統(tǒng)納入市路燈處監(jiān)控中心統(tǒng)一控制管理，通過對本區(qū)域各個(gè)建設(shè)單位的走訪、調(diào)查，發(fā)現(xiàn)各個(gè)單位的控制方式、控制模式不統(tǒng)一，由于路燈處照明監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)時(shí)間早，且控制全市城區(qū)所有道路照明，軟硬件升級(jí)難度高。如何采用經(jīng)濟(jì)、便捷的方式，將各地塊夜景照明工程接入城市照明監(jiān)控平臺(tái)，是城市管理部門遇到的一個(gè)難題，這個(gè)問題廣泛存在于各個(gè)城市的夜景照明管理中。

3 常見的照明控制方式

目前常見的照明控制方式一般為：時(shí)間控制，光感控制，GPRS/GSM遠(yuǎn)程控制，ZigBee控制，智能控制等。

3.1 時(shí)間控制

時(shí)間控制原理相對簡單，即采用微電腦時(shí)控開關(guān)控制交流接觸器，優(yōu)點(diǎn)為操作簡單，成本低廉，使用廣泛，見圖2。

缺點(diǎn)為較難實(shí)現(xiàn)分場景控制，各個(gè)控制箱柜之間相對獨(dú)立，開關(guān)燈時(shí)間不靈活，不利于集中控制，一般適用于小型工程。

3.2 光感控制

光感控制原理同時(shí)間控制，即采用光度感應(yīng)器感應(yīng)光照，配合交流接觸器使用，當(dāng)照度達(dá)到某一設(shè)定闕值，光感控制器控制接觸器，實(shí)現(xiàn)照明開關(guān)，優(yōu)點(diǎn)為經(jīng)濟(jì)實(shí)用，操作簡單，缺點(diǎn)為不利于人為控制，控制模式單一。一般光感控制器配合時(shí)間控制器使用，多用于室外景觀照明，見圖3。

3.3 GPRS/GSM遠(yuǎn)程控制

GPRS/GSM控制器一般多用于道路照明，路燈管理處使用較多，路燈管理處監(jiān)控中心通過GPRS/GSM信號(hào)對管理區(qū)域內(nèi)所有道路照明統(tǒng)一設(shè)置開關(guān)，并可實(shí)時(shí)監(jiān)控照明運(yùn)行狀態(tài)，也可對燈具損壞情況、電壓電流等進(jìn)行檢測，優(yōu)點(diǎn)為功能豐富，控制模式多樣，缺點(diǎn)為價(jià)格較高，不適用于單體工程。

3.4 ZigBee控制

ZigBee是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)，控制原理同GPRS/GSM控制器，可通過專用模塊控制交流接觸器，也可直接通過相應(yīng)模塊控制燈具，價(jià)格相對低廉，一般適用于路燈，或者公園不同區(qū)域配電箱之間的通信控制，見圖4。

3.5 智能控制系統(tǒng)

隨著技術(shù)的發(fā)展，智能照明控制系統(tǒng)發(fā)展迅速，市場占有率逐漸提高，多適用于大型建筑、集群建筑、室外景觀等應(yīng)用場所。

智能照明控制系統(tǒng)一般由可編程控制器、調(diào)光控制器、傳感器、時(shí)鐘管理器、可編程面板、網(wǎng)關(guān)等模塊組成，系統(tǒng)兼容性強(qiáng)，也可采用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，手機(jī)APP控制，優(yōu)點(diǎn)為可自由實(shí)現(xiàn)多場景、多任務(wù)模式控制，操作自由，控制模式多樣化，可擴(kuò)展性強(qiáng)，缺點(diǎn)為價(jià)格相對昂貴，見圖5。

目前市場上常見的智能控制系統(tǒng)包括邦奇，施耐德，ABB,HDL等，不同品牌之間設(shè)備可通過協(xié)議兼容。

4 智能照明的集成控制

在上文的案例中，A地塊采用澳大利亞Dalitek智能控制系統(tǒng)，A1～A4樓體之間采用網(wǎng)關(guān)接入內(nèi)網(wǎng)，樓體之間照明信號(hào)通過內(nèi)網(wǎng)傳輸，B地塊夜景照明與建筑智能化集成于本地局域網(wǎng)，由于A,B地塊都采用內(nèi)網(wǎng)通訊。接到監(jiān)控中心，一種解決方案為采用KNX網(wǎng)關(guān)，通過外網(wǎng)通訊接入到路燈處監(jiān)控中心，但因A,B模塊內(nèi)網(wǎng)同樣集成了監(jiān)控、門禁等系統(tǒng)，KNX網(wǎng)關(guān)為TCP/IP通訊協(xié)議，如果直接接入外網(wǎng)，就會(huì)使整個(gè)內(nèi)網(wǎng)各端口直接暴露在外網(wǎng)環(huán)境當(dāng)中，考慮到安全因素，A,B建設(shè)單位否決此種方案。

路燈監(jiān)控中心控制設(shè)備為服務(wù)端與終端接收器，終端接收器為一套GPRS信號(hào)收發(fā)設(shè)備、數(shù)據(jù)處理模塊、交流接觸器等硬件，并具有電流電壓檢測、數(shù)據(jù)上傳等功能。路燈監(jiān)控中心提出方案二為在A,B單位配電間夜景照明總供電回路安裝終端接觸器，控制供電電源的開關(guān)，由于配電間位于地下-2層，考慮到規(guī)范、安全及信號(hào)問題，且A,B單位都需要對夜景照明進(jìn)行本地控制，此方案被否決。

由于A,B地塊都采用市場上常見的智能控制系統(tǒng)，經(jīng)過技術(shù)確認(rèn)，兩套系統(tǒng)都能采用干接點(diǎn)信號(hào)轉(zhuǎn)換器模塊對第三方終端信號(hào)進(jìn)行兼容，最終，由路燈處對終端設(shè)備進(jìn)行設(shè)置，提供多路干接點(diǎn)信號(hào)，接入智能照明控制系統(tǒng)，路燈監(jiān)控中心可通過遠(yuǎn)程控制干接點(diǎn)信號(hào)，A,B對干接點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行編程后實(shí)現(xiàn)場景控制，且轉(zhuǎn)換后的干接點(diǎn)信號(hào)采用RS485協(xié)議傳輸，不影響本地內(nèi)網(wǎng)安全，也不影響照明設(shè)備的本地控制，本地、路燈監(jiān)控中心都可以對A,B地塊照明系統(tǒng)進(jìn)行開關(guān)控制，最終達(dá)到照明系統(tǒng)接入到路燈監(jiān)控中心的目的，但依舊存在路燈監(jiān)控中心不能檢測本地照明運(yùn)行狀態(tài)、電流、負(fù)載功耗等問題，見圖6。

C,D,E地塊由于采用市場上普通的交流接觸器控制，與路燈處遠(yuǎn)程控制終端設(shè)備原理基本相同，可通過在原照明配電箱內(nèi)增加二次回路，實(shí)現(xiàn)對夜景照明的遠(yuǎn)程集中控制。

最終，所有地塊都接入到路燈監(jiān)控中心，由路燈監(jiān)控中心對本區(qū)域的夜景照明進(jìn)行統(tǒng)一開啟關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)了夜景照明的統(tǒng)一。

5 夜景照明集中監(jiān)控的意義與思考

城市管理部門通過對夜景照明的集中控制，可有效提升城市的風(fēng)貌形象，豐富城市的文化內(nèi)涵，可以對夜景燈光進(jìn)行管控，通過設(shè)置照明開關(guān)燈場景，有效防止光污染及過度照明，為市民提供舒適的生活環(huán)境。通過統(tǒng)一管理，可有效節(jié)省能源，降低對電能的耗費(fèi)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。

由于技術(shù)的發(fā)展，各種新的控制技術(shù)不斷推出，但由于各城市照明監(jiān)控中心的建成時(shí)間較早，所采用的監(jiān)控平臺(tái)技術(shù)相對落后，不利于兼容新設(shè)備，照明監(jiān)控設(shè)備服務(wù)廠商可根據(jù)市場上主流的控制方式，不斷升級(jí)改造相關(guān)設(shè)備，改善通訊協(xié)議，以此可以更高效、經(jīng)濟(jì)的兼容其他控制系統(tǒng)，更好的服務(wù)城市管理。

工程建設(shè)方應(yīng)采用新技術(shù)、新控制手段進(jìn)行建筑照明控制，不僅可以對夜景照明工程進(jìn)行高效的管理，也可以通過設(shè)置合理的燈光場景實(shí)現(xiàn)照明的節(jié)能。

[1] 徐東輝.遠(yuǎn)程路燈監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].遼東學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2017,24(2):113-119.

[2] 杜常州.淺析城市夜景照明系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)與控制管理[J].裝飾裝修天地,2017(9):122.

[3] 林志鵬.淺談建筑電氣節(jié)能措施中的智能照明控制[J].四川建材,2017,43(6):226-227.

Integratedcontrolandmanagementofurbannightviewlighting

LiuXiweiWuYafeng

(NanjingJingzeLightingTechnologyCo.,Ltd,Nanjing211113,China)

Abstarct: Through the analysis of urban nightview lighting management, this paper discusses the lighting control method and puts forward the compatibility method between different systems, it has achieved the unified and coordinated effect of nightview lighting project, solved the problem of centralized management of urban nightview lighting project.

nightview lighting, integrated control, urban lighting management, smart lighting

1009-6825(2017)35-0139-02

2017-10-08

劉希偉(1986- )，男，助理工程師； 吳亞峰(1990- )，男

TM923

A