城市綜合管廊的智能照明控制系統研究

文/范宇剛 山東省建筑設計研究院 山東濟南 250001

市政基礎設施建設是城市建設中的一項重要內容，而近年來，隨著經濟的發展與科技的進步，出現了一種新型市政基礎設施建設措施——城市綜合管廊。與傳統管線敷設方式相比，城市綜合管廊實現了市政、電力、燃氣、給排水及通信等各種管線的集成化，這大大促進了集約型現代化城市發展目標的實現。而在城市綜合管廊的照明系統中，照明控制是一項關鍵性問題，以下就聯系實際來淺要介紹一下城市綜合管廊的智能照明控制系統，僅供參考。

1、城市綜合管廊的照明系統現狀

就我國城市綜合管廊的照明系統現狀來看，其尚缺乏比較完善的智能照明控制系統。在照明系統中，照明控制是一項關鍵性問題，只有擁有完善的智能照明控制系統，才能夠切實做到“按需照明”。但在現實中，“按需照明”仍然很難實現，就是因為目前在很多城市綜合管廊的照明系統中，仍然在應用傳統照明控制模式，即手動控制，其很容易出現人為漏關燈的情況，并且還非常費電，不利于延長照明燈具的使用壽命。所以，當務之急就是要設置較完善的智能照明控制系統，以保證城市“生命線”的長期穩定運行。

2、智能照明控制系統簡介

智能照明控制系統是一種先進的照明控制模式，其主要原理是利用現代計算機技術、自動控制技術、通訊技術以及照明調光技術等，實現對照明線路當中光源的智能化控制。智能照明控制系統與傳統照明控制模式相比，在各方面都更具優越性，具體包括：①智能照明控制系統的控制調節方式更加靈活；②智能照明控制系統能夠根據不同功能區域的實際需要增設不同的傳感器，以實現對不同場景的控制；③智能照明控制系統可以有效防止人為漏關燈的情況，從而節能省電，并延長照明燈具的使用壽命；④智能照明控制系統可以實現自動調光，從而給人們營造出一個更為舒適的照明環境；⑤智能照明控制系統能夠實現自動化管理，從而大大降低管理成本。

3、城市綜合管廊的智能照明控制系統設計

3.1 智能照明控制系統的組成

智能照明控制系統主要是由三級組成，即：

①現場檢測級：其中又包括控制面板、傳感器及定時器等部分，主要作用是接收網絡信號和控制相應回路的輸出；

②中央處理級：其中又包括智能照明主機、智能控制模塊、通信網絡、調光模塊、網關及應用軟件等部分；

③現場控制級。

3.2 智能照明控制系統的整體設計思路

在城市綜合管廊中，智能照明控制系統的設計是以防火分區為一個控制區域，其中包括了多個功能區域，如人員出入口、通風口、投料口、消防泵房、變電所等，所以需要針對不同的功能區域而確定其具體的光照條件。

一般情況下，在人員出入口和投料口中都設有天窗，所以可以利用自然光來實現照度控制優化，采用光線感應和人體感應進行雙重控制，當人員進入區域時自動開燈、離開區域時自動關燈，照度可根據自然光的照度進行靈活調整，同時現場還具備手動開關，可隨時與智能控制進行相互切換，上位機則實時顯示現場的照度值，并聯動監控系統，當出現安防報警時可以自動開啟燈光。

在通風口、消防泵房及變電所中，可結合巡檢計劃而采用人體感應與定時控制的控制方式，當有巡檢任務時自動開燈、巡檢結束后自動關燈，現場同時具備手動開關，可隨時與智能控制進行相互切換，并聯動監控系統，當出現安防報警時可以自動開啟燈光。

在管廊標準段中，也可結合巡檢計劃而采用人體感應與定時控制的控制方式，其設計思路與通風口、消防泵房及變電所的設計思路相似。

3.3 現場檢測系統設計

由于城市綜合管廊是位于城市的地下，其中大部分區域都無日照，難以采用照度控制，并且管廊的主體結構較為狹長，也不宜采用普通的紅外感應器進行探測，所以需要設計符合實際情況的探測系統。在人員出入口和投料口中都設有天窗，可在白天接收日光照射，因此可采用人體感應器和照度傳感器相結合的方式，當人員進入區域時主控系統自動打開照明設備，同時根據現場照度值自動調節設備亮度，而當人員離開區域時則自動熄滅照明設備。在通風口、消防泵房及變電所中，為了滿足其檢修需要，應當適當提高區域照度，因此可采用人體感應與定時控制的控制方式，在區域內設置人體感應器。在管廊標準段中，則可設置人體定位系統，利用探測范圍廣、可無線傳輸的Zig Bee探測器作為感應裝置。

3.4 照明分區及回路設計

根據防火分區來劃分一級照明分區，在每個分區內都設置獨立的照明配電箱一個；每個一級照明分區還需進一步細分為若干個二級照明分區，每個管廊關鍵節點都可作為一個二級照明分區，但管廊標準段除外。由于Zig Bee探測器的探測范圍為50m，所以可將50m范圍作為一個二級照明分區。在相應區域內的配電箱中安設智能控制模塊，并采用220 V電源供電。

3.5 照明控制方式

智能照明控制系統的照明控制方式主要有四種：

①PWM控制：該控制的原理是利用占空比調節輸出電流來控制照明燈具的亮度，優點是安裝簡單、價格低廉，缺點是只能回路調光而無法單燈調光；

②DALI總線控制：該控制每個照明燈具都有單獨對應的DALI電源，各自進行單燈調光控制和參數反饋，優點是協議公開、技術成熟，缺點是通信速度慢，不適合大規模應用；

③RS-485總線控制：該控制每個照明燈具都有單獨的驅動電源和地址編碼，各自進行單燈調光控制和參數反饋，優點是接口豐富、通信速率高、價格低廉，缺點是工程量大；

④無線控制：該控制的原理是利用無線射頻進行數字信號傳遞，優點是工程量小，缺點是不適合在長管廊中應用。

結語：

綜上所述，通過應用城市綜合管廊，可以確保城市基礎設施的正常穩定運行，以進一步加快城市發展速度。目前在我國部分城市的綜合管廊建設中，已經開始運用了先進的智能照明控制系統，智能照明控制系統可以實現靈活控制、自動調光、節省能源、自動化管理等功能，值得大力推廣。