景觀智能照明系統(tǒng)在示范河湖建設(shè)中應(yīng)用

（中水三立數(shù)據(jù)技術(shù)股份有限公司 合肥 230000）

1 概述

近年來(lái)國(guó)家、部委及相關(guān)河湖管理單位針對(duì)河湖生態(tài)環(huán)境出臺(tái)了一系列政策，對(duì)河湖生態(tài)環(huán)境及景觀提出更高的要求。2016年底，中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于全面推行河長(zhǎng)制的意見(jiàn)》，明確提出在2018年底全面建立河長(zhǎng)制；2019年水利部辦公廳《關(guān)于開(kāi)展示范河湖建設(shè)的通知》，提出通過(guò)實(shí)施系統(tǒng)治理和綜合治理，建設(shè)一批“河暢、水清、岸綠、景美、人和”的示范河湖，成為讓人民群眾滿意的幸福河。本文結(jié)合河湖治理中示范河湖的要求，對(duì)河湖景觀中涉及的照明系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)及優(yōu)化，采用先進(jìn)的景觀智能照明系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)河湖景觀照明及沿河道路及公園照明集成到示范河湖一體化平臺(tái)上，借助手機(jī)、電腦、平板等智能終端，實(shí)現(xiàn)景觀照明遠(yuǎn)程自動(dòng)化監(jiān)控，滿足示范河湖景觀要求的提前下，實(shí)現(xiàn)降低了人工巡檢的頻率，提高了河湖及沿河道路景觀照明的管理效率。

2 設(shè)計(jì)原則

2.1 標(biāo)準(zhǔn)化

標(biāo)準(zhǔn)化是系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)，也是與其他系統(tǒng)兼容和進(jìn)一步擴(kuò)充的根本保證。設(shè)計(jì)遵循國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理要求執(zhí)行，確保流程的高效性和操作的標(biāo)準(zhǔn)化。

2.2 實(shí)用性

實(shí)用性是系統(tǒng)是否成功，最基本的要求，設(shè)計(jì)要盡可能簡(jiǎn)潔實(shí)用，易于操作，便于維護(hù)，保證具有較強(qiáng)的可用性。

2.3 可靠性

系統(tǒng)設(shè)計(jì)要充分考慮信息采集、自動(dòng)控制、功能應(yīng)用等環(huán)節(jié)，并采用先進(jìn)和成熟的技術(shù)將之有效集成，確保系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

2.4 先進(jìn)性

系統(tǒng)設(shè)計(jì)在技術(shù)選型上應(yīng)選用當(dāng)前業(yè)界領(lǐng)先的、成熟的和主流的產(chǎn)品，既要著眼于當(dāng)前的需求，還要面向未來(lái)的發(fā)展。

2.5 經(jīng)濟(jì)性

系統(tǒng)設(shè)計(jì)要充分考慮現(xiàn)有的資源，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步整合、完善和提高，避免重復(fù)建設(shè)。同時(shí)，要充分考慮項(xiàng)目建成后的管理維護(hù)條件，便于管理維護(hù)，降低管理成本。

3 設(shè)計(jì)原理

智能照明控制系統(tǒng)是以電磁調(diào)壓及電子感應(yīng)技術(shù)為主的控制系統(tǒng)，對(duì)供電進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與跟蹤，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)現(xiàn)對(duì)照明設(shè)備的遠(yuǎn)程智能化控制，對(duì)照明系統(tǒng)工作過(guò)程中的各種可能故障、損耗等進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，改善電路中的負(fù)荷損耗，提供舒適的照明強(qiáng)度。

在智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要將其設(shè)計(jì)為一個(gè)總線型的、分布式的高度智能的自動(dòng)控制系統(tǒng)。通過(guò)軟件設(shè)定功能來(lái)控制每個(gè)單元電路，并控制該單元電路的回路負(fù)載。采用群組地址的方式建立起輸入輸出之間的多種對(duì)應(yīng)或映射關(guān)系，當(dāng)輸入產(chǎn)生變化時(shí)，軟件將會(huì)對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行判斷，從而實(shí)現(xiàn)回路輸出的自動(dòng)化控制。

控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)電路的電壓和電流幅度，改善照明電路中不平衡負(fù)荷所帶來(lái)的額外功耗，提高功率因數(shù)，降低燈具和線路的工作溫度，根據(jù)環(huán)境變化、用戶預(yù)定需求等條件自動(dòng)采集照明系統(tǒng)中的各種信息，并對(duì)所采集的信息進(jìn)行相應(yīng)的邏輯分析、推理、判斷，對(duì)分析結(jié)果按要求的形式存儲(chǔ)、顯示、傳輸，進(jìn)行相應(yīng)的工作狀態(tài)信息反饋控制。

照明設(shè)備采用智能化控制后，擴(kuò)展了多種控制方法，具備燈光亮度調(diào)節(jié)、定時(shí)控制、場(chǎng)景設(shè)置、燈光軟啟動(dòng)等功能。

4 總體設(shè)計(jì)

智能照明控制系統(tǒng)的基本組成包括: 感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，其中涉及到集中管理器、主干線及信息接口；模塊(調(diào)光、輸入、開(kāi)關(guān)、時(shí)間) 、控制面板、液晶顯示屏、傳感器、PC 接口、編程器、計(jì)算機(jī)等。

4.1 感知層

主要是結(jié)合場(chǎng)景控制方式、群組組合控制方式、定時(shí)控制方式、天文時(shí)鐘控制方式、光感探頭控制方式、就地控制方式、遠(yuǎn)程控制方式、圖示化監(jiān)控控制方式等控制方式的選擇，選取需要采集的信息，布設(shè)相應(yīng)的傳感器。

4.2 網(wǎng)絡(luò)層

主要是支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸，目前可選的傳輸方式包括：光纖數(shù)據(jù)傳輸方式、電力載波數(shù)據(jù)傳輸方式、無(wú)線射頻數(shù)據(jù)傳輸方式和雙絞線數(shù)據(jù)傳輸方式。

4.3 應(yīng)用層

主要是借助手機(jī)、電腦、平板等智能終端，在滿足景觀照明的需求基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)供電的實(shí)時(shí)監(jiān)控與跟蹤，對(duì)供電可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行診斷分析及自調(diào)節(jié)。

5 系統(tǒng)功能

5.1 系統(tǒng)功能

景觀照明控制支持“四遙”功能：遙測(cè)，即遠(yuǎn)程采集回路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)等信息；遙控，即遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場(chǎng)燈具的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，包括手動(dòng)開(kāi)關(guān)、模式開(kāi)關(guān)和預(yù)約開(kāi)關(guān)；遙信，即遠(yuǎn)程傳輸設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，故障數(shù)據(jù)、提醒數(shù)據(jù)、預(yù)警數(shù)據(jù)等信息；遙調(diào)，即遠(yuǎn)程對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行調(diào)整、設(shè)置。依據(jù)示范河湖建設(shè)指標(biāo)要求，結(jié)合河湖景觀和沿河河道景觀實(shí)際情況，景觀智能照明控制系統(tǒng)使用電腦、手機(jī)、平板等智能終端對(duì)河湖景觀照明、沿河道路及公園景觀照明等控制器的工作狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

（1）場(chǎng)景控制：用戶可根據(jù)需要預(yù)設(shè)多種燈光場(chǎng)景，例如平時(shí)模式、假日模式和重大節(jié)日模式等。重大節(jié)日模式可以開(kāi)啟園區(qū)內(nèi)所有的景觀亮化以增添氣氛，而平時(shí)模式則可以僅開(kāi)啟少量的景觀燈和路燈以減少能耗。

（2）時(shí)間方案控制：支持日期時(shí)間方案、經(jīng)緯度時(shí)間方案和周時(shí)間方案三種時(shí)間方案，每種時(shí)間方案都配有自定義的場(chǎng)景模式。用戶可預(yù)設(shè)開(kāi)關(guān)燈時(shí)間，也可以按照當(dāng)?shù)氐娜粘鋈章鋾r(shí)間執(zhí)行開(kāi)關(guān)燈。

（3）分區(qū)分組控制：可按路段或區(qū)域?qū)刂破髟O(shè)備進(jìn)行分組，對(duì)不同的路段或區(qū)域進(jìn)行獨(dú)立控制。

（4）電子地圖管理：在電子地理地圖上對(duì)終端設(shè)備進(jìn)行添加、刪除、修改、參數(shù)設(shè)置和開(kāi)關(guān)燈操作。

（5）故障報(bào)警：包括白天亮燈、晚上熄燈、設(shè)備掉電、接觸器故障等異常報(bào)警。故障發(fā)生時(shí)，主動(dòng)向公園管理人員發(fā)送報(bào)警信息。

（6）高級(jí)存儲(chǔ)功能：方案中的景觀照明控制器內(nèi)置程序、時(shí)鐘、時(shí)間表、場(chǎng)景模式、歷史記錄、報(bào)警等高級(jí)存儲(chǔ)功能。

（7）遠(yuǎn)程抄表和設(shè)備拓展功能：方案中的景觀照明控制器提供RS485 通信接口和RS232 通信接口，支持規(guī)約電表抄表和外接其他通訊模塊。

（8）分級(jí)用戶管理權(quán)限：公園景觀照明控制系統(tǒng)為不同用戶提供獨(dú)立的用戶管理界面，區(qū)別管理權(quán)限。

5.2 系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

景觀智能照明控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)對(duì)比分析，存在的優(yōu)勢(shì)如下：

（1）使用手機(jī)、電腦、平板等智能終端實(shí)現(xiàn)無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控，無(wú)控制距離限制，能夠隨時(shí)調(diào)整景觀照明的開(kāi)關(guān)時(shí)間。

（2）一旦現(xiàn)場(chǎng)照明發(fā)生故障，系統(tǒng)將準(zhǔn)確定位，自動(dòng)報(bào)警，管理人員借助智能終端遠(yuǎn)程排查。健全的故障報(bào)警功能和遠(yuǎn)程維護(hù)手段省去了人力巡檢工作，減輕了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了維護(hù)成本。

（3）景觀照明控制系統(tǒng)納入到統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺(tái)上集中管理，即示范河湖景觀照明智能控制系統(tǒng)、沿河智能路燈控制系統(tǒng)和公園智能照明控制系統(tǒng)三系統(tǒng)合一，提高管理效率，輕松實(shí)現(xiàn)不同功能照明的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

（4）景觀照明控制器本身具備多種高級(jí)存儲(chǔ)功能，即使網(wǎng)絡(luò)通訊中斷，也不會(huì)影響開(kāi)關(guān)燈；即使設(shè)備斷電，數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失。

（5）系統(tǒng)設(shè)備均為高度集成的模塊化設(shè)計(jì)，設(shè)備體積更小，故障率更低，性能更穩(wěn)定，常年無(wú)故障率達(dá)到10 萬(wàn)小時(shí)。

（6）人性化的人機(jī)界面支持GIS 電子地圖顯示，實(shí)現(xiàn)可視化管理，讓公園景觀照明管理更加簡(jiǎn)單，普通工作人員即使不經(jīng)過(guò)培訓(xùn)也能輕松操作。

（7）用戶可借助智能終端通過(guò)合理設(shè)置設(shè)備分組、時(shí)間方案、控制模式，在不需要照明的時(shí)候自動(dòng)關(guān)閉相關(guān)照明，避免不必要的能源浪費(fèi)。

（8）景觀照明控制方案采用無(wú)線通信技術(shù)，無(wú)需布線，安裝簡(jiǎn)單，縮減了施工工期和成本，同時(shí)很好地適應(yīng)了公園景觀照明改造項(xiàng)目。

6 結(jié)論

景觀智能照明控制系統(tǒng)在示范河湖的應(yīng)用，可以在滿足示范河湖基礎(chǔ)照明的同時(shí)實(shí)現(xiàn)示范河湖景美人和的要求；解決傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)的設(shè)備控制策略簡(jiǎn)單、操作復(fù)雜、越來(lái)越不能適應(yīng)日益進(jìn)步的照明設(shè)計(jì)理念和管理方式的要求；解決示范河湖景觀照明范圍較大、分布散亂、人工巡檢誤判率和漏判率高、難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)照明故障等問(wèn)題■