城市綜合管廊的智能照明控制系統(tǒng)研究

文/范宇剛 山東省建筑設(shè)計(jì)研究院 山東濟(jì)南 250001

市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是城市建設(shè)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，而近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與科技的進(jìn)步，出現(xiàn)了一種新型市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)措施——城市綜合管廊。與傳統(tǒng)管線敷設(shè)方式相比，城市綜合管廊實(shí)現(xiàn)了市政、電力、燃?xì)狻⒔o排水及通信等各種管線的集成化，這大大促進(jìn)了集約型現(xiàn)代化城市發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。而在城市綜合管廊的照明系統(tǒng)中，照明控制是一項(xiàng)關(guān)鍵性問題，以下就聯(lián)系實(shí)際來淺要介紹一下城市綜合管廊的智能照明控制系統(tǒng)，僅供參考。

1、城市綜合管廊的照明系統(tǒng)現(xiàn)狀

就我國城市綜合管廊的照明系統(tǒng)現(xiàn)狀來看，其尚缺乏比較完善的智能照明控制系統(tǒng)。在照明系統(tǒng)中，照明控制是一項(xiàng)關(guān)鍵性問題，只有擁有完善的智能照明控制系統(tǒng)，才能夠切實(shí)做到“按需照明”。但在現(xiàn)實(shí)中，“按需照明”仍然很難實(shí)現(xiàn)，就是因?yàn)槟壳霸诤芏喑鞘芯C合管廊的照明系統(tǒng)中，仍然在應(yīng)用傳統(tǒng)照明控制模式，即手動(dòng)控制，其很容易出現(xiàn)人為漏關(guān)燈的情況，并且還非常費(fèi)電，不利于延長照明燈具的使用壽命。所以，當(dāng)務(wù)之急就是要設(shè)置較完善的智能照明控制系統(tǒng)，以保證城市“生命線”的長期穩(wěn)定運(yùn)行。

2、智能照明控制系統(tǒng)簡介

智能照明控制系統(tǒng)是一種先進(jìn)的照明控制模式，其主要原理是利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通訊技術(shù)以及照明調(diào)光技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)對照明線路當(dāng)中光源的智能化控制。智能照明控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)照明控制模式相比，在各方面都更具優(yōu)越性，具體包括：①智能照明控制系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)方式更加靈活；②智能照明控制系統(tǒng)能夠根據(jù)不同功能區(qū)域的實(shí)際需要增設(shè)不同的傳感器，以實(shí)現(xiàn)對不同場景的控制；③智能照明控制系統(tǒng)可以有效防止人為漏關(guān)燈的情況，從而節(jié)能省電，并延長照明燈具的使用壽命；④智能照明控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)光，從而給人們營造出一個(gè)更為舒適的照明環(huán)境；⑤智能照明控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)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(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 智能照明控制系統(tǒng)的組成

智能照明控制系統(tǒng)主要是由三級組成，即：

①現(xiàn)場檢測級：其中又包括控制面板、傳感器及定時(shí)器等部分，主要作用是接收網(wǎng)絡(luò)信號和控制相應(yīng)回路的輸出；

②中央處理級：其中又包括智能照明主機(jī)、智能控制模塊、通信網(wǎng)絡(luò)、調(diào)光模塊、網(wǎng)關(guān)及應(yīng)用軟件等部分；

③現(xiàn)場控制級。

3.2 智能照明控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)思路

在城市綜合管廊中，智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是以防火分區(qū)為一個(gè)控制區(qū)域，其中包括了多個(gè)功能區(qū)域，如人員出入口、通風(fēng)口、投料口、消防泵房、變電所等，所以需要針對不同的功能區(qū)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(shè)有天窗，所以可以利用自然光來實(shí)現(xiàn)照度控制優(yōu)化，采用光線感應(yīng)和人體感應(yīng)進(jìn)行雙重控制，當(dāng)人員進(jìn)入?yún)^(qū)域時(shí)自動(dòng)開燈、離開區(qū)域時(shí)自動(dòng)關(guān)燈，照度可根據(jù)自然光的照度進(jìn)行靈活調(diào)整，同時(shí)現(xiàn)場還具備手動(dòng)開關(guān)，可隨時(shí)與智能控制進(jìn)行相互切換，上位機(jī)則實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場的照度值，并聯(lián)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，當(dāng)出現(xiàn)安防報(bào)警時(shí)可以自動(dòng)開啟燈光。

在通風(fēng)口、消防泵房及變電所中，可結(jié)合巡檢計(jì)劃而采用人體感應(yīng)與定時(shí)控制的控制方式，當(dāng)有巡檢任務(wù)時(shí)自動(dòng)開燈、巡檢結(jié)束后自動(dòng)關(guān)燈，現(xiàn)場同時(shí)具備手動(dòng)開關(guān)，可隨時(shí)與智能控制進(jìn)行相互切換，并聯(lián)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，當(dāng)出現(xiàn)安防報(bào)警時(shí)可以自動(dòng)開啟燈光。

在管廊標(biāo)準(zhǔn)段中，也可結(jié)合巡檢計(jì)劃而采用人體感應(yīng)與定時(shí)控制的控制方式，其設(shè)計(jì)思路與通風(fēng)口、消防泵房及變電所的設(shè)計(jì)思路相似。

3.3 現(xiàn)場檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由于城市綜合管廊是位于城市的地下，其中大部分區(qū)域都無日照，難以采用照度控制，并且管廊的主體結(jié)構(gòu)較為狹長，也不宜采用普通的紅外感應(yīng)器進(jìn)行探測，所以需要設(shè)計(jì)符合實(shí)際情況的探測系統(tǒng)。在人員出入口和投料口中都設(shè)有天窗，可在白天接收日光照射，因此可采用人體感應(yīng)器和照度傳感器相結(jié)合的方式，當(dāng)人員進(jìn)入?yún)^(qū)域時(shí)主控系統(tǒng)自動(dòng)打開照明設(shè)備，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場照度值自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備亮度，而當(dāng)人員離開區(qū)域時(shí)則自動(dòng)熄滅照明設(shè)備。在通風(fēng)口、消防泵房及變電所中，為了滿足其檢修需要，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)提高區(qū)域照度，因此可采用人體感應(yīng)與定時(shí)控制的控制方式，在區(qū)域內(nèi)設(shè)置人體感應(yīng)器。在管廊標(biāo)準(zhǔn)段中，則可設(shè)置人體定位系統(tǒng)，利用探測范圍廣、可無線傳輸?shù)腪ig Bee探測器作為感應(yīng)裝置。

3.4 照明分區(qū)及回路設(shè)計(jì)

根據(jù)防火分區(qū)來劃分一級照明分區(qū)，在每個(gè)分區(qū)內(nèi)都設(shè)置獨(dú)立的照明配電箱一個(gè)；每個(gè)一級照明分區(qū)還需進(jìn)一步細(xì)分為若干個(gè)二級照明分區(qū)，每個(gè)管廊關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)都可作為一個(gè)二級照明分區(qū)，但管廊標(biāo)準(zhǔn)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(gè)二級照明分區(qū)。在相應(yīng)區(qū)域內(nèi)的配電箱中安設(shè)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(tǒng)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(diào)節(jié)輸出電流來控制照明燈具的亮度，優(yōu)點(diǎn)是安裝簡單、價(jià)格低廉，缺點(diǎn)是只能回路調(diào)光而無法單燈調(diào)光；

②DALI總線控制：該控制每個(gè)照明燈具都有單獨(dú)對應(yīng)的DALI電源，各自進(jìn)行單燈調(diào)光控制和參數(shù)反饋，優(yōu)點(diǎn)是協(xié)議公開、技術(shù)成熟，缺點(diǎn)是通信速度慢，不適合大規(guī)模應(yīng)用；

③RS-485總線控制：該控制每個(gè)照明燈具都有單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)電源和地址編碼，各自進(jìn)行單燈調(diào)光控制和參數(shù)反饋，優(yōu)點(diǎn)是接口豐富、通信速率高、價(jià)格低廉，缺點(diǎn)是工程量大；

④無線控制：該控制的原理是利用無線射頻進(jìn)行數(shù)字信號傳遞，優(yōu)點(diǎn)是工程量小，缺點(diǎn)是不適合在長管廊中應(yīng)用。

結(jié)語：

綜上所述，通過應(yīng)用城市綜合管廊，可以確保城市基礎(chǔ)設(shè)施的正常穩(wěn)定運(yùn)行，以進(jìn)一步加快城市發(fā)展速度。目前在我國部分城市的綜合管廊建設(shè)中，已經(jīng)開始運(yùn)用了先進(jìn)的智能照明控制系統(tǒng)，智能照明控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)靈活控制、自動(dòng)調(diào)光、節(jié)省能源、自動(dòng)化管理等功能，值得大力推廣。