智慧照明及亮化工程控制系統的研究

林國柱

摘要：照明及亮化工程是城市基礎設施建設工作中重要的一環，既能為居民日常生活提供切實的便利，也是城市現代化發展的一項標志。在傳統的城市照明管理工作中，主要是對原有的路燈及景觀燈進行維護管理，遇到損壞的燈具則進行更換。但是城市照明燈具的分布十分廣泛且數量巨大，僅依靠人工管理和市民監督無法有效落實，也會產生一些維修不及時等產生的安全問題。發展智慧型的城市照明系統可以有效解決過去管理中遇到的問題，為城市照明和居民出行帶來極大的便利。

關鍵詞：智慧照明;亮化工程;控制

引言

智慧照明控制系統是集智能設備、物聯網及數據庫等綜合的構成，可以實現信息資源的整合，在大數據的分析指導下進行決策，向管理者提供科學的指導，從而提高城市管理的效率，為城市發展規劃提供依據。目前全國大多數城市都進入了數字管理時代，其中就包括智慧照明及亮化工程控制系統。智慧照明及亮化工程控制系統是智慧城市中的重要組成部分，該系統需要將管理理念與工作智能進行融合，最大限度的發揮智能設備的作用。

1智慧照明系統框架

智慧照明控制管理系統由很多部分組成，主要是網絡傳輸、數據通訊、信號采集、分析計算等系統。智慧照明系統可以高效的監控所在區域內照明設備的使用情況，對照明系統進行科學的分析，然后將相關的數據及分析結果提供給管理者，幫助管理者進行決策，保障照明設備的穩定運行。采用集中控制的監控方式可以提升燈具控制的實時性，還可以依據環境、氣候及節假日安排等需求進行調整，可以控制每個燈的開關，這種控制方式可以實時的調整照明系統的亮度，又能節約電能的消耗。系統采用三層架構：應用層、通訊層和執行層。應用層：即系統監控中心。運用計算機系統構建數據庫、數據處理、控制和WEB服務。中心通過光纖以及4G網絡，可以實現對前段設備的控制，監控中心可以實時將現場情況及數據進行顯示，以方便管理者的決策，用戶還可以通過網絡進行遠程控制與操作。通訊層：通訊層是由無線網絡和光纖構成的，實現應用層與前段設備的數據傳輸。執行層：照明前端系統是由單個照明控制、集中控制器和擴展設備構成，實現對路燈故障查詢、數據采集及控制。智能照明控制管理系統具有以下特征：①網關是開放的，網關集成開放無線通訊協議，可以將停車感應、環境監測等設備進行整體集成，還能內置裝置，用以靈活加載照明策略。②平臺是開放的，第三方傳感器可以將開放通信模塊進行集成，使不同廠家生產的設備進行交互。③開放控制，SDN架構，有助于客戶依據自身實際需求研發照明控制應用。

2智慧照明及亮化工程控制系統

完整的智慧照明及亮化工程控制系統，包括信息平臺、設備監控系統、安全監控系統、數據分析系統、照明策略管理系統、設施管理系統和單燈監控系統等各個子系統。

2.1信息平臺

信息平臺由統一認證系統、授權系統、服務注冊系統、集成管理系統、任務管理系統、任務調度系統、安全網關系統、命令分析與發送系統、數據庫系統、二維空間信息管理系統、三維空間信息系統等子系統組成。統一認證系統、授權系統由用戶管理模塊、配置管理模塊、角色管理模塊、權限管理模塊、資源劃分模塊等模塊組成。命令分析與發送系統負責處理、分析照明監控系統采集來的信息，并將管理者的控制命令細化、分解，向各個照明燈控制裝置進行傳達。數據庫系統負責采集、存儲城市空間信息數據，以及智慧照明及亮化工程系統運轉的全部數據。信息平臺詳細采集城市二維空間與三維空間信息數據、照明燈專業數據、照明燈動態監測數據，并對這些數據進行存儲、分析、運算、交互，向管理者提供智慧照明及亮化工程的二維GIS平面地圖與三維GIS立體地圖、照明燈信息查詢服務、照明燈數據分析服務，以便管理者對智慧照明及亮化工程進行科學、合理的控制。

2.2設備監控系統

設備監控系統通過物聯網技術，結合城市二維空間信息與三維空間信息、照明燈基礎信息，采用傳感器、電氣自動化技術、遠程控制技術，對智慧照明及亮化工程的每一盞照明燈的電流、電壓、光度、照明時間等參數進行實時監測，并對輸電線路、電氣設備的有功功率、無功功率、頻率、功率因數、電流、電壓、溫度等參數進行實時監測。監控系統必須具備自動報警功能，一旦發現照明燈系統中出現故障，立即鎖定故障點，并自動將故障信息上報信息平臺，從而確保整個智慧照明及亮化工程的整體照明不受影響。

2.3安全監控系統

安全監控系統與視頻監控鏡頭連接，并與設備監控系統共享各盞照明燈上的傳感器。通過安全監控系統對各盞照明燈進行視頻監控與數據監控，發現有企圖盜竊線纜、照明燈，便迅速報警采集措施予以制止，保護智慧照明及亮化工程的安全性;發現照明燈、線纜附近出現積水，便迅速調動維護人員進行排水作業。安全監控系統還必須具備漏電保護系統，對漏電進行自動化安全保護。

2.4數據分析系統

數據分析系統通過大數據技術、云計算技術、人工智能技術，對設備監控系統采集來的數據進行高速掃描、分析、處理，管理者通過數據分析系統了解、掌握智慧照明及亮化工程的照明規律。

2.5照明策略管理系統

照明策略管理系統具有自我學習功能、高速尋找最優方案功能、聯想存儲功能等多種功能。照明策略管理系統根據智慧照明及亮化工程所在城市的日照時間、城市規模、城市夜間出行市民數量、城市居民夜生活模式、城市商貿服務業夜間營業時間，制定出最佳照明方案，分時段、分區域、分亮度點燈。

3智慧照明系統的未來發展方向

目前，依據智慧城市規劃來說，智慧照明控制管理系統還存在一定的不足，例如：未接入城市大數據、前段信息采集不完全等，未來針對存在的不足需要進行研究，使智慧照明系統更加快速的發展。未來可以主要針對以下方面進行發展：①信息采集方向。除了現有城市照明監控系統中的信息，還應加入網絡信息、各種智能終端等。②數據庫的應用。多維度數據可以記錄運行數據，通過維修或材料進行去向跟蹤。③對數據信息進行分析。目前數據及信息分析主要依靠管理的判斷，這種方式的準確性較低，容易受到管理者經驗的影響。依據數據庫建立結合經驗進行設定，最終讓系統能夠自動判定。④完善系統的信息I/O端。開發過程中要預留上級智慧系統的接入和互動端口，盡可能避免智慧系統出現不兼容的問題，充分的發揮將各專業系統的作用。⑤引入智能執行終端。引入節能控制或單燈控制裝置，使智慧系統可以自主判斷，從而優化照明環境和節能。

結束語

智慧照明及亮化工程控制系統不僅可以實現路燈及景觀燈的照明功能，還可以實現遙感監控和定位管理，使城市基礎設施建設和規劃更具科學性。智慧照明系統的發展為指揮城市建設有非凡的意義，智慧城市的理念伴隨著社會和科技的進步已經逐漸滲透到人們的日常生活之中，如何緊跟時代發展的腳步，打造更具特點的現代化都市值得引起相關管理建設部門的思考。

參考文獻：

[1]郭菲，顧祎芬.智慧城市公共照明的人本設計方法及應用策略[J].照明工程學報，2018，29（06）：129-133.

[2]馬永泉.智慧照明在未來市場發展的策略研究[J].智能城市，2018，4（23）：45-46.

[3]朱志明. 面向智能照明轉變的產品組合管理[D].廣東外語外貿大學，2018.

[4]杜琳.智慧交通中智慧照明技術探析[J].中國交通信息化，2018（11）：139-140+143.

[5]郭苓苓，張耀.智慧照明理念下的商業廣場景觀照明問題研究[J].大眾文藝，2018（20）：77-78.