智能照明控制系統(tǒng)在城市夜景照明中的應用

［摘 要］智能照明控制系統(tǒng)在城市工程建設中廣泛應用，其不僅可以實現對電力資源的合理利用，而且可起到美化城市景觀、烘托城市夜景藝術氛圍的作用，給人們帶來了更多的視覺體驗。文章分析了智能照明控制系統(tǒng)在城市夜景照明中的應用，并結合具體案例對城市夜景智能化照明控制系統(tǒng)設計與具體應用進行了探討，以為后期城市夜景照明的集中統(tǒng)一管理提供更多的參考依據。

［關鍵詞］智能照明控制系統(tǒng)；城市夜景照明；設計與具體應用

［中圖分類號］TP368.1 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）04–0015–03

城市化建設進程速度的加快提高了城市居民的生活水平，負責城市形象管理的部門也開始加強對城市基礎建設和形象打造的重視，希望能夠為居民創(chuàng)造良好的生活環(huán)境。城市夜景照明作為城市景觀的重要組成部分，不僅能夠塑造良好的城市形象，還能增強城市的美觀度，提高城市的知名度，在推動城市現代化建設方面起到了非常重要的作用。但部分城市建筑環(huán)境在其燈光照明設計方面缺乏相應的創(chuàng)新意識，對于燈光照明的認知還停留在其自身所具有的照明功能和使用形式上，對于燈光照明的作用缺少更為深入的理解，設計手法單一，缺乏整體性，缺少照明建筑化設計策略等，導致城市建筑文化特色無法得到充分展現。同時，城市建筑夜景照明還面臨著能源消耗大、整體管理難度高、燈光照明時間不統(tǒng)一或對燈光亮度的要求不統(tǒng)一等。此外，部分城市的夜景照明系統(tǒng)并未實現統(tǒng)一控制，各個控制點都需要進行單獨管理，再加上控制點較為分散，也增加了管理工作的難度。因此，相關部門需從宏觀角度積極運用智能化系統(tǒng)，對城市夜景照明工程進行統(tǒng)一設計和管理，充分體現照明系統(tǒng)在城市形象塑造方面的價值。

1 智能照明控制系統(tǒng)概述

智能照明控制系統(tǒng)運行階段，主要是依靠電磁調壓和高新電子技術對該系統(tǒng)的運行狀況進行監(jiān)測和跟蹤。通過智能化的管理手段控制監(jiān)測照明系統(tǒng)的電流和電壓，減少電荷不穩(wěn)定造成的運行故障和功率損耗。另外，應用智能化技術對照明系統(tǒng)進行監(jiān)控，能避免照明系統(tǒng)的線路運行溫度過高，為城市照明系統(tǒng)的優(yōu)化提供便利條件。

智能照明控制系統(tǒng)主要由遠程通信、現場控制及主控系統(tǒng)共同組成。遠程通信借助移動通信和以太網實現，并搭載無線通信設備，只需利用數據通信線路就能將這些設備連接在一起，既能保證主控系統(tǒng)與各個控制系統(tǒng)連接的穩(wěn)定性，又能將現場采集的數據和信息向數控系統(tǒng)進行反饋，主控系統(tǒng)還可以直接向各個控制單元發(fā)送指令。現場控制系統(tǒng)主要包括傳感器、指令譯碼器、操作控制器等設備，其功能在于對現場的檢測信號進行收集，然后在根據存取指令、分析指令及執(zhí)行指令進行操作，通過現場控制單元可對照明設備的運行狀態(tài)進行管理。智能照明系統(tǒng)中的主控系統(tǒng)可實現對照明系統(tǒng)的統(tǒng)一管理，不僅能夠全面覆蓋城市的照明范圍，也能對照明系統(tǒng)中的各項設備實現統(tǒng)一管理，從而提高夜景照明系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

智能照明控制系統(tǒng)由多個模塊共同組成，具體組成如圖1 所示。智能照明控制系統(tǒng)運行階段的主要目的是使照明系統(tǒng)中的各項設備穩(wěn)定運行，確保照明系統(tǒng)在復雜的運行環(huán)境中依然能夠降低能耗，降低設備的運維成本，延長照明設備的使用年限。

2 照明控制的基本類型

2.1 單點燈照明控制

單點燈照明控制主要指通過操作系統(tǒng)或設備直接控制其中一盞燈，例如，基礎的照明系統(tǒng)都是采用單點燈照明控制系統(tǒng)，這種照明系統(tǒng)的操控原理非常簡單，操作方法也比較單一，基本上通過一個開關、導線就能直接控制照明燈具。其優(yōu)勢是可將開閉照明裝置安裝在任意入口處，缺點是對平面布線的要求較高。單燈照明控制系統(tǒng)如今已成為應用范圍最廣的照明裝置，也是照明控制系統(tǒng)中必須具備的單元之一。

2.2 區(qū)域控制

區(qū)域照明控制主要指通過控制系統(tǒng)對特定區(qū)域或者個別區(qū)域的照明設備進行控制，該控制模式的優(yōu)勢在于即便是在一個控制區(qū)域內，也能根據燈具的要求實現直接控制或者間接控制。這種控制模式主要是采用回路電容，即根據回路對燈具實現分別控制，為此又被稱為路線控制型照明控制系統(tǒng)。

2.3 網絡控制

網絡控制是智能照明控制的一種類型，其通過互聯網連接多個智能照明設備，形成智能照明系統(tǒng)，實現對整個系統(tǒng)的集中控制和管理。相比于單點燈照明控制和區(qū)域控制，網絡控制的優(yōu)勢在于其具有更高的靈活性、智能化程度和可擴展性。在網絡控制的智能照明系統(tǒng)中，每個照明設備都被連接到互聯網上，通過無線或有線方式實現。設備之間通過網絡通信協(xié)議進行通訊，如ZigBee、WiFi、藍牙等，實現對照明設備的控制。用戶可直接通過云端控制中心實現對照明系統(tǒng)的控制和管理，例如，調節(jié)照明亮度、顏色及時間等。在實際應用中，網絡控制的智能照明系統(tǒng)可應用于許多場景，例如，智能家居、商業(yè)建筑、公共場所等。在智能家居中，用戶可通過手機App 或智能語音助手對燈光進行控制，實現智能化的照明體驗。在商業(yè)建筑中，網絡控制的智能照明系統(tǒng)可根據建筑的使用情況自動調節(jié)照明亮度和色溫，提高建筑能源利用效率。在公共場所中，智能照明系統(tǒng)可通過傳感器實現自動控制，例如，當人流密集時自動調節(jié)照明亮度，當人員較少時自動降低照明亮度，從而達到節(jié)能和環(huán)保的效果。

3 智能照明控制系統(tǒng)在城市夜景照明中的應用價值

與傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)相比，城市夜景照明系統(tǒng)的使用時間基本上從晚上6 點到凌晨，應用時間較為固定。如果照明系統(tǒng)在非運行時間內依然運行，那么電能能源的消耗量也會隨之增長。而將智能照明控制系統(tǒng)應用在城市夜景照明系統(tǒng)中，可確保城市夜景照明系統(tǒng)始終在預設時間內運行。一旦涉及照明需求，智能照明控制系統(tǒng)就可以對照明系統(tǒng)的運行時間進行靈活控制。另外，在智能照明控制系統(tǒng)的輔助下，城市夜景照明系統(tǒng)還能實現個性化設置，結合城市夜景照明時間段的具體要求調整照明模式。

利用智能照明控制系統(tǒng)控制城市夜景照明設備，能夠根據不同的設置對照明效果進行調整，結合城市的形象和發(fā)展需求打造具有城市特色的燈光藝術氛圍，提高城市的美觀度。將智能照明控制系統(tǒng)應用在城市夜景照明中，可使得夜景照明系統(tǒng)更加靈活，既能滿足城市夜景對燈光的多元化需求，也能增強夜景照明系統(tǒng)的功能性。智能照明控制系統(tǒng)對數據管理和指令傳輸能夠起到保障作用，從而實現對城市夜景照明設備的準確控制。另外，將智能照明控制系統(tǒng)應用在城市夜景照明系統(tǒng)中，還能借助網絡技術對照明設備的運行狀態(tài)進行監(jiān)督和控制，例如，對城市照明系統(tǒng)中各個照明設備回路實際運行情況的全面掌控。一旦照明系統(tǒng)中某一回路存在突發(fā)性的問題或運行故障，監(jiān)測板塊就會發(fā)出預警，并將其情況上傳至主控系統(tǒng)，工作人員就會及時對照明系統(tǒng)進行應急控制，并采取措施以保證系統(tǒng)的正常運行。對城市夜景照明系統(tǒng)的日常檢修與技術維護工作的順利進行起到了積極作用。

4 智能照明控制系統(tǒng)在城市夜景照明中的具體應用

4.1 工程實例背景概況

以重慶市兩江四岸作為智能照明控制系統(tǒng)在城市夜景照明中的應用案例，智能照明控制系統(tǒng)能夠全面滿足重慶夜景對照明設備的需求，促進城市夜景照明控制系統(tǒng)與各個區(qū)域照明控制系統(tǒng)之間的銜接，確保重慶的城市夜景能夠實現智能化建設。管理中心具備了所有對建筑夜景燈管的照明控制功能，可實現對夜景照明系統(tǒng)的連鎖操作或簡單操作，也能對城市夜景照明系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性進行全面監(jiān)督，促使照明設備的指揮和調動都能實現智能化。另外，在該系統(tǒng)的支撐下對重慶各個區(qū)域的城市夜景照明設備實現精細化管理，還能在減少電力消耗的同時，滿足夜景照明的切實需求。

4.2 具體設計與應用

（1）智能照明控制系統(tǒng)總體架構的設計。城市夜景智能照明控制系統(tǒng)設計初期，既要考慮照明控制管理平臺，也要考慮到城市各個區(qū)域對照明運維工作的需求。在這個過程中相關人員需積極運用GPS、GIS等技術采集和整合相關的數據資源，確保后期的設計和建設工作能夠順利開展。

（2）智能照明控制系統(tǒng)控制管理中心的部署與配置。控制管理中心主要由會議室、監(jiān)控中心和機房共同組成，每個模板都具備不同的功能，該系統(tǒng)中的監(jiān)控中心和會議室都專門配備了可視化屏幕和應急指揮系統(tǒng)，機房配備了數據中心和網絡設備，能夠為城市夜景照明控制系統(tǒng)的服務器和安全網絡設備提供更好的服務。

（3）智能照明控制系統(tǒng)業(yè)務數據的建設。系統(tǒng)業(yè)務覆蓋的數據包括照明的主體數據、供配電數據及應急數據等，通過該系統(tǒng)的主體數據和屬性數據能快速判斷照明建筑的年限、位置和具體類別，而照明設備的數據則包含了類型、位置及燈光開關和運行功率等信息。供配電數據主要涉及電壓、電流、功率等數據。日常運維數據主要涉及夜景照明的新建和審批，以及日常檢查和維護等。應急數據主要包括設備的運維數據和處理應急事件時產生的數據，能夠為以后的應急事件處理提供參考依據。

（4）智能照明控制系統(tǒng)數據處理與數據庫的創(chuàng)設及構建。系統(tǒng)在建設過程中會產生各種各樣的數據，數據集成的難度較大，為解決這一問題，系統(tǒng)管理平臺設計人員結合城市夜景照明項目實施經驗，通過地理空間數據實現對城市夜景照明系統(tǒng)的各項數據進行收集，然后再對各項信息進行提取，從而實現數據庫的搭建。創(chuàng)設和構建系統(tǒng)數據庫能夠為城市夜景照明系統(tǒng)的信息化建設提供重要數據管理保障。

相關人員在構建數據庫和處理數據的過程中要先創(chuàng)建2D 數據建模，搭建GIS 地圖數據庫時要將離線地圖的數據接收、整理和傳輸均作為建設重點。控制系統(tǒng)的業(yè)務數據建設階段，還需要及時搭建城市夜景照明數據庫和照明載體數據庫。

（5）接口標準的制訂。接口標準的制訂與城市夜景照明全生命周期的管理工作有直接關系。打造智能照明控制系統(tǒng)時，需結合數據庫和系統(tǒng)建設實現更新優(yōu)化和管理維護，所有環(huán)節(jié)都要制訂相應的管理規(guī)范，確保各環(huán)節(jié)落實的過程中都有法可依，有據可依。例如，制訂開關控制器和電表接口的標準時，需將ModbusTCP 標準協(xié)議作為主要參考依據，在這個過程中也要對現場的開關控制器進行全面采集，接口標準的制訂需同時覆蓋數據、通信及回路控制點。相關人員還要參考TPC 協(xié)議對局域網中的在線設備進行監(jiān)控，同時還要對設備在線狀態(tài)、離線狀態(tài)及故障狀態(tài)進行系統(tǒng)的分析與統(tǒng)計。

5 智能照明控制系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢

隨著互聯網信息化技術的飛速發(fā)展，智能照明控制系統(tǒng)迎來了前所未有的機遇。城市夜景照明的集中控制、遙感控制、遙控監(jiān)測、顯示與聯動控制等遠程操控技術的應用范圍越來越廣。在社會經濟的快速發(fā)展背景下，各城市涌現出了許多聯動城片區(qū)的夜景照明盛況。例如，2018 年6 月青島上合峰會的夜景照明效果，通過合理運用夜景智能照明控制系統(tǒng)，將“世界水準、中國氣派、山東風格與青島特色”等主題目標展現得淋漓盡致。

青島上合峰會的燈光控制主要依托于標準DMX512 協(xié)議，并在此基礎上增加了開放式協(xié)議，同時展現了多種建筑的夜景照明效果。未來城市夜景智能照明控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢將更加注重人性化、智能化及綠色化。人性化方面，智能照明將更好地滿足人們的生活需求，提供更加舒適、健康和個性化的照明環(huán)境。智能化方面，隨著物聯網、云計算和人工智能等技術的發(fā)展，智能照明將實現更加智能化的管理和控制，提高能效和管理效率。綠色化方面，智能照明將更加注重環(huán)保和節(jié)能，采用更加高效、環(huán)保的照明技術和材料，推動綠色建筑和可持續(xù)發(fā)展。

6 結束語

智能照明控制系統(tǒng)在城市夜景照明中的應用價值非常高。相關領域的設計人員需充分認識到智能照明技術的重要性，并將其積極運用在城市夜景照明平臺的設計和建設當中，結合城市建設的實際情況與智能照明控制系統(tǒng)的組成結構，在對城市夜景照明工程建設進行調查和分析的同時，對城市的夜景照明控制范圍內所有設施的分布情況進行全面把控，不僅能為城市夜景增添更多的藝術氛圍，還能促進智能照明控制系統(tǒng)的有效應用，提升城市夜景照明工程的控制管理水平，更有利于城市建設的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1] 關宏德. 夜景照明工程控制系統(tǒng)探析[J]. 福建建筑，2018（6）：118-122.

[2] 李益鴻. 智能照明控制系統(tǒng)在城市夜景照明工程中的應用[J]. 光源與照明，2022（2）：92-94.