浅析智能照明系统在城市景观亮化工程中的应用

林凯

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海 200092）

本文论述的工程建设内容为浦东新区黄浦江沿岸滨江公共空间及沿线主要建筑楼宇夜景照明提升工程。实施范围为浦东新区黄浦江沿岸，北起金桥路，南至徐浦大桥，全长23.8km。其中重点实施段为浦东黄浦江沿岸，北起南浦大桥，南至卢浦大桥，长度约3.2km。根据实际工程，论述智能照明系统在城市景观亮化工程中的应用，对于实际施工起到了参考作用。

1 智能照明系统在城市景观亮化工程中的应用

1.1 网络规划

（1）系统会话。系统会话是利用服务端交互所有的信息，客户端主要包括管理端和节点端，在实际工作中可以主动连接固定IP 地址的服务端网络，管理端负责操控节点端，同时可以桥接服务端。在实际工作中，利用B/S 架构管理端操作软件界面，接入公用互联网电脑和智能手机后，即可发挥出管理系统的功能。

（2）传输链路。测控配电箱的过程中利用专用4G 或5G无线链路。为保障高宽带比，可以利用专用光纤有线链路。

1.2 中心服务器

架构中心服务器需要根据城市景观照明管理工作属性，合理划分资源地，在实际工作中主要是采取分层部署方式。首先，是利用MOTT 服务，通过节点端测控设备发起和服务端的会话；其次，利用WEB 服务中，管理端发出和服务端的会话后，利用数据库服务，有效存储系统中的各种数据和资料；再次，通过视频流服务，并接入网络摄像机，有效管理视频流；最后，利用网络管理服务，可以实现网络呈现和设备监控以及设备配置管理等功能。

1.3 测控配电箱

（1）通用功能。在每个配电箱安装远程测控单元模组，利用专业自准的导轨安装测控设备，产品具有紧凑的结构，并且具有较小的体积，有利于智能化升级已有的配电箱。在远程测控单元模组中设置专用无线通信4G 或5G 模块。利用远程测控单元模组设备，可以对交流电源线的电压和电流等进行准确测量，根据超限值判断超限事件，并且及时上报超限事件。利用各个测控模块可以控制回路的开关。根据预约定时作用，可以自动地开关。设备将开关灯状态和超限事件等信息上报给服务端。

（2）电气量测控数据。电气量数据主要包括4 种超限值设置，主要包括上限值保护和上限值告警以及下限值告警、下限值保护。如果设置或者停用某个超限值，将会引发超限问题。

（3）连接照明回路的电气。选择的配电箱要适应各种电气连接方式，控制单回路和任意回路的开关灯。

2 智能照明系统的特点

2.1 三相四线制N 线电流监测

在亮化项目中大量利用LED 灯具，开关电源很容易谐波电流，因为谐波电流具有同样的矢量角度，因为无法抵消三相电流矢量，只能在零线中叠加，因此不断增加了零线电流值。在亮化项目中，需要根据相线负荷选用电缆线径，控制零线截面积在相线截面积以内，如果零线电流大于相线电流，将会引发零线过载问题，引发安全隐患。在智能照明系统中，利用RTU 设备和测控模块，对于三相电流矢量值进行测量，有利于全面监测零线电流，保障用电安全性，为系统运行和维护工作奠定基础。

2.2 智能化记录和分析事件

（1）智能化事件记录。事件开展主动保护或者被动保护后，测控设备可以记录电气量数据，提供准确的数据，保障事件分析效果。落实主动保护，通过测控设备测量，确定超限事件后，主动落实保护动作。如果回路漏电流出现超限问题，漏电保护断路器将会自动跳闸。

（2）智能化事件分析。落实被动保护，将会改变成组电气量数据，利用智能化事件记录，在被动保护阶段，可以准确分析事件发生的原因。

2.3 开关灯控制

开关控制菜单内容比较丰富，预约开关主要是涉及开关场景和单个回路，预约自动定时开关灯，利用预约开关列表，将配电箱的预约开关信息展示出来。配电箱运行模式具有动手和自动等模式，利用手动模式和临时停用模式，利用RTU监测电气量数据。配电箱智能控制器无法自动化吸合，因此提高了检修工作的安全性。

2.4 告警信息

系统平台告警信息主要包括测控设备和测控对象以及通信路由三部分，运维工作人员需要结合分类信息，明确智能照明系统运行情况。在产生告警信息之前，需要开展智能化分析和过滤等，利用告警信息可以提高运维管理水平。如果无法明确设备异常情况，利用智能照明系统可以测控对象的异常情况，针对超限状态提出告警信息，但是，这类告警信息只是针对异常状态和测量值超限。客户端可以主动连接服务端，因为服务端需要实时控制客户端，因此需要长期保持连接，缺乏通讯传输，可以利用心跳报文维持连接。如果客户端连接各个终端，系统将会提出告警信息。

2.5 运维管理

为了有效管理城市照明系统，需要根据不同级别和不同部门，有效划分不同的管理权限。创建了用户账号后，可以管理用户信息，超级管理员可以修改和查看账号信息，而普通用户只能管理自身信息。针对城市照明亮化系统，需要结算和分摊能耗费用。利用智能照明系统可以分时段、分区域地统计照明能耗数据。在电量统计阶段，管理人员可以分段统计电量，精确统计相关数据。设定时间后，将会产生相应的图表。竣工资料管理主要包括移交验收资料和工程过程管理资料两方面。工程资料的完备性，可以为维修人员提供准确的信息，在系统故障处理阶段，可以实现数据备份。

3 施工方案和施工技术

（1）管线进场。现场监理需要提前验收管线，并且获取监理审批，获取完整的合格证和检测报告单等资料，协调品牌和招标文件，复式合格后才可以正式使用。

（2）定位管线。施工单位需要结合施工图管线设计和现场建筑结构，明确管线实际走向，在灯具定位施工过程中，需要结合施工图和施工规范，如果需要大范围调整，需要获得设计人员的统一，同时需要在施工图中记录调整内容。

（3）敷设管线。施工单位需要施工图和根据现场实际情况，定位敷设管线，在每个灯位预留三通接线盒，利用金属软管保护灯具导线，严格执行施工要求，同时需要做好隐蔽记录。

（4）桥架、铝合金线槽、PE 管安装及穿线（缆）。工作人员需要结合导线截面和根数，绑扎导线和带线，在绑扎部位设置平滑锥形状，提高穿线工作的便利性。在穿线之前，在管口部位设置户口，如果具有较长的管路和转弯，需要将滑石粉放入管内，也可以利用机械牵引线缆。在穿线之前，需要清除桥架和PE 管中的杂物。

（5）灯具采购和进场。在灯具进场之前，工作人员需要封样处理每款灯，首先制作样板，经过设计人员和甲方同意后才可以正式采购，现场监理需要验收登记，并且上报监理审批，需要提出完整的合格证和检测报告等，经过复试后才可以正式使用。

（6）LED 灯具安装。在安装灯具前，工作人员需要合理喷涂油漆，检查灯具的质量。安装过程中，要注意整齐地摆放灯具。安装灯具自带的铝合金支架。利用耐热绝缘面料制作导线护套，利用的导线不能具有延燃性绝缘性质。在连接盒处理线头的过程中，需要满足电气规范，做好绝缘处理和防水处理工作。完成调试工作后，需要全面检查管线和灯具的紧固性，同时，需要落实相关完善工作。

（7）智能灯光效果控制系统安装。黄浦江景观照明提升工程LED 灯具灰度变化系统采用DMX512 协议系统控制，主控安装于楼顶且便于维护的位置( 或业主指定的位置)。主控设备和分控制设备之间的信号传输采用1000M通用网络协议，系统使用CAT5e 网线做主干网线。连接顺序为：主控设备—CAT5e 网线—分控设备—CAT5e 网线—灯具。

主控制设备单台最大可处理750,000 个DMX512 通道可以输出DMX512 等控制协议或基于以太网的控制协议，且能够整合各种音频/ 视频、外部触发功能及其他需要的设备及内容，可以精确调控项目中的所有设备及灯具。可以从灯具布置到编程到最终完成灯光效果播放，使用一套完整的软件完成。

智能灯光控制可以模拟所有编制的灯光场景动态实时效果，并在控制台可以实时监视信号输出情况,按照想要的位置布置各种灯具，和控制器连接后，软件会立即显示灯具的明暗变化，LED 灯具也会随着调节亮度、颜色。而所用灯具的型号、数量、位置、颜色、地址设定等情况在模拟时都可以一并得到。布置好一个模拟现场，系统便会自动产生现场控制和维护所用的全部数据。

（8）夜景照明远程集中控制系统。夜景照明远程集中控制系统采取4G 网络的无线远程集中控制系统，利用集中控制系统可以使用户自主地在PC 端或各类移动设备端通过可视化图形操作界面实现：单回路远程开闭控制；多回路自由组合、区域性集中关闭控制；单回路、多回路自由组合、区域性远程定时开闭操作；多用户、多级别权限控制等功能。夜景照明集中控制系统可视各市、区、县市政管理部门需求，将市政路灯远程控制纳入集中管理，构建城市夜间照明集中控制平台。

4 结语

本文分析了智能照明系统在城市景观亮化工程中的应用，同时提出针对性的施工方案和施工技术，优化城市景观亮化效果。