城市综合管廊的智能照明控制系统分析

Ke Ji Xin Xi

城市综合管廊的智能照明控制系统分析

◎滕明岐 张恬玮

摘要：随着我国社会的不断发展，科技的不断进步，我国各个领域均得到了很好的发展。在对城市综合管廊照明特点进行分析的基础上，提出了城市综合管廊照明控制设计的具体方法，并重点对智能照明控制系统如何设计进行多方面多角度综合考虑，力求做到照明控制设计合理、使用维护方便和节能的目的。

关键词：综合管廊；智能照明控制系统

城市综合管廊(以下简称“综合管廊”)作为近年来发展火热的新型市政基础措施，相对传统的管线敷设方式，能够将市政、电力、通信、燃气、给排水等各种管线集于一体，包含供电照明、消防、通风、监控管理等子系统，是实现集约型现代化城市发展理念的有效途径。

1智能照明控制系统特点

与传统照明控制系统相比，城市综合管廊智能照明控制系统具有以下特点:（1）智能照明控制系统为总线系统，设计较为简单，施工安装方便，且便于维护保养，可扩展性好。传统照明控制系统需涵盖大量控制电缆及开关控制的设计，线缆敷设十分繁杂，后期维护保养困难，改线、换线难。（2）具有多级控制的功能，就地设置控制面板，远端可由智能照明主机及中央级系统实现远程监控。传统照明控制系统只能通过就地开关实现就地控制。（3）根据需求对灯具实现多种方式的开/关，并能设置场景模式。传统照明控制系统只能实现本地的一对一开/关功能。（4）具有时控功能，根据项目工况设置日常运维模式，在设定时间内打开或关闭照明灯具。传统照明控制系统只能就地手动操作。（5）具有调光功能，对灯具进行调光以满足不同的照明要求，并有效节能。传统照明控制系统没有调光功能。（6）与其他系统联动控制。（7）具有自巡检功能，有效提高运营维护效率。传统照明控制系统出现故障时，需逐一排查、检修。

2智能照明系统设计2.1系统组成

智能照明控制系统主要分为三级，分别是现场检测级、中央处理级、现场控制级。其中，中央处理级由智能照明主机、通信网络、网关、智能控制模块、调光模块、应用软件等组成，现场检测级由控制面板、传感器、定时器等组成，用于接收来自网络的信号，控制相应回路的输出以实现实时控制。

2.2整体设计思路

在城市综合管廊中，由于管廊内管线种类较多，集成化程度高、覆盖区域广等特点，管廊长度较长，部分管廊可达数十公里，通信线路敷设难度大、施工成本较高。同时，如果采用集中控制方式，当系统出现故障或通信中断情况下，可能会影响城市综合管理的维护检修工作，进而造成严重的经济损失。为解决该问题，应对智能照明系统进行分段、分布式控制，将城市综合管廊按防火分区划分为不同的照明系统控制区域，并设置分布式现场控制系统，通过总线与中央控制系统进行通信和数据处理。基于该思路，对综合管廊智能照明控制系统设计如下：

（1）按综合管廊按功能分区、数据通信集成度、线路敷设难易程度等，将综合管廊按防火分区进行划分，各防火分区包括人员出入口、投料口、通风口、变电所、消防泵房等功能区，并结合各功能分区应用场景和照度要求，对智能照明控制进行优化；（2）投料口、出入口等区域一般临近外部

环境，且设有天窗，在照度设置上课适当考虑自然光因素，借助感光元件和人体感应方式控制照明灯具的开闭。当人员临近时开启，离开时关闭；照度根据感光元件检测数据与预设值进行对比，并调整灯具照度；现场设有手动控制开关，可采用手动方式开启，电子元件自动回传相应的状态数据，如现场照度、灯具开关状态灯。此外，现场灯具与消防系统联动，当发生火灾事故时闭合开关，帮助人员疏散。（3）通风口、变电所、消防泵房等区域，需要定期进行巡检，采用智能照明系统可有效减少人工控制的频次。在此类巡检区域，可采取定时开启和人体感应开启结合的方式进行控制。首先，设置巡检时间范围，以巡检前后5分钟为区间，定时开启灯具；其次，采用人体感应方式，当人员进入区域时自动开启，人员离开时自动关闭；现场应设置手动控制开关，以便于突发情况下备用；最后，该区域灯具应与消防系统联锁，一旦发生火灾事故应全部开启。（4）标准段场景设计与通风口、变电所消防泵房等巡检区域设计思路一致，采用定时开启和人体感应相结合的方式。

2.3照明控制方式

（1）脉宽调制(PWM)控制。利用占空比调节输出电流，实现对灯具亮度的控制，具有驱动电源价格低、安装简单等优点;缺点是只能回路调光，无法实现单灯调光。（2）DALI总线控制。利用DALI电源，每个灯具对应独立的DALI电源，且有各自的地址编码，可实现单灯的调光控制以及参数反馈。优点是目前DALI协议是公开的，相对较为成熟，适合用于小规模的照明控制;缺点是通信速度慢，若大规模应用，则需大量的区域控制器，增加成本投入。（3）RS-485总线控制。每个灯具有独立的驱动电源和地址编码，与DALI类似，可以实现单灯调光控制及参数反馈。RS-485总线通信方式十分成熟，接口丰富，市场价格低，总线通信距离长，通信速率高，但敷设工作量大。（4）无线控制。与上述两种方式类似，利用无线射频技术进行数字信号的传递，每个灯具具有独立的驱动电源和地址编码，可以实现单灯调光和参数反馈。

优点是无需敷设大量的线缆，缺点是对于长距离的管廊，需要较多数量的区域控制器(无线发射器)，意味着投入增加，且区域控制器与中央控制器之间需要通信电缆连接。

3结语

综合管廊的运行维护过程中采用智能照明控制系统能够合理规划照明场景模式，实现定时控制、分区控制、分场景控制等多种控制模式，通过中央集中管理的方式，达到经济、高效的照明控制模式，节约人力成本和能源消耗，具有良好的社会效益和经济效益，是建设节能环保绿色管廊必不可少的环节。

（作者单位：西安市政设计研究院有限公司）

参考文献

[1]乐凯,姬永红.城市综合管廊的智能照明控制系统研究[J].现代建筑电气,2018(5).

[2]仉宏伟.赤峰金融商务区综合管廊电气工程设计[J].市政技术,2019(3).

[3]张锴生.小窑湾国际商务区综合管廊工程设计分析[D].大连:大连理工大学,2019.

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