淺析城市綜合管廊智能照明設計應用

摘要：研究了城市綜合管廊的智能照明係統，實現綜合管廊節能減排和綠色運行。闡述分析了綜合管廊照明的特點,提出一種利用物聯網技術與(yu) 多普勒原理相結合的智能照明控製統。該智能照明係統可有效地減少綜合管廊的能耗，進而實現綜合管廊的低碳運行。

關(guan) 鍵詞：城市綜合管廊；智能照明係統；物聯網；低碳

0引言

隨著中國城鎮化快速發展,城市基礎設施建設處於(yu) 薄弱階段，經常出現路麵頻挖、管線事故等問題，因此，尋找新的管線建設管理方式迫在眉睫。借鑒國內(nei) 外經驗，解決(jue) 城市各類問題的途徑是城市綜合管廊。近幾年，國家大力支持城市綜合管廊的建設,智能化、科技化、現代化的科技成果在綜合管廊廣泛應用。隨著綠色、環保的理念深入人心,如何實現綜合管廊的可持續發展成為(wei) 一個(ge) 重要的課題。

1城市綜合管廊現狀照明設計

隨著人們(men) 對照明的需求不斷提高，傳(chuan) 統照明由於(yu) 電耗高、控製係統落後等缺點難以滿足智能化的發展，節能環保、高效、便捷的智能照明係統已在越來越多的行業(ye) 中廣泛應用。照明係統是城市綜合管廊重要組成部分，也是整個(ge) 管廊中電能消耗的，綜合管廊運營單位對於(yu) 照明係統的控製和節能的需求越來越強烈図。綜合管廊照明係統包括普通照明和應急照明，應急照明在平常情況下兼做正常照明使用，普通照明和應急照明由各自防火分區的照明箱供電。目前，照明係統為(wei) “人來手開，人走手關(guan) "的管理模式。管廊的分區和節點繁多，容易造成人為(wei) 漏關(guan) 燈的情況,中控室無法遠程控製，造成電能的浪費。因此，智能照明係統對於(yu) 綜合管廊的安全、節能運行十分重要。

2智能照明控製係統設計

2.1智能照明係統

智能照明控製係統利用物聯網技術，主要由感知層、網絡層和應用層組成。其中，感知層由led智能燈具和智能照明網關(guan) 構成，用來識別物體(ti) ，采集信息來源；網絡層由局域網和中央服務器組成，負責處理傳(chuan) 遞和處理信息。智能照明控製係統如圖1所示。

圖1智能照明控製係統

智能照明控製係統主要利用LED智能燈具發出多普勒波來檢測人員運動，把收集的信號上傳(chuan) 至操作員站，操作員站發出信號對附近智能燈具進行點亮,再通過PWM調光技術對LED智能燈具進行調節，真正實現“人來燈開,人走燈熄"的管理方式。

2.2感應原理

(1)多普勒效應原理。根據多普勒效應原理,當有物體(ti) 移動的時候，傳(chuan) 感器檢測到微波，並產(chan) 生多普勒信號，再對輸出信號進行放大及濾波處理，通過控製單元點亮該燈具內(nei) 的LED光源，並通過網關(guan) 聯動控製其他LED燈點亮，通過PWM調光技術對LED燈的亮度進行調節閃。多普勒效應MD控製係統由傳(chuan) 感器單元、處理單元及控製單元組成。傳(chuan) 感器單元主要對多普勒信號和光照進行收集。處理單元的作用是，對已經采集的多普勒信號和光照信號進行放大及整形處理，並產(chan) 生中斷信號，通知控製器對信號進行分析。控製單元對處理後的信號進行分析，並向LED智能燈具發出控製指令，點亮LED燈並對亮度進行調節。多普勒效應LED控製係統如圖2所示。

圖2多普勒效應LED控製係統

係統工作原理:傳(chuan) 感器單元接收自然光和物體(ti) 的信號，傳(chuan) 感器不斷發射和接收微波,將微波的頻率信號轉換為(wei) 電信號,當無物體(ti) 的時候為(wei) 高電平,當有物體(ti) 通過時為(wei) 低電平。在一段的時間內(nei) 產(chan) 生幾個(ge) 低脈衝(chong) 信號時,判斷有人通過，再確定點亮LED燈，同時通知相鄰的控製單元點亮相近的LED燈。

1. 多普勒效應的優(you) 點。隨著技術和科技的發展，燈具市場也緊跟著時代發展的步伐，不管燈具還是控製方式都發生了天翻地覆的變化,具有節能環保、光效高、智能控製、響應快等一係列優(you) 點，倍受大眾(zhong) 喜愛。燈具和控製方式也隨著物聯網的快速發展,從(cong) 以前鑄燈手動控製發展為(wei) 雷達感應自動開啟的智能控製方式。

2.2.1燈具的優(you) 點

現階段市場主要為(wei) 節能燈、普通的LED燈具和LED智能燈幾種。相比之下,LED智能燈具有很大的優(you) 勢。各種燈具參數對比如表1所示。

經過以上技術對比,LED智能燈具有以下優(you) 點:（1）通過PWM調光技術控製,對燈具壽命

沒有影響;（2）反應速度靈敏，節能指標高，可按指令開啟任意一隻或幾隻燈具;（3）使用壽命長;（4）可按業(ye) 務需求點亮，實現聯動控製設計需求;（5）自動調光，可以營造舒適的照明環境。

2.2.2工作原理

燈具的工作原理隨著科技發展也在與(yu) 時俱進,主要有觸摸式、聲控式、紅外式及雷達式等。

不同的工作原理也有著各自的優(you) 缺點。各種燈具工作原理對比如表2所示。

經過以上技術對比,雷達式感應技術具有以下優(you) 點：（1）更加靈活的控製方式；（2）受環境影響小，不受環境、溫度、灰塵等影響；（3）更加節能;（4）自動化管理，管理成本更低。采用多普勒效應原理的LED燈智能照明控製係統使綜合管廊的照明係統更加高效、節能,更容易控製。

2.3綜合管廊的綜合設計

綜合管廊要求以每個(ge) 防火分區作為(wei) 單獨控製區域，一個(ge) 防火分區由配電間、通風口、逃生口、投料口和管廊標準段等區域組成。其中一些區域帶有百葉窗，有自然光可以輔助照明，可通過優(you) 化照度來節能。所以又將綜合管廊的區域分為(wei) 有光區域和無光區域。綜合管廊設計方案如表3所示。

3與(yu) 其他係統相結合

城市綜合管廊的子係統繁多而複雜，實現子係統有機統一使得統一管理平台變得更加集成化。智能照明係統的LED智能燈具可以擁有自己的地址，可以在中控室顯示自己的狀態，實現人員定位,形成人員巡檢路徑。在非正常進入的情況下,ULD智能燈具把信號上傳(chuan) 至中控室，中控室發出報警，並聯動安防係統進行取證。

智能照明控製係統與(yu) 管廊中的人員定位係統、紅外入侵係統可以相結合。智能照明係統加強前端設備和數據采集功能，弱化巡檢的需求。通過安裝接近傳(chuan) 感器和人員定位係統，檢測入侵和非正常事件。實現準確定位人員位置和精確報警入侵檢測,提供具體(ti) 入侵位置,並自動上傳(chuan) 報警位置視頻信息。

4.安科瑞智能照明控製係統

4.1概述

ALIBUS智能照明產(chan) 品采用RS485總線技術，技術成熟可靠，安全穩定。開關(guan) 驅動器具備獨立工作的能力，適用於(yu) 一些中小型的項目；模塊化設計，可以任意拚接擴展，同時預留I/O口以及Modbus接口，還可以滿足與(yu) AcrelEMS企業(ye) 微電網管理雲(yun) 平台進行數據交換。

4.2應用場所

適合於(yu) 各類智能小區、醫院、學校、酒店，以及體(ti) 育場所、機場、隧道、車站等大型公建項目的照明控製需求。

4.3係統結構

4.4係統功能

1）實時檢測並顯示各個(ge) 模塊的在線狀態，反饋現場受控回路的開關(guan) 狀態，監控界麵按照樓層各分區的布局和回路列表來瀏覽。

2）當發生模塊離線、網關(guan) 設備掉線或者狀態反饋和下發控製命令不一致時會(hui) 發生故障報警，並將故障報警信息記錄並顯示在界麵中。

3）可以對單個(ge) 照明回路實現開關(guan) 控製；每個(ge) 模塊、樓層都有相應的模塊控製開關(guan) 和樓層控製開關(guan) ，也可以一個(ge) 模塊或者整個(ge) 樓層實現開關(guan) 控製。

4）開關(guan) 驅動器支持過零觸發功能，負載（燈具）的分合操作僅(jin) 在交流電過零時進行；可有效減少電磁幹擾以及對電網的衝(chong) 擊，延長燈具與(yu) 控製裝置的壽命。

5）對每個(ge) 照明回路可以預設掉電狀態，當照明電源掉電時，開關(guan) 驅動器會(hui) 自動切換到預設的掉電狀態；確保重新上電時燈具的開關(guan) 狀態是確定與(yu) 可控的。

6）拖動調光控件，照明設備從(cong) 0%到100%進行調光，可以對單個(ge) 照明回路實現調光控製，調光總控可以對一個(ge) 模塊的照明回路實現調光控製，也可以對多個(ge) 照明回路實現調光控製，通過圖標的亮滅狀態反饋現場開關(guan) 的狀態。

7）點擊場景控件，打開或者關(guan) 閉對應場景設置，軟件界麵上顯示不同的場景模式和場景功能，通過圖標的亮滅顯示對應的場景狀態是打開還是關(guan) 閉。

8）設置定時時間，確認時間點後，對該事件點執行的動作進行設置，設置燈在設定的時間點亮或者滅。

9）係統可以通過預設的當地經緯度信息，自動計算每天的日升日落時間；根據天文時鍾控製照明開關(guan) ，實現日落開燈、日出關(guan) 燈的功能。

10）所有定時控製計劃均可下發保存至驅動模塊；當上位機係統故障或模塊離線時，驅動模塊可以利用自帶的RTC時鍾維持定時控製計劃的正常執行，不影響日常的照明控製效果。

11）係統結構是分布式總線結構；係統內(nei) 各元件不依賴於(yu) 其他元件而能夠獨立工作；係統內(nei) 各元件可以通過程序的設定實現功能的多樣性。

12）預留BA或第三方集成平台接口，采用modbus、opc等方式。

4.5設備選型

5結語

城市綜合管廊智能照明係統可以實現“人來燈開，人走燈熄"的管理模式，通過集中管理的方式，達到經濟、高效的照明控製模式，節約人力成本和節能，可以為(wei) 企業(ye) 帶來良好的社會(hui) 效益和經濟效益，是市政工程響應國家綠色照明號召的典型，也是建設綠色節能管廊的必然需求。

安科瑞侯文莉