景观智能照明系统在示范河湖建设中应用

（中水三立数据技术股份有限公司 合肥 230000）

1 概述

近年来国家、部委及相关河湖管理单位针对河湖生态环境出台了一系列政策，对河湖生态环境及景观提出更高的要求。2016年底，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于全面推行河长制的意见》，明确提出在2018年底全面建立河长制；2019年水利部办公厅《关于开展示范河湖建设的通知》，提出通过实施系统治理和综合治理，建设一批“河畅、水清、岸绿、景美、人和”的示范河湖，成为让人民群众满意的幸福河。本文结合河湖治理中示范河湖的要求，对河湖景观中涉及的照明系统进行设计及优化，采用先进的景观智能照明系统，实现河湖景观照明及沿河道路及公园照明集成到示范河湖一体化平台上，借助手机、电脑、平板等智能终端，实现景观照明远程自动化监控，满足示范河湖景观要求的提前下，实现降低了人工巡检的频率，提高了河湖及沿河道路景观照明的管理效率。

2 设计原则

2.1 标准化

标准化是系统建设的基础，也是与其他系统兼容和进一步扩充的根本保证。设计遵循国际和国家标准化管理要求执行，确保流程的高效性和操作的标准化。

2.2 实用性

实用性是系统是否成功，最基本的要求，设计要尽可能简洁实用，易于操作，便于维护，保证具有较强的可用性。

2.3 可靠性

系统设计要充分考虑信息采集、自动控制、功能应用等环节，并采用先进和成熟的技术将之有效集成，确保系统的长期稳定可靠运行。

2.4 先进性

系统设计在技术选型上应选用当前业界领先的、成熟的和主流的产品，既要着眼于当前的需求，还要面向未来的发展。

2.5 经济性

系统设计要充分考虑现有的资源，在现有的基础上进一步整合、完善和提高，避免重复建设。同时，要充分考虑项目建成后的管理维护条件，便于管理维护，降低管理成本。

3 设计原理

智能照明控制系统是以电磁调压及电子感应技术为主的控制系统，对供电进行实时监控与跟踪，通过网络通信实现对照明设备的远程智能化控制，对照明系统工作过程中的各种可能故障、损耗等进行实时调节，改善电路中的负荷损耗，提供舒适的照明强度。

在智能照明控制系统的设计过程中，主要将其设计为一个总线型的、分布式的高度智能的自动控制系统。通过软件设定功能来控制每个单元电路，并控制该单元电路的回路负载。采用群组地址的方式建立起输入输出之间的多种对应或映射关系，当输入产生变化时，软件将会对输出信号进行判断，从而实现回路输出的自动化控制。

控制系统自动调节电路的电压和电流幅度，改善照明电路中不平衡负荷所带来的额外功耗，提高功率因数，降低灯具和线路的工作温度，根据环境变化、用户预定需求等条件自动采集照明系统中的各种信息，并对所采集的信息进行相应的逻辑分析、推理、判断，对分析结果按要求的形式存储、显示、传输，进行相应的工作状态信息反馈控制。

照明设备采用智能化控制后，扩展了多种控制方法，具备灯光亮度调节、定时控制、场景设置、灯光软启动等功能。

4 总体设计

智能照明控制系统的基本组成包括: 感知层、网络层和应用层，其中涉及到集中管理器、主干线及信息接口；模块(调光、输入、开关、时间) 、控制面板、液晶显示屏、传感器、PC 接口、编程器、计算机等。

4.1 感知层

主要是结合场景控制方式、群组组合控制方式、定时控制方式、天文时钟控制方式、光感探头控制方式、就地控制方式、远程控制方式、图示化监控控制方式等控制方式的选择，选取需要采集的信息，布设相应的传感器。

4.2 网络层

主要是支持数据传输，目前可选的传输方式包括：光纤数据传输方式、电力载波数据传输方式、无线射频数据传输方式和双绞线数据传输方式。

4.3 应用层

主要是借助手机、电脑、平板等智能终端，在满足景观照明的需求基础上，实现供电的实时监控与跟踪，对供电可能出现的问题进行诊断分析及自调节。

5 系统功能

5.1 系统功能

景观照明控制支持“四遥”功能：遥测，即远程采集回路的开关状态等信息；遥控，即远程控制现场灯具的开关状态，包括手动开关、模式开关和预约开关；遥信，即远程传输设备运行数据，故障数据、提醒数据、预警数据等信息；遥调，即远程对现场设备参数进行调整、设置。依据示范河湖建设指标要求，结合河湖景观和沿河河道景观实际情况，景观智能照明控制系统使用电脑、手机、平板等智能终端对河湖景观照明、沿河道路及公园景观照明等控制器的工作状态进行远程监控。

（1）场景控制：用户可根据需要预设多种灯光场景，例如平时模式、假日模式和重大节日模式等。重大节日模式可以开启园区内所有的景观亮化以增添气氛，而平时模式则可以仅开启少量的景观灯和路灯以减少能耗。

（2）时间方案控制：支持日期时间方案、经纬度时间方案和周时间方案三种时间方案，每种时间方案都配有自定义的场景模式。用户可预设开关灯时间，也可以按照当地的日出日落时间执行开关灯。

（3）分区分组控制：可按路段或区域对控制器设备进行分组，对不同的路段或区域进行独立控制。

（4）电子地图管理：在电子地理地图上对终端设备进行添加、删除、修改、参数设置和开关灯操作。

（5）故障报警：包括白天亮灯、晚上熄灯、设备掉电、接触器故障等异常报警。故障发生时，主动向公园管理人员发送报警信息。

（6）高级存储功能：方案中的景观照明控制器内置程序、时钟、时间表、场景模式、历史记录、报警等高级存储功能。

（7）远程抄表和设备拓展功能：方案中的景观照明控制器提供RS485 通信接口和RS232 通信接口，支持规约电表抄表和外接其他通讯模块。

（8）分级用户管理权限：公园景观照明控制系统为不同用户提供独立的用户管理界面，区别管理权限。

5.2 系统优势

景观智能照明控制系统与传统照明控制系统对比分析，存在的优势如下：

（1）使用手机、电脑、平板等智能终端实现无线远程监控，无控制距离限制，能够随时调整景观照明的开关时间。

（2）一旦现场照明发生故障，系统将准确定位，自动报警，管理人员借助智能终端远程排查。健全的故障报警功能和远程维护手段省去了人力巡检工作，减轻了工作人员的劳动强度，降低了维护成本。

（3）景观照明控制系统纳入到统一的系统平台上集中管理，即示范河湖景观照明智能控制系统、沿河智能路灯控制系统和公园智能照明控制系统三系统合一，提高管理效率，轻松实现不同功能照明的协调统一。

（4）景观照明控制器本身具备多种高级存储功能，即使网络通讯中断，也不会影响开关灯；即使设备断电，数据也不会丢失。

（5）系统设备均为高度集成的模块化设计，设备体积更小，故障率更低，性能更稳定，常年无故障率达到10 万小时。

（6）人性化的人机界面支持GIS 电子地图显示，实现可视化管理，让公园景观照明管理更加简单，普通工作人员即使不经过培训也能轻松操作。

（7）用户可借助智能终端通过合理设置设备分组、时间方案、控制模式，在不需要照明的时候自动关闭相关照明，避免不必要的能源浪费。

（8）景观照明控制方案采用无线通信技术，无需布线，安装简单，缩减了施工工期和成本，同时很好地适应了公园景观照明改造项目。

6 结论

景观智能照明控制系统在示范河湖的应用，可以在满足示范河湖基础照明的同时实现示范河湖景美人和的要求；解决传统照明控制系统的设备控制策略简单、操作复杂、越来越不能适应日益进步的照明设计理念和管理方式的要求；解决示范河湖景观照明范围较大、分布散乱、人工巡检误判率和漏判率高、难以及时发现照明故障等问题■