國外智能照明應(yīng)用案例及發(fā)展趨勢

李晗+王曦

摘要：隨著智慧城市如火如荼的建設(shè)，智能照明在辦公、景觀、交通、建筑、家居等各領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛。通過對美國、德國、荷蘭、澳大利亞等國家智能照明技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢進(jìn)行分析探討，為我國智能照明領(lǐng)域發(fā)展提供了寶貴的可借鑒經(jīng)驗(yàn)，希望推動(dòng)智能照明技術(shù)快速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智能照明；應(yīng)用；發(fā)展趨勢

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）31-0221-02

智能照明作為智慧城市的重要組成部分，在辦公、景觀、交通、建筑、家居等各領(lǐng)域被越來越廣泛地應(yīng)用。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、智能化技術(shù)迅猛發(fā)展，智能照明愈來愈凸顯其重要性。

1 智能照明的定義

2014年4月，國際電工委員會(huì)IEC下屬的技術(shù)委員會(huì)TC34（燈和相關(guān)器件）成立了為照明系統(tǒng)提供指導(dǎo)的咨詢小組AG2。2014年9月AG2在德國柏林召開的研討會(huì)上，提出了照明系統(tǒng)的定義。隨之，國內(nèi)的半導(dǎo)體照明技術(shù)評(píng)價(jià)聯(lián)盟（TEAS）專門成立了“Lighting System”工作組，提出了照明系統(tǒng)的定義：照明系統(tǒng)是以提供照明為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，包括自然光照明系統(tǒng)、人工照明系統(tǒng)及二者結(jié)合構(gòu)成的系統(tǒng)，是利用計(jì)算機(jī)、無線通訊數(shù)據(jù)傳輸、計(jì)算機(jī)智能化信息處理、擴(kuò)頻電力載波通訊技術(shù)及節(jié)能型電器控制等技術(shù)組成的分布式無線遙測、遙控、遙訊控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)照明應(yīng)用的安全性、節(jié)能性、便利性、舒適性、藝術(shù)性[1]。

2 國外智能照明的應(yīng)用案例

智能照明利用物聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)等高科技進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，順應(yīng)節(jié)能環(huán)保的潮流，已成為城市建設(shè)中不可或缺的一部分。

2.1 美國智能照明街區(qū)

洛杉磯市從2009年開始，5 年內(nèi)將原來的14 萬盞高壓鈉燈改為LED路燈，同時(shí)安裝遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，每年可節(jié)約電費(fèi)約700萬美元。2016年安裝100盞飛利浦Smart Poles路燈，Smart Poles路燈由LED節(jié)能燈泡和愛立信開發(fā)的4G LTE無線通信技術(shù)集成。Smart Poles路燈提供的無縫、無線4GLTE服務(wù)連接，通過數(shù)據(jù)技術(shù)促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)增加數(shù)據(jù)容量，增加人口稠密地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，為洛杉磯提供高效節(jié)能的公共照明服務(wù)[2]。

2.2 德國智能照明道路

2015年5月德國漢堡成為歐洲第一個(gè)測試智能道路的城市，智能道路從此成為現(xiàn)實(shí)。這條位于漢堡碼頭附近的智能道路連接起3條道路以及Kattwykbrucke橋。這條智能道路由智能照明、智能傳感器、智能環(huán)境、智能交通等四部分組成。智能照明指的是通過安裝在路燈燈桿上的熱傳感器，有人通過的時(shí)候開啟路燈，路人已通過一盞路燈后熄滅路燈，達(dá)到節(jié)能的效果。智能環(huán)境是環(huán)境傳感器通過WiFi傳輸數(shù)據(jù)，在監(jiān)視器上能實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)對環(huán)境的監(jiān)測。智能交通是指通過智能的管理方法，將道路擁堵的畫面和信息及時(shí)采集、發(fā)送到交通部門，達(dá)到優(yōu)化交通流的目的。這條智能道路延伸所致的大橋是個(gè)下面允許輪船通過的升降式橋，每2小時(shí)會(huì)上升一次，橋下的船有20分鐘時(shí)間可以通過。智能傳感器讓大橋平滑地運(yùn)作，防止大量輪船在港口的滯留。這條智能道路通過測試期間收集到的大數(shù)據(jù)了解系統(tǒng)對節(jié)能和交通方面的影響[3]。

2.3 荷蘭智能公路

2014年11月，荷蘭阿姆斯特丹N329公路上一個(gè)路段被改造成世界上第一條能夠發(fā)光的智能公路。智能公路被涂上了一種夜光漆材質(zhì)，這種材料白天吸收日光，在夜晚能夠提供長達(dá)10小時(shí)的照明，成為了安全、環(huán)保、節(jié)能、可持續(xù)的傳統(tǒng)道路照明替代。

“智能公路”還安裝溫度路標(biāo)，提醒司機(jī)們在天氣寒冷時(shí)注意防滑。還包括鋪設(shè)為電動(dòng)汽車充電的感應(yīng)帶，司機(jī)在公路上行駛的過程中還可以為汽車充電。而且，“智能公路”上安裝有節(jié)能燈具，隨著車輛的靠近亮度逐漸提高，車輛通過后關(guān)閉，路標(biāo)也可根據(jù)不同情況時(shí)而連續(xù)顯示，時(shí)而間斷顯示[4]。

2.4 澳大利亞綠色照明戰(zhàn)略

澳大利亞綠色照明戰(zhàn)略的目的是在2005-2015年期間提升該國在照明方面的效能[5]。在該戰(zhàn)略的指導(dǎo)下，澳大利亞城市布里斯班注重綠色清潔電力的開發(fā)和利用，包括鼓勵(lì)和推廣太陽能電器、LED節(jié)能燈、高效天然氣燃器等綠色節(jié)能電器的使用，核能、風(fēng)能、太陽能電力的開發(fā)和利用等，計(jì)劃通過公共節(jié)能設(shè)施的建設(shè)、節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，減少用電量，避免資源浪費(fèi)，有效減少溫室效應(yīng)氣體排放。布里斯班市中央商務(wù)區(qū)建成了世界上最大的太陽能人行天橋。這座橋上裝置了先進(jìn)的發(fā)光二極管（LED）照明系統(tǒng)。這個(gè)由太陽提供能量的LED照明系統(tǒng)比其他的照明設(shè)備效率高很多。這座名叫Kurilpa的橋上有84個(gè)太陽能電池組為LED燈陣列提供電源，這些電池平均年產(chǎn)電能3.8萬度電，完全能夠提供天橋的照明需求。同時(shí)，Kurilpa橋每年將減少37.8噸二氧化碳排放量。

3 國內(nèi)外智能照明的發(fā)展趨勢

智能照明作為智慧城市重要的組成部分，是未來照明的發(fā)展方向。隨著物聯(lián)網(wǎng)、通信、電子等技術(shù)的發(fā)展，智能照明系統(tǒng)感知環(huán)境變化、自動(dòng)調(diào)節(jié)光線強(qiáng)度、進(jìn)行場景制作，提高照明質(zhì)量、節(jié)能減排，為工作、生活、學(xué)習(xí)提供智能環(huán)境。智能照明技術(shù)的發(fā)展趨勢主要有：

3.1 半導(dǎo)體照明

2006年公布的《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》里將高壽命、節(jié)能高效的半導(dǎo)體照明列入第一重點(diǎn)領(lǐng)域（能源）的第一優(yōu)先主題（工業(yè)節(jié)能）。半導(dǎo)體的發(fā)展十分迅猛，通過燈具散熱、防靜電、可靠性、密封、二次光學(xué)系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)，具有經(jīng)濟(jì)環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外具有廣闊的發(fā)展前景。從國內(nèi)目前的情況來看，半導(dǎo)體照明的核心技術(shù)掌握的還不夠，還需要政府、企業(yè)加大經(jīng)濟(jì)、技術(shù)投入。

3.2 綠色照明

“綠色照明”旨在提供高效清潔、節(jié)能減排的照明能源，是國際社會(huì)廣泛推行的成功案例。中國從1996年開始實(shí)施綠色照明工程以來，改善照明質(zhì)量、節(jié)約照明用電，取得了顯著成效。隨著綠色照明理念的深入推廣，我國加大對綠色照明技術(shù)的研發(fā)、對綠色照明工程的投入，建立了優(yōu)質(zhì)高效、安全可靠、經(jīng)濟(jì)舒適的照明環(huán)境。目前，我國照明用電占總用電量的12%，若用高效的綠色照明產(chǎn)品可節(jié)約80%的用電量。綠色照明發(fā)展?jié)摿薮?，任重而道遠(yuǎn)。

3.3 標(biāo)準(zhǔn)化

目前，國內(nèi)外市場上智能照明的廠家、商品很多，目前從通訊協(xié)議、控制平臺(tái)都尚未有全面評(píng)估智能照明產(chǎn)品的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)階段急需標(biāo)準(zhǔn)化的有智能照明系統(tǒng)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、智能照明系統(tǒng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、智能照明系統(tǒng)組件標(biāo)準(zhǔn)、智能照明系統(tǒng)所涉及的接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)等。

3.4 網(wǎng)絡(luò)化

依托物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新技術(shù)，智能照明控制系統(tǒng)發(fā)展為集照明控制方式、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代化數(shù)字控制技術(shù)于一身的控制系統(tǒng)，可以感知周圍環(huán)境，智能控制燈光的強(qiáng)度和顏色，還可以對不易靠近場所的照明進(jìn)行智能控制和遠(yuǎn)程控制[6]。

3.5 人性化

照明的控制方式由拉線式開關(guān)到翹板開關(guān)、復(fù)位開關(guān)，到聲控開關(guān)、智能控制面板，再到大數(shù)據(jù)時(shí)代精準(zhǔn)的照度控制技術(shù)，智能照明設(shè)計(jì)越來越人性化。智能照明的“智能”更體現(xiàn)在自然光源的充分利用、全自動(dòng)調(diào)光、光環(huán)境場景智能轉(zhuǎn)換等人性化功能，注重人與環(huán)境的交融，從而營造一個(gè)舒適、人性化的照明環(huán)境[7]。

4 結(jié)束語

本文通過對美國、德國、荷蘭、澳大利亞等國家智能照明應(yīng)用現(xiàn)狀的探討，總結(jié)了國內(nèi)外智能照明技術(shù)的發(fā)展趨勢，為我國智能照明領(lǐng)域發(fā)展提供了寶貴的可借鑒經(jīng)驗(yàn)。隨著綠色環(huán)保理念的深入和信息科技的發(fā)展，智能照明具有十分廣闊的前景，終將徹底取代普通照明。

[1] 莊曉波，劉彥妍.智能照明綜合評(píng)述和探討[J].光源與照明，2015（1）：31-36.

[2] 美國用智能照明技術(shù)改善交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施使用效率[EB/OL]. http：//it.sohu.com/20160317/n440815583.shtml， 2016-03-17.

[3] 歐洲的第一條智能照明道路在德國漢堡試運(yùn)行[EB/OL].http：//www.258.com/news/843143/ipage/1.html， 2015-11-23.

[4] 荷蘭：智能公路 夜晚發(fā)光還可為車充電[EB/OL]. http：//www.chinahighway.com/news/2012/719984.php.2012-12-26

[5] 方結(jié)，陳大華編譯. 澳大利亞2005一2015綠色照明戰(zhàn)略[J]. 燈與照明，2007（3）：12-14.

[6] 王敏，武陽等. 基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的智能照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2015（30）：110-114.

[7] 張建碧. 智能照明控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢[J]. 無線互聯(lián)科技，2013（5）：47，75.