城市景觀燈光控制系統(tǒng)設(shè)計探討

◆王 晶

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城市景觀燈光控制系統(tǒng)設(shè)計探討

◆王 晶

（浙江創(chuàng)意聲光電科技有限公司 浙江 310015）

以表演性，觀賞性、裝飾性為主要目的，以激光、3D投影、LED多媒體表演等表現(xiàn)形式，以燈光為主、聲音、視頻為輔，搭配人文形態(tài)的藝術(shù)表演場景控制稱之為城市景觀燈光控制。在進行新的城市景觀控制設(shè)計時，需要有合理的規(guī)劃景觀燈布局，合理控制景觀燈切換時間，同時能夠結(jié)合燈光控制、流量控制、場景分析等景觀燈管理方法，進一步調(diào)整景觀燈照明策略。

景觀照明；景觀燈光；燈光秀；控制系統(tǒng)；設(shè)計

1 城市景觀燈光控制系統(tǒng)現(xiàn)狀

（1）城市景觀燈光控制系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一規(guī)劃、規(guī)范標準，建設(shè)無序、建設(shè)各自為政，導(dǎo)致管理分散、響應(yīng)不及時、資源極大浪費、協(xié)調(diào)難度大等問題。

（2）協(xié)議、接口標準不統(tǒng)一，系統(tǒng)無法互聯(lián)互通，無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)、信息資源共享，無法對接智慧城市其他管理平臺系統(tǒng)融合管理。

（3）功能單一，僅停留在簡單按時間要求進行遠程開關(guān)燈的水平，無法通過信息采集、指令傳輸、信息處理、信息決策、權(quán)限管理、燈光控制管理等實現(xiàn)智能化管理控制；場景也是離不開“平日”，“節(jié)日”，“重大節(jié)日”等傳統(tǒng)開關(guān)的場景，無法滿足景觀燈光控制管理精細化，效果動態(tài)層次精細變化的要求。

（4）燈光控制也僅僅是“開關(guān)+播放”雙“遙控器”集中控制時代，無法滿足燈光顯示效果對時序、變化、層次等功能的要求。

（5）平臺無擴展性，無法與安防報警、環(huán)境監(jiān)測、數(shù)字城管、智慧交通等大數(shù)據(jù)的交互以及資源共享，實現(xiàn)智慧城市更多管理功能。

2 城市景觀燈光控制的發(fā)展階段

城市景觀燈光發(fā)展階段分為初級、中級、高級、頂級四個階段。

（1）初級階段：“湊”“拼”，主要是為了“亮”起來，這個階段的控制設(shè)備主要以交流接觸器、時間繼電器等設(shè)備七拼八湊，只要亮起來即可。

（2）中級階段：系統(tǒng)局部控制，運用控制方法，實現(xiàn)可遠程遙測包括短路器、交流接觸器、門開關(guān)、供電、手動開關(guān)等狀態(tài)信息反饋給控制中心，可遠程設(shè)置或調(diào)整被控設(shè)備的工作參數(shù)等。

（3）高級階段：即目前城市景觀燈光建設(shè)時期，運用軟件系統(tǒng)和智能硬件設(shè)備實現(xiàn)遙信、遙測、遙控、遙調(diào)、遙視的“五遙”功能；集數(shù)據(jù)采集、處理、存儲、統(tǒng)計、匯總、分析、發(fā)布和應(yīng)用于一體的信息管理平臺功能；具有設(shè)備運行狀態(tài)顯示、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、報警定位地圖顯示、資源配置及外接審批等業(yè)務(wù)功能；具備設(shè)施智能化、可視化管理的運行監(jiān)控系統(tǒng)；具有應(yīng)急預(yù)案管理及應(yīng)急事件管理等功能；具備準確計算亮燈率、用電質(zhì)量分析、漏電檢測、監(jiān)控終端自運行功能、自動校時功能、單燈監(jiān)控、遠程抄表、多類型終端訪問操作、資產(chǎn)管理、GPS定位、查詢分析、統(tǒng)計及打印等功能。

（4）頂級階段：這是城市景觀燈光控制發(fā)展的最高階段，即基于新一代通信技術(shù)的高帶寬、低延遲特點，建立超高清監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，實時掌握燈光設(shè)備動態(tài)，無損呈現(xiàn)夜景效果，保證監(jiān)控指令的可靠無延遲，構(gòu)成智慧城市大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，建立算法模型，通過機器深度學(xué)習(xí)，對數(shù)據(jù)進行深度挖掘、分析趨勢，提供決策等，為行業(yè)監(jiān)管和政府決策提供可信數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和技術(shù)保障，滿足城市景觀燈光控制、管理要求，實現(xiàn)城市景觀燈光精細化、智能化管理等功能。

3 當前城市景觀燈光控制建設(shè)主要內(nèi)容

3.1 城市景觀燈光實時控制系統(tǒng)

系統(tǒng)實現(xiàn)對控制終端、燈具、供配電設(shè)施的聯(lián)網(wǎng)集控和信號采集、參數(shù)配置等，包括實時聯(lián)網(wǎng)控制，動態(tài)方案演繹、編排及執(zhí)行，控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信。

（1）實時聯(lián)網(wǎng)控制

實現(xiàn)景觀燈光開關(guān)模式、場景、時間參數(shù)設(shè)置及查詢；終端分區(qū)分組亮燈情景參數(shù)設(shè)置及查詢；開關(guān)狀態(tài)、工況及能耗數(shù)據(jù)報警設(shè)置及查詢；開關(guān)狀態(tài)、能耗、工況實時及歷史趨勢曲線顯示；照明區(qū)域終端分布圖、工藝圖及數(shù)據(jù)展示等。

（2）景觀照明動態(tài)方案演繹、編排及執(zhí)行

實現(xiàn)照明場景動態(tài)/靜態(tài)方案編排及設(shè)置；照明設(shè)施聯(lián)動組態(tài)管理；跨區(qū)照明聯(lián)動方案編排及設(shè)置；區(qū)域照明動態(tài)/動態(tài)編排及設(shè)置；照明單體動態(tài)/靜態(tài)編排及設(shè)置；照明方案保存、讀取及調(diào)用；照明終端控制方案設(shè)置及查詢。

（3）控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信

實現(xiàn)終端數(shù)據(jù)通信傳輸及信號處理、終端狀態(tài)數(shù)據(jù)采集及換算、數(shù)據(jù)通信傳輸檢驗及時序控制、媒體墻數(shù)據(jù)通信協(xié)議解析及轉(zhuǎn)換、分布式數(shù)據(jù)通信、控制數(shù)據(jù)變量轉(zhuǎn)義轉(zhuǎn)碼及編碼、網(wǎng)關(guān)通信鏈路多路徑策略及配置管理。

3.2 運維管控平臺

平臺主要服務(wù)于城市景觀燈光照明系統(tǒng)的管理展示、運營維護與應(yīng)急調(diào)度。采用分級控制架構(gòu)及控制策略，由控制終端負責(zé)本地級控制任務(wù)，三級控制共同建立在統(tǒng)一的服務(wù)器和數(shù)據(jù)平臺上，組成 “多系統(tǒng)合一”的聯(lián)動控制管理平臺，形成基于地理信息、照明設(shè)施、設(shè)備資產(chǎn)、業(yè)務(wù)運行信息等一體的多級系統(tǒng)。

3.3 能耗監(jiān)測與分析系統(tǒng)

系統(tǒng)實時監(jiān)測各個回路能耗，并提供能耗使用分析。管理部門可通過該系統(tǒng)對照明設(shè)施能耗使用的詳細數(shù)據(jù)進行查詢和調(diào)取，便于其執(zhí)行能耗管理，同時對開燈方案模式優(yōu)化、能耗補貼計算、燈具技術(shù)升級評估等提供數(shù)據(jù)支撐。

3.4 設(shè)施運維管理系統(tǒng)

實現(xiàn)對城市景觀燈光照明日常運行、保養(yǎng)以及維護的管理，包括對技術(shù)基礎(chǔ)資料、人員、設(shè)備運行狀態(tài)及維修保養(yǎng)記錄的信息化支撐和數(shù)據(jù)分析等功能。當發(fā)生故障時可通過系統(tǒng)直觀呈現(xiàn)并及時安排處置，確保設(shè)施運行穩(wěn)定。

3.5 多元信息發(fā)布平臺

通過構(gòu)建發(fā)布平臺，支撐豐富多樣的信息發(fā)布內(nèi)容和發(fā)布方式，從而實現(xiàn)網(wǎng)頁端，以及外部第三方系統(tǒng)的信息發(fā)布?？梢詫崿F(xiàn)基于門戶網(wǎng)站的信息查詢、發(fā)布功能，包括景觀燈光建設(shè)情況、開放時間、表演計劃安排、表演場景效果以及觀景指南等信息。

3.6 數(shù)據(jù)資源交換系統(tǒng)

數(shù)據(jù)資源交換系統(tǒng)包括各類數(shù)據(jù)接口以及用于支撐數(shù)據(jù)交換的相關(guān)軟件模塊，實現(xiàn)城市景觀燈光智能化監(jiān)控平臺內(nèi)部各個子系統(tǒng)間，內(nèi)部系統(tǒng)同外部系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交互。

3.7 數(shù)據(jù)接口

（1）照明設(shè)施實時狀態(tài)數(shù)據(jù)交換接口

實現(xiàn)對內(nèi)部子系統(tǒng)、外部子系統(tǒng)提供景觀照明設(shè)施、供配電設(shè)施、控制終端的狀態(tài)數(shù)據(jù)，回路開關(guān)信號反饋，工況及參數(shù)反饋，當前執(zhí)行的照明方案，單燈狀態(tài)等數(shù)據(jù)。

（2）設(shè)施控制指令數(shù)據(jù)交換接口

實現(xiàn)功能照明、夜景燈光、3D投影、多媒體燈光、音樂噴泉、特效燈光、激光表演等控制設(shè)備的控制指令數(shù)據(jù)交換接口，內(nèi)部、外部系統(tǒng)可以通過調(diào)用該接口實現(xiàn)控制、參數(shù)調(diào)整、場景編排和控制燈等。

（3）能耗數(shù)據(jù)交換接口環(huán)境

對內(nèi)、外部系統(tǒng)提供控制設(shè)備、回路、建筑、場景等實時能耗數(shù)據(jù)、能耗統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)等，實現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)和參數(shù)的共享。

（4）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)交換接口

實現(xiàn)燈具、供配電、控制、監(jiān)控等設(shè)備及管理單位、維護人員等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的共享以及交換；外部系統(tǒng)可以通過該接口調(diào)取、更新推送基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等。

（5）工程資料報備接口

通過該接口，設(shè)計、建設(shè)及管理單位可以將相關(guān)的工程圖紙、管線圖紙、系統(tǒng)工藝圖、控制回路原理圖等資料上報至景觀照明監(jiān)控信息系統(tǒng)。

3.8 安全中心

安全中心由告警中心和網(wǎng)絡(luò)安全兩個子系統(tǒng)組成。

（1）告警中心包含回路跳閘、異常亮燈、異常開門、短路、欠壓、過壓、缺相、過載、漏電、溫度、浪涌、設(shè)備掉線、設(shè)備故障、設(shè)備入侵、同步異常、網(wǎng)絡(luò)異常、漏洞、違規(guī)、網(wǎng)絡(luò)攻擊等告警。

（2）網(wǎng)絡(luò)安全包括漏洞掃描、堡壘機、數(shù)據(jù)庫審計、用戶準入平臺、安全防護平臺、注冊終端監(jiān)控、在線監(jiān)測、主動感知、精準識別、識別信息、識別規(guī)則、自動比對、主動阻斷、智能策略、圖形化管理、安全服務(wù)等主動防護。

4 結(jié)語

城市景觀燈光控制系統(tǒng)的建設(shè)進入了高級階段，目前來說仍處在探索、摸索階段。文章首先研究了城市景觀燈光系統(tǒng)目前存在的問題，然后分析整個系統(tǒng)的設(shè)計方案，希望文章能夠給相關(guān)工作者的一定的啟發(fā)作用。

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