城市智慧集中控制系统技术与智慧照明的特点

智慧照明是一种创新的方法，通过科学的城市规划及对基础设施、设备和公共服务优化管理，通过大数据、大系统共享模式，资源整合避免重复建设，实现全面感知、协同运行、高效管理、智能控制、绿色节能，最终实现城市照明可持续发展、使城市化建设更高阶段。

智慧照明控制也是一种社会人文价值观的体现，它以智能化、人性化为出发点，以大数据及多边缘系统接入为基本构架，实现庞大的立体化城市照明与灯光管控体系，实现高效运行与管理，展现着城市智能集中控制与智慧照明的巨大价值。    3.1、智慧照明系统的构成：  智慧照明系统从功能结构来看主要可以由三大部分构成，分别是运行部分、管理部分、功能部分，三大部分相互衔接彼此交融。系统构成如下图3.1-1示：

图3.1-1

其中，运行部分大约占到整个系统约25%功能价值比重，其内容主要是指整个系统运行的执行设备、执行应用技术和各个功能设备。执行设备包括有：电能监测部分的电流、电压、电量、功率等监测设备；工作环境温度监测设备；LED灯等各类光源的光衰监测设备；现场设备完备性报警、电力异常报警、异常本地入侵报警等各类异常及故障报警设备；电力线缆及通讯线缆防入侵及防盗告警设备。执行应用技术包括有：驱动线路矩阵软跳线技术；运行状态动态监测；负载线及动力线备份自启动技术等等。各个功能设备主要是指非执行功能的数据运行功能设备和网络构建设备，数据运行功能设备包括有：数据整合程式、数据记录程式设备等；网络构建设备包括有：路由器、光纤网络、以太网络、无线网络、通讯转接设备等；

其中，管理部分大约占到整个系统约35%的功能价值比重，其内容主要包含管理的内容要素和管理方法构架以及管理要素在管理方法的配置下形成管理结果评估。管理要素包括：楼宇亮化管理，道路亮化管理，景观亮化管理，观光亮化管理等内容；管理方法包括：亮化楼宇矩阵集控管理、管理单位3级分层管理、管理单位3级权限管理、系统日常运行日志管理机制；管理结果评估包括有：运行日志、系统状态数据统筹分析、末端传感数据大数据统筹分析、照明亮化系统运营及资产报表分析、本地离线运行管理分析等。  其中，功能部分大约占到整个系统约40%的功能价值比重，其所辖功能单元在脱离系统后仍具有功能价值，在实际使用中具有一定的独立性、扩展性和可移植接入性。其内容包括：负载回路的开关管控功能、被控光源的调光管控（淡入淡出）功能，另外还有单灯/单点的独立控制功能，演绎场景时的现场实时控制功能；除此之外，功能部分的管理体系所辖照明及亮化设备设施的远程控制（通过4G/WIFI或以太网及光纤为互联媒介）、GPS或GIS实现毫秒级别的同步控制功能，以及依据万年历的场景自主运行功能；另外还有实时区域联合光感运算自适应控制功能、智能化偏差延时控制（0.01S-24H任意延时设置）功能、逻辑时间自主运行功能（日、周、月、季、年设置触发）、物联传感集成自适应控制功能、第三方接口协议控制功能、本地自定义控制功能等等。 3.2、智慧照明生态系统构架  智慧照明生态系统构架以智慧控制管理中心为核心，纵向延展以以太网、光纤、IoT网络、4G网络为主要互联手段，向下延伸到智慧控制终端柜，智慧控制终端柜为末端控制核心，智慧控制终端柜再通过C-BUS、KNX、DALI、NB-loT、RS485、DMX512、RDM、ACN等多类接口协议与最底层的光源灯具、多媒体灯具、特效灯具、激光表演、音乐喷泉等实现交互管理。系统架构如下图3.2-1示。

图3.2-1

智慧控制管理中心横向延展可以扩展出集中的音视频输出功能，主要通过光纤、以太网、4G网络等物理载体延伸到末端现场，实现远距离的实时播放和实时控制，这里的音频和视频输出要求具有多通道异步联动能力。另外智慧控制管理中心还链接有云平台，通过云平台可以实现大数据的实时运算处理，高效完成数据整合与现场指令触发任务，使的整个系统更为灵动。除此之外，智慧控制管理中心还可以通过云平台可以接入便携式的末端管理平台，这些便携式的末端平台已通用平板电脑智能手机为主，这些末端平台可以实现受管控的功能开放，这些对末端平台开放的功能可以便捷的实现现场人员的初期调试及试运行功能，到了日常运营管理阶段也可以方便的实现运行场景编辑，运行场景一键触发等多种功能。这样的构架模式，从系统层面很大程度上解决了对智慧控制管理中心的绝对依赖，使得系统管理从中心化向中心化加边缘化共存的新模式发展。  在整个智慧照明生态系统中，系统的最底层最为错综复杂，这是因为不同的底层单元如路灯性功能能照明、夜景灯光、多媒体灯光、3D投影、音乐喷泉、特效灯光、激光表演等等都具有其特殊的固有属性，不管是通讯媒介还是通讯协议往往都有着不小的差异，造成这种差异的原因除了设备固有属性的因素之外，还因为不同生产厂家在做设备生产时候的技术壁垒，比如标准的DMX512协议，大多数厂家都会做微调，以便自己的设备具有技术独特性，这样无形中就导致整个智慧照明生态底层的错综复杂性，为今后的统一管理带来了相当大的难度，所以整个的智慧照明生态系统里，智慧控制终端柜就要求具有绝对广阔的兼容性，对常见的C-BUS、KNX、DALI、NB-loT、RS485、DMX512、RDM、ACN等多类接口协议及其变异协议具有最广泛的兼容性，且兼容库能够随时扩展升级以便更好的兼容。另外为了确保网络的绝对可靠，智慧照明生态系统中的网络构架也具有鲜明的丰富性特点，如TCP/IP、光纤、IoT、VPN专网等等，且这些网络媒介在构建允许的情况下可以同时齐备配装，以便当有某种构网媒介发生异常时可以及时切换到其它网络媒介，从而最大限度的降低系统构网风险。  智慧照明生态系统协调问题由智慧控制管理中心的服务器组来协调完成，这里的协调主要是依据各照明单元固有属性不同所带来的差异化特征和区域照明特点而定。以一个城市为单位区域而言这样的差异化信息量是非常庞大的，它不同于一个秀场、一个景区又或是一条街道，它是由无数个这样的秀场、景区或街道组成的联合体。整个联合体的联动融洽运行所带来的数据处理要求是非常巨大的，因此在这个智慧照明生态系统中，智慧控制管理中心的核心地位变的异常凸出，整个智慧照明生态系统的联动融洽运行不仅是繁杂数据的运算，还区分为实时操作指令的下发，各运行单元运行状态的实时监测及反馈信息处理，遇到异常报警后的应急响应机制，异常报警派工处理机制，长期运行过程中的数据整合分析并形成有价值的系统改善指引报告或预见性指引报告等等多种内容。  由上可知解决兼容性的难题是智慧照明生态系统的一个显著特征；其次是智慧照明生态系的协调运行能力，而在协调运行上又全方位的体现着互联互通、安全、精细、智慧、和谐系统特色。 3.3、智慧照明是未来发展趋势  采用互联网+物联网技术、新一代通信技术、大数据分析技术、AI人工智能、云端数据分析等新技术和新方法，创造性的构建城市智慧照明景观亮化、智能化控制新技术集成，这是未来着力构建具备互联互通、智能控制、智能管理（信息采集、信息处理、信息决策、指令传输等)、信息服务、信息安全、能源管理、数据管理、权限管理、人工智能、协同发展等一系列智能化控制、精细化管理平台。这是未来城市智慧照明及景观亮化控制发展的必由之路。