关键词：城市；综合管廊；照明；控制系统
城市地下综合管廊即在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通信、道路照明、燃气、供热、给排水等各种公用管线集于一体，实施统一规划、统一设计、统一建设和管理，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。综合管廊避免“拉链式作业”，并预留充分空间，后续管线的铺设、运行、维修、检查、管理等都可以在综合管廊中进行，从而能节省成本，节约城市建设用地，美化城市环境，有效保障城市基础设施的良好运行。
1、城市综合管廊的行业概念及国内外研究现状
城市综合管廊也称综合管廊，集电力、通信、道路照明、燃气、给水、中水等两种及两种以上的市政管线于一体，城市综合管廊建于城市地下，用于铺设市政公用管线，其包括干线综合管廊、支线综合管廊和电缆沟。城市综合管廊一般采用集约化的设计理念有效地利用了道路下的空间，节约了地下空间资源，也杜绝了各类管线的不定期开挖，对道路通行和周边环境造成的影响，彻底解决了“拉链路”问题，产生了明显的社会效益和环境效益。在综合管廊设计工作不断完善和发展的过程中，其规模也在逐渐增加。在十九世纪初期，法国为了提升城市的环境质量，兴建了较多的综合管廊，主要对地下管线进行系统地管理。现如今，综合管廊无论是在管理还是在应用上都趋于成熟化。
2、智能照明控制系统特点
与传统照明控制系统相比，城市综合管廊智能照明控制系统具有以下特点:(1)智能照明控制系统为总线系统，设计较为简单，施工安装方便，且便于维护保养，可扩展性好。传统照明控制系统需涵盖大量控制电缆及开关控制的设计，线缆敷设十分繁杂，后期维护保养困难，改线、换线难。(2)具有多级控制的功能，就地设置控制面板，远端可由智能照明主机及中央级系统实现远程监控。传统照明控制系统只能通过就地开关实现就地控制。(3)根据需求对灯具实现多种方式的开/关，并能设置场景模式。传统照明控制系统只能实现本地的一对一开/关功能。(4)具有时控功能，根据项目工况设置日常运维模式，在设定时间内打开或关闭照明灯具。传统照明控制系统只能就地手动操作。(5)具有调光功能，对灯具进行调光以满足不同的照明要求，并有效节能。传统照明控制系统没有调光功能。(6)与其他系统联动控制。(7)具有自巡检功能，有效提高运营维护效率。传统照明控制系统出现故障时，需逐一排查、检修。
3、智能照明系统设计研究
3.1整体设计思路
在城市综合管廊中，由于管廊内管线种类较多，集成化程度高、覆盖区域广等特点，管廊长度较长，部分管廊可达数十公里，通信线路敷设难度大、施工成本较高。同时，如果采用集中控制方式，当系统出现故障或通信中断情况下，可能会影响城市综合管理的维护检修工作，进而造成严重的经济损失。为解决该问题，应对智能照明系统进行分段、分布式控制，将城市综合管廊按防火分区划分为不同的照明系统控制区域，并设置分布式现场控制系统，通过总线与中央控制系统进行通信和数据处理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆基于该思路，对综合管廊智能照明控制系统设计如下：⑴按综合管廊按功能分区、数据通信集成度、线路敷设难易程度等，将综合管廊按防火分区进行划分，各防火分区包括人员出入口、投料口、通风口、变电所、消防泵房等功能区，并结合各功能分区应用场景和照度要求，对智能照明控制进行优化；⑵投料口、出入口等区域一般临近外部环境，且设有天窗，在照度设计上适当考虑自然光因素，借助感光元件和人体感应方式控制照明灯具的开闭。当人员临近时开启，离开时关闭；照度根据感光元件检测数据与预设值进行对比，并调整灯具照度；现场设有手动控制开关，可采用手动方式开启，电子元件自动回传相应的状态数据，如现场照度、灯具开关状态灯。⑶通风口、变电所、消防泵房等区域，需要定期进行巡检，采用智能照明系统可有效减少人工控制的频次。在此类巡检区域，可采取定时开启和人体感应开启结合的方式进行控制。⑷标准段场景设计与通风口、变电所消防泵房等巡检区域设计思路一致，采用定时开启和人体感应相结合的方式。
3.2现场检测系统
智能照明控制系统输入单元的关键技术在于传感器的设计。相对于传统建筑，综合管廊具有其特殊性，如管廊位于地下，大多数区域无日照，因此较难采用照度控制;管廊主体结构较狭长，普通的人体(红外)感应器探测范围仅为5～6m(圆锥角)，若通长布置，则安装数量多，造成设备的浪费。因此，需要设计符合管廊特质的探测系统。对于投料口、人员出入口等管廊节点，一般结构上设有天窗，白天会有日光进入管廊，因此可以考虑采用照度传感器和人体感应器相结合的方式。当人体感应器检测到有人员进入该照明区域时，主控系统打开该区域的照明设备，同时根据现场照度传感器检测到的照度值调节设备亮度，当现场照度达到管廊设计标准或人员离开时，熄灭区域内的照明设备。通风口、变电所、消防泵房等管廊节点常作设备间。为了满足检修需要，可以在设计上适当提高照度。考虑定时控制和人体感应控制相结合的方式，在该照明区域设置人体感应器。
3.3管廊照明定时控制设计
智能照明模块每个回路能单独设置开关灯时间(定时开关灯);有些灯根据时间开关，启用时控功能。定时功能是通过智能网关模块和专业化控制模块来实现的，内置的定时机制是传统定时控制器所无法比拟的，支持每日方案、周方案、节假日方案、特殊时间方案、天文钟;支持多场景半夜灯定时;支持各种定时方案的逻辑组合;完善的定时机制能够满足照明管理者各种定时要求;对灯光需要较有规律的区域，可以实行灯光定时自动控制;具备天文时钟功能，根据项目所在地的经纬度自行校对日出/日落时间，有效区分工作时间与休息时间，实现定时控制，减轻管理人员工作量;依人流多少时段性的特征，自动调节灯光明暗，达到节能效果。智能网关模块支持预设并存储多套包括定时机制和场景模式在内的运行方案，照明管理者在需要时可一键调用。结合日常运营维护计划，通过时钟控制器设置任意时间内自动打开或关闭相应回路或区域内照明灯具，在减少运营人员工作量的同时达到节能目的。
3.4照明控制管理平台设计
基于综合管廊数据采集和现场控制设计思路，智能控制集成平台可实现管廊内灯具亮度的实时控制，并获取相关状态信息等。基于此，为提高智能控制系统应用的便利性，可开发相应的App，用于维护维修人员进行控制和检查，以达到节能降耗的目的。
4、结语
综合管廊的运行维护过程中采用智能照明控制系统能够合理规划照明场景模式，实现定时控制、分区控制、分场景控制等多种控制模式，通过中央集中管理的方式，达到经济、高效的照明控制模式，节约人力成本和能源消耗，具有良好的社会效益和经济效益，是建设节能环保绿色管廊必不可少的环节。
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论文作者:张勤,
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年1月第2期
论文发表时间:2020/4/22
标签：控制系统论文; 智能论文; 照度论文; 城市论文; 区域论文; 功能论文; 管线论文; 《工程管理前沿》2020年1月第2期论文;