淺析路燈控制系統(tǒng)的控制方法

摘要：隨著時(shí)代的發(fā)展，城市現(xiàn)代化建設(shè)步伐不斷加快，對(duì)城市道路照明及城市亮化工程需求也更大，而能源的供需矛盾也越來越突出，節(jié)電節(jié)能、綠色照明的要求越來越迫切，越來越高。文章探討了幾種路燈控制系統(tǒng)的研究意義及控制方法。

關(guān)鍵詞：路燈；控制系統(tǒng)；意義；方法

路燈照明是城市基礎(chǔ)設(shè)施的組成部分，在城市的交通安全、社會(huì)治安、人民生活和市容風(fēng)貌中處于舉足輕重的地位，發(fā)揮著不可替代的作用，而且標(biāo)志著城市實(shí)力和成熟的程度. 隨著我國城市和經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，城市照明交通安全越來越受到人們的關(guān)注，先進(jìn)的路燈控制系統(tǒng)成為一個(gè)現(xiàn)代化城市的象征。

1.路燈控制系統(tǒng)的研究意義

隨著我國城市現(xiàn)代化建設(shè)的突飛猛進(jìn)，城市路燈照明取得了巨大的成績，成為一項(xiàng)蓬勃發(fā)展的公共事業(yè)，同時(shí)為了符合節(jié)約型、可持續(xù)發(fā)展社會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)生了對(duì)路燈監(jiān)管改革的需求。傳統(tǒng)的路燈照明和管理存在浪費(fèi)大，路燈使用壽命短，人工作業(yè)量大，故障率高，統(tǒng)計(jì)查詢功能弱等不足。為了解決“全夜燈”照明造成的浪費(fèi)、“半夜全滅或半滅燈”帶來的交通安全隱患等問題人們提出了各種方案。

傳統(tǒng)的路燈控制是通過在配電箱設(shè)置光電控制電路，利用光敏傳感器檢測(cè)光線強(qiáng)度的變化，控制路燈在光線不足時(shí)自動(dòng)點(diǎn)亮、光強(qiáng)增大時(shí)自動(dòng)關(guān)閉。這種方法存在著可靠性較低、易受干擾、燈具使用壽命短等問題。

有的地區(qū)采用分時(shí)控制的方法，根據(jù)時(shí)間來控制路燈的亮滅并調(diào)整路燈的供電電壓以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的，相較上一種策略，該方法能夠有效提高系統(tǒng)可靠性、增強(qiáng)抗干擾能力并滿足實(shí)際需求，但也伴隨有靈活性低，不能根據(jù)具體天氣、車流量調(diào)整路燈亮度的缺點(diǎn)。

2.路燈控制方法（技術(shù)）的分類及技術(shù)特點(diǎn)：

2.1目前，市場(chǎng)上普遍采用的路燈控制方法（技術(shù)）主要有以下三類：

1）人工干預(yù)控制；

2）時(shí)鐘控制；

3）DDS獨(dú)立控制技術(shù)。

2.2各種路燈控制系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)

1）人工干預(yù)控制：

在道路照明設(shè)施建設(shè)之初，按照需要的照明方式施工建設(shè)以實(shí)現(xiàn)路燈的隔一亮一等特殊照明模式。在需要開啟/關(guān)閉路燈時(shí)派出人員操作控制開關(guān)來實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈的控制。

優(yōu)點(diǎn)：具有一定的應(yīng)變能力。

缺點(diǎn)：管理難度大、安全系數(shù)低、工作量，不能檢測(cè)整個(gè)線路路燈的工作狀況。

2）時(shí)鐘控制：

其原理是將原人工控制開關(guān)更換為時(shí)鐘控制器，由此實(shí)現(xiàn)一般狀況下的路燈自動(dòng)控制。

優(yōu)點(diǎn)：一般狀況下可免除人干預(yù)，工作量降低，成本較低。

缺點(diǎn)：應(yīng)變能力較差，如果將時(shí)鐘控制器設(shè)置在每天19：00開啟次日06：00關(guān)閉，則無論在任何季節(jié)以及任何氣象條件與能見度的情況下都將死板的按照預(yù)定時(shí)間工作，即便是采用目前比較先進(jìn)的日歷時(shí)控（即控制時(shí)間自動(dòng)按日歷規(guī)律變化）也無法滿足特殊天氣、臨時(shí)開關(guān)燈之類的靈活性要求。

3）DDS獨(dú)立控制技術(shù)：

其原理是在每個(gè)路燈的單燈線路上加裝控制檢測(cè)器，并采用無線或有線的方式與控制主機(jī)相連再采用有線或無線的方式與控制中心連接，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈的開關(guān)控制或定時(shí)開關(guān)控制。并可實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)的工作模式（如隔一亮一等），以及對(duì)路燈故障精確偵測(cè)并報(bào)告。

優(yōu)點(diǎn)：高程度自動(dòng)化，高應(yīng)變能力，提供多樣的工作模式，并可檢測(cè)路燈故障。

缺點(diǎn)：造價(jià)高昂，施工難度大：要在每盞路燈下安裝獨(dú)立的控制器施工難度可想而知，由此又使得工程造價(jià)過高。

3. 基于無線網(wǎng)絡(luò)的單燈控制系統(tǒng)研究

現(xiàn)有的城市燈光控制系統(tǒng)，一般采用的都是設(shè)置多個(gè)開關(guān)柜，來對(duì)整個(gè)城市燈光進(jìn)行分片控制，每個(gè)開關(guān)柜一般負(fù)責(zé)半徑500～1000米之內(nèi)所有燈光的開和關(guān)，開則全開，關(guān)則全關(guān)。這是一個(gè)對(duì)路燈的集中控制系統(tǒng)，無法做到對(duì)每一盞路燈的精細(xì)化管理，給路燈管理帶來幾方面的問題：1）無法監(jiān)控每一盞燈的運(yùn)行狀態(tài)，因此當(dāng)某一條線路上的某一盞燈發(fā)生故 障時(shí)，控制中心無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，通過人工巡查方式進(jìn)行管理則不僅成本很高，而且管理效率低下。2）無法及時(shí)準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)亮燈率和對(duì)每一盞路燈的工作情況進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)估。3）控制策略只能針對(duì)整條線上的所有路燈，無法對(duì)每一盞燈的具體工作方 式進(jìn)行精確的調(diào)整和控制，因此無法實(shí)現(xiàn)一些復(fù)雜的節(jié)能控制策略，如某一盞燈的調(diào)光策略或開關(guān)時(shí)間策略。

無線路燈控制系統(tǒng)是由一個(gè)或多個(gè)與管理中心服務(wù)器相連的主控節(jié)點(diǎn)和多個(gè)路燈控制終端組成。管理中心與監(jiān)控中心通過TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信，通過設(shè)定路燈的工作信息，如時(shí)鐘日歷、開關(guān)時(shí)間等，監(jiān)控中心將指令信息傳送給路燈終端節(jié)點(diǎn)，路燈節(jié)點(diǎn)路由控制信息，并對(duì)路燈故障報(bào)警。利用無線電通道實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)達(dá)到照明燈開關(guān)的目的，避開了電力線載波通訊中干擾的繁雜和不確定性，大大提高了控制通信的穩(wěn)定和確定性，布點(diǎn)靈活、安裝方便、控制組合多、系統(tǒng)安全性高；缺點(diǎn)是受無線信號(hào)干擾可能使一些區(qū)域無法及時(shí)監(jiān)控。

目前，由于無線網(wǎng)絡(luò)的大大發(fā)展和提升，以及模塊化集成化技術(shù)的成熟，使得基于無線網(wǎng)絡(luò)的路燈控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、靈活性和可擴(kuò)展性大大提升，因此被漸漸廣泛采用，該方式不僅可以實(shí)現(xiàn)路燈時(shí)間上靈活控制，空間上極大擴(kuò)展，更使得單燈管理、精細(xì)化管理、實(shí)時(shí)管理成為可能，同時(shí)也是路燈節(jié)能減排，推行綠色照明的有效保障，是目前路燈控制系統(tǒng)的主流，也是今后路燈控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。

單燈系統(tǒng)的實(shí)施目標(biāo)：確保按時(shí)、按需點(diǎn)亮每一盞燈，并能有效地實(shí)現(xiàn)節(jié)省路燈的用電電量、延長燈具的使用壽命、降低城市路燈的維護(hù)和管理的成本、提高管理效率是單燈智能管控系統(tǒng)追求的目標(biāo)。在現(xiàn)有國內(nèi)領(lǐng)先水平的監(jiān)控管理系統(tǒng)基礎(chǔ)上，開發(fā)、建設(shè)、應(yīng)用具有國內(nèi)一流水平的路燈單燈控制系統(tǒng)，可以進(jìn)一步提高全市路燈監(jiān)控管理水平，促進(jìn)路燈節(jié)能工作的順利實(shí)施，充分發(fā)揮系統(tǒng)在路燈建設(shè)、管理、維護(hù)、節(jié)能工作中的樞紐與核心作用。

單燈控制系統(tǒng)的目的是要達(dá)到針對(duì)每一盞路燈的單獨(dú)控制，包括對(duì)每盞燈單獨(dú)的參數(shù)設(shè)置、亮燈策略、故障檢測(cè)和運(yùn)行狀態(tài)的管理和控制。在原來針對(duì)每一回路進(jìn)行集中控制的基礎(chǔ)上，增加單燈控制的意義在于：1）節(jié)能減排。實(shí)際的測(cè)量表明，通過對(duì)單燈設(shè)計(jì)合理的亮燈策略，達(dá)到路 燈的有效節(jié)能。對(duì)于大城市來說，亮燈節(jié)能是降低能耗的重要手段；2）通過對(duì)每一個(gè)盞路燈運(yùn)行狀況的監(jiān)測(cè)，提高管理效率和降低管理成本，提高路燈管理的信息化和自動(dòng)化水平；3）大幅度減少經(jīng)濟(jì)損失，單燈監(jiān)控模塊可以直接控制單盞路燈的開關(guān)，并在線采集光源的電壓、電流、有功功率、功率因素等參數(shù)；同時(shí)可以提供光源的故障信息等，系統(tǒng)具有電纜防盜功能，能全天候檢測(cè)電纜偷盜情況。

4.結(jié)語

路燈自動(dòng)控制系統(tǒng)作為城市現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一，不僅屬于城市建設(shè)最基本的環(huán)節(jié)，而且，對(duì)于城市能源的節(jié)約、燈具壽命的提升、路燈管理水平的提高以及城市夜景的美化、城市夜間出行的安全等方面都有著舉足輕重的作用，所以，對(duì)于路燈自動(dòng)控制系統(tǒng)技術(shù)的研究已成為目前所面臨的重要課題，今后的路燈控制系必然向著更加穩(wěn)定、更加智能、更加集成的云控制方向發(fā)展，目前基于云平臺(tái)、大數(shù)據(jù)、智能化的路燈控制系統(tǒng)是開發(fā)的主要方向，對(duì)新一代路燈控制系統(tǒng)的推廣和實(shí)施也應(yīng)該作為城市市政建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容。

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