淺談路燈單燈控制系統(tǒng)在城市道路照明中的應(yīng)用
發(fā)布日期：2023/03/18 08:51:55
路燈的數(shù)量逐步增加，運(yùn)行維護(hù)成本高，路燈維修人員的增加，帶來的維修成本、社會成本太高；同時(shí)，街道照明設(shè)備與電纜時(shí)而被盜竊分子偷竊，這也是照明系統(tǒng)監(jiān)管的漏洞支出，影響到城市人民的正常生活。通過對智能照明管理系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控分析，可以減少在照明系統(tǒng)上的成本支出，照明管理方面也比較經(jīng)濟(jì)，同時(shí)，智能化程度高，也省時(shí)省力。
隨著現(xiàn)代化的城市發(fā)展速度迅猛，一些照明設(shè)施的完善、監(jiān)控與管理工作也逐漸變得相對先進(jìn)，越發(fā)展越多，但往入缺少統(tǒng)一化、科學(xué)化、規(guī)范化的管理，路燈經(jīng)常出現(xiàn)一些問題。容易產(chǎn)生破損、老化造成路燈不亮，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)和預(yù)警處理，給人民的日常夜生活帶來極大的不便，因此積極探索路燈單燈控制系統(tǒng)在城市道路照明中的應(yīng)用尤為重要。
1.路燈控制系統(tǒng)的意義
城市中的照明管理比較繁瑣、費(fèi)事，以往的照明設(shè)施耗電量大，分布范圍較廣，街道路燈的數(shù)量較多，管理監(jiān)控比較困難，必須要專門人員時(shí)刻進(jìn)行監(jiān)察，故障的修理較困難。而智能化的照明體系能夠隨時(shí)監(jiān)控每個(gè)照明設(shè)備，使燈具的平均壽命也增大了2~4倍，節(jié)約了燈具更換的成本，也降低了管理者們的工作力度，節(jié)約了很多燈具，方便了城市居民生活的同時(shí)，也讓照明管理顯得更加方便與經(jīng)濟(jì)。
實(shí)現(xiàn)對每一盞燈具實(shí)現(xiàn)“按需照明”和“精確管理”，會產(chǎn)生良好的社會效益、經(jīng)濟(jì)效益和管理效益。
①社會效益方面：為了快速及時(shí)地檢修，在故障發(fā)生時(shí)，檢修工作人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，了解故障發(fā)生的位置，及時(shí)趕到檢修。同時(shí)，人民群眾的生活更加方便，對城市照明管理機(jī)構(gòu)的投訴也會減少，降低了城市道路交通事故的發(fā)生概率，提高了城市人民生活的安全度，提高了城市建設(shè)的美好形象。
②經(jīng)濟(jì)效益方面：系統(tǒng)采用單燈與支路控制相結(jié)合的方式，可以實(shí)現(xiàn)隔一亮一、隔二亮一、熄滅人行道燈頭、路燈全夜燈、半夜燈的開關(guān)等各種節(jié)能控制，減少了開燈時(shí)間，延長了光源電器壽命，降低管理運(yùn)行成本。
③管理效益方面：在工作方式上將以前的街道巡查故障變更成值班智能化提示故障報(bào)警，不僅節(jié)約了檢修人員與車輛的使用率，還減少了維修支出費(fèi)用，縮短了維修響應(yīng)時(shí)間、提高了檢修效率，減少了電纜偷盜情況，保證路燈亮燈率。
2.路燈控制系統(tǒng)的構(gòu)成
目前常用的路燈控制系統(tǒng)有兩種：集中式路燈控制系統(tǒng)和集散式路燈控制系統(tǒng)。集中式路燈控制系統(tǒng)穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)性較高，但只能對某一回路進(jìn)行控制，無法對支路和單盞燈進(jìn)行控制。集散式路燈控制系統(tǒng)采用集中管理、分散控制方式，單燈智能控制系統(tǒng)在集中式路燈控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增加道路照明遠(yuǎn)程單燈智能控制設(shè)備，該設(shè)備兼容多種不同光源如（高壓鈉燈、LED燈或節(jié)能燈等），具備單盞路燈的開關(guān)燈和調(diào)光控制能力，控制系統(tǒng)具備定時(shí)調(diào)光、智能調(diào)光和手動調(diào)光功能，結(jié)合外置傳感器路燈可根據(jù)路面照度智能調(diào)整燈具亮度功能，系統(tǒng)具備分組管理、分級管理和集中管理功能，可根據(jù)不同臺區(qū)、不同行政區(qū)域分別授以不同賬戶不同操作權(quán)限功能，實(shí)現(xiàn)各個(gè)職能部門統(tǒng)一監(jiān)管、統(tǒng)一運(yùn)營、統(tǒng)一維護(hù)；單燈控制器本身不僅具有自組網(wǎng)能力，可利用自由的中繼轉(zhuǎn)發(fā)功能，在無基礎(chǔ)設(shè)施的情況下進(jìn)行通信，減少對線路的改造；該系統(tǒng)還具有遠(yuǎn)程在線升級功能，在區(qū)域制約的維護(hù)與運(yùn)維檢修問題上減少了人力成本并提供了便利。
道路照明遠(yuǎn)程單燈智能控制系統(tǒng)具體組成如下：道路照明遠(yuǎn)程單燈控制系統(tǒng)由上位機(jī)管理軟件、集中控制器、單燈終端控制器組成，集中控制器安裝在路燈控制柜內(nèi)，單燈終端控制器安裝在燈具燈腔或燈桿配電門倉中。
3.單燈控制的原理
中央監(jiān)控系統(tǒng)是經(jīng)過無線網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)管中心連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，單燈終端控制器通過電力載波和集中監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合來傳遞信號。中央監(jiān)控系統(tǒng)的作用是接收、控制、傳遞上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的指令，將指令傳遞到每一個(gè)控制器里，快速的控制每個(gè)路燈的照明情況。集中控制器通過內(nèi)置的DO輸出端口在配電箱內(nèi)實(shí)現(xiàn)對路燈整條回路的控制，查詢每個(gè)終端控制器的信息，通過模擬量、數(shù)字量的DI輸入端口，能夠智能化地收集到目前的光照時(shí)間等數(shù)據(jù)，將這些信息快速傳遞到監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)再分析與操作反饋的數(shù)據(jù)，做到電燈的自動控制與故障及時(shí)檢修。上位機(jī)管理軟件通過遠(yuǎn)程手動升級和排期升級，對集中控制器和單燈控制器進(jìn)行升級指令下發(fā)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備升級；另為實(shí)現(xiàn)與第三方擴(kuò)展設(shè)備的接入和數(shù)據(jù)傳輸，集中器應(yīng)具備額外RS485通訊擴(kuò)展和透傳功能。
系統(tǒng)通過采用組態(tài)和拓?fù)渲嘟Y(jié)合，以3D拓?fù)渲问秸宫F(xiàn)出配電柜中各設(shè)備電氣的連接線圖、運(yùn)行狀態(tài)及設(shè)備參數(shù)，實(shí)現(xiàn)回路數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控；具備基于GIS的地圖展示功能，可實(shí)現(xiàn)不同臺區(qū)、不同行政區(qū)域設(shè)施的地理位置展示，并實(shí)現(xiàn)對單點(diǎn)的用能信息情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測。集散式路燈控制系統(tǒng)能了解每個(gè)路燈的狀況，并針對性進(jìn)行控制，支持多種操作終端如PC、智能手機(jī)、Pad等登錄、操作和管理，相比集中式路燈控制系統(tǒng)更為便捷、靈活和節(jié)能。
4.單燈控制的特性
單燈智能控制系統(tǒng)采用電力載波技術(shù)，使用高級的電力線，以載波的形式快速傳遞數(shù)字化信息，不必二次進(jìn)行設(shè)置網(wǎng)絡(luò)，僅需要一根電線，就能夠完成信號的運(yùn)輸，信號穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)且具備防浪涌功能；具備電力載波自組網(wǎng)功能，具有優(yōu)秀的通訊組網(wǎng)性能；采用與LED路燈電源同等級別的硅膠進(jìn)行封裝，溫度適應(yīng)性好，可在-40℃的低溫環(huán)境下正常工作；采用智能算法檢測路燈工作狀態(tài)，如果發(fā)生故障，系統(tǒng)會自動報(bào)告路燈故障情況，監(jiān)管與維修人員的工作難度較小。使用“三遙”監(jiān)督與控制體系，這個(gè)體系是由三部分構(gòu)成，分別為中央調(diào)度室的微機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)和現(xiàn)場的路燈開關(guān)箱智能終端。監(jiān)控系統(tǒng)按照目前城市的日照時(shí)間與光照值，結(jié)合時(shí)控與光控的監(jiān)控手段，無線數(shù)據(jù)傳遞就能智能化的進(jìn)行遙控?zé)艟?，操作室調(diào)節(jié)路燈電壓，監(jiān)控?zé)艟叩墓ぷ鞴β省㈦娏?、電壓等，快速分析收集的信號，?zhǔn)確判斷燈具的照明情況，按照預(yù)設(shè)的算法智能控制路燈。控制器的功能主要有路燈遠(yuǎn)程拉合閘控制、電參量采集、路燈故障判斷、電力載波通信、數(shù)據(jù)掉電保存、LED燈具無極調(diào)光、OTA在線升級、閥值設(shè)定功能等。
5.智慧照明單燈控制的應(yīng)用
路燈在照明領(lǐng)域中有著舉足重輕的地位，通過智能管控系統(tǒng)就可以對路燈進(jìn)行遠(yuǎn)程集中管理及全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)控，打造出一個(gè)互聯(lián)互通
的智慧城市。現(xiàn)單燈控制系統(tǒng)已經(jīng)普遍應(yīng)用于高速公路、城市街道、市區(qū)道路、下穿隧道、夜景照明、建筑燈光秀等場合，形成了一系列完整的智慧路燈綜合解決方案，為城市道路照明提供重要的基礎(chǔ)支撐，為智慧照明城市的建設(shè)與發(fā)展增添新的活力。
智能照明是智慧城市美好的根本。智能照明有助于城市節(jié)約能源，降低成本并減少維護(hù)次數(shù)和時(shí)間，其自動化和網(wǎng)絡(luò)化控制進(jìn)一步增加了節(jié)能效果和減少維護(hù)支出。智能照明創(chuàng)造了“無光”、“光、網(wǎng)、云”的物聯(lián)網(wǎng)，不僅為智慧城市的建設(shè)提供了新思路，也為智慧城市搭建了一座金橋。
隨著我國市政建設(shè)的不斷改進(jìn)，路燈建設(shè)成為市政建設(shè)中的重要部分，而其控制系統(tǒng)是路燈建設(shè)的關(guān)鍵。通過對智能照明管理系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控分析，減少在照明系統(tǒng)上的成本支出，照明管理方面也比較經(jīng)濟(jì)，同時(shí)，智能化程度高，也省時(shí)省力。
隨著現(xiàn)代化的城市發(fā)展速度迅猛，一些照明設(shè)施的完善、監(jiān)控與管理工作也逐漸變得相對先進(jìn)，越發(fā)展越多，但往入缺少統(tǒng)一化、科學(xué)化、規(guī)范化的管理，路燈經(jīng)常出現(xiàn)一些問題。容易產(chǎn)生破損、老化造成路燈不亮，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)和預(yù)警處理，給人民的日常夜生活帶來極大的不便，因此積極探索路燈單燈控制系統(tǒng)在城市道路照明中的應(yīng)用尤為重要。
1.路燈控制系統(tǒng)的意義
城市中的照明管理比較繁瑣、費(fèi)事，以往的照明設(shè)施耗電量大，分布范圍較廣，街道路燈的數(shù)量較多，管理監(jiān)控比較困難，必須要專門人員時(shí)刻進(jìn)行監(jiān)察，故障的修理較困難。而智能化的照明體系能夠隨時(shí)監(jiān)控每個(gè)照明設(shè)備，使燈具的平均壽命也增大了2~4倍，節(jié)約了燈具更換的成本，也降低了管理者們的工作力度，節(jié)約了很多燈具，方便了城市居民生活的同時(shí)，也讓照明管理顯得更加方便與經(jīng)濟(jì)。
實(shí)現(xiàn)對每一盞燈具實(shí)現(xiàn)“按需照明”和“精確管理”，會產(chǎn)生良好的社會效益、經(jīng)濟(jì)效益和管理效益。
①社會效益方面：為了快速及時(shí)地檢修，在故障發(fā)生時(shí)，檢修工作人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，了解故障發(fā)生的位置，及時(shí)趕到檢修。同時(shí)，人民群眾的生活更加方便，對城市照明管理機(jī)構(gòu)的投訴也會減少，降低了城市道路交通事故的發(fā)生概率，提高了城市人民生活的安全度，提高了城市建設(shè)的美好形象。
②經(jīng)濟(jì)效益方面：系統(tǒng)采用單燈與支路控制相結(jié)合的方式，可以實(shí)現(xiàn)隔一亮一、隔二亮一、熄滅人行道燈頭、路燈全夜燈、半夜燈的開關(guān)等各種節(jié)能控制，減少了開燈時(shí)間，延長了光源電器壽命，降低管理運(yùn)行成本。
③管理效益方面：在工作方式上將以前的街道巡查故障變更成值班智能化提示故障報(bào)警，不僅節(jié)約了檢修人員與車輛的使用率，還減少了維修支出費(fèi)用，縮短了維修響應(yīng)時(shí)間、提高了檢修效率，減少了電纜偷盜情況，保證路燈亮燈率。
2.路燈控制系統(tǒng)的構(gòu)成
目前常用的路燈控制系統(tǒng)有兩種：集中式路燈控制系統(tǒng)和集散式路燈控制系統(tǒng)。集中式路燈控制系統(tǒng)穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)性較高，但只能對某一回路進(jìn)行控制，無法對支路和單盞燈進(jìn)行控制。集散式路燈控制系統(tǒng)采用集中管理、分散控制方式，單燈智能控制系統(tǒng)在集中式路燈控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增加道路照明遠(yuǎn)程單燈智能控制設(shè)備，該設(shè)備兼容多種不同光源如（高壓鈉燈、LED燈或節(jié)能燈等），具備單盞路燈的開關(guān)燈和調(diào)光控制能力，控制系統(tǒng)具備定時(shí)調(diào)光、智能調(diào)光和手動調(diào)光功能，結(jié)合外置傳感器路燈可根據(jù)路面照度智能調(diào)整燈具亮度功能，系統(tǒng)具備分組管理、分級管理和集中管理功能，可根據(jù)不同臺區(qū)、不同行政區(qū)域分別授以不同賬戶不同操作權(quán)限功能，實(shí)現(xiàn)各個(gè)職能部門統(tǒng)一監(jiān)管、統(tǒng)一運(yùn)營、統(tǒng)一維護(hù)；單燈控制器本身不僅具有自組網(wǎng)能力，可利用自由的中繼轉(zhuǎn)發(fā)功能，在無基礎(chǔ)設(shè)施的情況下進(jìn)行通信，減少對線路的改造；該系統(tǒng)還具有遠(yuǎn)程在線升級功能，在區(qū)域制約的維護(hù)與運(yùn)維檢修問題上減少了人力成本并提供了便利。
道路照明遠(yuǎn)程單燈智能控制系統(tǒng)具體組成如下：道路照明遠(yuǎn)程單燈控制系統(tǒng)由上位機(jī)管理軟件、集中控制器、單燈終端控制器組成，集中控制器安裝在路燈控制柜內(nèi)，單燈終端控制器安裝在燈具燈腔或燈桿配電門倉中。
3.單燈控制的原理
中央監(jiān)控系統(tǒng)是經(jīng)過無線網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)管中心連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，單燈終端控制器通過電力載波和集中監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合來傳遞信號。中央監(jiān)控系統(tǒng)的作用是接收、控制、傳遞上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的指令，將指令傳遞到每一個(gè)控制器里，快速的控制每個(gè)路燈的照明情況。集中控制器通過內(nèi)置的DO輸出端口在配電箱內(nèi)實(shí)現(xiàn)對路燈整條回路的控制，查詢每個(gè)終端控制器的信息，通過模擬量、數(shù)字量的DI輸入端口，能夠智能化地收集到目前的光照時(shí)間等數(shù)據(jù)，將這些信息快速傳遞到監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)再分析與操作反饋的數(shù)據(jù)，做到電燈的自動控制與故障及時(shí)檢修。上位機(jī)管理軟件通過遠(yuǎn)程手動升級和排期升級，對集中控制器和單燈控制器進(jìn)行升級指令下發(fā)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備升級；另為實(shí)現(xiàn)與第三方擴(kuò)展設(shè)備的接入和數(shù)據(jù)傳輸，集中器應(yīng)具備額外RS485通訊擴(kuò)展和透傳功能。
系統(tǒng)通過采用組態(tài)和拓?fù)渲嘟Y(jié)合，以3D拓?fù)渲问秸宫F(xiàn)出配電柜中各設(shè)備電氣的連接線圖、運(yùn)行狀態(tài)及設(shè)備參數(shù)，實(shí)現(xiàn)回路數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控；具備基于GIS的地圖展示功能，可實(shí)現(xiàn)不同臺區(qū)、不同行政區(qū)域設(shè)施的地理位置展示，并實(shí)現(xiàn)對單點(diǎn)的用能信息情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測。集散式路燈控制系統(tǒng)能了解每個(gè)路燈的狀況，并針對性進(jìn)行控制，支持多種操作終端如PC、智能手機(jī)、Pad等登錄、操作和管理，相比集中式路燈控制系統(tǒng)更為便捷、靈活和節(jié)能。
4.單燈控制的特性
單燈智能控制系統(tǒng)采用電力載波技術(shù)，使用高級的電力線，以載波的形式快速傳遞數(shù)字化信息，不必二次進(jìn)行設(shè)置網(wǎng)絡(luò)，僅需要一根電線，就能夠完成信號的運(yùn)輸，信號穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)且具備防浪涌功能；具備電力載波自組網(wǎng)功能，具有優(yōu)秀的通訊組網(wǎng)性能；采用與LED路燈電源同等級別的硅膠進(jìn)行封裝，溫度適應(yīng)性好，可在-40℃的低溫環(huán)境下正常工作；采用智能算法檢測路燈工作狀態(tài)，如果發(fā)生故障，系統(tǒng)會自動報(bào)告路燈故障情況，監(jiān)管與維修人員的工作難度較小。使用“三遙”監(jiān)督與控制體系，這個(gè)體系是由三部分構(gòu)成，分別為中央調(diào)度室的微機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)和現(xiàn)場的路燈開關(guān)箱智能終端。監(jiān)控系統(tǒng)按照目前城市的日照時(shí)間與光照值，結(jié)合時(shí)控與光控的監(jiān)控手段，無線數(shù)據(jù)傳遞就能智能化的進(jìn)行遙控?zé)艟?，操作室調(diào)節(jié)路燈電壓，監(jiān)控?zé)艟叩墓ぷ鞴β省㈦娏?、電壓等，快速分析收集的信號，?zhǔn)確判斷燈具的照明情況，按照預(yù)設(shè)的算法智能控制路燈。控制器的功能主要有路燈遠(yuǎn)程拉合閘控制、電參量采集、路燈故障判斷、電力載波通信、數(shù)據(jù)掉電保存、LED燈具無極調(diào)光、OTA在線升級、閥值設(shè)定功能等。
5.智慧照明單燈控制的應(yīng)用
路燈在照明領(lǐng)域中有著舉足重輕的地位，通過智能管控系統(tǒng)就可以對路燈進(jìn)行遠(yuǎn)程集中管理及全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)控，打造出一個(gè)互聯(lián)互通
的智慧城市。現(xiàn)單燈控制系統(tǒng)已經(jīng)普遍應(yīng)用于高速公路、城市街道、市區(qū)道路、下穿隧道、夜景照明、建筑燈光秀等場合，形成了一系列完整的智慧路燈綜合解決方案，為城市道路照明提供重要的基礎(chǔ)支撐，為智慧照明城市的建設(shè)與發(fā)展增添新的活力。
智能照明是智慧城市美好的根本。智能照明有助于城市節(jié)約能源，降低成本并減少維護(hù)次數(shù)和時(shí)間，其自動化和網(wǎng)絡(luò)化控制進(jìn)一步增加了節(jié)能效果和減少維護(hù)支出。智能照明創(chuàng)造了“無光”、“光、網(wǎng)、云”的物聯(lián)網(wǎng)，不僅為智慧城市的建設(shè)提供了新思路，也為智慧城市搭建了一座金橋。
隨著我國市政建設(shè)的不斷改進(jìn)，路燈建設(shè)成為市政建設(shè)中的重要部分，而其控制系統(tǒng)是路燈建設(shè)的關(guān)鍵。通過對智能照明管理系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控分析，減少在照明系統(tǒng)上的成本支出，照明管理方面也比較經(jīng)濟(jì)，同時(shí)，智能化程度高，也省時(shí)省力。
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