淺談路燈單燈控制系統(tǒng)在城市道路照明中的應用
發(fā)布日期：2023/03/18 08:51:55
路燈的數(shù)量逐步增加，運行維護成本高，路燈維修人員的增加，帶來的維修成本、社會成本太高；同時，街道照明設備與電纜時而被盜竊分子偷竊，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)進行遠程監(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，同時，智能化程度高，也省時省力。
隨著現(xiàn)代化的城市發(fā)展速度迅猛，一些照明設施的完善、監(jiān)控與管理工作也逐漸變得相對先進，越發(fā)展越多，但往入缺少統(tǒng)一化、科學化、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，因此當某一條線路上的某一盞燈發(fā)生故障時，控制中心無法及時發(fā)現(xiàn)和預警處理，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、費事，以往的照明設施耗電量大，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，必須要專門人員時刻進行監(jiān)察，故障的修理較困難。而智能化的照明體系能夠隨時監(jiān)控每個照明設備，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，也讓照明管理顯得更加方便與經(jīng)濟。
實現(xiàn)對每一盞燈具實現(xiàn)“按需照明”和“精確管理”，會產(chǎn)生良好的社會效益、經(jīng)濟效益和管理效益。
①社會效益方面：為了快速及時地檢修，在故障發(fā)生時，檢修工作人員能夠及時發(fā)現(xiàn)問題，了解故障發(fā)生的位置，及時趕到檢修。同時，人民群眾的生活更加方便，對城市照明管理機構(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，提高了城市建設的美好形象。
②經(jīng)濟效益方面：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，減少了開燈時間，延長了光源電器壽命，降低管理運行成本。
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用，縮短了維修響應時間、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)濟性較高，但只能對某一回路進行控制，無法對支路和單盞燈進行控制。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，增加道路照明遠程單燈智能控制設備，該設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，實現(xiàn)各個職能部門統(tǒng)一監(jiān)管、統(tǒng)一運營、統(tǒng)一維護；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)設施的情況下進行通信，減少對線路的改造；該系統(tǒng)還具有遠程在線升級功能，在區(qū)域制約的維護與運維檢修問題上減少了人力成本并提供了便利。
道路照明遠程單燈智能控制系統(tǒng)具體組成如下：道路照明遠程單燈控制系統(tǒng)由上位機管理軟件、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)絡與監(jiān)管中心連接進行數(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、傳遞上位機監(jiān)控系統(tǒng)的指令，將指令傳遞到每一個控制器里，快速的控制每個路燈的照明情況。集中控制器通過內(nèi)置的DO輸出端口在配電箱內(nèi)實現(xiàn)對路燈整條回路的控制，查詢每個終端控制器的信息，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檢修。上位機管理軟件通過遠程手動升級和排期升級，對集中控制器和單燈控制器進行升級指令下發(fā)，實現(xiàn)設備升級；另為實現(xiàn)與第三方擴展設備的接入和數(shù)據(jù)傳輸，集中器應具備額外RS485通訊擴展和透傳功能。
系統(tǒng)通過采用組態(tài)和拓撲著色相結(jié)合，以3D拓撲著色形式展現(xiàn)出配電柜中各設備電氣的連接線圖、運行狀態(tài)及設備參數(shù)，實現(xiàn)回路數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控；具備基于GIS的地圖展示功能，可實現(xiàn)不同臺區(qū)、不同行政區(qū)域設施的地理位置展示，并實現(xiàn)對單點的用能信息情況的實時監(jiān)測。集散式路燈控制系統(tǒng)能了解每個路燈的狀況，并針對性進行控制，支持多種操作終端如PC、智能手機、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，不必二次進行設置網(wǎng)絡，僅需要一根電線，就能夠完成信號的運輸，信號穩(wěn)定、抗干擾能力強且具備防浪涌功能；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行封裝，溫度適應性好，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，這個體系是由三部分構(gòu)成，分別為中央調(diào)度室的微機網(wǎng)絡系統(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間與光照值，結(jié)合時控與光控的監(jiān)控手段，無線數(shù)據(jù)傳遞就能智能化的進行遙控燈具，操作室調(diào)節(jié)路燈電壓，監(jiān)控燈具的工作功率、電流、電壓等，快速分析收集的信號，準確判斷燈具的照明情況，按照預設的算法智能控制路燈。控制器的功能主要有路燈遠程拉合閘控制、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、閥值設定功能等。
5.智慧照明單燈控制的應用
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)就可以對路燈進行遠程集中管理及全天候?qū)崟r監(jiān)控，打造出一個互聯(lián)互通
的智慧城市?，F(xiàn)單燈控制系統(tǒng)已經(jīng)普遍應用于高速公路、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次數(shù)和時間，其自動化和網(wǎng)絡化控制進一步增加了節(jié)能效果和減少維護支出。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。
隨著我國市政建設的不斷改進，路燈建設成為市政建設中的重要部分，而其控制系統(tǒng)是路燈建設的關(guān)鍵。通過對智能照明管理系統(tǒng)進行遠程監(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，同時，智能化程度高，也省時省力。
隨著現(xiàn)代化的城市發(fā)展速度迅猛，一些照明設施的完善、監(jiān)控與管理工作也逐漸變得相對先進，越發(fā)展越多，但往入缺少統(tǒng)一化、科學化、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，因此當某一條線路上的某一盞燈發(fā)生故障時，控制中心無法及時發(fā)現(xiàn)和預警處理，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、費事，以往的照明設施耗電量大，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，必須要專門人員時刻進行監(jiān)察，故障的修理較困難。而智能化的照明體系能夠隨時監(jiān)控每個照明設備，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，也讓照明管理顯得更加方便與經(jīng)濟。
實現(xiàn)對每一盞燈具實現(xiàn)“按需照明”和“精確管理”，會產(chǎn)生良好的社會效益、經(jīng)濟效益和管理效益。
①社會效益方面：為了快速及時地檢修，在故障發(fā)生時，檢修工作人員能夠及時發(fā)現(xiàn)問題，了解故障發(fā)生的位置，及時趕到檢修。同時，人民群眾的生活更加方便，對城市照明管理機構(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，提高了城市建設的美好形象。
②經(jīng)濟效益方面：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，減少了開燈時間，延長了光源電器壽命，降低管理運行成本。
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用，縮短了維修響應時間、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)濟性較高，但只能對某一回路進行控制，無法對支路和單盞燈進行控制。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，增加道路照明遠程單燈智能控制設備，該設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，實現(xiàn)各個職能部門統(tǒng)一監(jiān)管、統(tǒng)一運營、統(tǒng)一維護；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)設施的情況下進行通信，減少對線路的改造；該系統(tǒng)還具有遠程在線升級功能，在區(qū)域制約的維護與運維檢修問題上減少了人力成本并提供了便利。
道路照明遠程單燈智能控制系統(tǒng)具體組成如下：道路照明遠程單燈控制系統(tǒng)由上位機管理軟件、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)絡與監(jiān)管中心連接進行數(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、傳遞上位機監(jiān)控系統(tǒng)的指令，將指令傳遞到每一個控制器里，快速的控制每個路燈的照明情況。集中控制器通過內(nèi)置的DO輸出端口在配電箱內(nèi)實現(xiàn)對路燈整條回路的控制，查詢每個終端控制器的信息，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檢修。上位機管理軟件通過遠程手動升級和排期升級，對集中控制器和單燈控制器進行升級指令下發(fā)，實現(xiàn)設備升級；另為實現(xiàn)與第三方擴展設備的接入和數(shù)據(jù)傳輸，集中器應具備額外RS485通訊擴展和透傳功能。
系統(tǒng)通過采用組態(tài)和拓撲著色相結(jié)合，以3D拓撲著色形式展現(xiàn)出配電柜中各設備電氣的連接線圖、運行狀態(tài)及設備參數(shù)，實現(xiàn)回路數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控；具備基于GIS的地圖展示功能，可實現(xiàn)不同臺區(qū)、不同行政區(qū)域設施的地理位置展示，并實現(xiàn)對單點的用能信息情況的實時監(jiān)測。集散式路燈控制系統(tǒng)能了解每個路燈的狀況，并針對性進行控制，支持多種操作終端如PC、智能手機、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，不必二次進行設置網(wǎng)絡，僅需要一根電線，就能夠完成信號的運輸，信號穩(wěn)定、抗干擾能力強且具備防浪涌功能；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行封裝，溫度適應性好，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，這個體系是由三部分構(gòu)成，分別為中央調(diào)度室的微機網(wǎng)絡系統(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間與光照值，結(jié)合時控與光控的監(jiān)控手段，無線數(shù)據(jù)傳遞就能智能化的進行遙控燈具，操作室調(diào)節(jié)路燈電壓，監(jiān)控燈具的工作功率、電流、電壓等，快速分析收集的信號，準確判斷燈具的照明情況，按照預設的算法智能控制路燈。控制器的功能主要有路燈遠程拉合閘控制、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、閥值設定功能等。
5.智慧照明單燈控制的應用
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)就可以對路燈進行遠程集中管理及全天候?qū)崟r監(jiān)控，打造出一個互聯(lián)互通
的智慧城市?，F(xiàn)單燈控制系統(tǒng)已經(jīng)普遍應用于高速公路、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次數(shù)和時間，其自動化和網(wǎng)絡化控制進一步增加了節(jié)能效果和減少維護支出。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。
隨著我國市政建設的不斷改進，路燈建設成為市政建設中的重要部分，而其控制系統(tǒng)是路燈建設的關(guān)鍵。通過對智能照明管理系統(tǒng)進行遠程監(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，同時，智能化程度高，也省時省力。
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