汪建偉

(寧波路燈管理所，浙江寧波 315000)

公共路燈照明系統(tǒng)是城市建設(shè)的重要組成部分，保證城市路燈處于良好狀態(tài)，不僅關(guān)系著人民生活、生產(chǎn)發(fā)展、交通安全和社會(huì)治安，而且對(duì)提供良好的投資環(huán)境，吸引外商投資，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，起著非常重要的作用。傳統(tǒng)的路燈控制常采用定時(shí)器或光控器，讓路燈在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)亮滅，無法做到與路燈管理室的通信，不便于運(yùn)程監(jiān)控和管理。路燈巡檢常采用“晚上巡燈，白天巡線”這種人工方法巡視來獲得設(shè)備的運(yùn)行狀況，不僅耗費(fèi)大量的人力和物力，而且實(shí)時(shí)性很差，處理故障的效率也很低，很難滿足現(xiàn)代高亮燈率的要求。

近年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)推動(dòng)各項(xiàng)事業(yè)發(fā)展，取得了顯著成效。通過改變現(xiàn)行落后的照明控制方式來節(jié)約能源是建立節(jié)約型社會(huì)的重要組成部分。基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的城市路燈控制系統(tǒng)迅速發(fā)展，路燈智能化將是未來路燈發(fā)展的方向。基于電力載波技術(shù)的智能路燈控制系統(tǒng)是現(xiàn)行智能路燈控制比較成熟的系統(tǒng)，其基本思想是:通過光控和時(shí)控技術(shù)對(duì)雙向可控硅進(jìn)行控制，檢測(cè)到每條路段的亮燈率，實(shí)現(xiàn)城市路燈、節(jié)日燈和廣場(chǎng)燈等的自動(dòng)啟閉，有效控制全夜或半夜燈;通過對(duì)電流和電壓實(shí)時(shí)監(jiān)控和測(cè)量，可對(duì)供電變壓器線路短路或開路等突發(fā)事件進(jìn)行即時(shí)報(bào)警;通過電力載波與GPRS通訊或因特網(wǎng)技術(shù)來傳輸控制信號(hào)和狀態(tài)信息，在中央監(jiān)控室可實(shí)時(shí)掌握全市的路燈的實(shí)際情況，在電子地圖上能夠指明損壞路燈的位置及原因。該系統(tǒng)還可以具有遙視功能，能對(duì)人為破壞進(jìn)行監(jiān)控，能對(duì)城市路燈進(jìn)行智能監(jiān)控和管理［1，2］。

本文主要從路燈對(duì)智能控制的需求出發(fā)，針對(duì)現(xiàn)有智能控制技術(shù)，簡要闡述基于電力載波技術(shù)的智能路燈控制系統(tǒng)的基本原理及其對(duì)于現(xiàn)有路燈管理的好處和應(yīng)用。

1 路燈智能控制的基本要求

隨著社會(huì)文明的不斷發(fā)展，路燈已不再局限于街道照明，而是發(fā)展為表現(xiàn)城市景觀、體現(xiàn)城市形象的重要標(biāo)志。并且，隨著道路照明范圍的擴(kuò)大，道路照明管理部門的管理工作量也加大。想要及時(shí)發(fā)現(xiàn)和維修故障路燈，僅靠檢修車的上路巡檢是很難做到位的，而遠(yuǎn)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)就成為路燈管理的一大幫手。可以通過對(duì)路燈的電流、電壓、通訊狀況等參數(shù)的采集和分析，判斷其是否處于正常的工作狀態(tài)，也可以讓路燈上的采集模塊主動(dòng)上報(bào)異常信息。再者，路燈在安裝設(shè)計(jì)時(shí)，雖然為道路交通量較大時(shí)的照明提供保障，但在交通流量少的時(shí)候，路燈的照明往往超出了照明的需求，造成了電能的浪費(fèi)。因此，路燈也需要調(diào)光、半功率工作等技術(shù)，也需要進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)和調(diào)控。

2 基于電力載波技術(shù)的智能路燈控制系統(tǒng)的基本原理

基于電力載波技術(shù)的智能路燈控制系統(tǒng)主要由路燈控制中心、信號(hào)中繼器、信號(hào)集中器、路燈終端控制器組成，如圖1所示。

圖1 路燈智能控制系統(tǒng)的構(gòu)成

2.1 路燈控制中心

控制中心是系統(tǒng)的“上層建筑”，其采用電腦通過GPRS或者互聯(lián)網(wǎng)與集中器進(jìn)行相互信息傳送?？刂浦行南蛲獍l(fā)送一系列的路燈控制指令，并接收從終端控制 (路燈端)發(fā)來的路燈工作狀態(tài)信息并作出相應(yīng)的反應(yīng)。該部分主要解決了微機(jī)與主控制終端的數(shù)據(jù)雙向傳輸、主控制終端向電力網(wǎng)發(fā)射控制信號(hào)并從電力網(wǎng)接收路燈狀態(tài)信號(hào)的問題。

2.2 信號(hào)中繼器部分

中繼器部分主要完成路燈控制信號(hào)、路燈狀態(tài)信號(hào)的再生和放大。中繼器有同一變壓器內(nèi)中繼器和跨變壓器兩種。

2.3 信號(hào)集中器

信號(hào)集中器主要由電力載波調(diào)制解調(diào)器(PLC)和GPRS模塊或者互聯(lián)網(wǎng)模塊組成，具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。它主要用于一條路段的路燈信息接收和轉(zhuǎn)達(dá)中心的控制命令，以便于大規(guī)模路燈控制建網(wǎng)。

圖2 信號(hào)集中器結(jié)構(gòu)

2.4 路燈終端控制器

路燈終端控制器用于接收信號(hào)集中器發(fā)來的路燈控制指令，并根據(jù)指令控制路燈的工作狀態(tài)，將路燈的工作狀態(tài)信號(hào)發(fā)給控制中心，根據(jù)天氣的實(shí)際明暗狀況將傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)化為控制信號(hào)，控制路燈的亮與滅。其控制終端的路燈結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。

圖3 路燈控制終端器

2.5 通信方式

系統(tǒng)的通訊方式采用GPRS或者互聯(lián)網(wǎng)與電力載波通信相結(jié)合?？刂浦行呐c電力載波調(diào)制解調(diào)器直接采用GPRS或者互聯(lián)網(wǎng)相通信，電力載波調(diào)制解調(diào)器與路燈控制器的通訊是電力載波通信方式。路燈控制終端器采用電力載波通信方式，實(shí)現(xiàn)電力載波調(diào)制解調(diào)器與目標(biāo)路燈控制終端器之間的可靠通信，完成整個(gè)系統(tǒng)的相互通信。

3 基于電力載波技術(shù)的智能路燈控制系統(tǒng)的效果與好處

基于電力載波技術(shù)的智能路燈控制系統(tǒng)是一個(gè)集成化的解決方案，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源成本，降低系統(tǒng)維護(hù)成本，同事構(gòu)建一個(gè)完備的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，依托網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)時(shí)獲取環(huán)境數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)上的任意設(shè)備的控制。主要經(jīng)濟(jì)效益包括:

(1)降低能耗50%，從而實(shí)現(xiàn)降低 CO2的排放。

(2)自動(dòng)識(shí)別單燈的報(bào)警和故障，減少人員夜間巡邏。

(3)有限減少市民的抱怨電話，可以根據(jù)單個(gè)路燈的使用時(shí)間數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)燈具的預(yù)維護(hù)，使得路燈時(shí)刻工作在最佳狀態(tài)。

(4)增加安全防范功能，單燈狀態(tài)監(jiān)控，可以實(shí)現(xiàn)快速故障燈具的處理，遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)對(duì)任何燈具的亮度進(jìn)行控制，保持終點(diǎn)區(qū)域的亮度，提示終點(diǎn)區(qū)域的安全性。

(5)根據(jù)道路車流量的數(shù)據(jù)隨時(shí)改變燈具的亮度，達(dá)到節(jié)能的目的。

(6)可實(shí)現(xiàn)順次點(diǎn)亮或者熄滅路燈，控制點(diǎn)亮和熄滅路燈的數(shù)目。

(7)可根據(jù)天氣的變化自動(dòng)控制點(diǎn)亮或者熄滅路燈的時(shí)間。

(8)解決責(zé)任難題。提供每一個(gè)路燈的每天的運(yùn)行數(shù)據(jù)以供分析。

4 結(jié)束語

該路燈智能控制系統(tǒng)屬于比較成熟的路燈解決方案，在國外很多城市已經(jīng)得到應(yīng)用，可廣泛應(yīng)用于城市、小區(qū)、學(xué)校等公共場(chǎng)所的路燈控制，進(jìn)而能有效地對(duì)路燈照明進(jìn)行智能化控制，有效地節(jié)約電力能源，對(duì)于中國道路照明市場(chǎng)的應(yīng)用應(yīng)該有廣闊的發(fā)展前景。

［1］王海韜.城市路燈遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的研究.江蘇大學(xué)，2010年.

［2］莊建.城市路燈自動(dòng)化監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)計(jì).四川大學(xué)，2006年.