張永輝（興業(yè)縣路燈管理所，廣西玉林市　興業(yè)縣　537800）

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路燈智能化監(jiān)控技術(shù)在節(jié)能改造中的應(yīng)用

張永輝（興業(yè)縣路燈管理所，廣西玉林市興業(yè)縣537800）

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷更新和創(chuàng)新，各項(xiàng)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)在節(jié)能改造中的應(yīng)用范圍也逐漸擴(kuò)大，路燈智能化監(jiān)控技術(shù)是最近幾年興起的一項(xiàng)新技術(shù)，該技術(shù)在節(jié)能改造中的應(yīng)用不僅能有效改善節(jié)能效果，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)路燈照明系統(tǒng)的開(kāi)放性和互聯(lián)性，進(jìn)一步提升照明智能化控制系統(tǒng)的可靠性。本文就針對(duì)路燈智能化監(jiān)控技術(shù)在節(jié)能改造中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

路燈；智能化監(jiān)控技術(shù)；節(jié)能改造；應(yīng)用

近幾年，我國(guó)城市化進(jìn)程不斷加快，城市照明對(duì)各種能源的消耗量也呈現(xiàn)出逐漸上升的趨勢(shì)，這就進(jìn)一步加劇了我國(guó)能源緊張的局面，為了改善這一問(wèn)題，許多城市規(guī)劃者開(kāi)始對(duì)城市路燈照明系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，將各種智能化監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用其中，取得的效果也比較顯著，但是，由于一些節(jié)能改造者對(duì)路燈智能化監(jiān)控技術(shù)的了解不夠深入，運(yùn)用技術(shù)也不夠熟練，往往在節(jié)能改造過(guò)程中遇到各種各樣的問(wèn)題。這就要求相關(guān)工作人員提高思想意識(shí)，加強(qiáng)對(duì)新技術(shù)的學(xué)習(xí)，從而達(dá)到更加的應(yīng)用效果。

1　路燈節(jié)能改造的意義

電能是我國(guó)社會(huì)生產(chǎn)、生活中必不可少的一種重要能源，由于城市化水平的提升以及工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，電能在社會(huì)生產(chǎn)生活中的消耗量也顯著增加，這就導(dǎo)致我國(guó)能源緊缺的狀況進(jìn)一步加劇，許多城市都相繼陷入能源危機(jī)，顯然，這對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)久健康發(fā)展來(lái)說(shuō)是非常不利的，在城市電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，路燈照明系統(tǒng)對(duì)電能的消耗量占據(jù)較大比重，因此，對(duì)路燈進(jìn)行節(jié)能改造有利于減少城市電力系統(tǒng)的總耗電量，進(jìn)而改善我國(guó)的能源危機(jī)，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)健康發(fā)展。此外，路燈節(jié)能改造對(duì)智能化監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用有利于建立一個(gè)信息化、數(shù)字化的服務(wù)平臺(tái)，將路燈照明系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的各項(xiàng)相關(guān)數(shù)據(jù)信息傳遞到城市道路管理部門(mén)，提升管理人員對(duì)道路公共設(shè)施的管理效率，進(jìn)而保證整個(gè)城市電網(wǎng)的安全性、可靠性及其運(yùn)行的綜合效率。同時(shí)，路燈節(jié)能改造是國(guó)家節(jié)能政策的顯著體現(xiàn)，能在城市節(jié)能改造中樹(shù)立良好的榜樣，從而帶動(dòng)城市全體人民參與到“節(jié)能減排、低碳生活”的活動(dòng)中來(lái)，并積極為城市節(jié)能貢獻(xiàn)出自己的一份力量，促進(jìn)能源利用率的提升，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。

2　常見(jiàn)的路燈智能化監(jiān)控系統(tǒng)類(lèi)型

2.1無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)型

無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)型控制系統(tǒng)是比較常見(jiàn)的一種路燈智能化監(jiān)控系統(tǒng)類(lèi)型，目前，在我國(guó)各大城市中應(yīng)用比較多的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)型控制系統(tǒng)主要是利用互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行工作的，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，從性質(zhì)上看，其屬于無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)，利用該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行工作的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)路燈照明控制系統(tǒng)主要以Zig-Bee技術(shù)為基礎(chǔ)，這種技術(shù)是近幾年出現(xiàn)的一種新型無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它具有速率低的特點(diǎn)，適用于短距離的無(wú)線(xiàn)連接，在運(yùn)行過(guò)程中，需要協(xié)調(diào)好各傳感器之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)傳感器與傳感器之間的連續(xù)接力，通過(guò)ZigBee技術(shù)可完善智能照明控制系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)多樣化的目的，例如自動(dòng)調(diào)光、PWN調(diào)光等。實(shí)踐證明，利用ZigBee技術(shù)建立的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)型路燈監(jiān)控系統(tǒng)具有耗能低、成本低、安全性高、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，隨著該技術(shù)的不斷成熟，其應(yīng)用范圍也將進(jìn)一步擴(kuò)大。

2.2電力線(xiàn)載波型

電力線(xiàn)載波型路燈智能化控制系統(tǒng)多種多樣，其中應(yīng)用范圍最廣的是基于X-10協(xié)議的智能控制系統(tǒng)，所謂X-10協(xié)議，指的就是利用電力線(xiàn)作為基本介質(zhì)對(duì)電子系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控的通信協(xié)議。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，電力線(xiàn)載波型智能控制系統(tǒng)就是通過(guò)電力線(xiàn)傳輸語(yǔ)音和數(shù)據(jù)信號(hào)的一種智能照明控制系統(tǒng)，根據(jù)電壓等級(jí)的不同，主要可將電力線(xiàn)載波型智能控制系統(tǒng)分為低壓電力線(xiàn)載波通信、中壓電力線(xiàn)載波通信和高壓電力線(xiàn)載波通信三種基本類(lèi)型。當(dāng)前應(yīng)用比較多的X-10智能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　

3　照明智能化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1概述

城市路燈智能照明監(jiān)控系統(tǒng)主要是利用智能控制技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、移動(dòng)通訊技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)設(shè)計(jì)出的一種智能化系統(tǒng)，對(duì)難于管理的路燈、公共照明設(shè)備等，可以根據(jù)實(shí)際需要，季節(jié)和天氣變化情況，事先設(shè)置區(qū)域、路段的控制策略，根據(jù)策略在計(jì)算機(jī)上事先設(shè)定時(shí)間，系統(tǒng)就可自動(dòng)按時(shí)間段分區(qū)，分路進(jìn)行定時(shí)開(kāi)關(guān)控制，也可實(shí)時(shí)進(jìn)行和人工開(kāi)關(guān)控制。當(dāng)夜晚（或光線(xiàn)較暗）來(lái)臨且處在交通高峰時(shí)，路燈按額定運(yùn)行電壓全部開(kāi)啟，交通高峰期后，按比例以經(jīng)濟(jì)運(yùn)行電壓開(kāi)啟。還可對(duì)防范重點(diǎn)部位（區(qū)域）亮，安全地段（區(qū)域）不亮或少亮，有活動(dòng)有需要的地方亮，一切只需操作員在計(jì)算機(jī)上輕松完成。不但節(jié)省了人力，更排除了人為因素產(chǎn)生的矛盾和失誤，有效節(jié)約了電能。

3.2系統(tǒng)構(gòu)成

城市路燈智能照明監(jiān)控系統(tǒng)主要由監(jiān)控中心、通信網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程控制終端三大部分組成，其中遠(yuǎn)程控制終端由調(diào)控穩(wěn)壓柜和遠(yuǎn)程控制器構(gòu)成。路燈智能調(diào)光監(jiān)控系統(tǒng)總控制室設(shè)在路燈管理部門(mén)辦公室內(nèi)，實(shí)行計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)智能遙控，路燈智能調(diào)光監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成圖如圖2所示。

圖2　路燈智能調(diào)光監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)鋱D

3.3系統(tǒng)原理

路燈智能化監(jiān)控系統(tǒng)主要可分為通訊系統(tǒng)、控制中心主站、各點(diǎn)測(cè)控分站三部分組成，通訊一般采用有線(xiàn)與無(wú)線(xiàn)相結(jié)合或者無(wú)線(xiàn)的形式。主站主要可分為電腦和網(wǎng)絡(luò)兩部分，其主要功能在于控制和管理整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，其具有較強(qiáng)的兼容性，各分站點(diǎn)主要通過(guò)各種新技術(shù)裝備構(gòu)成其控制器，從而實(shí)現(xiàn)與主站通訊、執(zhí)行開(kāi)關(guān)、控制時(shí)間和反饋數(shù)據(jù)等功能，智能控制型路燈多種多樣，但是無(wú)外乎都是采用的“主站電腦控制中心+合適的通訊手段或方式+各分站集中智能控制器+路燈控制系統(tǒng)”的模式。

4　路燈智能化監(jiān)控技術(shù)在節(jié)能改造中的應(yīng)用

4.1智能路燈監(jiān)控裝置要求

路燈智能化監(jiān)控裝置對(duì)監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用效果具有直接影響，因此，必須嚴(yán)格按照智能化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，對(duì)路燈監(jiān)控裝置進(jìn)行配備：①要求數(shù)據(jù)采集器必須及時(shí)搜集各路燈的數(shù)據(jù)信息，并將這些信息實(shí)時(shí)反饋到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺(tái)上，以便相關(guān)人員及時(shí)作出處理。除了對(duì)路燈信息進(jìn)行監(jiān)控之外，還必須監(jiān)控相關(guān)智能網(wǎng)絡(luò)回路信息及計(jì)算機(jī)控制的指令和信息。②路燈智能化儀器的安裝必須符合標(biāo)準(zhǔn)要求，應(yīng)將所有智能化儀器安裝到專(zhuān)用箱內(nèi)，并配備專(zhuān)門(mén)的防盜鎖。智能路燈下應(yīng)設(shè)置科學(xué)合理的控制線(xiàn)纜，線(xiàn)纜的位置應(yīng)控制在支撐桿之內(nèi)。③智能化路燈控制系統(tǒng)的電源線(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)、防護(hù)管應(yīng)結(jié)合在一起進(jìn)行配置。這樣才能確保三者功能的協(xié)調(diào)。④應(yīng)對(duì)監(jiān)控計(jì)算機(jī)進(jìn)行合理布置，一般來(lái)說(shuō)，監(jiān)控計(jì)算機(jī)應(yīng)布置在管理員的辦公室內(nèi)，且必須設(shè)置備用計(jì)算機(jī)設(shè)備。

4.2智能化節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和措施

路燈智能化監(jiān)控技術(shù)在節(jié)能改造中的應(yīng)用必須遵循相關(guān)的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，一般來(lái)說(shuō)，路燈智能化節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：①智能化控制系統(tǒng)應(yīng)將節(jié)能性和可靠性綜合起來(lái)考慮，對(duì)小于半數(shù)的燈具進(jìn)行自動(dòng)控制關(guān)閉，但必須保證道路兩側(cè)縱向的燈具保持長(zhǎng)亮狀態(tài)。②系統(tǒng)應(yīng)滿(mǎn)足夜間自動(dòng)間隔關(guān)閉電源的要求，這樣才能減少路燈在深夜消耗不必要的電能。③智能化系統(tǒng)裝置應(yīng)在白天能看清100m以?xún)?nèi)的光線(xiàn)條件下自動(dòng)切斷電源，而且在傍晚太陽(yáng)光線(xiàn)逐漸減弱，直到不能看清100m以?xún)?nèi)的境況時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟路燈電源。④智能化系統(tǒng)必須具備調(diào)控光照度的功能，根據(jù)一天中各時(shí)段光照程度的不同來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)路燈的光照強(qiáng)度，這樣才能起到較好的節(jié)能效果。⑤應(yīng)配備降低光源功率的自動(dòng)化裝置，以在深夜時(shí)分減少電能的消耗。

4.3本地監(jiān)控系統(tǒng)中子站應(yīng)用的分析

在對(duì)本地智能化監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須綜合考慮節(jié)能方式、路燈型號(hào)、三相電功率的分配等因素，路燈的開(kāi)關(guān)控制是本地智能化監(jiān)控子站中最為重要的控制模塊，該模塊的控制流程如下：①應(yīng)根據(jù)不同程度的照明需求，建立完整的通信系統(tǒng)。②應(yīng)針對(duì)周邊環(huán)境等因素，制定該區(qū)域路燈的控制時(shí)刻表。③子站應(yīng)將各路段的開(kāi)關(guān)燈時(shí)刻表信息存儲(chǔ)在一個(gè)專(zhuān)門(mén)的存儲(chǔ)器中，且該存儲(chǔ)器必須具備改寫(xiě)功能，這樣才能使路燈開(kāi)關(guān)燈時(shí)刻依據(jù)情況的變化而進(jìn)行調(diào)整。

5　結(jié)語(yǔ)

總之，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，路燈智能化監(jiān)控技術(shù)水平也逐漸提升，這對(duì)我國(guó)城市節(jié)能改造質(zhì)量的提升也將起到一定的促進(jìn)作用，盡管我國(guó)路燈智能化監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用水平正逐漸提升，但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中仍然存在一些問(wèn)題，只有強(qiáng)化智能化監(jiān)控技術(shù)的科學(xué)研究并不斷總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，才能從根本上實(shí)現(xiàn)節(jié)能改造的目標(biāo)。

［1］于海成.物聯(lián)網(wǎng)在智能化城市照明節(jié)能監(jiān)控管理系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.自動(dòng)化博覽，2013（4）：50～52.

［2］王 鵬.智能控制技術(shù)在城市照明中的應(yīng)用［J］.建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015（29）：167.

［3］楊 柳，柯善武.基于GPRS的智能照明控制系統(tǒng)的應(yīng)用［J］.數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2015（6）：5～6.

張永輝（1976-），男，工程師，本科，主要從事路燈的管理維護(hù)及智能化監(jiān)控技術(shù)等方面工作。

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2016-3-28