張聲昱

路燈智能化監(jiān)控技術在節(jié)能改造中的實踐應用

張聲昱

在城市化建設持續(xù)推進背景下，城市道路照明設備及類型越來越多，在方便人們出行、美化城市環(huán)境方面發(fā)揮了重要作用，但是也增大了城市供電壓力，加劇了能源危機，如何減少路燈電能浪費現(xiàn)象，提高電能利用率，是當前城市規(guī)劃建設中的熱點問題。各種先進技術的出現(xiàn)與應用，使得智能化城市成為必然發(fā)展方向，將智能化監(jiān)控技術與照明系統(tǒng)相結合，能夠實現(xiàn)對路燈的節(jié)能改造，不僅可以節(jié)約大量電能，而且還提高了對照明系統(tǒng)的管控力度，對加強城市照明系統(tǒng)管理具有重要意義，文章對其實踐應用進行了詳細分析。

一、路燈節(jié)能改造的重要性

照明系統(tǒng)是城市電力網(wǎng)絡系統(tǒng)中的重要組成部分，路燈所消耗的電能，在城市電能總消耗量中所占比重較大，利用智能化監(jiān)控技術對其進行節(jié)能改造，能夠根據(jù)實際照明需求，對路燈工作狀態(tài)加以合理調(diào)控，實現(xiàn)電能的有效利用，進而節(jié)省大量能源，避免出現(xiàn)電能浪費問題，減少照明系統(tǒng)總耗電量，以此來緩解城市用電緊張問題。同時，在照明系統(tǒng)中應用智能化監(jiān)控技術，能夠時刻獲取其動態(tài)運行信息，城市道路管理部門可以以此作為依據(jù)，對照明系統(tǒng)進行管理和調(diào)控，在保證其工作性能良好的同時，確保其運行的穩(wěn)定性及可靠性，顯著提升了城市照明系統(tǒng)管理水平。

二、路燈智能化監(jiān)控系統(tǒng)組成及工作原理

在利用智能監(jiān)控技術對路燈進行節(jié)能改造之前，應先了解系統(tǒng)組成及工作原理，為該項技術的實踐應用提供理論依據(jù)。

1.路燈智能化監(jiān)控系統(tǒng)組成

城市路燈智能化監(jiān)控系統(tǒng)主要由三部分組成，分別包括后端監(jiān)控中心、傳輸層、前段控制設備層，系統(tǒng)拓撲圖如下圖所示。后臺監(jiān)控中心是城市路燈智能化監(jiān)控系統(tǒng)的核心，一般設立在城市道路管理部門辦公室，主要由調(diào)控穩(wěn)壓柜和遠程控制器組成，其作用是對路燈運行狀態(tài)信息進行遠程采集、存儲、分析和處理。然后結合業(yè)務需求，利用網(wǎng)絡技術和通信技術，向遠程照明控制終端下達調(diào)控指令，再以電力載波的形式，通過單燈控制器來改變對應路燈的工作狀態(tài)，實現(xiàn)節(jié)能控制。在這個過程中，傳輸層起到雙向傳遞數(shù)據(jù)信息作用。

路燈智能調(diào)光監(jiān)控系統(tǒng)拓撲圖

2.路燈智能化監(jiān)控系統(tǒng)工作原理

城市路燈智能監(jiān)控系統(tǒng)，是以模塊形式運轉工作的，其主要分為主站模塊、子站模塊和通訊模塊三大部分。主站模塊即系統(tǒng)的控制中心，都是由主站負責的，其功能和作用的發(fā)揮，需借助電腦和網(wǎng)絡實現(xiàn)，只有確保主站運行狀態(tài)的良好性，才能對整個系統(tǒng)起到強有力管理與控制。利用主站兼容性強的特點，能夠結合城市照明系統(tǒng)具體分布情況，在合適的位置建設本地分站，與主站相連接，分站能夠將所屬范圍內(nèi)、不同類型路燈運行情況反饋至主站，主站再根據(jù)照明需求，在控制器的幫助下，對路燈進行集中控制和單個控制。通訊模塊是接通主站和分站的關鍵，可直接用無線方式完成通訊，也可將無線通訊與有線通訊相結合，確保主站和分站信息傳輸?shù)目煽啃院透咝浴?/p>

三、路燈智能化監(jiān)控技術在節(jié)能改造中的實踐應用

1.路燈智能化監(jiān)控技術節(jié)能標準及手段

明確路燈智能化節(jié)能標準，能夠確保節(jié)能改造的針對性和有效性，可以實現(xiàn)預期改造效果，所以，在實踐過程中，必須以相關節(jié)能標準為規(guī)范，采取最為合適的改造手段和方法。首先，應保證照明系統(tǒng)可靠性，沿道路兩側分布的路燈，在縱向上必須做到常亮，在進行節(jié)能改造時，增設自動控制開關的路燈不能超過總數(shù)的一半，呈相間錯開分布。其次，在白天環(huán)境下，如果光線可視范圍大于100m，則路燈智能化監(jiān)控系統(tǒng)應自動關閉電源開關，并且在光線可視范圍小于100m時，能夠自動接通電源。另外，還應該利用智能化監(jiān)控技術，使路燈能夠結合自然環(huán)境下的實際光照程度及照明需求，對其自身光照強度加以控制，以降低電能損耗。最后，照明系統(tǒng)還應該能夠對路燈光源功率進行自動化調(diào)節(jié)，尤其是在夜間狀態(tài)下，當深夜路上沒有行人或者車輛時，系統(tǒng)應具備自動斷開電源功能，避免電能浪費現(xiàn)象的出現(xiàn)。

2.路燈智能化監(jiān)控系統(tǒng)設計

在利用智能化監(jiān)控技術，對城市照明系統(tǒng)進行節(jié)能改造時，應確保改造設計方案的合理性，明確節(jié)能改造目標，以原有照明系統(tǒng)為基礎，結合路線分布情況，科學配置各種智能化監(jiān)控設備。不同智能化監(jiān)控設備都有著各自的布設要求，對于數(shù)據(jù)采集器來講，應從路燈運行信息采集方面，對其安裝位置及方式進行分析，既要保證所采集到信息的全面性和時效性，又能夠在第一時間將所得信息通過網(wǎng)絡進行傳輸，為管理和控制路燈提供可靠依據(jù)，同時還需要對網(wǎng)絡回路信息及控制指令進行監(jiān)控。同時，在安裝路燈智能化儀器的時候，應按照相關規(guī)定將其放置到專用箱柜中，采取上鎖措施加以保護，避免因人為破壞造成儀器損傷。并在支撐桿范圍內(nèi)設置線纜，根據(jù)路燈控制需求，對線纜進行合理分布，保證路燈控制效果的良好性。另外，在敷設電源線、網(wǎng)絡線、防護管的時候，應同步進行，做好管線之間的協(xié)調(diào)工作，確保三者分布的合理性，在保證三者各自作用都能有效發(fā)揮的同時，避免出現(xiàn)相互干擾現(xiàn)象，尤其是電源線和網(wǎng)絡線，應作上標記區(qū)分開，杜絕出現(xiàn)纏繞問題，方便后期維護和線路改造。最后，在設置監(jiān)控計算機的時候，所選地點大多在城市道路管理部門辦公室，設有專門人員負責操控和管理，能夠通過液晶顯示屏將路燈運行狀態(tài)信息顯示出來，根據(jù)道路照明需求，向子站下達控制指令，來改變對應的路燈的照明情況。

3.路燈智能化監(jiān)控系統(tǒng)子站建設

在路燈智能化監(jiān)控系統(tǒng)中，各個路燈的具體管理與控制，是由子站完成的，路燈類型、節(jié)能方式、三相電功率分配等，都會對子站提出不同的要求，在建設本地子站時，需要從這幾方面進行綜合分析，進而保證每個路燈開關設置的合理性。子站建設一般分三步完成，第一步，先了解不同路段的具體照明需求，包括照明范圍、照明強度、光源功率等，構建與之配套使用的通信系統(tǒng)，確保子站能夠時刻獲取路燈的運行狀態(tài)信息。第二步，對每處路段周圍環(huán)境進行全面勘察，根據(jù)自然光線變化情況，設置控制時間表，來控制路燈光照在不同時間段做出對應變化，滿足道路實際照明需求。第三步，子站所屬范圍內(nèi)的所有路燈控制時間表，都應該統(tǒng)一保存到制定存儲裝置中，并且能夠根據(jù)實際情況進行改寫，使控制時間表信息發(fā)生變化，保證路燈管理與控制的合理性及科學性。

四、結語

電能是生產(chǎn)生活必不可少的基礎能源，基于現(xiàn)代化城市建設與發(fā)展的需求，對電能供應量提出了更高的要求，尤其是照明系統(tǒng)方面，使得眾多城市都出現(xiàn)了電能供應不足問題，能源危機問題日益突出。為改善城市當前用電現(xiàn)狀，應充分利用智能化監(jiān)控技術對照明系統(tǒng)進行改造，提高路燈的節(jié)能型，貫徹落實城市電能節(jié)約工作。就當前城市路燈智能化監(jiān)控技術實際應用情況來看，其中還有很多不足之處有待解決，所以必須加大對該項技術的研究及實踐力度，進而才能充分發(fā)揮其應用優(yōu)勢，為城市的正常運轉和穩(wěn)定發(fā)展提供電能保障。

武漢路燈管理局）