殳 嘯，徐 芬

(1.杭州市亮燈監(jiān)管中心，浙江 杭州 310006；2.杭州瑞琦信息技術(shù)有限公司，浙江 杭州 310012)

引言

杭州亮燈監(jiān)控系統(tǒng)已實(shí)施多年，路燈的遠(yuǎn)程控制、節(jié)能調(diào)節(jié)和線(xiàn)纜防盜的信息化平臺(tái)建設(shè)也已基本完成[1]。截止目前，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)路燈遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)超過(guò)1 000個(gè)。近年來(lái)，隨著杭州城市智慧化建設(shè)的發(fā)展，對(duì)路燈控制提出了新的要求，不僅要做到更加精準(zhǔn)、更加科學(xué)，也要更加人性化、智能化，以滿(mǎn)足市民日益增長(zhǎng)的安全出行需要[2-3]。路燈根據(jù)環(huán)境明暗自動(dòng)啟閉系統(tǒng)，主要是通過(guò)光感照度計(jì)配合遠(yuǎn)程監(jiān)控終端相結(jié)合的路燈控制方式[4-6]，一方面，在極端氣候或者緊急狀況下實(shí)現(xiàn)城市照明提早開(kāi)燈或延后開(kāi)燈，為市民出行提供安全可靠的光環(huán)境，實(shí)現(xiàn)杭州市路燈管理的精細(xì)化，提升杭州市城市照明應(yīng)急處理效率；另一方面，也是響應(yīng)國(guó)家綠色照明、杭州市營(yíng)造“西湖藍(lán)”的同時(shí)，避免過(guò)度照明的需要。

1 路燈根據(jù)明暗自動(dòng)啟閉的原理

路燈根據(jù)環(huán)境明暗啟閉系統(tǒng)由單燈設(shè)備、遠(yuǎn)程監(jiān)控終端、通信設(shè)備組成(圖1)。在原有系統(tǒng)基礎(chǔ)上，對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端接入照度計(jì)，根據(jù)實(shí)際光照強(qiáng)度對(duì)路燈進(jìn)行按需開(kāi)/關(guān)控制。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)光照度，能夠按需照明，可以實(shí)現(xiàn)真正的路燈管理的“五遙”(遙測(cè)、遙控、遙訊、遙調(diào)、遙視)。

基于光感照度采集傳感器，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)光照度進(jìn)行智能化調(diào)整，按需照明的理念，可根據(jù)道路行人、車(chē)輛流量的需求實(shí)行提早開(kāi)/關(guān)燈動(dòng)作?，F(xiàn)場(chǎng)光感采集器對(duì)實(shí)際氣候條件下采集光照信號(hào)，并反饋到遠(yuǎn)程終端RTU中，對(duì)路燈進(jìn)行提早開(kāi)/關(guān)動(dòng)作控制，真正實(shí)現(xiàn)道路按需照明，確保滿(mǎn)足照明需求的同時(shí)兼顧節(jié)能需求。例如：在陰天、雨天等極端氣候下，外界光照度不夠的情況下，提前開(kāi)啟道路照明；在夏季氣候光照過(guò)度的情況下，提早關(guān)閉道路照明。

2 路燈控制系統(tǒng)的試點(diǎn)與應(yīng)用

2.1 試點(diǎn)方案

在對(duì)現(xiàn)有遠(yuǎn)程監(jiān)控終端進(jìn)行改造，增加光感照度計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境照度的實(shí)時(shí)測(cè)量，并設(shè)定對(duì)應(yīng)的路燈啟閉閾值。

1)開(kāi)燈閾值，當(dāng)照度值低于路面照度平均值20 lx時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行提示報(bào)警，并連續(xù)采樣3 min，并記錄照度值連續(xù)低于路面照度平均值20 lx的時(shí)刻與當(dāng)日經(jīng)緯度開(kāi)燈時(shí)刻的差值。本次試點(diǎn)閾值設(shè)置為30 min，即差值低于閾值(30 min)，則系統(tǒng)自動(dòng)在極端氣候或者應(yīng)急情況下提早進(jìn)行開(kāi)燈，高于閾值，則根據(jù)路燈管理所實(shí)際需求進(jìn)行人工干預(yù)。

2)關(guān)燈閾值，當(dāng)照度值低于路面照度平均值25 lx時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行提示報(bào)警，并連續(xù)采樣5～10 min，并記錄照度值連續(xù)低于路面照度平均值25 lx，則根據(jù)路燈管理所需求，延后關(guān)燈。

目前，已在西城廣場(chǎng)、西湖文化廣場(chǎng)設(shè)立了兩處試點(diǎn)，并已投入了測(cè)試。鑒于現(xiàn)有杭州市道路照明采用“一把閘刀”的集中式控制，試點(diǎn)采用在廣闊區(qū)域內(nèi)安裝光照度計(jì)，對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端進(jìn)行照明控制。根據(jù)環(huán)境實(shí)際光照度照明數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)反饋，對(duì)低于設(shè)定的照度閾值的報(bào)警提示，結(jié)合杭州市現(xiàn)有統(tǒng)一架設(shè)的視頻監(jiān)控，確認(rèn)實(shí)際天氣情況，進(jìn)行統(tǒng)一提前開(kāi)燈或者延后關(guān)燈，極大縮短了人工確認(rèn)及開(kāi)/關(guān)燈時(shí)間。

2.2 應(yīng)用情況

以西城廣場(chǎng)試點(diǎn)數(shù)據(jù)為例，對(duì)2015年11月10—17日光感照度計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，經(jīng)實(shí)際測(cè)試，該期間正常開(kāi)/關(guān)燈5次，極端天氣提早開(kāi)燈、延后關(guān)燈2次，本次數(shù)據(jù)以14日和16日實(shí)測(cè)為分析對(duì)象。

1)多云天氣情況下數(shù)據(jù)分析。在2015年11月14日9：48至2015年11月14日17:30進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，得到的光照度數(shù)據(jù)信息，在17:10時(shí)刻，光照度值為19.66 lx，根據(jù)當(dāng)日經(jīng)緯度計(jì)算，正常開(kāi)燈時(shí)間為17:10，屬正常開(kāi)燈時(shí)間(圖2)。在15日5:59至15日8:23期間，正常關(guān)燈時(shí)間為6:10，環(huán)境光照度值高于25 lx，不需要延后關(guān)燈，屬正常關(guān)燈(圖3)。

圖2 正常開(kāi)燈環(huán)境光照度實(shí)測(cè)曲線(xiàn)Fig.2 Curve: the ambient lighting value of normal turn on the street lighting

圖3 正常關(guān)燈環(huán)境光照度實(shí)測(cè)曲線(xiàn)Fig.3 Curve: the ambient lighting value of normal turn off the street lighting

2)陰轉(zhuǎn)雨天氣情況下數(shù)據(jù)分析。在2015年11月16日5：58至2015年11月16日16:52進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，得到的光照度數(shù)據(jù)信息(圖4)，在16:34時(shí)刻，光照度值為19.92 lx，并持續(xù)到16:37，光照度為18.55 lx。根據(jù)當(dāng)日經(jīng)緯度計(jì)算，開(kāi)燈時(shí)間為17：09，由于路面平均照度持續(xù)3 min低于20 lx，且距開(kāi)燈時(shí)間大于半個(gè)小時(shí)，此時(shí)系統(tǒng)并未達(dá)到自動(dòng)開(kāi)啟路燈標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)路燈管理所要求，本日陰雨氣候，需要人工提早開(kāi)燈，并于16:37進(jìn)行開(kāi)燈，提早32 min，開(kāi)燈后光照度達(dá)到正常路面照度30 lx。

在2015年11月17日5:50至2015年11月17日12:44數(shù)據(jù)可知(圖5)，正常關(guān)燈時(shí)間為6:12，在實(shí)際測(cè)試中，6:12的光照度為10.19 lx，低于25 lx，則系統(tǒng)進(jìn)行延后關(guān)燈策略，直到6:20光照度高于25 lx，系統(tǒng)關(guān)燈。

圖4 開(kāi)燈前環(huán)境光照度實(shí)測(cè)曲線(xiàn)Fig.4 Curve: the rainy ambient lighting value before turn on the street lighting

圖5 關(guān)燈后環(huán)境光照度實(shí)測(cè)曲線(xiàn)Fig.5 Curve: the rainy ambient lighting value after turn off the street lighting

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，光感照度計(jì)配合遠(yuǎn)程監(jiān)控終端相結(jié)合的路燈控制方式，一方面，在極端氣候或者緊急狀況下實(shí)現(xiàn)城市照明提早開(kāi)燈/延后開(kāi)燈，解決市民出行便利，人性化管理的同時(shí)實(shí)現(xiàn)按需照明，真正體現(xiàn)杭州市路燈管理所的精細(xì)化管理，極大提升了杭州市城市照明應(yīng)急處理效率；另一方面，根據(jù)光感照度計(jì)實(shí)時(shí)照度監(jiān)測(cè)，在外界環(huán)境照度高于城市照明標(biāo)準(zhǔn)的平均照度后，提早關(guān)燈，響應(yīng)國(guó)家綠色照明、杭州市營(yíng)造“西湖藍(lán)”的同時(shí)避免過(guò)度照明的浪費(fèi)，真正體現(xiàn)智慧照明。

運(yùn)用光感與單燈技術(shù)相結(jié)合的方式，在系統(tǒng)中合理設(shè)置低于20 lx/25 lx的時(shí)間閾值，并根據(jù)實(shí)際需求靈活設(shè)置閾值，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行提早開(kāi)燈/延后關(guān)燈，縮短了人工開(kāi)關(guān)燈時(shí)間，有利于城市照明合理控制。

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