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

閆靜靜

（山西應(yīng)用科技學(xué)院 山西省太原市 030000）

近年來，我國城市化發(fā)展趨勢較快，城市照明等各種能源消費也呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢，我國能源短缺的狀況也越來越嚴(yán)重。為了解決這個問題，許多城市規(guī)劃人員紛紛節(jié)約城市路燈照明系統(tǒng)的能源。開始應(yīng)用各種智能監(jiān)測技術(shù)，但一些節(jié)能改革者對路燈智能監(jiān)測技術(shù)的理解較淺，在節(jié)能轉(zhuǎn)換過程中出現(xiàn)了很多問題。為了提高有關(guān)人員的思想意識，加強對新技術(shù)的研究，從而實現(xiàn)更好的應(yīng)用效果。

1 路燈節(jié)能改造的價值

電是當(dāng)今社會開發(fā)的重要資源，隨著城市化的快速發(fā)展，電力資源需求的提高，產(chǎn)生了能源危機。路燈是耗掉大量能源的系統(tǒng)，必須對其進(jìn)行智能監(jiān)測，保證路燈的合理分配和資源合理利用，促進(jìn)社會可持續(xù)發(fā)展。需要通過集中部門提高經(jīng)營效率的信息數(shù)字化，只有提高管理效率，才能保證整個電力網(wǎng)的安全性和可靠性。路燈智能監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用是構(gòu)建節(jié)能形象，保護(hù)資源，促進(jìn)城市發(fā)展的重要實施案例，路燈節(jié)能轉(zhuǎn)換的實施仍然是科學(xué)發(fā)展前景的實際實現(xiàn)，路燈節(jié)能是資源的不僅改善了使用，還帶來了經(jīng)濟(jì)、社會利益，路燈的節(jié)能化具有很大的意義。

2 常見的路燈智能化監(jiān)控系統(tǒng)類型

2.1 無線網(wǎng)絡(luò)型

無線網(wǎng)絡(luò)型控制系統(tǒng)是比較普遍的路燈智能化監(jiān)控系統(tǒng)類型?，F(xiàn)階段，無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在我國的各大城市都有著廣泛的應(yīng)用，它主要利用互聯(lián)網(wǎng)和無線局域網(wǎng)進(jìn)行工作。從物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的角度出發(fā)，它本質(zhì)上屬于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，基于該網(wǎng)絡(luò)的無線網(wǎng)絡(luò)路燈照明控制系統(tǒng)主要基于Zig-Bee 技術(shù)，這種技術(shù)是無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)近幾年被研發(fā)出的一種新類型，它的特點是速率較低，適合短距離的無線接入，在操作過程中，為了實現(xiàn)傳感器之間的連續(xù)性，需要調(diào)整傳感器之間的關(guān)系，通過ZigBee 技術(shù)能夠有效的提高智能照明控制系統(tǒng)的功能，實現(xiàn)自動照明調(diào)光、PWN 照明調(diào)光等系統(tǒng)功能。通過多個實踐證明，Zig-Bee 技術(shù)構(gòu)建的無線網(wǎng)絡(luò)型路燈監(jiān)控系統(tǒng)有著諸多的優(yōu)勢，比如成本低、安全性較高、操作簡單方便等，隨著對該技術(shù)了解的深入，它的諸多優(yōu)勢也顯現(xiàn)出來，該技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，也使它的應(yīng)用范圍越來越廣泛。

2.2 電力線載波型

在電力線載波型路燈的智能控制系統(tǒng)中，其用途最為廣泛的是基于X-10 協(xié)議的智能控制系統(tǒng)，X-10 協(xié)議是將電力線作為遠(yuǎn)程監(jiān)控電子系統(tǒng)的基本介質(zhì)使用的通信協(xié)議。簡單地說，電力線輸送型智能控制系統(tǒng)是通過電力線傳遞語音和數(shù)據(jù)信號的智能照明控制系統(tǒng)，根據(jù)不同的電壓等級，動力線載波智能控制系統(tǒng)可以分為三種基本類型，分別是低壓、中壓以及高壓電力線載波通信。圖1是顯示目前使用的X-10 智能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

圖1

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

3 照明智能化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

3.1 概述

城市路燈智能照明監(jiān)視系統(tǒng)是運用智能控制技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、移動通信技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)結(jié)合研究得出的智能系統(tǒng)。城市路燈智能照明監(jiān)控系統(tǒng)對難以管理的路燈和公共照明設(shè)備可以隨著實際照明需求，或者根據(jù)季節(jié)、天氣的變化，進(jìn)行控制。該系統(tǒng)可以根據(jù)時間段或者區(qū)域進(jìn)行定時的開關(guān)控制，也可以選擇進(jìn)行人工的開關(guān)控制。

3.2 系統(tǒng)構(gòu)成

由監(jiān)控中心、通信網(wǎng)絡(luò)以及遠(yuǎn)程控制終端共同構(gòu)成了城市路燈智能照明監(jiān)控系統(tǒng)，調(diào)控穩(wěn)壓柜以及遠(yuǎn)程控制器組成了遠(yuǎn)程控制終端。路燈智能調(diào)光系統(tǒng)的總控制室設(shè)置在路燈管理部門辦公室，利用計算機進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)智能遠(yuǎn)程控制。圖2顯示了路燈智能調(diào)光系統(tǒng)的設(shè)置。

3.3 系統(tǒng)原理

智能路燈監(jiān)控系統(tǒng)分為通信系統(tǒng)、控制中心的主要站和各地區(qū)的測量控制站，通信一般采用有線與無線結(jié)合、無線的形式。主要站可分為計算機和網(wǎng)絡(luò)，主要功能控制整個系統(tǒng)的操作和管理，主要站的兼容性很強，各分站點主要通過各種新技術(shù)設(shè)備組成控制裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)與主要區(qū)域的通信功能、執(zhí)行開關(guān)、控制時間、反饋數(shù)據(jù)等。

4 路燈智能監(jiān)控的組成、工作方式以及工作原理

4.1 路燈智能監(jiān)控技術(shù)設(shè)備的組成

城市路燈的智能監(jiān)測主要分為三部分：前端控制設(shè)備層和傳輸層以及后端監(jiān)控中心。后端監(jiān)控中心是智能路燈管理中心內(nèi)容，管理部門的辦公室大多設(shè)置了此內(nèi)容。后端監(jiān)控中心由調(diào)節(jié)器和遙控器組成，主要是對路燈的運行狀態(tài)信息進(jìn)行收集、保管、處理。結(jié)合實際操作情況，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)布各種控制命令。將單燈控制用于控制工作的狀態(tài)，從而實現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。在整個控制階段，傳輸層在雙方之間起傳輸信息數(shù)據(jù)的作用。

4.2 路燈智能監(jiān)控系統(tǒng)工作方式

路燈智能監(jiān)測主要是計算機和網(wǎng)絡(luò)組成的區(qū)域模塊規(guī)劃，根據(jù)道路照明的實際情況，可以通過網(wǎng)絡(luò)整合技術(shù)和其他系統(tǒng)的科學(xué)合理規(guī)劃和控制來準(zhǔn)確的控制監(jiān)控操作模式。通過有效的減少錯誤率，確保信息傳送的有效性。

4.3 路燈智能化監(jiān)控系統(tǒng)工作原理

城市路燈監(jiān)控系統(tǒng)包括主要的逆模塊、子站模塊和通信模塊，主模塊對應(yīng)控制裝置，主要負(fù)責(zé)計算機和網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的系統(tǒng)功能的正常運行，科學(xué)地對整個系統(tǒng)進(jìn)行合理控制，保證主要模塊的順利發(fā)展，突出了其強大兼容性，討論了城市照明系統(tǒng)的分布，為了變電站和主樓之間的有效連接，選擇了適合安裝變電站的區(qū)域。主要管理路燈的運行范圍，根據(jù)實際照明需求控制路燈，通信模塊是主站與子站之間連接的基礎(chǔ)，并且可以利用無線或有線網(wǎng)絡(luò)確保信息的可靠性。

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

5.1 路燈智能化監(jiān)控安裝要求

路燈智能監(jiān)測技術(shù)為了達(dá)到節(jié)約能源的目的，需要進(jìn)行正確的控制和合理的部署，嚴(yán)格遵循智能監(jiān)視系統(tǒng)的原理，做到可靠、完善，在實際業(yè)務(wù)中，為了未來的業(yè)務(wù)，要進(jìn)行牢固的管理。打好基礎(chǔ)才能嚴(yán)格遵守節(jié)能目標(biāo)，在安裝過程中要保證可靠性，安裝后可以實時調(diào)整，不僅要滿足照明要求，還要保證節(jié)能，比如晚上沒有人的話，路燈是自動關(guān)閉的，您需要自動收集所有類型的信息，并上傳到專業(yè)處理平臺，這種方法可以長期使用。

5.2 路燈智能化監(jiān)控技術(shù)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)及手段

對路燈智能節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要明確，確保節(jié)能改造的可行性和有效性，達(dá)到預(yù)期的轉(zhuǎn)化效果，因此，在實際過程中，應(yīng)以相關(guān)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)為規(guī)范，應(yīng)用最合適的節(jié)能改造的方法。

（1）要確保照明系統(tǒng)的可靠性，道路兩旁分布的路燈在縱向位置上確保能夠常亮，在進(jìn)行節(jié)能改造的過程中，增添的自動控制開關(guān)的路燈不能超過總數(shù)量的一半，位置分布要錯開。

（2）白天的時候光線可視的范圍超過100 米時，路燈智能監(jiān)控系統(tǒng)要能夠自動關(guān)閉電源開關(guān)，若光線可視的范圍小于100 米時，路燈智能監(jiān)控系統(tǒng)能夠自動打開電源。并且還能夠利用智能監(jiān)控技術(shù)，促使路燈結(jié)合照明的需求以及實際的光照程度，去控制自身的光照強度，這樣就能夠減少電力資源的使用。

（3）照明系統(tǒng)需要自動調(diào)節(jié)夜間路燈的光源功率，特別是夜間沒有行人或車輛時，照明系統(tǒng)可以自動斷電，避免電力資源的浪費。

5.3 路燈智能化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

智能監(jiān)測技術(shù)在城市照明系統(tǒng)節(jié)能轉(zhuǎn)換的情況下，確保設(shè)計目標(biāo)轉(zhuǎn)化的合理性，將節(jié)能改造的目標(biāo)進(jìn)行明確，要根據(jù)原有的照明系統(tǒng)，對各種智能監(jiān)控裝置進(jìn)行科學(xué)的配置。不同的智能監(jiān)控設(shè)備的布設(shè)要求都是不相同的，比如數(shù)據(jù)采集器是要從路燈運行信息采集的角度進(jìn)行對安裝位置以及安裝方式的分析，不僅要確保收集到的信息具有時效性以及全面性，還要能夠第一時間就將收集到的信息利用網(wǎng)絡(luò)去傳輸，為了路燈管理和控制提高可靠的基礎(chǔ)，并且還需要監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)回路信息和控制命令。在進(jìn)行路燈智能機器安裝的時候，需要根據(jù)相關(guān)的規(guī)定將路燈智能機器安裝在專用的箱柜當(dāng)中，為了防止人為破壞對機器造成損害，要對專用的箱柜進(jìn)行上鎖的保護(hù)。根據(jù)路燈控制的要求，在支撐桿范圍內(nèi)要合理的設(shè)置線纜，確保能夠良好的控制路燈。并且要同時安裝電源線、防護(hù)管以及網(wǎng)絡(luò)線，確保三者安裝的合理性。不僅要確保電源線、防護(hù)管以及網(wǎng)絡(luò)線能夠發(fā)揮各自的作用，還需要避免出現(xiàn)互相干擾的情況。因為電源線和網(wǎng)絡(luò)線比較相似，需要對他們進(jìn)行標(biāo)記以便于能夠?qū)ζ鋮^(qū)別，也能夠有效的防止出現(xiàn)相互纏繞。大部分的監(jiān)控計算機都設(shè)置在城市道路管理部門辦公室，路燈運行情況信息也會通過液晶顯示器顯示出來，工作人員可以根據(jù)道路的照明需求，對子站進(jìn)行控制，對路燈的照明情況進(jìn)行改變。

5.4 路燈智能化監(jiān)控子站建造

路燈智能監(jiān)測系統(tǒng)中所有路燈的具體管理和控制都是通過子站進(jìn)行的，路燈的類型、節(jié)能模式、三相電功率分配等會對子站提出不同的需求，為了確保能夠?qū)γ總€路燈的開關(guān)進(jìn)行合理的設(shè)置，都會根據(jù)路燈類型、節(jié)能模式以及三相電功率進(jìn)行綜合的分析，再建設(shè)本地子站。子站的建設(shè)一般分為三個階段，第一階段是了解不同路段的具體的照明需求，比如照明強度、照明范圍以及光源功率，根據(jù)實際的照明需求再建立通信系統(tǒng)，為子站能夠?qū)崟r收到路燈的運行信息提供保障。第二階段是要全面調(diào)查各地周邊環(huán)境，根據(jù)自然光線的變化來控制道路照明，根據(jù)道路的實際照明需求設(shè)定不同時期的對應(yīng)變化。第三階段是子站范圍內(nèi)所有路燈控制的時間表都需要統(tǒng)一的保存到儲存的設(shè)備中，也能夠根據(jù)實際情況調(diào)整，確保路燈管理和控制的合理性和科學(xué)性。

6 結(jié)束語

總而言之，路燈智能化監(jiān)控技術(shù)在我國的應(yīng)用，極大程度的促進(jìn)了我國節(jié)能改造質(zhì)量的提升，但是在實際應(yīng)用的過程中依然會有一些問題出現(xiàn)，只有對不斷的進(jìn)行改造和研究，對實踐經(jīng)驗進(jìn)行總結(jié)，才能夠從根本上實現(xiàn)節(jié)能改造的目標(biāo)。