道路照明自動監(jiān)測系統(tǒng)探討

陶佳能

摘 要：為解決自動監(jiān)測系統(tǒng)在道路照明中的應(yīng)用，本文對城市照明自動化監(jiān)測系統(tǒng)及其重要性進(jìn)行研究，提出了城市照明監(jiān)測系統(tǒng)的功能應(yīng)用，主要包括燈的開關(guān)控制、動態(tài)監(jiān)控、遠(yuǎn)程監(jiān)測、數(shù)字化電子地圖信息功能、故障監(jiān)測和異常報警以及節(jié)能控制，以期為相關(guān)工程提供參考。

關(guān)鍵詞：道路;照明;自動化;檢測系統(tǒng)

中圖分類號：U491.53 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，電力能源短缺問題已成為城市建設(shè)發(fā)展的一大難題，也是城市道路照明工程發(fā)展的一大障礙。人們的注意力集中在保障城市照明上，最大限度地減少照明系統(tǒng)的能源消耗和維護(hù)成本，促進(jìn)城市居民福祉的有效改善。對于傳統(tǒng)城市照明系統(tǒng)來說，其自動控制和管理方式已無法適應(yīng)現(xiàn)代城市發(fā)展的需要。為此，在城市照明建設(shè)過程中需要使用自動化系統(tǒng)，城市照明自動化監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)彌補了傳統(tǒng)照明系統(tǒng)的不足，通過計算機化和數(shù)字化實現(xiàn)了高效節(jié)能的目標(biāo)[1]。

1 城市照明自動化監(jiān)測系統(tǒng)

道路照明作為城市照明的主要構(gòu)成部分，其重要性不言而喻，并且對于其節(jié)能要求越來越受到重視。一直以來，節(jié)能主要停留在光源的選擇、控制方式的選擇以及后期維護(hù)等上面。在城市照明設(shè)計中，自動控制已成為節(jié)能的核心內(nèi)容，在保證照度合理的前提下，大力節(jié)約用電，已成為所有設(shè)計重中之重。在2009年科技部啟動的“十城萬盞”試點工程就是要在國內(nèi)各大中城市推廣綠色環(huán)保的LED路燈，并且合理的選擇智能控制的方式，目前的主要控制技術(shù)主要有：PLC電力線載波技術(shù)（Power Line Carrier），ZiggBee技術(shù)以及GPRS等其他協(xié)議技術(shù)。城市照明自動化監(jiān)控系統(tǒng)不僅解決了城市照明分布廣泛的問題，而且照明相對集中的照明設(shè)備也適用。隨著移動公用網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和完善，移動公用網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)內(nèi)容越來越多，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍也越來越大，通信可靠性也越來越可靠。用戶將難以管理的通信組件交給專業(yè)的移動運營商[2]。這可以降低用戶風(fēng)險并提高城市照明自動化監(jiān)測系統(tǒng)運行的可靠性，尤其是在城市變得越來越大和越來越高的情況下。道路照明自動控制系統(tǒng)如圖1所示。

2 城市照明自動控制的原理

2.1 工作原理

路燈自動監(jiān)控系統(tǒng)是通過移動公共通信網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控計算機，實現(xiàn)對路燈設(shè)施進(jìn)行集中的監(jiān)測和管理。在核心網(wǎng)絡(luò)上配置專有的信號接入。而實現(xiàn)對監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)傳遞，完成遙控、遙測、遙信、故障分析、報警處理、打印、自動和手動遙控?zé)艄δ堋?/p>

2.2 主要功能

（1）報警處理。當(dāng)監(jiān)控終端主動報警或調(diào)度端在巡測時發(fā)現(xiàn)有數(shù)據(jù)異常或監(jiān)控終端設(shè)備被非法操作、偷盜時，前置微機自動發(fā)出語音報警、自動存盤并在地圖上顯示相應(yīng)的位置和故障類型。

（2）遠(yuǎn)程抄表及計算用電量。如果在照明控制箱內(nèi)安裝帶有遠(yuǎn)程抄表接口的電子電表，則可通過終端機的RS-485接口，直接讀取用電電度值，實現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表。

（3）自動、手動巡測和選測。調(diào)度端能按設(shè)定的時間周期自動進(jìn)行定時巡測。操作者也可隨時手動巡測和選測各監(jiān)控終端的電壓、電流、有功功率、無功功率和功率因數(shù)。

3 傳統(tǒng)城市照明監(jiān)控系統(tǒng)存在的不足

3.1 無法實時控制照明系統(tǒng)

在傳統(tǒng)的照明監(jiān)控系統(tǒng)中，往往是單一的控制方式，針對地區(qū)、燈型和時間段的不同，無法實現(xiàn)智能分類和控制，使得電能在分配過程中出現(xiàn)分配不均的問題，導(dǎo)致電力資源的浪費[3]。

3.2 無法有效控制照明系統(tǒng)開關(guān)

對于傳統(tǒng)的照明監(jiān)控系統(tǒng)，無法在惡劣天氣或緊急情況下提供電源系統(tǒng)的自動開關(guān)。例如，在惡劣的天氣下，如果照明系統(tǒng)不及時關(guān)閉，不可避免地會損壞一些部件，如路燈，并引發(fā)大規(guī)模故障事件。在此期間，工作人員失去了對整個照明系統(tǒng)或部分照明系統(tǒng)的控制，影響了城市照明系統(tǒng)的整體運行。

3.3 無法反饋有效信息

如果城市照明監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的電壓、電流、路燈點亮頻率過高，工作人員無法及時獲得照明系統(tǒng)運行狀況的反饋，不可避免地會損壞照明設(shè)備，影響整個城市照明系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

3.4 節(jié)能效果差

在采用傳統(tǒng)照明系統(tǒng)的過程中，我們知道員工需要手動控制路燈開關(guān)。當(dāng)人員延誤或其他因素出現(xiàn)時，不可避免地會導(dǎo)致電力浪費，影響城市照明系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

3.5 無法及時修復(fù)故障

如果照明系統(tǒng)出現(xiàn)故障，無法及時向工作人員報告，也無法及時有效地處理故障。對于傳統(tǒng)照明監(jiān)控系統(tǒng)，在系統(tǒng)運行出現(xiàn)問題時，不能對故障進(jìn)行及時有效的分析，只能通過工作人員的線路巡檢，發(fā)現(xiàn)故障后進(jìn)行故障的分析和修復(fù)，這會延遲故障處理和維護(hù)時間，并影響人們在夜間的出行，在給人們出行帶來不便的同時，也增加了當(dāng)?shù)厝肆Α⑽锪拓斄Φ睦速M[4]。所以，通過引進(jìn)先進(jìn)的城市照明自動化監(jiān)控系統(tǒng)，能夠在照明系統(tǒng)出現(xiàn)故障時進(jìn)行有效的識別，及時向監(jiān)控中心反饋故障信息，這有助于工作人員及時維護(hù)和維修，避免故障影響的進(jìn)一步擴大。

4 城市照明監(jiān)測系統(tǒng)的功能應(yīng)用

4.1 燈的開關(guān)控制

在傳統(tǒng)的城市照明系統(tǒng)中，主要有兩種類型的燈具，即道路照明燈具和景觀照明燈具。在控制和管理過程中，景觀照明通常是參照它所在的區(qū)域，包括該位置的實際情況。道路照明在城市照明系統(tǒng)中的作用主要是基于對城市人口交通安全和相應(yīng)車輛行駛安全的綜合判斷，需要避免過早開燈，但同時需要注意關(guān)燈時間不宜太晚，只有這樣才能有效保證道路照明系統(tǒng)管控效率，避免資源浪費和管理不當(dāng)?shù)炔涣加绊憽Ｈ绻窡糸_啟得太晚，在一些危險路段和擁堵路段，交通事故的安全隱患會顯著增加[5]。在城市的某些地方和繁忙的道路上，路燈打開速度太慢，不僅會增加片面的安全風(fēng)險，還包括一些社會安全問題，例如，在治安管理過程中，一些不法分子經(jīng)常利用路燈為非法搶劫、盜竊等違法活動創(chuàng)造機會和便利。

4.2 動態(tài)監(jiān)控

道路照明控制系統(tǒng)基于對現(xiàn)場設(shè)備運行數(shù)據(jù)的監(jiān)測，可以實時反映現(xiàn)場照明設(shè)備的運行狀態(tài)，也可以通過監(jiān)測數(shù)據(jù)判斷現(xiàn)場故障狀態(tài)。但是，僅從相關(guān)數(shù)據(jù)來看，有可能會出現(xiàn)誤判現(xiàn)象，雖然概率很低，但也有誤報的可能。通過引入照明自動控制系統(tǒng)用于校準(zhǔn)視頻信號，將提高故障確定的準(zhǔn)確性，通過視頻可視化功能判斷故障是否屬實，及時解決故障。

4.3 遠(yuǎn)程監(jiān)控

借助自動化監(jiān)控系統(tǒng)，有效利用其中的傳感器功能，將城市照明系統(tǒng)的實際運行狀態(tài)，即整個系統(tǒng)的地圖，通過監(jiān)控中心的屏幕完整地展現(xiàn)出來。相關(guān)城市照明管理人員可以有效地利用這張地圖，實時查看監(jiān)控點的照明數(shù)據(jù)，及時了解照明控制點開關(guān)的運行狀態(tài)。同時，可以檢查和監(jiān)控遠(yuǎn)程活動，使設(shè)備的電壓和功率在線，及時發(fā)現(xiàn)頻率和照明問題，做出準(zhǔn)確診斷，便于及時維修[6]。

4.4 數(shù)字電子地圖信息功能

基于原電子地圖的研發(fā)，準(zhǔn)確實現(xiàn)了每一個控制點的具體地理分布坐標(biāo)的晝夜圖像顯示。在城市每條道路的施工時間、道路的起點和終點、街道的光量、管道以及電纜等相關(guān)的具體參數(shù)信息的基礎(chǔ)上，完善線路維護(hù)和工程建設(shè)所需的監(jiān)控信息。

4.5 數(shù)據(jù)庫功能

通過數(shù)據(jù)庫模塊，可以最大限度的收集、完成和存儲相關(guān)燈具的參數(shù)信息。此外，管理員可以使用終端設(shè)備通道隨意截取歷史設(shè)備數(shù)據(jù)，進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)對比，通過總結(jié)分析可以充分調(diào)查照明系統(tǒng)的潛在缺陷，便于及時、合理地采取措施。

5 結(jié)束語

總體而言，城市照明不僅僅是照明的功能，更是一種城市美化景觀。城市照明可以有效體現(xiàn)建筑效果，營造美麗的城市夜景。通過應(yīng)用城市照明自動化監(jiān)控系統(tǒng)，可以實時控制城市照明系統(tǒng)的運行狀況，進(jìn)一步提高城市照明質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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[4]吳曉龍，潘衛(wèi)東.城市照明自動化監(jiān)測系統(tǒng)[J].信息化研究，2009（3）：6-9.

[5]張雷沖，周正華.一種城市道路照明智能化監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)計[J].工業(yè)控制計算機，2008（12）：58-59.

[6]羅云，周偉，張軍，等.智能照明系統(tǒng)在道路照明工程中的應(yīng)用[J].燈與照明，2018（1）：47-52.