談城市照明智能管理系統(tǒng)建設(shè)

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【摘要】隨著城市建設(shè)迅速發(fā)展，道路照明管理部門對路燈亮燈率、城市形象的關(guān)注程度越來越高?；诒倍返乩硇畔⒓夹g(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，結(jié)合先進(jìn)的電力線載波技術(shù)，建設(shè)城市照明智能監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)城市照明的精細(xì)化管理和自動監(jiān)控。通過城市照明監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，城市在實現(xiàn)照明智能化節(jié)能控制的同時，路燈智能化監(jiān)控管理水平能夠達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。

【關(guān)鍵詞】電力載波；集中控制；終端控制；數(shù)據(jù)挖掘；人機交互

1引言

基于北斗地理信息技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，結(jié)合先進(jìn)的電力線載波技術(shù)，建設(shè)城市照明智能監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)城市照明的精細(xì)化管理和自動監(jiān)控，對快速發(fā)展的城市照明實現(xiàn)自動化，能夠推動城市提高照明質(zhì)量，完善智能化照明管控網(wǎng)絡(luò)，從而提高城市市政服務(wù)質(zhì)量[1]。城市照明智能管理系統(tǒng)的建設(shè)可以提高照明系統(tǒng)的檢修維護(hù)效率，保證城市的亮燈率和照明設(shè)施完好率，同時智能監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)促進(jìn)了能耗的降低和勞動強度的減輕，解決了傳統(tǒng)電能系統(tǒng)中電力、人力、物力的浪費現(xiàn)象，實現(xiàn)城市按需照明、高效節(jié)能和照明系統(tǒng)的精細(xì)管理。

2現(xiàn)狀分析

城市道路照明建設(shè)得到了迅速發(fā)展，路燈數(shù)量日益增加，而管理部門還以原有人工操作來完成數(shù)倍于過去的工作任務(wù)，無法解決亮燈率與節(jié)約能源的固有矛盾。人工夜晚巡燈白天巡線修燈的維護(hù)方法遠(yuǎn)滯后于現(xiàn)代化城市照明管理需求，同時物力財力浪費明顯；同時由于路燈故障不可避免，日常維護(hù)不可間斷，造成路燈管理者勞動強度增大。目前城市大部分的燈具還是鈉燈，鈉燈沒有調(diào)光接口，智能控制系統(tǒng)只能對鈉燈進(jìn)行開關(guān)，不能實現(xiàn)調(diào)光功能，無法實現(xiàn)智能控制帶來的節(jié)能效果。把鈉燈改為LED燈，容易實現(xiàn)調(diào)光，節(jié)能效果明顯，但是LED燈改造的進(jìn)度可能會影響到城市照明管理項目的整體進(jìn)度，因此，在LED燈改造時，安裝LED燈具之前，照明管理終端控制器先安裝在LED燈具上，避免LED燈具裝好之后，再去安裝終端控制器，浪費大量的安裝工程量，也影響城市照明管理項目的進(jìn)度，照明控制方法中尚存在多種問題。1）不能實時控制控制方式的單一化，使得不同區(qū)域的不同燈型，以及不同時間段的照明設(shè)備無法實現(xiàn)分類控制，從而造成資源分配不合理，產(chǎn)生大量電能被浪費的問題[2]。2）無法及時開關(guān)燈當(dāng)惡劣多變的天氣情況出現(xiàn)時，現(xiàn)行照明控制方式不能隨著天氣亮度的變化而對應(yīng)自動開關(guān)。這樣在各類城市戶外活動諸如慶典及會議或者參觀考察，照明系統(tǒng)做不到及時靈活的對應(yīng)控制，影響了城市的市政管理形象[3]。3）信息不能反饋管理部門不能實時接收到城市道路照明的各種反饋信息，如城市道路或公共場所的電燈電壓電流及其耗電量，城市市政設(shè)施的亮燈率及故障信息，照明系統(tǒng)的控制環(huán)節(jié)問題等，使得城市管理部門不能掌握實時的城市照明情況[4]。4）故障信息不明確當(dāng)前管理部門依靠維護(hù)人員的反饋做出決策，所以照明系統(tǒng)的維護(hù)人員需具備專業(yè)修檢知識，然而專業(yè)檢修人員的缺少導(dǎo)致了各處路燈的故障信息，不能及時傳遞到管理部門，同時照明系統(tǒng)的故障問題不明確也會耽誤搶修時間，這樣會給夜間行人及車輛造成很大不便[5]。5）開燈調(diào)整周期變化頻繁一年中每天的日出日落時間都在發(fā)生變化，工作人員需要掌握日出日落規(guī)律，從而才能在每個控制點調(diào)整照明系統(tǒng)的啟動和停止。較高的知識儲備要求使得工作人員較難篩選，同時開關(guān)燈調(diào)整周期的頻繁變化，使得工作人員面對較大的工作壓力。

3系統(tǒng)建設(shè)

采用C/S與B/S相結(jié)合的架構(gòu)體系適用于城市照明管理系統(tǒng)的建設(shè)。完備信息安全體系的建設(shè)，用戶操作信息的完整記錄，安全審計的順利實施，能夠保障城市照明管理系統(tǒng)的靈活性，實現(xiàn)簡單快捷的系統(tǒng)管理和維護(hù)，以適應(yīng)日常業(yè)務(wù)的需求變更。城市照明管理系統(tǒng)主要包括先進(jìn)的軟件和硬件，以及完整的通訊網(wǎng)絡(luò)。硬件包括監(jiān)控調(diào)度中心中安裝的終端控制器和集中控制器以及無線通訊設(shè)施，采用電力載波技術(shù)，選用現(xiàn)代化智能化的基礎(chǔ)設(shè)備，以滿足城市路燈照明的需求。系統(tǒng)基于實時的數(shù)字信息化的遙信，通過及時的智能化遙測和遙控，對城市各處照明元件進(jìn)行有效的管理和維護(hù)。系統(tǒng)還可以通過靈活的控制方式，滿足一些重要場合的照明元件的即時開關(guān)需求，比如城市的領(lǐng)導(dǎo)來訪及會議，重要的戶外商業(yè)活動，以及重要節(jié)假日的慶典活動等。通過智能管理系統(tǒng)的建設(shè)，及時監(jiān)測照明設(shè)施的故障，獲得及時的維護(hù)和管理，在保證照明設(shè)施的可用性的同時，延長了照明設(shè)施的使用壽命，提高了城市的形象。同時系統(tǒng)結(jié)合在建的“北斗城市公共平臺”，在平臺提供的空間地理信息服務(wù)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對城市照明設(shè)備的定位、報警、狀態(tài)查詢顯示等功能；城市通過建立北斗城市公共服務(wù)平臺，新建的城市照明管理系統(tǒng)為平臺輸送照明設(shè)施的狀態(tài)信息，同時平臺可以對系統(tǒng)中的報警數(shù)據(jù)和能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，反之對城市照明管理方面提供分析數(shù)據(jù)支撐，推進(jìn)照明系統(tǒng)中的管理數(shù)據(jù)的深入挖掘（見圖1、圖2）。城市照明管理系統(tǒng)中分為整理控制、子系統(tǒng)控制和個體控制，路燈的個體控制功能是系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)。當(dāng)前照明管理系統(tǒng)中設(shè)計了個體路燈的控制方法，照明管理系統(tǒng)實現(xiàn)了電耗的節(jié)能并且維護(hù)成本獲得顯著降低。根據(jù)城市照明系統(tǒng)建設(shè)情況，采用電力線載波技術(shù)是解決當(dāng)前數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮诵姆椒?。將照明系統(tǒng)中照明元件之間的電力傳輸路線，直接用作傳輸數(shù)字信號的通信媒介[6]，所以不需要對現(xiàn)有路燈線路進(jìn)行重新規(guī)劃設(shè)計，在實現(xiàn)數(shù)字通信的功能方面對電路線無須再做任何更改。城市照明管理系統(tǒng)中，監(jiān)控調(diào)度中心的硬件部署除了集中控制器、照明元件控制器以外，還包括無線通訊網(wǎng)絡(luò)的部署。系統(tǒng)中照明元件的管理維護(hù)，除了照明設(shè)施故障的監(jiān)測外，軟件對故障數(shù)據(jù)的分析及預(yù)測也至關(guān)重要。電力線載波系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示，上位機軟件、終端控制器和集中控制器組成了照明智能管理系統(tǒng)。系統(tǒng)建設(shè)了GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)，二級子網(wǎng)采用電力載波通信方式。以電力線載波通訊方式為主干并輔以電力載波通信手段[7]，城市的各處照明元件實現(xiàn)遠(yuǎn)程智能控制。同時照明元件的運行電力數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)不斷反饋至系統(tǒng)監(jiān)測中心。

4結(jié)語

通過對城市照明系統(tǒng)的建設(shè)研究，城市各處照明點實現(xiàn)了統(tǒng)一管理和監(jiān)控，在節(jié)約電能的同時也實現(xiàn)了系統(tǒng)的全天候穩(wěn)運行。通過實際運行管理測試，每件照明元件均實現(xiàn)了精準(zhǔn)化控制，電器壽命獲得顯著延長，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益。系統(tǒng)運行期間監(jiān)測中心對每處照明元件的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行了采集，故障數(shù)據(jù)實時回傳分析，維護(hù)人員得以及時獲知故障元件位置并快速檢修。市政照明管理部門接到的報修電話頻率大幅降低，同時照明事故投訴數(shù)量急劇減少，管理效益及社會效益顯著提高，城市治安水平和城市形象獲得進(jìn)一步的提升。

參考文獻(xiàn)

[1]周鈞.鄭州北編組站燈橋控制系統(tǒng)解決方案[J].鐵路通信信號工程技術(shù)，2015(5):56-60.

作者：田瑜基 單位：廈門精圖信息技術(shù)有限公司