淺談城市路燈的智能控制技術(shù)

陳鵬

摘 要： 最近幾年，隨著國家經(jīng)濟(jì)和城市化建設(shè)不斷深入發(fā)展，城市路燈照明系統(tǒng)已經(jīng)成為衡量一個(gè)城市文明程度的重要標(biāo)志，極大的方便了社會(huì)大眾的出行。城市路燈作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分之一和人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)，在路燈照明的整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，控制系統(tǒng)是其中最為重要的一個(gè)部分。隨著時(shí)代發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)的城市路燈控制手段已經(jīng)不能適應(yīng)時(shí)代發(fā)展需求，需要我們及時(shí)對(duì)城市路燈控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，積極應(yīng)用智能化控制技術(shù)，提高城市路燈管理的質(zhì)量和效率。本文主要結(jié)合實(shí)際情況，就城市路燈的智能控制技術(shù)進(jìn)行了分析，希望通過本次研究對(duì)同行有所助益。

關(guān)鍵詞：城市路燈 智能控制技術(shù) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2017）02-0264-02

傳統(tǒng)路燈控制點(diǎn)使用的是路燈模擬控制器，一百余處控制點(diǎn)控制路燈的開關(guān)燈時(shí)間。由于管理設(shè)備的落后，有時(shí)還需人工進(jìn)行時(shí)間調(diào)整，不但加大了工作量，還存在很多弊端。為了更好的改變現(xiàn)狀，路燈管理部門要積極引進(jìn)新技術(shù)，對(duì)路燈控制系統(tǒng)進(jìn)行完善，新系統(tǒng)控制范圍組網(wǎng)靈活，可以分層次設(shè)定管理，智能運(yùn)行，可以對(duì)路燈遠(yuǎn)程進(jìn)行全自動(dòng)監(jiān)控，實(shí)時(shí)采集路燈遠(yuǎn)程測(cè)量各項(xiàng)工作參數(shù)，形成報(bào)表，如路燈電流、電壓發(fā)生大的變化會(huì)自動(dòng)報(bào)警，管理者通過控制中心數(shù)據(jù)了解路燈故障位置、數(shù)據(jù)，也可以隨時(shí)調(diào)整路燈的開關(guān)時(shí)間，原來如需調(diào)整路燈亮燈時(shí)間，工人們需要用一天時(shí)間，到一百余處控制點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，現(xiàn)只需幾分鐘通過控制中心就能完成，還可以遠(yuǎn)程通過節(jié)電器調(diào)整節(jié)電運(yùn)行參數(shù)。

一、城市路燈智能控制的優(yōu)勢(shì)

在城鎮(zhèn)系統(tǒng)中，城市路燈系統(tǒng)是比較重要的一個(gè)系統(tǒng)，在進(jìn)行智能化控制過程中，經(jīng)常采用半夜燈智能控制技術(shù)。在深夜城市道路上往往沒有較多的行人和車輛，系統(tǒng)中的一部分路燈就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，從而更好得到實(shí)現(xiàn)設(shè)備節(jié)能。城市路燈智能控制能夠顯著降低工作人員的工作量，并且不會(huì)影響城市照明，路燈電力消耗和自身損耗也可以得到有效的控制，提高照明效率，降低照明密度。城市路燈智能控制具有多方面的優(yōu)勢(shì)，首先，具有較強(qiáng)的節(jié)能性。城市一般在零點(diǎn)之后行人和車輛比較少，對(duì)路燈的照明需求不是很高，這時(shí)智能控制系統(tǒng)發(fā)揮作用，采用節(jié)能照明，避免能源浪費(fèi)，同時(shí)還能夠延長設(shè)備使用壽命；其次，方便對(duì)城市路燈進(jìn)行管理。城市路燈智能控制是自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，它不需要操作人員隨時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)路段路燈的全方位管理和監(jiān)控，并且應(yīng)用智能化控制系統(tǒng)能夠?qū)Τ鞘新窡艄ぷ鳡顩r進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在故障的路燈，及時(shí)采取措施進(jìn)行維修，提高工作效率和工作質(zhì)量；最后，控制系統(tǒng)的信息化和智能化程度提高。城市路燈智能控制摒棄了傳統(tǒng)的控制模式，采用比較先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)和數(shù)字化處理基礎(chǔ)，控制技術(shù)更加先進(jìn)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)信息數(shù)據(jù)的分站收集，能夠收集大量的數(shù)據(jù)信息，并及時(shí)將信息反饋給主站，這就對(duì)路燈智能化控制提供了便利，對(duì)于提高路燈運(yùn)行和維護(hù)也提供了較大的便利。

二、城市路燈智能控制系統(tǒng)的組成和應(yīng)用

1.主控系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)分析

主控系統(tǒng)的主要作用對(duì)整個(gè)城市的路燈的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)察和控制，其組成結(jié)構(gòu)主要包含了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、投影儀系統(tǒng)和打印機(jī)等，影響系統(tǒng)功能發(fā)揮的決定性因素是資金的投入力度以及系統(tǒng)的參與范圍。一般情況下，主控系統(tǒng)包含兩臺(tái)主控機(jī)，其功能分別是工作和等待，兩臺(tái)主控機(jī)可以借助電隔離途進(jìn)行信息傳遞，如果當(dāng)前處于運(yùn)行的主控機(jī)出現(xiàn)關(guān)機(jī)或者出現(xiàn)其他故障情況，待命的主控機(jī)就可以自動(dòng)運(yùn)行投入控制系統(tǒng)中，這樣能夠確保主控監(jiān)控始終在線。

2.數(shù)據(jù)傳輸裝置

在城市路燈智能控制系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)通常采用有線和無線兩種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)主要借助于無線GPRS程序，而電話線、公共電話網(wǎng)絡(luò)則是基于有線傳輸?shù)幕A(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。城市路燈智能控制系統(tǒng)可以借助無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主控系統(tǒng)和本地系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。

3.本地控制系統(tǒng)

在本地控制系統(tǒng)中包含了配電柜、子站以及電臺(tái)等控制系統(tǒng)，每一個(gè)本地控制系統(tǒng)都是獨(dú)立存在的，如果城市路燈智能控制系統(tǒng)中的主控機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障，就可以借助本地控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的控制城市路燈的開關(guān)。通常情況下，借助于無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，就可以實(shí)現(xiàn)主控機(jī)和本地控制系統(tǒng)之間的信息通信，但是信息傳輸過程中會(huì)受到一定因素的影響。如通信距離，電臺(tái)功率，有時(shí)在主控機(jī)對(duì)本地系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控過程中還會(huì)出現(xiàn)延遲問題，主控機(jī)包含的范圍越廣，延遲現(xiàn)象出現(xiàn)的就會(huì)越嚴(yán)重。在城市路燈智能控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中為了很好的解決上述延遲問題，首要工作是要對(duì)其控制范圍進(jìn)行劃分，然后將主控機(jī)站構(gòu)建于各個(gè)區(qū)域之間，然后借助互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，有效收集和傳輸主控就的數(shù)據(jù)信息，最終促進(jìn)城市路燈智能控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。廣域網(wǎng)服務(wù)器可以儲(chǔ)存相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的管理和服務(wù)，對(duì)信息管理系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建。由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的是開放性網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，可以將更多的管理工作站外接進(jìn)來，促使城市路燈智能控制系統(tǒng)中更多的功能得以實(shí)現(xiàn)，如維護(hù)、管理、故障檢查和故障排除等功能。

三、城市路燈智能控制技術(shù)分析

1.城市路燈開關(guān)時(shí)間的控制

根據(jù)地區(qū)所在的經(jīng)度計(jì)算出一年四季日出日落中時(shí)間曲線，并將其嵌入到城市路燈智能控制系統(tǒng)中，并在此基礎(chǔ)上，通過對(duì)城市車輛和行人同行時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，獲取相應(yīng)的城市路燈照度，根據(jù)照度調(diào)整好城市路燈的照明頻率。以此來確定城市路燈智能控制系統(tǒng)的控制程序，從某一個(gè)時(shí)間點(diǎn)開始，對(duì)路燈電壓進(jìn)行平滑狀態(tài)調(diào)整，使得路燈的輸入輸出功率和實(shí)際照度要求達(dá)到最佳匹配狀態(tài)，針對(duì)不同的照度要求，配制不同照度的數(shù)學(xué)模型，這樣實(shí)現(xiàn)節(jié)約電能，達(dá)到雙重意義上的智能控制。

2.擴(kuò)頻電力載波通信以及遠(yuǎn)程通信技術(shù)

城市路燈智能控制系統(tǒng)采用擴(kuò)頻電力載波通訊和遠(yuǎn)程通訊技術(shù)，利用現(xiàn)有的電力網(wǎng)絡(luò)雙向傳輸控制系統(tǒng)以及路燈狀態(tài)信號(hào)，不需要重新布線即可實(shí)現(xiàn)城市路燈智能控制系統(tǒng)的控制功能，降低了技術(shù)成本。在城市路燈智能控制系統(tǒng)中引入計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，使得城市路燈控制更加方便，同時(shí)積極應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)，確保路燈智能控制器穩(wěn)定可靠。城市路燈智能控制系統(tǒng)利用GPRS和互聯(lián)網(wǎng)為通道的通信模式，由于監(jiān)測(cè)點(diǎn)十分分散，分布范圍廣泛，通過GPRS無線通訊系統(tǒng)可以將設(shè)備采集到的相應(yīng)數(shù)據(jù)及時(shí)傳輸?shù)焦芾碇行牡暮笈_(tái)服務(wù)器端進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。通訊服務(wù)器通常是由VB.NET編寫GPRS前置程序，和WEb服務(wù)器以及數(shù)據(jù)服務(wù)器共同存在于一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，這個(gè)GPRS前置程序可以采集到與其相鏈接的GPRS模塊上所上傳的工作參數(shù)，并且將其寫入到數(shù)據(jù)服務(wù)器中，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，檢查是否存在未發(fā)送的指令，并及時(shí)將相應(yīng)指令發(fā)送到相應(yīng)設(shè)備的客戶端中，實(shí)現(xiàn)控制中心對(duì)各個(gè)站點(diǎn)的控制。

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