關(guān)于道路照明工程中自動化控制技術(shù)及其設(shè)計的探討

于熙

摘 要：道路照明作為城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要內(nèi)容，安全、先進、可靠的路燈自動化控制技術(shù)以及合理設(shè)計對提高城市品位以及提高城市服務(wù)水平等方面具有重要作用，同時對路燈管理部門的節(jié)能降耗也具有重要意義。基于此，本文對道路照明工程中的主要自動化控制技術(shù)及其設(shè)計進行了探討分析。

關(guān)鍵詞：道路照明工程；自動化控制技術(shù)；設(shè)計原則；設(shè)計要點

1 前言

路燈作為市政道路建設(shè)的重要組成部分，其不僅承擔(dān)著基礎(chǔ)性的行車引導(dǎo)功能，還能夠在美化城市、提升城市文化底蘊、改善城市壞境等方面起到顯著作用。為了充分發(fā)揮其作用，以下就道路照明工程中的自動化控制技術(shù)及其設(shè)計進行了探討分析。

2 道路照明工程中的主要自動化控制技術(shù)分析

2.1 PLC路燈自動化控制技術(shù)

PLC路燈控制技術(shù)具有可靠性、功能以及性價比等優(yōu)勢，例如：產(chǎn)品的開發(fā)時間較短、系統(tǒng)功能性強、在可靠性和性價比方面較高、系統(tǒng)的硬件齊全、產(chǎn)品在使用方面比較方便、系統(tǒng)體積小、其設(shè)計、安裝和調(diào)試方面工作量相對較少，當(dāng)然系統(tǒng)的維修也很方便等優(yōu)點，該系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中的控制裝置中使用廣泛。

2.2 無線路燈控制技術(shù)

照明控制系統(tǒng)無線路燈控制構(gòu)成是采用一個中心管理PC與好幾個路燈控制終端節(jié)點相連，通過TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)監(jiān)控中心和管理中心進行通信，采用設(shè)定路燈的工作信息，如開關(guān)時間或時鐘日歷等，系統(tǒng)的指令信息是通過路燈節(jié)點的路由來把控制信息由監(jiān)控中心直接傳送到路燈終端節(jié)點，達到當(dāng)路燈發(fā)生故障時進行報警。路燈照明燈的開關(guān)控制是通過無線電通道數(shù)據(jù)的收發(fā)來實現(xiàn)的，這樣避開了電力線載波通訊中的不確定性與干擾的繁雜，從而提高了控制系統(tǒng)的確定性與穩(wěn)定性，這種控制系統(tǒng)性價比低、投資太大，當(dāng)然具有安裝方便、控制組合多、布點靈活、系統(tǒng)安全性高的優(yōu)點。

2.3 電力載波路燈控制技術(shù)分析

照明控制系統(tǒng)電力載波路燈技術(shù)利用時控與光控雙向來進行控制，在系統(tǒng)檢測到每個路段的亮燈率，從而實現(xiàn)城市道路路燈的自動啟閉，有效控制半夜燈或者全夜；利用電壓和電流實現(xiàn)測量與監(jiān)控，狀態(tài)信息與控制信號是通過電力線載波技術(shù)來傳輸?shù)?，對供電變壓器線路開路和短路等各種突發(fā)事件進行即時報警；實現(xiàn)智能管理和監(jiān)控路燈，從而讓路燈達到可靠、穩(wěn)定和經(jīng)濟、高效的運行。

2.4 遠程自動化監(jiān)控技術(shù)分析

具體體現(xiàn)在：（1）遠程監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能。路燈監(jiān)控系統(tǒng)遠程監(jiān)控終端的基本功能主要包括通信、控制和事故預(yù)警。通信：與控制中心交換數(shù)據(jù)，接收并執(zhí)行控制中心的命令，更改遠程監(jiān)控終端設(shè)置，上傳光敏傳感器采集到的光亮強度信息?？刂疲喉憫?yīng)遙控命令，控制路燈開關(guān)。事故判斷與報警：對采集到的光亮度進行檢查，結(jié)合當(dāng)前開關(guān)狀態(tài)和運行時間段，判斷運行狀態(tài)正常與否。如果發(fā)生異常或發(fā)生事故，遠程監(jiān)控終端立即報警。（2）路燈自動化監(jiān)控系統(tǒng)的組成。其主要由主控計算機和道路兩旁路燈現(xiàn)場的多臺遠程監(jiān)控終端組成，他們之間通過GPRS-Internet連接。監(jiān)控中心主控計算機通過與Internet連接，可以采集到路燈的實時運行參數(shù)，并且對路燈進行遠程監(jiān)測、控制和管理。遠程監(jiān)控終端，即安裝于路燈終端的設(shè)備，要求位于移動通信覆蓋的區(qū)域范圍內(nèi)。遠程監(jiān)控終端接收執(zhí)行來自監(jiān)控中心的各個命令，如開關(guān)路燈命令、設(shè)置路燈開關(guān)時間、校對時鐘命令等，該系統(tǒng)通過傳感器能夠自動檢測出終端路燈設(shè)備的異常事故，并及時將信息上傳給主控中心計算機。（3）路燈自動化監(jiān)控的控制中心。路燈自動化監(jiān)控是通過控制中心實現(xiàn)對路燈終端的控制?？刂浦行牡囊?guī)模可大可小，既可以使用一臺計算機，也可以使用大型網(wǎng)絡(luò)計算機群組。控制中心一般由主控機、顯示設(shè)備、通信單元、供電設(shè)備和計算機網(wǎng)絡(luò)等組成。（4）路燈自動化監(jiān)控的通信網(wǎng)絡(luò)。通信網(wǎng)絡(luò)主要負(fù)責(zé)信息的上傳和下達任務(wù)，一方面將控制中心的指令傳送給路燈終端，另一方面將路燈的運行狀況傳送給控制中心。目前比較常用的通信技術(shù)有，有線通信、無線通信、電力載波等。

3 道路照明工程的主要設(shè)計原則分析

道路照明工程的設(shè)計原則主要表現(xiàn)為：（1）統(tǒng)一協(xié)調(diào)原則。首先應(yīng)該以全局觀念為設(shè)計的指導(dǎo)理念，將燈光的亮度、光影關(guān)系以及照明方式進行整合式考量，對于各個部分能夠?qū)φw產(chǎn)生的影響進行分析。在進行路燈電器系統(tǒng)設(shè)計之前都需要制定一個建設(shè)規(guī)劃，確保整個建設(shè)工程能夠在規(guī)范的環(huán)境下進行。在對其進行整合式考量的過程中，應(yīng)該對規(guī)劃的內(nèi)容進行了解，使其能夠具備參照借鑒意義，分清系統(tǒng)設(shè)計的主次，對于一些重點環(huán)節(jié)進行明確。（2）綠色照明原則。隨著低碳環(huán)保概念的深入，路燈設(shè)計必須在綠色理念的指導(dǎo)下進行。對于照明產(chǎn)品進行選用的過程必須遵循節(jié)能環(huán)保的原則，確保所選的產(chǎn)品具備使用期限長、電能利用率高。對于照明電器系統(tǒng)進行較為嚴(yán)格的管控，避免光污染的出現(xiàn)，為我國的可持續(xù)發(fā)展事業(yè)做出巨大的貢獻。

4 道路照明工程的設(shè)計要點分析

4.1 合理選擇路燈參數(shù)

主要表現(xiàn)為：（1）布燈間距的選擇。間距的選擇在符合規(guī)范前提下盡量增加安裝高度，擴大安裝間距；（2）布燈方式的選擇。為單側(cè)布置、雙側(cè)交錯布置、雙側(cè)布置和中心對稱布置，要結(jié)合路面的斷面形式綜合考慮。一般，若選擇單側(cè)布置，則道路有效寬度值為實際路寬與一個懸挑長度的差；若為雙側(cè)布置，則有效寬度應(yīng)定為實際路寬與兩個懸挑長度的差。若為中心對稱布置，則有效寬度與道路實際寬度相等。從而結(jié)合燈桿高度等基數(shù)可計算出路燈的平均照明度，并按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計和安裝。

4.2 合理選擇照明燈具

具體體現(xiàn)在：（1）截光型燈具：此種燈具最大光強方向范圍為0～65°，90°允許最大允許光強為10cd/1000lm；優(yōu)點為眩光輕，不刺眼。缺點為照明范圍較小，周邊燈光昏暗，為快速路、主干路等主要道路照明燈常用類型。（2）半截光型燈具：此種燈具最大光強方向范圍為0～75°，90°允許最大允許光強為50cd/1000lm；優(yōu)點為眩光適中，光線照明范圍較大，實用性高。為次干路及支路市政照明燈的首選類型。（3）非截光型燈具：此類型燈具90°允許最大允許光強為1000cd/1000lm。明亮但眩光較強，對人眼的刺激較大，因此適合景區(qū)或者車流量小的街區(qū)。

4.3 路燈線路與路燈接地設(shè)計要點的分析

線路設(shè)計是路燈安裝中的重點，設(shè)計過程要綜合考慮線路損耗以及電壓供給問題，確保供電電壓的穩(wěn)定性。正常運行情況下，照明燈具的端電壓為額定電壓的90%～105%。根據(jù)車流量以及照明效果，對亮燈盞數(shù)進行控制。燈光照明要首選滿足需求最大的群體，實現(xiàn)資源合理利用。隨著技術(shù)的發(fā)達，微機監(jiān)控和無線控制成為目前主要監(jiān)控模式。目前，對于路燈安裝接地的主要問題是安裝規(guī)范不統(tǒng)一。TN-S接地系統(tǒng)由于安全系數(shù)相對較高，因此應(yīng)用最為廣泛。其原理為：專用保護線PE上電流和對地電壓均為零。并在干線上采用漏電保護器，將部分PE線越過漏電保護器重復(fù)接地。而對于PE線材料的選擇，多為鎧裝電纜的金屬外皮或者鍍鋅圓鋼。實踐證明，在路燈經(jīng)過的起點、中間適當(dāng)間隔和終點處打一組地極，同時要求接地電阻4Ω以下，可減少觸電事故的發(fā)生。

5 結(jié)束語

綜上所述，隨著城市化進程的不斷推進，城市照明對于電能消耗越來越大，尤其是一些城市單純的追求大面積、高亮度的城市照明，不僅使城市布局出現(xiàn)不合理的現(xiàn)象，還使得城市照明耗費大量的電能。為了加強路燈電氣節(jié)能，必須合理利用自動化控制技術(shù)，并加強對其進行合理設(shè)計。

參考文獻：

[1] 牛琳.城市路燈照明智能控制系統(tǒng)應(yīng)用分析[J].智能建筑與智慧城市，2017.

[2] 王新林.市政路燈電氣系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用[J].南方農(nóng)機，2017.

[3] 趙峰市.市政路燈電氣系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用淺析[J].中國房地產(chǎn)業(yè)，2017.