簡議城市路燈電氣系統(tǒng)的設計要點與自動化控制技術(shù)

呂風娟

摘 要：城市路燈作為城市道路建設的重要組成部分，承擔著基礎性的車行引導功能，還美化城市、提升城市的文化底蘊、改善城市壞境方面起到顯著作用?；诖?，本文闡述了城市路燈電氣系統(tǒng)的設計原則，對城市路燈電氣系統(tǒng)的設計要點及城市路燈電氣自動化控制技術(shù)與城市路燈遠程自動化監(jiān)控技術(shù)進行分析。

關(guān)鍵詞：城市路燈；電氣系統(tǒng)；設計原則；設計要點；自動化控制；遠程監(jiān)控

一、城市路燈電氣系統(tǒng)的設計原則

城市路燈電氣系統(tǒng)的設計原則主要表現(xiàn)為：（1）統(tǒng)一協(xié)調(diào)原則。首先應該以全局觀念為設計的指導理念，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。在進行城市路燈電器系統(tǒng)設計之前都需要制定一個建設規(guī)劃，確保整個建設工程能夠在規(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，城市路燈設計必須在綠色理念的指導下進行。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。

二、城市路燈電氣系統(tǒng)的設計要點分析

1、合理選擇城市路燈參數(shù)。（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)可計算出城市路燈的平均照明度，并按相關(guān)標準進行設計和安裝。

2、合理選擇照明燈具。（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、強化路燈線路與路燈接地設計。線路設計是路燈安裝中的重點，設計過程要綜合考慮線路損耗以及電壓供給問題，確保供壓穩(wěn)定。一般設計為額定電壓值上浮5%或以上。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、中間適當間隔和終點處打一組地極，同時要求接地電阻4Ω以下，可提高接地效果，減少觸電事故的發(fā)生。

三、城市路燈電氣自動化控制技術(shù)分析

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、其設計、安裝和調(diào)試方面工作量相對較少，當然系統(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、城市路燈照明自動化控制系統(tǒng)電力載波路燈技術(shù)。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。

3、城市路燈照明自動化控制系統(tǒng)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。

四、城市路燈遠程自動化監(jiān)控技術(shù)的分析

1、城市路燈自動化監(jiān)控系統(tǒng)的組成。基于GPRS-Internet的城市路燈遠程監(jiān)控系統(tǒng)主要由兩個部分組成，即監(jiān)控中心的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，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備的異常事故，并及時將信息上傳給主控中心計算機。

2、城市路燈自動化監(jiān)控的控制中心。城市路燈自動化監(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)?？纱罂尚。瓤梢允褂靡慌_計算機，也可以使用大型網(wǎng)絡計算機群組?？刂浦行囊话阌芍骺貦C、顯示設備、通信單元、供電設備和計算機網(wǎng)絡等組成。

3、城市路燈自動化監(jiān)控的通信網(wǎng)絡。通信網(wǎng)絡主要負責信息的上傳和下達任務，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，該系統(tǒng)中選取GPRS通信方式，它具有隨時隨地實現(xiàn)比較高速的數(shù)據(jù)傳輸，不受時間地點的限制等優(yōu)點。

4、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)控終端設置，上傳光敏傳感器采集到的光亮強度信息?？刂疲喉憫b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。如發(fā)生異?；虬l(fā)生事故，遠程監(jiān)控終端立即報警。

結(jié)束語

城市路燈是現(xiàn)代市政設施現(xiàn)代化程度的標志之一，城市道路照明作為城市基礎設施建設的重要內(nèi)容，安全、先進、可靠的城市路燈自動化監(jiān)控系統(tǒng)對提高城市品位以及提高城市服務水平等方面具有重要作用，同時對社會效益和經(jīng)濟效益的提高和對路燈管理部門的節(jié)能降耗具有重要意義。

參考文獻：

[1]許梓成，許其彬.淺談城市道路照明設計[J].建筑設計管理，2010

[2]岳鵬等.淺談路燈控制系統(tǒng)中電氣應用[J].數(shù)字技術(shù)與應用，2011