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(duì)路燈亮燈率、城市形象的關(guān)注程度越來(lái)越高。基于北斗地理信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)城市照明的精細(xì)化管理和自動(dòng)監(jiān)控。通過城市照明監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，城市在實(shí)現(xiàn)照明智能化節(jié)能控制的同時(shí)，路燈智能化監(jiān)控管理水平能夠達(dá)到國(guó)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(jī)交互

1引言

基于北斗地理信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)城市照明的精細(xì)化管理和自動(dòng)監(jiān)控，對(duì)快速發(fā)展的城市照明實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，能夠推動(dòng)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(shí)智能監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)促進(jìn)了能耗的降低和勞動(dòng)強(qiáng)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(fèi)現(xiàn)象，實(shí)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(lái)完成數(shù)倍于過去的工作任務(wù)，無(wú)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(shí)物力財(cái)力浪費(fèi)明顯；同時(shí)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(dòng)強(qiáng)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(duì)鈉燈進(jìn)行開關(guān)，不能實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能，無(wú)法實(shí)現(xiàn)智能控制帶來(lái)的節(jié)能效果。把鈉燈改為L(zhǎng)ED燈，容易實(shí)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(huì)影響到城市照明管理項(xiàng)目的整體進(jìn)度，因此，在LED燈改造時(shí)，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(fèi)大量的安裝工程量，也影響城市照明管理項(xiàng)目的進(jìn)度，照明控制方法中尚存在多種問題。1）不能實(shí)時(shí)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(shí)間段的照明設(shè)備無(wú)法實(shí)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(fèi)的問題[2]。2）無(wú)法及時(shí)開關(guān)燈當(dāng)惡劣多變的天氣情況出現(xiàn)時(shí)，現(xiàn)行照明控制方式不能隨著天氣亮度的變化而對(duì)應(yīng)自動(dòng)開關(guān)。這樣在各類城市戶外活動(dòng)諸如慶典及會(huì)議或者參觀考察，照明系統(tǒng)做不到及時(shí)靈活的對(duì)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(shí)時(shí)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(chǎng)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(shí)時(shí)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?zhàn)龀鰶Q策，所以照明系統(tǒng)的維護(hù)人員需具備專業(yè)修檢知識(shí)，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(shí)傳遞到管理部門，同時(shí)照明系統(tǒng)的故障問題不明確也會(huì)耽誤搶修時(shí)間，這樣會(huì)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(shí)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(gè)控制點(diǎn)調(diào)整照明系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止。較高的知識(shí)儲(chǔ)備要求使得工作人員較難篩選，同時(shí)開關(guān)燈調(diào)整周期的頻繁變化，使得工作人員面對(duì)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(jì)的順利實(shí)施，能夠保障城市照明管理系統(tǒng)的靈活性，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)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(wú)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(shí)時(shí)的數(shù)字信息化的遙信，通過及時(shí)的智能化遙測(cè)和遙控，對(duì)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(chǎng)合的照明元件的即時(shí)開關(guān)需求，比如城市的領(lǐng)導(dǎo)來(lái)訪及會(huì)議，重要的戶外商業(yè)活動(dòng)，以及重要節(jié)假日的慶典活動(dòng)等。通過智能管理系統(tǒng)的建設(shè)，及時(shí)監(jiān)測(cè)照明設(shè)施的故障，獲得及時(shí)的維護(hù)和管理，在保證照明設(shè)施的可用性的同時(shí)，延長(zhǎng)了照明設(shè)施的使用壽命，提高了城市的形象。同時(shí)系統(tǒng)結(jié)合在建的“北斗城市公共平臺(tái)”，在平臺(tái)提供的空間地理信息服務(wù)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市照明設(shè)備的定位、報(bào)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(tái)，新建的城市照明管理系統(tǒng)為平臺(tái)輸送照明設(shè)施的狀態(tài)信息，同時(shí)平臺(tái)可以對(duì)系統(tǒng)中的報(bào)警數(shù)據(jù)和能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，反之對(duì)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(gè)體控制，路燈的個(gè)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(jì)了個(gè)體路燈的控制方法，照明管理系統(tǒng)實(shí)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(hào)的通信媒介[6]，所以不需要對(duì)現(xiàn)有路燈線路進(jìn)行重新規(guī)劃設(shè)計(jì)，在實(shí)現(xiàn)數(shù)字通信的功能方面對(duì)電路線無(wú)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(wú)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(cè)外，軟件對(duì)故障數(shù)據(jù)的分析及預(yù)測(cè)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(jī)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(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，二級(jí)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能控制。同時(shí)照明元件的運(yùn)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(cè)中心。

4結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)城市照明系統(tǒng)的建設(shè)研究，城市各處照明點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一管理和監(jiān)控，在節(jié)約電能的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的全天候穩(wěn)運(yùn)行。通過實(shí)際運(yùn)行管理測(cè)試，每件照明元件均實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)化控制，電器壽命獲得顯著延長(zhǎng)，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益。系統(tǒng)運(yùn)行期間監(jiān)測(cè)中心對(duì)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(shí)時(shí)回傳分析，維護(hù)人員得以及時(shí)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(bào)修電話頻率大幅降低，同時(shí)照明事故投訴數(shù)量急劇減少，管理效益及社會(huì)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(hào)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