浅谈城市路灯的智能控制技术

陈鹏

摘 要： 最近几年，随着国家经济和城市化建设不断深入发展，城市路灯照明系统已经成为衡量一个城市文明程度的重要标志，极大的方便了社会大众的出行。城市路灯作为城市基础设施的重要组成部分之一和人们的生产生活息息相关，在路灯照明的整个系统结构中，控制系统是其中最为重要的一个部分。随着时代发展和科学技术的进步，传统的城市路灯控制手段已经不能适应时代发展需求，需要我们及时对城市路灯控制系统进行改造，积极应用智能化控制技术，提高城市路灯管理的质量和效率。本文主要结合实际情况，就城市路灯的智能控制技术进行了分析，希望通过本次研究对同行有所助益。

关键词：城市路灯 智能控制技术 应用

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）02-0264-02

传统路灯控制点使用的是路灯模拟控制器，一百余处控制点控制路灯的开关灯时间。由于管理设备的落后，有时还需人工进行时间调整，不但加大了工作量，还存在很多弊端。为了更好的改变现状，路灯管理部门要积极引进新技术，对路灯控制系统进行完善，新系统控制范围组网灵活，可以分层次设定管理，智能运行，可以对路灯远程进行全自动监控，实时采集路灯远程测量各项工作参数，形成报表，如路灯电流、电压发生大的变化会自动报警，管理者通过控制中心数据了解路灯故障位置、数据，也可以随时调整路灯的开关时间，原来如需调整路灯亮灯时间，工人们需要用一天时间，到一百余处控制点进行调整，现只需几分钟通过控制中心就能完成，还可以远程通过节电器调整节电运行参数。

一、城市路灯智能控制的优势

在城镇系统中，城市路灯系统是比较重要的一个系统，在进行智能化控制过程中，经常采用半夜灯智能控制技术。在深夜城市道路上往往没有较多的行人和车辆，系统中的一部分路灯就会自动关闭，从而更好得到实现设备节能。城市路灯智能控制能够显著降低工作人员的工作量，并且不会影响城市照明，路灯电力消耗和自身损耗也可以得到有效的控制，提高照明效率，降低照明密度。城市路灯智能控制具有多方面的優势，首先，具有较强的节能性。城市一般在零点之后行人和车辆比较少，对路灯的照明需求不是很高，这时智能控制系统发挥作用，采用节能照明，避免能源浪费，同时还能够延长设备使用寿命；其次，方便对城市路灯进行管理。城市路灯智能控制是自动化控制技术的应用，它不需要操作人员随时在现场操作，实现对各个路段路灯的全方位管理和监控，并且应用智能化控制系统能够对城市路灯工作状况进行实时的监控，及时发现存在故障的路灯，及时采取措施进行维修，提高工作效率和工作质量；最后，控制系统的信息化和智能化程度提高。城市路灯智能控制摒弃了传统的控制模式，采用比较先进的网络化技术和数字化处理基础，控制技术更加先进，并且能够实现信息数据的分站收集，能够收集大量的数据信息，并及时将信息反馈给主站，这就对路灯智能化控制提供了便利，对于提高路灯运行和维护也提供了较大的便利。

二、城市路灯智能控制系统的组成和应用

1.主控系统的物理结构分析

主控系统的主要作用对整个城市的路灯的运行情况进行监察和控制，其组成结构主要包含了计算机系统、投影仪系统和打印机等，影响系统功能发挥的决定性因素是资金的投入力度以及系统的参与范围。一般情况下，主控系统包含两台主控机，其功能分别是工作和等待，两台主控机可以借助电隔离途进行信息传递，如果当前处于运行的主控机出现关机或者出现其他故障情况，待命的主控机就可以自动运行投入控制系统中，这样能够确保主控监控始终在线。

2.数据传输装置

在城市路灯智能控制系统中，数据控制系统通常采用有线和无线两种方式进行数据传输，无线数据传输的实现主要借助于无线GPRS程序，而电话线、公共电话网络则是基于有线传输的基础上实现的。城市路灯智能控制系统可以借助无线数据传输系统实现主控系统和本地系统之间的数据传输和数据关联。

3.本地控制系统

在本地控制系统中包含了配电柜、子站以及电台等控制系统，每一个本地控制系统都是独立存在的，如果城市路灯智能控制系统中的主控机系统运行出现故障，就可以借助本地控制系统实现独立的控制城市路灯的开关。通常情况下，借助于无线数据传输系统，就可以实现主控机和本地控制系统之间的信息通信，但是信息传输过程中会受到一定因素的影响。如通信距离，电台功率，有时在主控机对本地系统进行调控过程中还会出现延迟问题，主控机包含的范围越广，延迟现象出现的就会越严重。在城市路灯智能控制系统运行过程中为了很好的解决上述延迟问题，首要工作是要对其控制范围进行划分，然后将主控机站构建于各个区域之间，然后借助互联网和计算机控制系统，有效收集和传输主控就的数据信息，最终促进城市路灯智能控制系统的实现。广域网服务器可以储存相关数据，实现对数据信息的管理和服务，对信息管理系统进行构建。由于系统设计的是开放性网络服务器，可以将更多的管理工作站外接进来，促使城市路灯智能控制系统中更多的功能得以实现，如维护、管理、故障检查和故障排除等功能。

三、城市路灯智能控制技术分析

1.城市路灯开关时间的控制

根据地区所在的经度计算出一年四季日出日落中时间曲线，并将其嵌入到城市路灯智能控制系统中，并在此基础上，通过对城市车辆和行人同行时间进行统计，获取相应的城市路灯照度，根据照度调整好城市路灯的照明频率。以此来确定城市路灯智能控制系统的控制程序，从某一个时间点开始，对路灯电压进行平滑状态调整，使得路灯的输入输出功率和实际照度要求达到最佳匹配状态，针对不同的照度要求，配制不同照度的数学模型，这样实现节约电能，达到双重意义上的智能控制。

2.扩频电力载波通信以及远程通信技术

城市路灯智能控制系统采用扩频电力载波通讯和远程通讯技术，利用现有的电力网络双向传输控制系统以及路灯状态信号，不需要重新布线即可实现城市路灯智能控制系统的控制功能，降低了技术成本。在城市路灯智能控制系统中引入计算机控制技术，使得城市路灯控制更加方便，同时积极应用单片机技术，确保路灯智能控制器稳定可靠。城市路灯智能控制系统利用GPRS和互联网为通道的通信模式，由于监测点十分分散，分布范围广泛，通过GPRS无线通讯系统可以将设备采集到的相应数据及时传输到管理中心的后台服务器端进行实时处理。通讯服务器通常是由VB.NET编写GPRS前置程序，和WEb服务器以及数据服务器共同存在于一台计算机上，这个GPRS前置程序可以采集到与其相链接的GPRS模块上所上传的工作参数，并且将其写入到数据服务器中，同时对数据库中数据进行分析，检查是否存在未发送的指令，并及时将相应指令发送到相应设备的客户端中，实现控制中心对各个站点的控制。

参考文献

[1]王路，杨璐，高远.无源无线智能控制系统在建筑设计中的应用[J]. 智能建筑电气技术. 2011（06）

[2]秦国辉，王玉鹏，周闯，罗向东.太阳能空气采暖智能控制系统的研究[J]. 黑龙江科学. 2015（05）

[3]李倩，杨晓明，朱建红.RFID技术在路桥收费系统中的应用及安全风险分析[J]. 电子产品可靠性与环境试验. 2009（S1）

[4]茆美琴，余世杰，苏建徽，沈玉梁，赵为，周毅人，何慧若.风-光-柴-蓄复合发电及智能控制系统实验装置[J]. 太阳能学报. 2003（01）

[5]辛卫东，张凡华，神瑞宝，王志翔，王升军.大型办公楼宇用电电器智能控制系统的设计[J]. 智能电网. 2015（10）

[6]方潜生.基于开放式通信技术的楼宇智能控制系统的设计与实现[J]. 安徽建筑工业学院学报（自然科学版）. 2002（04）

[7]齐爽.智能控制系统为文物故居保驾护航——访同方数字城市科技公司[J]. 智能建筑与城市信息. 2006（11）