中小城市路燈精細管理的科學性

湖北省黃岡供電公司 秦 勍

中小城市路燈精細管理的科學性

湖北省黃岡供電公司 秦 勍

本文從路燈控制系統性能（功能）選擇、路燈種類選擇、路燈控制模式設置三方面闡述了中小城市路燈系統精細管理設計時必備的科學分析。為中小城市路燈控制系統的設計、改造、維護、升級者提供參考。

路燈照明；精細管理；控制系統；路燈種類；控制模式；科學性

路燈照明是一個系統工程。照明模式、燈具的選擇、控制系統與自然環境、自然資源、照明系統的用途密切相關。依照城市總體規劃，正確分析本市（中小城市）環境功能，科學選擇照明模式、照明燈具，精細分層設置路燈控制策略，達到既避免照搬大型都市路燈管理，又滿足中小城市智能照明的需要。減少投資，節約電能，延長燈具壽命，實現路燈精細管理、科學發展之目的。

1.路燈精細管理控制系統性能(功能)選擇的科學性

按需、科學選擇路燈控制系統的功能是中小城市路燈精細管理的第一要素。可供選擇或設計的常用控制功能包括：

時間設定功能：普通時控式，經緯度時控式，自動開關時間設定的功能；

遙測功能：遠程測量控制點的各項工作參數、照度功能；

遙視功能：通過攝像頭、多普勒探測器采集主要路段的信息功能；

監控功能：根據道路實時狀態、路燈運行實時狀態進行全自動監控、故障報警功能；

遙控功能：遠程控制城市各路段路燈開關方式及照度的功能；

遙調功能：遠程調整路燈的供電參數與照度的智能調節功能；

數據處理功能：路燈運行實時參數記錄、處理，對路燈運行狀況作出評價功能；

管理功能：路燈運行參數及相關資料整理存檔功能；

數據查詢功能：路燈運行操作、記錄查詢功能；

電纜防盜功能：線路有電、無電時，全天候電纜斷點報警功能；

演示功能：控制中心站設置的人機交互界面，系統運行實時狀態演示功能；

打印功能：相關參數和報表的打印功能。

中小城市要根據本市實際，在優先滿足路燈控制必備功能模塊（如：時間設定功能、監控功能、遙調功能、數據查詢功能等）時，按需選裝或設計一定的擴展功能模塊（如：遙視功能、演示功能等）。

選擇或設計路燈控制系統時，還要考慮路燈控制基本性能包括：

先進性：整個系統在五年內保持先進，系統所采用的設備與技術能適應以后發展。

可擴展性：能夠適應中小城市發展的需求，增設新的分控點時，只需簡單地增加必要模塊、部件。

開放性：整個網絡是一個開放系統，能容入不同廠商的產品，而不局限于單一供應商提供的系統。

靈活性：系統組網方式靈活，系統功能配置靈活，利用現有資源靈活，將各類型資源的利用，都溶入組網方案之中。能滿足不同分控點的業務需要，軟件功能全面，配置方便。

可靠性：組網設備可靠，組網方案可靠，可根據中小城市路燈管理處需要采用備份路由。

可操作性和可維護性：系統操作簡單易學，操作人員可快速掌握使用方法。監控器本身和現場設備之間具有明晰的接口，出現問題時可迅速找出故障原因，便于使用維護。

實用性：從用戶角度出發，系統能使路燈控制箱少人值守或無人值守成為可能。充分利用現有資源，盡量降低選購設備成本，使系統具有較高的性能價格比。

實時性：系統具有很快的響應性能。

中小城市要根據城市規模、自然環境、已有資源、發展趨勢、功能擴展等需要合理選擇路燈控制系統的功能和基本性能。優先選擇節能、環保、可行、必須的功能模塊。不必照搬大都市規模大、功能全、成本高的控制系統。控制系統可以自行設計，也可以購買專業廠家模塊化設計、具有擴展功能的產品；還可以是部分購買專業廠家控制模塊、部分自行設計開放性的路燈系統。

2.路燈精細管理中路燈種類選擇的科學性

路燈控制是一個系統工程。隨著新材料、新技術、新理念的進步，節能、環保的新型路燈不斷出現。中小城市在選擇路燈時一定要清楚每一種路燈的性能：包括最佳控制方式、照度、轉化率、壽命、成本等等。中小城市路燈種類選用既不可以盲目跟風，也不可以恪守成規。每一種路燈品種有其最佳控制模式，一定要匹配；每一種路燈品種有其最佳應用場合，一定要分析。比如：

大功率半導體照明燈啟動快、壽命長(達50000小時)、亮度可調、比同等普通鹵燈節電率約達85%，但成本較高。

大功率高壓鈉燈亮度高、壽命長(24000小時)、降壓不熄滅，但啟動時間長(約10分鐘)、但功率因數低。

一般氣體放電燈壽命適中，亮度較高，但啟動較慢(8-10分鐘)。

等離子LEP燈、高頻等離子放電無極燈應用光源技術的最新成果，是真正綠色環保燈。高效率、高顯色性，光譜分布極盡太陽光光譜；壽命長(達80000小時)，平均節約電能50%以上，但價格較高。

太陽能專用低壓鈉燈：由于低壓鈉燈的發光管密封在高真空和涂有紅外線反射膜的玻璃殼內，其發光效率不受環境溫度影響；輻射光譜純，穩定，無雜散光；高質量電子鎮流器與光的波長相匹配，光通量、照度可等同普通低壓鈉燈；特別是容易運用在各種功率條件及特殊環境（隧道照明燈、高海拔、高寒地域），節能高達50%。

太陽能專用金屬鹵化物燈：金屬鹵化物燈的最大優勢是特別高的發光效率，發光效率可達80-90LM/W，發熱少。但是，金屬鹵化物路燈系統開端過載、啟動過快時，會影響燈泡壽命。金屬鹵化物燈亮度高，體積小，但壽命相對較短。

風光互補路燈是一種“零耗電”路燈。他既是道路人車的照明系統，也是城市風景的優化設施。國內外均有產品供應市場。但是，風光互補路燈適用于太陽光照時間長(陰、雨、霧較少)、風能資源豐富(海濱、湖濱、平原、沙漠等)區域，且成本較高(每套約10000元)。

3.路燈精細管理控制模式設置的科學性

路燈精細管理控制模式分層設置的基本前提是要在《城市道路照明設計標準》的框架下，將中小城市照明類型精確分類。比如：

中小城市鬧市區路燈照明時間長，重點考慮的問題是：路燈一開始點亮時所需電壓大于等于額定電壓，在使用穩定以后，需要將工作電壓調低一些；后半夜用電低峰時期，電燈的實際使用電壓會漸漸升高，為節約電能，延長燈具壽命，保證照度（據研究，照明亮度下降10%，人眼的感光度僅僅下降僅為1%），后半夜用電低峰時期應適當調低電壓。

中小城市市郊交通干道，后半夜車流量、人流量大大減少。應實施“隨需而控”的路燈控制模式。采用光學、聲學、電學、速度的探測器(監控自然條件的亮度、道路行人和行車的聲音和速度、電燈的實際使用電壓和功率等)，然后配上智能單片機或PLC控制器和無線通訊技術，通過對路燈的開關、電壓調節，實現路燈亮度調節、以及亮電燈率的控制。應用智能路燈控制系統，在路上有人或車輛通過時路燈才點亮，還可根據行人和車輛通過的聲音、速度智能地打開前方一定數量的路燈，同時熄滅經過路段的路燈，在提高路燈利用率、節約電資源的同時，又滿足夜間行人、車輛出行時的道路照明，確保交通安全。

中小城市路燈精細管理，對某些特殊路段的照明控制應考慮分層控制。第一層可以是時間或經緯度控制，作為一般情況下精細管理路燈開啟時間和熄滅時間或者分時間段控制道路兩側路燈全亮、全關、隔桿亮燈。經測算，長江中下游地區每天日出、日落時間變動為80秒=1分20秒，經緯度控制自動按日出、日落時間調節開燈和滅燈時間，但不能控制晴天、雨天、霧天及節假日燈光照明；第二層可以是聲、光、電、形（物體運動多普勒探測）檢測與精細控制：既考慮到日出、日落的自然光，又考慮到天氣變化及其他特殊情況對光照的要求，還考慮到人、車照明需求，從而控制開燈和滅燈時間，開燈和滅燈數量，漸亮、漸滅的過程。這兩層控制可以根據需要實施并行控制或串行控制。由控制中心主站下達開關燈時間表、照度到分站控制器，根據經緯度、季節、節假日及不同的天氣情況、進行的“智能控制”。

中小城市路燈精細管理也應考慮路燈及路燈線路的功率因數，避免無功功率損失(如氣體放電燈功率因數低，小于0.45)。可經計算、按需進行適當補償。匹配電容、環形電感鎮流器(氣體放電環形電感鎮流器)、可變功率電感鎮流器(后半夜增加鎮流器電抗)等電路元件，提高電能利用率。

總之，中小城市路燈精細管理是集管理科學、通訊科學、控制科學、電力科學、材料科學、人文科學、環境科學于一體的綜合科學工程。中小城市路燈精細管理工程必須精心策劃、精細設計、精確施工的系統工程。還要注意的是：不同廠家生產的燈具質量相差很大，不同廠家生產的路燈控制系統的質量相差也很大，需要分析性價比，合理的選擇。

[1]賀一鳴.智能路燈控制系統設計與應用研究[J].現代電子技術,2010(01).

[2]胡開明.智能路燈節能控制器的設計與實現[J].現代電子技術,2009(09).

[3]邵子揚.新型智能節能路燈的設計[J].世界電子元器件,2009(02).

[4]辛紅偉.多普勒路燈智能控制器及其應用方案研究[J].電力電子技術,2007(10).

[5]城市道路照明設計標準[S]CJJ45-2006.2.

秦勍，男，現供職于湖北省黃岡供電公司，主要研究方向：智能路燈控制。