簡議城市路燈電氣系統(tǒng)的設計要點與自動化控制技術

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。基于此，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與城市路燈遠程自動化監(jiān)控技術進行分析。

關鍵詞：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分析

1、PLC路燈自動化控制技術。PLC路燈控制技術具有可靠性、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。照明控制系統(tǒng)電力載波路燈技術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來傳輸?shù)模瑢╇娮儔浩骶€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。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，如開關路燈命令、設置路燈開關時間、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。控制中心的規(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)絡計算機群組。控制中心一般由主控機、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。控制：響應遙控命令，控制路燈開關。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)生異常或發(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)字技術與應用，2011