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城市照明建设现状和智能管理系统应用

时间:2021-01-26作者:田瑜基
本文导读:这是一篇关于城市照明建设现状和智能管理系统应用的文章,城市照明智能管理系统的建设可以提高照明系统的检修维护效率,保证城市的亮灯率和照明设施完好率,同时智能监控系统的建设促进了能耗的降低和劳动强度的减轻,解决了传统电能系统中电力、人力、物力的浪费现象,实现

  摘    要: 随着城市建设迅速发展,道路照明管理部门对路灯亮灯率、城市形象的关注程度越来越高。基于北斗地理信息技术和计算机网络通信技术,结合先进的电力线载波技术,建设城市照明智能监控系统,实现城市照明的精细化管理和自动监控。通过城市照明监控系统建设,城市在实现照明智能化节能控制的同时,路灯智能化监控管理水平能够达到国内先进水平。

  关键词: 电力载波; 集中控制; 终端控制; 数据挖掘; 人机交互;

  Abstract: With the rapid development of Urban construction, the road lighting management department is paying more and more attention to the light rate of street lamp and city image. Based on Beidou geographic information technology and computer information technology, using advanced power line carrier technology, the urban lighting intelligent monitoring system can realize automatic monitoring and fine management. Through the construction of the system, the city can realize intelligent lighting and energy-saving control, and the level of intelligent monitoring and management of street lamps can reach the advanced level in China.

  Keyword: power line carrier; centralized control; terminal control; data mining; human-computer interaction;

  1、 引言

  基于北斗地理信息技术和计算机网络通信技术,结合先进的电力线载波技术,建设城市照明智能监控系统,实现城市照明的精细化管理和自动监控,对快速发展的城市照明实现自动化,能够推动城市提高照明质量,完善智能化照明管控网络,从而提高城市市政服务质量[1]。城市照明智能管理系统的建设可以提高照明系统的检修维护效率,保证城市的亮灯率和照明设施完好率,同时智能监控系统的建设促进了能耗的降低和劳动强度的减轻,解决了传统电能系统中电力、人力、物力的浪费现象,实现城市按需照明、高效节能和照明系统的精细管理。

  2 、现状分析

  城市道路照明建设得到了迅速发展,路灯数量日益增加,而管理部门还以原有人工操作来完成数倍于过去的工作任务,无法解决亮灯率与节约能源的固有矛盾。人工夜晚巡灯白天巡线修灯的维护方法远滞后于现代化城市照明管理需求,同时物力财力浪费明显;同时由于路灯故障不可避免,日常维护不可间断,造成路灯管理者劳动强度增大。

  目前城市大部分的灯具还是钠灯,钠灯没有调光接口,智能控制系统只能对钠灯进行开关,不能实现调光功能,无法实现智能控制带来的节能效果。把钠灯改为LED灯,容易实现调光,节能效果明显,但是LED灯改造的进度可能会影响到城市照明管理项目的整体进度,因此,在LED灯改造时,安装LED灯具之前,照明管理终端控制器先安装在LED灯具上,避免LED灯具装好之后,再去安装终端控制器,浪费大量的安装工程量,也影响城市照明管理项目的进度,照明控制方法中尚存在多种问题。

  1)不能实时控制

  控制方式的单一化,使得不同区域的不同灯型,以及不同时间段的照明设备无法实现分类控制,从而造成资源分配不合理,产生大量电能被浪费的问题[2]。
 

城市照明建设现状和智能管理系统应用
 

  2)无法及时开关灯

  当恶劣多变的天气情况出现时,现行照明控制方式不能随着天气亮度的变化而对应自动开关。这样在各类城市户外活动诸如庆典及会议或者参观考察,照明系统做不到及时灵活的对应控制,影响了城市的市政管理形象[3]。

  3)信息不能反馈

  管理部门不能实时接收到城市道路照明的各种反馈信息,如城市道路或公共场所的电灯电压电流及其耗电量,城市市政设施的亮灯率及故障信息,照明系统的控制环节问题等,使得城市管理部门不能掌握实时的城市照明情况[4]。

  4)故障信息不明确

  当前管理部门依靠维护人员的反馈做出决策,所以照明系统的维护人员需具备专业修检知识,然而专业检修人员的缺少导致了各处路灯的故障信息,不能及时传递到管理部门,同时照明系统图1系统设计思路图图22照照明明控控制制系系统统原原理理图图的故障问题不明确也会耽误抢修时间,这样会给夜间行人及车辆造成很大不便[5]。

  5)开灯调整周期变化频繁

  一年中每天的日出日落时间都在发生变化,工作人员需要掌握日出日落规律,从而才能在每个控制点调整照明系统的启动和停止。较高的知识储备要求使得工作人员较难筛选,同时开关灯调整周期的频繁变化,使得工作人员面对较大的工作压力。

  3 、系统建设

  采用C/S与B/S相结合的架构体系适用于城市照明管理系统的建设。完备信息安全体系的建设,用户操作信息的完整记录,安全审计的顺利实施,能够保障城市照明管理系统的灵活性,实现简单快捷的系统管理和维护,以适应日常业务的需求变更。

  城市照明管理系统主要包括先进的软件和硬件,以及完整的通讯网络。硬件包括监控调度中心中安装的终端控制器和集中控制器以及无线通讯设施,采用电力载波技术,选用现代化智能化的基础设备,以满足城市路灯照明的需求。系统基于实时的数字信息化的遥信,通过及时的智能化遥测和遥控,对城市各处照明元件进行有效的管理和维护。系统还可以通过灵活的控制方式,满足一些重要场合的照明元件的即时开关需求,比如城市的领导来访及会议,重要的户外商业活动,以及重要节假日的庆典活动等。通过智能管理系统的建设,及时监测照明设施的故障,获得及时的维护和管理,在保证照明设施的可用性的同时,延长了照明设施的使用寿命,提高了城市的形象。

  同时系统结合在建的“北斗城市公共平台”,在平台提供的空间地理信息服务的基础上,实现对城市照明设备的定位、报警、状态查询显示等功能;城市通过建立北斗城市公共服务平台,新建的城市照明管理系统为平台输送照明设施的状态信息,同时平台可以对系统中的报警数据和能耗数据进行分析,反之对城市照明管理方面提供分析数据支撑,推进照明系统中的管理数据的深入挖掘(见图1、图2)。

  城市照明管理系统中分为整理控制、子系统控制和个体控制,路灯的个体控制功能是系统建设的目标。当前照明管理系统中设计了个体路灯的控制方法,照明管理系统实现了电耗的节能并且维护成本获得显着降低。

  根据城市照明系统建设情况,采用电力线载波技术是解决当前数据传输的核心方法。将照明系统中照明元件之间的电力传输路线,直接用作传输数字信号的通信媒介[6],所以不需要对现有路灯线路进行重新规划设计,在实现数字通信的功能方面对电路线无须再做任何更改。

  城市照明管理系统中,监控调度中心的硬件部署除了集中控制器、照明元件控制器以外,还包括无线通讯网络的部署。系统中照明元件的管理维护,除了照明设施故障的监测外,软件对故障数据的分析及预测也至关重要。

  电力线载波系统结构如图3所示,上位机软件、终端控制器和集中控制器组成了照明智能管理系统。系统建设了GPRS无线通信网络,二级子网采用电力载波通信方式。以电力线载波通讯方式为主干并辅以电力载波通信手段[7],城市的各处照明元件实现远程智能控制。同时照明元件的运行电力数据和故障数据不断反馈至系统监测中心。

  4 、结语

  通过对城市照明系统的建设研究,城市各处照明点实现了统一管理和监控,在节约电能的同时也实现了系统的全天候稳运行。通过实际运行管理测试,每件照明元件均实现了精准化控制,电器寿命获得显着延长,产生了良好的经济效益。系统运行期间监测中心对每处照明元件的状态数据进行了采集,故障数据实时回传分析,维护人员得以及时获知故障元件位置并快速检修。市政照明管理部门接到的报修电话频率大幅降低,同时照明事故投诉数量急剧减少,管理效益及社会效益显着提高,城市治安水平和城市形象获得进一步的提升。



图3 电力线载波系统结构图

  图3 电力线载波系统结构图

  参考文献

  [1] 周钧.郑州北编组站灯桥控制系统解决方案[J].铁路通信信号工程技术,2015(5):56-60.
  [2] 徐路路.基于STC89C52的模拟路灯控制系统设计[J].科教文汇(下旬刊),2014(8):98-99.
  [3] 山东泰华电讯有限责任公司.物联网技术在路灯单灯控制系统中的应用[C].中国道路照明论坛,2011.
  [4] 王海陶,宋小明,卢纪宇.物联网业务特征及业务模型研究[J].广西通信技术,2012(3):43-49.
  [5] 刘永生.智慧路灯系统中电力线载波技术和无线技术的比较[C].中国道路照明论坛,2012.
  [6] 储昭兵.基于GPRS城市照明无线监控系统[D].上海:上海交通大学,2009.
  [7] 刘志强,郭亚昌,王维琴,曹效霞.基于CAN-bus总线的变电站智能照明控制系统[J].电力勘测设计,2014(4):66-70.

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