孝义市城市路灯管理所 山西 孝义 032300
【摘 要】城市道路照明主要是为车行人员提供安全、舒适的引导性照明。市政路灯系统是一项复杂的工程，还包括路灯基础、电缆敷设等工程设计。基于此，本文就市政路灯电气系统的设计及应用进行分析与研究。
【关键词】市政路灯；电气自动化系统；形式；电气设计；远程监控设计
城市路灯是现代市政设施现代化程度的标志之一，随着我国现代化建设发展越来越快，对城市的建设标准也越来越高，城市道路照明作为城市建设的一个重要组成部分。安全、先进、可靠的城市路灯自动化监控系统对提高城市品位，加强城市的服务，同时对社会效益和经济效益的提高和对路灯管理部门的节能降耗也起到了非常重要的作用。
一、市政路灯电气自动化控制系统的形式
1、PLC的路灯自动化控制系统。PLC的路灯控制系统在控制系统的可靠性、功能以及性价比等方面具有其他系统所不具备的优点，例如：产品的开发时间较短、系统功能性强、在可靠性和性价比方面较高、系统的硬件齐全、产品在使用方面比较方便、系统体积小、其设计、安装和调试方面工作量相对较少，当然系统的维修也很方便等优点，该系统在工业生产中的控制装置中使用广泛。
2、照明自动化控制系统电力载波路灯系统。照明控制系统电力载波路灯系统利用时控与光控双向来进行控制的，在系统检测到每个路段的亮灯率，从而实现城市道路路灯的自动启闭，有效控制半夜灯或者全夜；利用电压和电流实现测量与监控，状态信息与控制信号是通过电力线载波技术来传输的，对供电变压器线路开路和短路等各种突发事件进行即时报警；实现智能管理和监控路灯，从而让路灯达到可靠、稳定和经济、高效的运行。
3、照明自动化控制系统无线路灯控制系统。照明控制系统无线路灯控制系统的构成是采用一个中心管理PC与好几个路灯控制终端节点相连，通过TCP/IP协议实现监控中心和管理中心进行通信，采用设定路灯的工作信息，如开关时间或时钟日历等，系统的指令信息是通过路灯节点的路由来把控制信息由监控中心直接传送到路灯终端节点，达到当路灯发生故障时进行报警。路灯照明灯的开关控制是通过无线电通道数据的收发来实现的，这样避开了电力线载波通讯中的不确定性与干扰的繁杂，从而提高了控制系统的确定性与稳定性，这种控制系统性价比低、投资太大，当然具有安装方便、控制组合多、布点灵活、系统安全性高的优点。
二、市政路灯电气设计
1、照明灯具的选择。（1）截光型灯具：此种灯具最大光强方向范围为0～65°，90°允许最大允许光强为10cd/1000lm；优点为眩光轻，不刺眼。缺点为照明范围较小，周边灯光昏暗，为快速路、主干路等主要道路照明灯常用类型。（2）半截光型灯具：此种灯具最大光强方向范围为0～75°，90°允许最大允许光强为50cd/1000lm；优点为眩光适中，光线照明范围较大，实用性高。为次干路及支路市政照明灯的首选类型。（3）非截光型灯具：此类型灯具90°允许最大允许光强为1000cd/1000lm。明亮但眩光较强，对人眼的刺激较大，因此适合景区或者车流量小的街区。
2、路灯安装参数选择。（1）布灯间距的选择。间距的选择在符合规范前提下尽量增加安装高度，扩大安装间距；（2）布灯方式的选择。为单侧布置、双侧交错布置、双侧布置和中心对称布置，要结合路面的断面形式综合考虑。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般，若选择单侧布置，则道路有效宽度值为实际路宽与一个悬挑长度的差；若为双侧布置，则有效宽度应定为实际路宽与两个悬挑长度的差。若为中心对称布置，则有效宽度与道路实际宽度相等。从而结合灯杆高度等基数可计算出市政路灯的平均照明度，并按相关标准进行设计和安装。
3、路灯线路设计与路灯接地。线路设计也是路灯安装中的重点之一。设计过程要综合考虑线路损耗以及电压供给问题，确保供压稳定。一般设计为额定电压值上浮5%或以上。根据车流量以及照明效果，对亮灯盏数进行控制。灯光照明要首选满足需求最大的群体，实现资源合理利用。随着技术的发达，微机监控和无线控制成为目前主要监控模式。目前，对于路灯安装接地的主要问题是安装规范不统一。TN-S接地系统由于安全系数相对较高，因此应用最为广泛。其原理为：专用保护线PE上电流和对地电压均为零。并在干线上采用漏电保护器，将部分PE线越过漏电保护器重复接地。而对于PE线材料的选择，多为铠装电缆的金属外皮或者镀锌圆钢。实践证明，在路灯经过的起点、中间适当间隔和终点处打一组地极，同时要求接地电阻4Ω以下，可提高接地效果，减少触电事故的发生。
三、市政路灯远程自动化监控系统的设计
1、路灯监控系统的组成。基于GPRS-Internet的城市路灯远程监控系统主要由两个部分组成，即监控中心的主控计算机和道路两旁路灯现场的多台远程监控终端，他们之间通过GPRS-Internet连接。监控中心主控计算机通过与Internet连接，可以采集到路灯的实时运行参数，并且对路灯进行远程监测、控制和管理。远程监控终端，即安装于路灯终端的设备，要求位于移动通信覆盖的区域范围内。远程监控终端接收执行来自监控中心的各个命令，如开关路灯命令、设置路灯开关时间、校对时钟命令等，该系统通过传感器能够自动检测出终端路灯设备的异常事故，并及时将信息上传给主控中心计算机。监控系统组成结构见图1。
2、控制中心。控制中心是本系统的管理核心，通过控制中心实现对路灯终端的控制。控制中心的规模可大可小，既可以使用一台计算机，也可以使用大型网络计算机群组。控制中心一般由主控机、显示设备、通信单元、供电设备和计算机网络等组成。
3、通信网络。通信网络主要负责信息的上传和下达任务，一方面将控制中心的指令传送给路灯终端，另一方面将路灯的运行状况传送给控制中心。目前比较常用的通信技术有，有线通信、无线通信、电力载波等，该系统中选取GPRS通信方式，它具有随时随地实现比较高速的数据传输，不受时间地点的限制等优点。
4、远程监控终端。远程监控终端是系统的外围部分，主要负责接受监控中心的各个指令并根据指令进行相应的操作。监控终端由MCU，GPRS通信模块和光敏传感器等部分组成，各部分实现不同功能。
5、远程监控系统的主要功能。路灯监控系统远程监控终端的基本功能主要包括通信、控制和事故预警。通信：与控制中心交换数据，接收并执行控制中心的命令，更改远程监控终端设置，上传光敏传感器采集到的光亮强度信息。控制：响应遥控命令，控制路灯开关。事故判断与报警：对采集到的光亮度进行检查，结合当前开关状态和运行时间段，判断运行状态正常与否。如果发生异常或发生事故，远程监控终端立即报警。
结束语
随着社会经济的高速发展，国家开始了大规模的城市基础设施建设。作为城市道路建设不可或缺的部分，市政路灯自动化系统，它不单承担着基础性的车行引导功能，还能够在美化城市、提升城市的文化底蕴、改善城市坏境方面起到显著的作用。在提倡节能环保的今天，道路照明设计最重要的方面就体现在响应国家节能号召，将功能性照明、美化、节能有机结合。
参考文献：
[1]陈发强.路灯照明与技能探讨——优化路灯照明设计节约用电[J].科技资讯，2007
[2]许梓成，许其彬.浅谈城市道路照明设计[J].建筑设计管理，2010
[3]孙勇等，基于SSC P300的路灯监控系统的设计[J].电子技术应用，2006
论文作者:闫祖旺
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第10期
论文发表时间:2016/8/18
标签：路灯论文; 终端论文; 系统论文; 市政论文; 控制系统论文; 控制中心论文; 监控系统论文; 《低碳地产》2015年第10期论文;