摘要：当前城市化进程速度逐渐加快，城市的快速发展对基础设施的建设要求也越来越高，城市路灯作为重要的基础设施，在路灯管理中应用路灯节能是实现可持续发展战略目标的重要途径。作为装点一个城市的重要组成部分，路灯首先起到的是为路人提供照明的功能，同时还具有为城市夜景起到美化的装饰效果。作为城市路灯管理工作者，应该在充分保障路灯的基础功能条件下，开展城市路灯节能工作。本文结合凤凰县的路灯照明作为案例，对城市路灯节能进行简要分析，然后提出相应的路灯节能管理对策，希望可以为提高路灯管理的有效性提供一定的帮助。
关键词：城市路灯；路灯节能；路灯管理
前 言：当前，智慧城市发展如火如荼，物联网浪潮汹涌澎湃，应用物联网技术打造“智慧城市”成为城市发展的新主题和新动力，而城市的文明也伴随着照明技术的发展而突飞猛进，基于LED技术+物联网技术所构建的照明物联网是智慧城市的规模化物联网应用的开端，如果随处可见的路灯都装上智能传感器，连成一个智能传感网络，除了能实施按需的照明控制，更多的“智慧”必然应运而生。
1 智慧照明系统具体构成
1.1 LED智慧路灯系统
LED智慧路灯系统由智能调光LED路灯、智慧灯杆、控制平台三部分组成。它可以远程操作路灯的定时开关，能根据当地的经纬度，按照季节变化和每天日出、日落时间的不同，实现分时无级控制，实时自动对所有灯具进行远程开关、调光控制，真正实现按需照明。
1.2 监控中心的组成
监控中心是整个系统运行的核心部分，由服务器、工作站、路由器和监控软件等组成。服务器通过无线网络（公网）将现场灯具设备的使用情况采集上来。监控中心的基本结构如下：
（1）服务端：监控中心通过服务器运行软件平台系统；
（2）客户端：本系统软件应用设计采用B/S架构，工作站不需要安装客户端软件，通过浏览器实现；
（3）移动客户端：（如笔记本、IPAD、智能手机等）可以通过以太网或Internet接入本系统；
（4）网络接入：监控中心通过运营商的光纤接入，保障数据传输的高速稳定。
1.3 通讯系统的设计
系统通讯部分组成如下：
（1）监控中心采用光纤接入，配置固定IP地址实现无线通讯；
（2）集中控制器与监控中心采用2G/3G/4G等无线通信方式；
（3）集中控制器与其他扩展设备可采用内置的RS485以及以太网接口等进行通讯；
（4）集中控制器同终端设备通过电力载波进行远程控制、调光和数据采集。
1.4 系统软件设计
系统软件以大数据、云平台为设计基础，在此基础上采用B/S架构的系统商业级企业应用软件，并且采用模块化结构。该系统主要应用于智能照明，实现远程监控，是为城市亮化照明的管理和维护工作量身定做的一套智能监控和管理软件，它集通讯、信息管理、电气组态控制为一体。
（1）支持多国语言系统
云平台系统设计的时候对于语言采用独立语言包的方式，只需要导入不同的语言包，就可以在登陆界面选择不同的语言就可以完成多国语言的切换。
（2）支持2D/3D照明地理信息系统（GIS）
云平台系统采用GIS地理信息技术可无缝接入google电子地图，按照亮化照明设施的现场实际地理信息情况以及照明设施分布情况，建成一个实时的、可视化的地理信息服务平台。将集中控制器、景观灯、电缆地理位置、各回路布置、各监控点的实时动态信息等各种数据区域电子地图上，并将收集到的信息录入数据库中，建立起完善的照明基础设施的数据库系统，实现亮化照明设施的数字化管理，并将信息采集起来进行集中管理、分析、查询，为管理人员提供实时的可视化信息。
（3）支持设备按照经纬度定位、显示功能
控制设备可以根据现场实际的经纬度进行录入，在GIS地图上可以根据录入的经纬度自动放置。鼠标点击设备后界面右下角可以显示设备的经纬度。
（4）支持控制设备快速布局功能
它可以在GIS地图上可以通过确定终端设备首尾两个确认位置后，其他设备会自动进行等距分布，用户可以通过鼠标移动分别对整条线路或者某个单灯进行位置调整。
（5）显示灯具设备同线缆的隶属关系点击任何一盏灯具，系统就可以显示该灯具隶属于那一条线缆，可以快速定位故障位置以及线缆的走向。
（6）日常任务快速设置功能及节假日模式自动切换功能
（7）系统报警功能
系统支持31种设备检测报警功能。
（8）电参数查询统计功能
可对任意时间段自动采集、统计、打印相关数据（如：用电量等）。
2 城市路灯节能在路灯管理中的应用
2.1 合理设计道路照明系统
在进行路灯管理工作过程中，应该摒弃传统的做法，对路灯道路照明系统进行合理的设计，因此本文通过熟悉《城市道路照明设计标准》后提出几点建设性意见。首先，对于一般城市道路的照明要求，选择常规的照明方式来确保不会造成能源的过渡浪费，比如通过横向悬索布置路灯在遮光严重或者楼群密集的道路中，而在主干道路上则进行高杆照明方式来布置路灯；其次，要按照上跨道路和下穿道路的照明要求来进行照明设计，只有这样才能够保证上、下穿道路上设置的照明灯具能够实现灯光的有效衔接，保证平均亮度均值能够处在合理的范围内，实现道路照明系统的节能效果；在居民区道路平行线上不能进行裸灯设置，这样就不会对居民的正常休息造成影响；最后，城市人行道路的照明设计要保证人行道路路灯能够达到人行横道平均水平照度的1.5倍，这样的设计方式可以有效避免路灯亮度对对行人和机动车驾驶员的炫光感，确保城市路灯实现节能。
2.2 运用单灯远程监控管理系统
单灯远程监控管理系统被运用于城市照明远程实时监控与节能管理的系统，是因为其技术发展成熟，并且通过单灯为控制单元来设施远程照明实时监控管理。单灯远程监控管理系统最大的特点是可以通过计算机来管理控制单个照明点，通过优化节能措施，从而达到节能减排与照明品质的有机结合，最大限度延长光源和电器的使用寿命，既能够降低运营成本，又可以提高劳动生产率。通过与大多数城市照明节能系统的配电原理进行对比，单灯远程监控管理系统的最大优点在于：操作对象为单灯，并且能够针对单灯进行实时监控。它将城市照明点构成网络，不光能实现城市照明的节能（相对于额定能耗，可节能35％以上），而且可以精确到单灯的城市照明实时监控。例如，灯控、降压、故障检测与报警都可以通过计算机实时进行远程监控的。
单灯远程监控管理系统的网络结构是：“监控中心3G/GPRS/ADSL配电柜PLC单灯”。通过在单个照明点上安装单灯控制模块（或节点控制器），来实现电力线载波通信技术(PLC)与配电柜之间的信号传输；在现有的配电网络结构上，构建一个城市照明控制网络，给每个照明点设定一个固定地址；并最终通过3G/GPRS/ADSL技术，在配电柜与监控中心之间建立数字连接，将实时信息传输到监控中心，并接收监控中心的控制指令。除此之外，还可通过在相邻配电柜的末灯之间建立有线（电缆连接）或无线（Zigbee通信）的耦合连接，达到强电绝缘、弱电控制、信号畅通的目的，从而确保城市照明控制网络的稳定性和安全性。
总的来说，与别的城市照明节能技术相比，单灯远程监控管理系统一方面能降低照明能耗（减少35%的耗电），改善灯具的使用环境，提高灯具使用寿命；另一方面，可以通过远程管理来优化设施运行程序，从而实现科学的照明运行管理，达到有效抑制和减少光污染，营造和谐照明环境的目的。
2.3 强化智能监控通信管理
在城市路灯管理工作中，通过运用智能监控通信管理技术提高城市路灯的节能效率，总体来讲，智能监控通信管理技术主要涉及到三个方面的通信，分别是中央控制室、路灯段控制器和单灯控制器。中央控制室中的智能监控通信管理能够将命令信号进行集中地发送，而下路段则可以根据控制器发出的指令直接执行，通过对时钟进行校准，和对下路段控制器进行译码，最后将发出的命令的同一执行，这样的智能监控通信管理系统，可以为提高节能效果。路灯段直接与单灯控制相互连接，通过数据交换这来实现控制，还可以通过电力线载波通信来实现数据的传递，并在智能监控通信管理的作用下，发送SSCP300电力线载波通信模块，在单灯控制器在接收到命令后，则可以遵照指令进行实际操作。最后，单灯控制器。可以在智能监控通信管理下，利用通信程序和人机界面显示程序，采集数据，在接收到中央控制室发出的命令后，操作相关的指令，例如光的亮度调节，灯源的关闭等，通过这样的智能监控通信管理措施，大大提高了城市路灯节能效果。
结束语：
现阶段城市发展速度越来越快，越来越多的城市道路修建起来，相应的城市路灯数量也越来越多。由于城市路灯需要消耗较多的电能，因此就需要城市路灯的节能管理工作，希望通过上文的论述能够帮助城市路灯进行更好的管理，实现节能目标。
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论文作者:龚建华,顾晶彪
论文发表刊物:《电力设备》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/19
标签：路灯论文; 城市论文; 节能论文; 系统论文; 控制器论文; 通信论文; 智能论文; 《电力设备》2018年第18期论文;