城市市政路灯控制管理的探讨

摘要：本文从路灯控制系统性能（功能）选择、路灯种类选择、路灯控制模式设置三方面阐述了城市市政路灯系统精细管理设计时必备的科学分析。为城市市政路灯控制系统的设计、改造、维护、升级者提供参考。

关键词：路灯照明；精细管理；控制系统；路灯种类；控制模式；科学性

Abstract: This article from the street lamp control system performance (functional) selection, lamp selection, lamp control mode three respects elaborated city of municipal street lighting system fine management design must have a scientific analysis. As the city of municipal street lighting control system design, alteration, maintenance, upgrades to provide reference.

Key words: road lighting; fine management; control system; street lamp types; control mode; scientific nature

中图分类号： F294.9 文献标识码：文章编号：

引言

路灯照明是一个系统工程。照明模式、灯具的选择、控制系统与自然环境、自然资源、照明系统的用途密切相关。依照城市总体规划，正确分析中小城市环境功能，科学选择照明模式、照明灯具，精细分层设置路灯控制策略，达到既避免照搬大型都市路灯管理，又满足中小城市市政智能照明的需要。减少投资，节约电能，延长灯具寿命，实现路灯精细管理、科学发展之目的。

1.路灯控制管理系统性能(功能)的选择

按需、科学选择路灯控制系统的功能是中小城市路灯精细管理的第一要素。可供选择或设计的常用控制功能包括：

时间设定功能：普通时控式，经纬度时控式，自动开关时间设定的功能；

遥测功能：远程测量控制点的各项工作参数、照度功能；

遥视功能：通过摄像头、多普勒探测器采集主要路段的信息功能；

监控功能：根据道路实时状态、路灯运行实时状态进行全自动监控、故障报警功能；

遥控功能：远程控制城市各路段路灯开关方式及照度的功能；

遥调功能：远程调整路灯的供电参数与照度的智能调节功能；

数据处理功能：路灯运行实时参数记录、处理，对路灯运行状况作出评价功能；

管理功能：路灯运行参数及相关资料整理存档功能；

数据查询功能：路灯运行操作、记录查询功能；

电缆防盗功能：线路有电、无电时，全天候电缆断点报警功能；

演示功能：控制中心站设置的人机交互界面，系统运行实时状态演示功能；

打印功能：相关参数和报表的打印功能。

中小城市要根据本市实际，在优先满足路灯控制必备功能模块（如：时间设定功能、监控功能、遥调功能、数据查询功能等）时，按需选装或设计一定的扩展功能模块（如：遥视功能、演示功能等）。

选择或设计路灯控制系统时，还要考虑路灯控制基本性能包括：

先进性：整个系统在五年内保持先进，系统所采用的设备与技术能适应以后发展。

可扩展性：能够适应中小城市发展的需求，增设新的分控点时，只需简单地增加必要模块、部件。

开放性：整个网络是一个开放系统，能容入不同厂商的产品，而不局限于单一供应商提供的系统。

灵活性：系统组网方式灵活，系统功能配置灵活，利用现有资源灵活，将各类型资源的利用，都溶入组网方案之中。能满足不同分控点的业务需要，软件功能全面，配置方便。

可靠性：组网设备可靠，组网方案可靠，可根据中小城市路灯管理处需要采用备份路由。

可操作性和可维护性：系统操作简单易学，操作人员可快速掌握使用方法。监控器本身和现场设备之间具有明晰的接口，出现问题时可迅速找出故障原因，便于使用维护。

实用性：从用户角度出发，系统能使路灯控制箱少人值守或无人值守成为可能。充分利用现有资源，尽量降低选购设备成本，使系统具有较高的性能价格比。

实时性：系统具有很快的响应性能。

中小城市要根据城市规模、自然环境、已有资源、发展趋势、功能扩展等需要合理选择路灯控制系统的功能和基本性能。优先选择节能、环保、可行、必须的功能模块。不必照搬大都市规模大、功能全、成本高的控制系统。控制系统可以自行设计，也可以购买专业厂家模块化设计、具有扩展功能的产品；还可以是部分购买专业厂家控制模块、部分自行设计开放性的路灯系统。

2.路灯管理中路灯种类的选择

路灯控制是一个系统工程。随着新材料、新技术、新理念的进步，节能、环保的新型路灯不断出现。中小城市在选择路灯时一定要清楚每一种路灯的性能：包括最佳控制方式、照度、转化率、寿命、成本等等。中小城市路灯种类选用既不可以盲目跟风，也不可以恪守成规。每一种路灯品种有其最佳控制模式，一定要匹配；每一种路灯品种有其最佳应用场合，一定要分析。比如：

大功率半导体照明灯启动快、寿命长 (达50000小时)、亮度可调、比同等普通卤灯节电率约达85%，但成本较高。大功率高压钠灯亮度高、寿命长(24000小时)、降压不熄灭，但启动时间长(约10分钟)、但功率因数低。

一般气体放电灯寿命适中，亮度较高，但启动较慢(8-10分钟)。

等离子LEP灯、高频等离子放电无极灯应用光源技术的最新成果，是真正绿色环保灯。高效率、高显色性，光谱分布极尽太阳光光谱；寿命长(达80000小时)，平均节约电能50%以上，但价格较高。

太阳能专用低压钠灯：由于低压钠灯的发光管密封在高真空和涂有红外线反射膜的玻璃壳内，其发光效率不受环境温度影响；辐射光谱纯，稳定，无杂散光；高质量电子镇流器与光的波长相匹配，光通量、照度可等同普通低压钠灯；特别是容易运用在各种功率条件及特殊环境（隧道照明灯、高海拔、高寒地域），节能高达50%。

太阳能专用金属卤化物灯：金属卤化物灯的最大优势是特别高的发光效率，发光效率可达80-90LM/W，发热少。但是，金属卤化物路灯系统开端过载、启动过快时，会影响灯泡寿命。金属卤化物灯亮度高，体积小，但寿命相对较短。

风光互补路灯是一种“零耗电”路灯。他既是道路人车的照明系统，也是城市风景的优化设施。国内外均有产品供应市场。但是，风光互补路灯适用于太阳光照时间长(阴、雨、雾较少)、风能资源丰富(海滨、湖滨、平原、沙漠等)区域，且成本较高(每套约10000元)。

3.路灯控制管理模式的设置

路灯精细管理控制模式分层设置的基本前提是要在《城市道路照明设计标准》的框架下，将中小城市照明类型精确分类。比如：

中小城市闹市区路灯照明时间长，重点考虑的问题是：路灯一开始点亮时所需电压大于等于额定电压，在使用稳定以后，需要将工作电压调低一些；后半夜用电低峰时期，电灯的实际使用电压会渐渐升高，为节约电能，延长灯具寿命，保证照度（据研究，照明亮度下降10%，人眼的感光度仅仅下降仅为1%），后半夜用电低峰时期应适当调低电压。

中小城市市郊交通干道，后半夜车流量、人流量大大减少。应实施“随需而控”的路灯控制模式。采用光学、声学、电学、速度的探测器(监控自然条件的亮度、道路行人和行车的声音和速度、电灯的实际使用电压和功率等)，然后配上智能单片机或PLC控制器和无线通讯技术，通过对路灯的开关、电压调节，实现路灯亮度调节、以及亮电灯率的控制。应用智能路灯控制系统，在路上有人或车辆通过时路灯才点亮，还可根据行人和车辆通过的声音、速度智能地打开前方一定数量的路灯，同时熄灭经过路段的路灯，在提高路灯利用率、节约电资源的同时，又满足夜间行人、车辆出行时的道路照明，确保交通安全。

中小城市路灯精细管理，对某些特殊路段的照明控制应考虑分层控制。第一层可以是时间或经纬度控制，作为一般情况下精细管理路灯开启时间和熄灭时间或者分时间段控制道路两侧路灯全亮、全关、隔杆亮灯。经测算，长江中下游地区每天日出、日落时间变动为80秒=1分20秒，经纬度控制自动按日出、日落时间调节开灯和灭灯时间，但不能控制晴天、雨天、雾天及节假日灯光照明；第二层可以是声、光、电、形（物体运动多普勒探测）检测与精细控制：既考虑到日出、日落的自然光，又考虑到天气变化及其他特殊情况对光照的要求，还考虑到人、车照明需求，从而控制开灯和灭灯时间，开灯和灭灯数量，渐亮、渐灭的过程。这两层控制可以根据需要实施并行控制或串行控制。由控制中心主站下达开关灯时间表、照度到分站控制器，根据经纬度、季节、节假日及不同的天气情况、进行的“智能控制”。

中小城市路灯精细管理也应考虑路灯及路灯线路的功率因数，避免无功功率损失(如气体放电灯功率因数低，小于0.45)。可经计算、按需进行适当补偿。匹配电容、环形电感镇流器(气体放电环形电感镇流器)、可变功率电感镇流器(后半夜增加镇流器电抗)等电路元件，提高电能利用率。

4.结束语

总之，中小城市路灯精细管理是集管理科学、通讯科学、控制科学、电力科学、材料科学、人文科学、环境科学于一体的综合科学工程。中小城市路灯精细管理工程必须精心策划、精细设计、精确施工的系统工程。还要注意的是：不同厂家生产的灯具质量相差很大，不同厂家生产的路灯控制系统的质量相差也很大，需要分析性价比，合理的选择。

参考文献

[1]贺一鸣.智能路灯控制系统设计与应用研究[J].现代电子技术,2010(01).

[2]胡开明.智能路灯节能控制器的设计与实现[J].现代电子技术,2009(09).

[3]邵子扬.新型智能节能路灯的设计[J].世界电子元器件,2009(02).

[4]辛红伟.多普勒路灯智能控制器及其应用方案研究 [J].电力电子技术,2007(10).

[5]城市道路照明设计标准[S]CJJ45-2006.2.