城市照明节能及智慧化管控升级改造分析

城市照明节能及智慧化管控升级改造分析

李德胜

深圳市明之辉智慧科技有限公司 广东省 深圳市 518000

摘要：本文将城市照明节能管控的需要作为重点展开了研究，从城市照明控制系统中所包含的照明设施改造升级、照明管控系统建设、综合机箱供电设计、城市物联网建设等几个角度展开了深入的分析，为城市照明节能及智能化管控升级改造带来了一定的借鉴意义，可以有效地提升经济和社会效益，促进了一个节约能源的城市的发展。

关键词：城市照明系统;节能;智慧化管控;

我国“十四五”将提高城市照明的能效，提高照明的智能化，作为一种新的发展方向，已逐渐将照明的智能化作为一个重要的发展方向。路灯是城市中最主要的一种，其分布范围广，数量众多，但目前在光源选择和系统控制等方面所使用的技术都相对滞后，无法达到节约能源和保护环境的需要。随着都市的快速发展，人民对照明的需求也越来越高，不仅要改善照明的使用，还要减少能量的消耗，所以一定要坚持节能之路，推行智能化的管理体系，并积极地进行升级和改进，为建立一个节约型的都市做出自己的努力。

1城市照明控制系统的发展历程

1.1第一阶段：传统控制

在这一时期，照明控制采用强电回路开关，只能实现单一光源或部分地区的自动控制，典型的控制方式有时钟定时开关， PLC控制，光感回路控制等。常规的控制方法存在着很大的缺陷：（1）不能进行连杆，无法达到实时性的需要；(2)在设置了闪光条件之后，再进行更改是一项耗时耗神的工作；(3)路灯运行状况不能得到实时的信息，从而降低了监控的有效性。

1.2第二阶段：远程控制

此期的照明控制是通过3 G网络、电力载波技术，将照明与互联网相联系，在控制中心实现照明的遥控，与常规的遥控方法相比较，遥控操作不仅节省了大量的人工费用，而且还能有效地缓解许多难题。然而，该系统仍有不足之处：（1）操作情景比较简单，情景的内涵不多；(2)施工过程中的监控体系及界面缺乏统一的标准，施工过程中的管理规范不完善，施工过程中的监控观念较差；(3)由于各生产厂家存在技术障碍，不能进行一致的连杆操作。

1.3第三阶段：智能化控制

在这个时期，将新一代信息技术和物联网相结合，从而达到了对照明进行智能的控制。照明的主要特点是：多单位访问，区域联动，以及丰富的情景。采用了智能的控制方法，既要确保系统的工作稳定性，又要同时考虑到对系统进行的精细管理和信息安全，因此它还具有许多全新的性能。但其不足之处在于：（1）由于协议和接口的混乱，使得整个系统的兼容程度较低，给系统的更新带来困难；(2)由于采用了网际网络信息技术，使得其控制过程中面临着一部分信息风险。

2城市照明节能及智慧化管控改造

2.1综合机箱供电设计

在进行城市照明系统的节能及智能化管控的更新过程中，面向集成监控、通信、灯具等诸多用电设备设施的综合机壳供电是第一步。从城市智能灯杆综合机板的高集成性出发，利用五仓体设计来构造综合机板供电体制，具体包含综合配电仓、信号机控制仓、交通汇聚设施仓、公安汇聚设施仓、其他汇聚设施仓。此外，在综合机壳上安装一台灵巧的三相开关，其中一条线路由一条线路连接到一根智能的路灯杆子上，为路灯杆子里的各种用电装置提供电力；还有一小部分，被送到了其它的集散舱，为集散舱提供电力。

2.2基于大数据的智慧照明节能管控系统设计

以大数据为基础，建立在智能照明节能和智能化管控升级改造基础上的核心部分。它与常规的城市照明系统的改造不同之点是，常规的城市照明系统的改造大多从路灯、电缆线路等角度展开了节约能源的选择和最优的布置。而以大数据为基础的智能照明节能管控系统，是充分利用了大数据、传感器、物联网、远程控制技术等，对城市照明设施的运转状况展开了实时监控与控制，充分利用了自然光，并对其进行了高度的适应，从而降低了对城市照明设施运行的能量损耗。以大数据为基础，以智能照明节能管控系统为基础，它的主要组成内容有：本地光照度等参数实时采集模块、信号传输模块、数据中心、照明系统节能管控平台等。其中实时采集模块是指在综合机箱中，布置的光照度传感器、温度传感器、湿度传感器等，对智能灯杆所在地的光照度、温度、湿度、风向、风力、灯杆倾斜振动范围等参数展开实时采集。信号传送模块是以 GPRS网络或Wi-Fi网络为基础，建立起一个信号传送网络系统，并在此基础上，对在综合机柜中所采集到的各种数据展开传送，以保证在传送的过程中，数字信号不失真、无丢失；数据中心被用来高效地存储、组织与管理实时收集与传送的综合机板实时环境数据、用电设备运转状况数据等，从而为城市照明系统的节能化、智慧化管控提供足够的数据支持。而照明系统节能管控平台，就是以数据中心为基础，将照明设施智慧管控决策研判方法，并将其与目前的照明装置的运行状态、当地的光照度、交通流量、道路等级以及照明设施的耗电状况等相联系，对其进行自动的对其进行控制与调整，从而让其不仅可以满足城镇居民的出行需求，也可以将其的能量损耗降到最低。

2.3城市照明设施升级改造

城市照明的更新是城市照明节能及智能化管控的一个关键步骤。由于目前的城市市政照明设施存在着节能性差、故障率高等问题，因此，像市政工程管理局这样的相关职能部门应该对其进行更新。比如，将原本比较老的、落后的高压钠灯、 LED灯替换成节用性更好的新型 LED灯，充分发挥出新型 LED灯的高光效、抗光衰等优势，从而提升了城市照明设施运营的环保节能性，并主动回应了城市照明系统节能降耗的呼唤。在建设过程中，要围绕人民群众的需要，对“照度不足”的道路、地区增加、改进、提高路灯的使用效率；在失效多发、寿命届满和光通量下降的道路和地区，推广使用环保和节能性的 LED照明；在关键的窗口和运输节点地区，对存在问题的灯（钢）杆、电缆和箱变装置进行了重点的改进，从而彻底解决了公路照明设施的安全问题。此外，强化智能标杆的使用和5 G设备的安装，保证了民生公路的明亮，主要公路的亮丽，重要区域的鲜明特点。此外，在城市照明设施的管理层次上，要充分运用以大数据为基础的智能照明能耗管控系统，对其进行运营和管理，并对其提出的照明设备故障预警作出快速反应，并作出紧急维修。

2.4城市物联网建设

在城市照明系统的智慧灯杆中，安装了大量的用电设备，其中包括高清摄像头、环境监测传感器、灯具等。通过对这些用电设备进行综合管理，可以对环境数据、交通流量数据、设备运行数据等进行实时的收集。建立一个可以将以太网、RS232、RS485等多种接口的智能网关，更好地适应城市照明节能与智慧化管控系统中的各种设备设施的联网传输与共享，方便各种前端用电设施设备被有效地接入到有线网络或无线网络环境中，从而达到信息传递与资源共享的目的。

结论

受照明控制技术的制约，常规的城市照明系统缺乏现代化和信息化技术，路灯的启闭、亮度调节、路灯的运营和维护等工作都依赖于手工或者是半自动，因此，无法实时准确地获取在城市照明运行过程中所包含的运行状态数据和运维过程数据等，更不可能通过动态的反馈来实现对照明的节能化和智慧化管控。以物联网、软件系统、大数据平台等为依托，对城市照明系统的环境数据与设备运转状态数据采集、数据传输、数据组织与管理、照明设施智能化控制等过程进行自动化的提升，为提升城市照明的节能效果、构建节能型城市打下技术基础。

参考文献

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