杭州灣跨海大橋智能綠色照明控制管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
2017-05-15
前言
中國(guó)論文網(wǎng) http://www.xzbu.com/6/view-2364561.htm
中國(guó)城市每年用于公共照明的能源支出高達(dá)280多億，節(jié)能空間巨大。其中路燈照明能耗占30%以上。發(fā)展城市道路照明的同時(shí)，路燈以供街道照明以外，還大力興建了不少景觀照明工程，美化城市的夜景，但同時(shí)也帶來(lái)了能耗的極大浪費(fèi)。
現(xiàn)代照明控制系統(tǒng)要求以節(jié)能、環(huán)保和智能化為設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)公共照明設(shè)備智能化的遠(yuǎn)程監(jiān)控，并提供全面、系統(tǒng)、穩(wěn)定的解決方案。
工程概況
杭州灣跨海大橋地處杭州灣，自然環(huán)境條件復(fù)雜、氣候惡劣多變，基于對(duì)地理和氣候環(huán)境的熟悉和了解，設(shè)計(jì)出適合杭州灣跨海大橋智能路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)是按高速公路路橋技術(shù)規(guī)范結(jié)合大橋運(yùn)營(yíng)功能需求、自然條件而設(shè)計(jì)的路橋照明智能化管理和控制系統(tǒng)。
系統(tǒng)構(gòu)成
智能照明控制系統(tǒng)由路燈控制中心（包括控制設(shè)備、服務(wù)器、大屏幕投影顯示設(shè)備等）、智能路燈控制器、智能終端控制器及通訊系統(tǒng)等組成。 (見(jiàn)圖1)
系統(tǒng)功能
路燈和霧燈控制采用智能照明監(jiān)控方式，每基路燈處安裝一個(gè)智能終端控制器，分別控制路燈和霧燈；每個(gè)路燈段安裝一臺(tái)智能照明控制器，控制由監(jiān)控中心通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制；智能照明監(jiān)控系統(tǒng)具備如下功能：
1.地理信息功能
數(shù)字網(wǎng)絡(luò)式監(jiān)控，通過(guò)通訊系統(tǒng)傳輸，可在地圖屏上動(dòng)態(tài)顯示全線的任一處路燈控制段及每個(gè)路燈和霧燈的工作狀態(tài)、地理位置（公里標(biāo)，方向）及燈組編號(hào)。
2.變頻控制/自動(dòng)穩(wěn)壓/功率控制功能
通過(guò)變頻技術(shù)啟動(dòng)降低沖擊電流，保護(hù)線路，自動(dòng)穩(wěn)壓克服電壓波動(dòng)對(duì)光通量影響，提高光源壽命，降低電能消耗。
3.自動(dòng)/人工調(diào)光功能
在正常光通量運(yùn)行工況下，后半夜通過(guò)智能系統(tǒng)的指令，光通量下調(diào)30%；也可根據(jù)環(huán)境需求，在控制中心人工無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)（系統(tǒng)/區(qū)域/單燈）路燈的光通量。
4.定時(shí)控制功能
監(jiān)控中心按一年日照的長(zhǎng)短自動(dòng)調(diào)整路燈的開(kāi)啟時(shí)間，以及每天前半夜和后半夜的不同運(yùn)作狀況編程并下載到各控制點(diǎn)，無(wú)特殊情況，各路燈段將按時(shí)間表運(yùn)作。
5.單燈控制
可實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)單燈的任意控制，單燈開(kāi)關(guān)、定時(shí)、降功率控制，故障檢測(cè)和定位，如照明器故障、鎮(zhèn)流器故障、短路故障、漏電故障、電纜斷線故障、故障發(fā)生時(shí)間、故障恢復(fù)時(shí)間、遠(yuǎn)程報(bào)警等功能。
6.氣象聯(lián)動(dòng)
系統(tǒng)也可共享交通工程監(jiān)控系統(tǒng)的氣象信息，預(yù)設(shè)氣象控制參數(shù)，在出現(xiàn)惡劣氣候（如大霧、暴雨雪能見(jiàn)度低時(shí)），自動(dòng)開(kāi)啟/關(guān)閉控制區(qū)域內(nèi)的路燈和霧燈，并同時(shí)報(bào)告給監(jiān)控中心。
7.霧燈控制
霧燈與路燈共用一終端模塊，并可單獨(dú)控制，并可和氣象信息聯(lián)動(dòng)控制。具體功能有：可單獨(dú)控制；可任意編組控制；可做警示燈作用（如遇到道路維修、交通事故，可任意閃爍，提醒車(chē)輛慢行）；霧燈有故障，可自動(dòng)上報(bào)給控制中心。
8.多點(diǎn)多類型控制
單燈控制時(shí)可針對(duì)于每一個(gè)燈柱上的多個(gè)或十幾個(gè)燈的單燈的獨(dú)立控制，并可檢測(cè)燈柱的門(mén)有否關(guān)閉，可接氣象探測(cè)，以便靈活控制路燈和霧燈的狀態(tài)。
9.工況監(jiān)測(cè)
對(duì)每個(gè)燈開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電源電壓、線路電流和功率進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可適時(shí)更換損壞的元器件。
10.系統(tǒng)異常和故障報(bào)警
當(dāng)出現(xiàn)電源故障/通訊故障/線路故障/單燈控制器故障/燈泡故障時(shí)，能自動(dòng)報(bào)警并作相應(yīng)記錄?？刂蒲b置具有再啟輝功能，在故障排除后，經(jīng)自動(dòng)程序指令再次點(diǎn)亮燈具。
11.統(tǒng)計(jì)分析與查詢功能
燈組控制器故障統(tǒng)計(jì)分析； 單燈控制器故障統(tǒng)計(jì)分析； 燈具使用統(tǒng)計(jì)分析。
12.系統(tǒng)維護(hù)與管理功能
用戶添加、修改用戶權(quán)限的設(shè)定；系統(tǒng)時(shí)間設(shè)定；數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)；數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)； 數(shù)據(jù)庫(kù)的修復(fù)；歷史數(shù)據(jù)維護(hù)；日志的查詢與維護(hù)；系統(tǒng)操作日志管理。
系統(tǒng)特點(diǎn)
智能照明控制系統(tǒng)依據(jù)杭州跨海特大橋梁、長(zhǎng)距離、高鹽霧、多雷雨、臺(tái)風(fēng)等天氣復(fù)雜多變的惡劣環(huán)境進(jìn)行特殊控制設(shè)計(jì)。其特點(diǎn)如下：
?、?多用途
智能監(jiān)控路燈和霧燈，既滿足大橋路燈控制同時(shí)智能監(jiān)控霧燈；減少工程投入（可接省霧燈電纜80多公里和相應(yīng)施工費(fèi)）又將安全照明集中控制管理。
?、?遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)智能單燈監(jiān)控
路燈監(jiān)控管理中心，遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)智能監(jiān)控管理全橋區(qū)域的每一盞燈路燈、霧燈；其優(yōu)點(diǎn)：
⑴ 中心直接智能監(jiān)控到每一個(gè)路燈、霧燈；可實(shí)現(xiàn)路燈、霧燈按需要任意組合開(kāi)啟/關(guān)閉/調(diào)節(jié)。
⑵ 可對(duì)路燈、霧燈進(jìn)行工作狀態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)、故障準(zhǔn)確定位，不需要安排專人上路巡查，故障時(shí)可及時(shí)維護(hù)；維護(hù)費(fèi)用減少50％以上。
?、?單燈自穩(wěn)壓，可在電壓165V～265 V內(nèi)安全使用，克服電網(wǎng)、長(zhǎng)距離供電電壓波動(dòng)對(duì)道路照明及設(shè)施的影響，光源壽命延長(zhǎng)約1.5倍。
?、?路段采用電力線載波通訊，對(duì)該路段各智能終端控制器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，不需要敷設(shè)控制電纜。
?、?節(jié)約電能
路燈可在中心控制，采用降功率節(jié)能運(yùn)行模式運(yùn)行，全程降功率開(kāi)燈運(yùn)行時(shí)，節(jié)電可達(dá)30%以上（最高可節(jié)電50％）。
?、?高可靠性
系統(tǒng)設(shè)備具有多重防護(hù)，可抵御感應(yīng)雷擊和電網(wǎng)浪涌，防水汽侵入和鹽霧腐蝕，可靠性高；在個(gè)別設(shè)備出現(xiàn)故障的情況下系統(tǒng)仍能穩(wěn)定運(yùn)行，不影響或者少影響照明系統(tǒng)的按時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉。
?、?可擴(kuò)展性
硬件采用模塊化設(shè)計(jì)，軟件采用組態(tài)化設(shè)計(jì)，使得系統(tǒng)擴(kuò)展、升級(jí)均不必改變現(xiàn)有設(shè)備的狀態(tài)。系統(tǒng)還可同時(shí)控制多種不同的對(duì)象：如高壓汞燈、節(jié)能燈、航空障礙燈、航道燈、景觀燈等。
⒍ 易維修
系統(tǒng)的設(shè)備智能化設(shè)計(jì)，并且各部件可遠(yuǎn)程故障定位，便于設(shè)備維修更換。智能終端控制器具備電源開(kāi)關(guān)，燈具和控制器等故障時(shí)，可以不停系統(tǒng)，直接更換。
小結(jié)
整個(gè)照明工程應(yīng)用了先進(jìn)的控制系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)橋梁工程中采用橋面照明智能監(jiān)控系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)單燈控制、故障檢測(cè)和調(diào)光功能，能對(duì)地理信息和系統(tǒng)異常實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)，并對(duì)路燈和霧燈同時(shí)控制。本智能照明控制系統(tǒng)的應(yīng)用，可以有效地將提高跨海大橋道路照明管理效率、改善照明質(zhì)量，保障行車(chē)安全，節(jié)約電能，降低消耗和保護(hù)環(huán)境。
