杭州灣跨海大橋智能綠色照明控制管理系統(tǒng)設(shè)計方案
2017-05-15
前言
中國論文網(wǎng) http://www.xzbu.com/6/view-2364561.htm
中國城市每年用于公共照明的能源支出高達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，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，但同時也帶來了能耗的極大浪費。
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)計理念，實現(xiàn)公共照明設(shè)備智能化的遠程監(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，基于對地理和氣候環(huán)境的熟悉和了解，設(shè)計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)合大橋運營功能需求、自然條件而設(shè)計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智能終端控制器，分別控制路燈和霧燈；每個路燈段安裝一臺智能照明控制器，控制由監(jiān)控中心通過通訊網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程控制；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，通過通訊系統(tǒng)傳輸，可在地圖屏上動態(tài)顯示全線的任一處路燈控制段及每個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。
2.變頻控制/自動穩(wěn)壓/功率控制功能
通過變頻技術(shù)啟動降低沖擊電流，保護線路，自動穩(wěn)壓克服電壓波動對光通量影響，提高光源壽命，降低電能消耗。
3.自動/人工調(diào)光功能
在正常光通量運行工況下，后半夜通過智能系統(tǒng)的指令，光通量下調(diào)30%；也可根據(jù)環(huán)境需求，在控制中心人工無級調(diào)節(jié)（系統(tǒng)/區(qū)域/單燈）路燈的光通量。
4.定時控制功能
監(jiān)控中心按一年日照的長短自動調(diào)整路燈的開啟時間，以及每天前半夜和后半夜的不同運作狀況編程并下載到各控制點，無特殊情況，各路燈段將按時間表運作。
5.單燈控制
可實現(xiàn)單點單燈的任意控制，單燈開關(guān)、定時、降功率控制，故障檢測和定位，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)生時間、故障恢復(fù)時間、遠程報警等功能。
6.氣象聯(lián)動
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、暴雨雪能見度低時），自動開啟/關(guān)閉控制區(qū)域內(nèi)的路燈和霧燈，并同時報告給監(jiān)控中心。
7.霧燈控制
霧燈與路燈共用一終端模塊，并可單獨控制，并可和氣象信息聯(lián)動控制。具體功能有：可單獨控制；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，提醒車輛慢行）；霧燈有故障，可自動上報給控制中心。
8.多點多類型控制
單燈控制時可針對于每一個燈柱上的多個或十幾個燈的單燈的獨立控制，并可檢測燈柱的門有否關(guān)閉，可接氣象探測，以便靈活控制路燈和霧燈的狀態(tài)。
9.工況監(jiān)測
對每個燈開關(guān)狀態(tài)、電源電壓、線路電流和功率進行監(jiān)測，可適時更換損壞的元器件。
10.系統(tǒng)異常和故障報警
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，能自動報警并作相應(yīng)記錄?？刂蒲b置具有再啟輝功能，在故障排除后，經(jīng)自動程序指令再次點亮燈具。
11.統(tǒng)計分析與查詢功能
燈組控制器故障統(tǒng)計分析； 單燈控制器故障統(tǒng)計分析； 燈具使用統(tǒng)計分析。
12.系統(tǒng)維護與管理功能
用戶添加、修改用戶權(quán)限的設(shè)定；系統(tǒng)時間設(shè)定；數(shù)據(jù)庫維護；數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)； 數(shù)據(jù)庫的修復(fù)；歷史數(shù)據(jù)維護；日志的查詢與維護；系統(tǒng)操作日志管理。
系統(tǒng)特點
智能照明控制系統(tǒng)依據(jù)杭州跨海特大橋梁、長距離、高鹽霧、多雷雨、臺風(fēng)等天氣復(fù)雜多變的惡劣環(huán)境進行特殊控制設(shè)計。其特點如下：
?、?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）又將安全照明集中控制管理。
?、?遠程實時智能單燈監(jiān)控
路燈監(jiān)控管理中心，遠程實時智能監(jiān)控管理全橋區(qū)域的每一盞燈路燈、霧燈；其優(yōu)點：
?、?中心直接智能監(jiān)控到每一個路燈、霧燈；可實現(xiàn)路燈、霧燈按需要任意組合開啟/關(guān)閉/調(diào)節(jié)。
?、?可對路燈、霧燈進行工作狀態(tài)實時檢測、故障準(zhǔn)確定位，不需要安排專人上路巡查，故障時可及時維護；維護費用減少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)、長距離供電電壓波動對道路照明及設(shè)施的影響，光源壽命延長約1.5倍。
?、?路段采用電力線載波通訊，對該路段各智能終端控制器進行遠程控制，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)能運行模式運行，全程降功率開燈運行時，節(jié)電可達30%以上（最高可節(jié)電50％）。
⒋ 高可靠性
系統(tǒng)設(shè)備具有多重防護，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；在個別設(shè)備出現(xiàn)故障的情況下系統(tǒng)仍能穩(wěn)定運行，不影響或者少影響照明系統(tǒng)的按時開啟和關(guān)閉。
⒌ 可擴展性
硬件采用模塊化設(shè)計，軟件采用組態(tài)化設(shè)計，使得系統(tǒng)擴展、升級均不必改變現(xiàn)有設(shè)備的狀態(tài)。系統(tǒng)還可同時控制多種不同的對象：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，并且各部件可遠程故障定位，便于設(shè)備維修更換。智能終端控制器具備電源開關(guān)，燈具和控制器等故障時，可以不停系統(tǒng)，直接更換。
小結(jié)
整個照明工程應(yīng)用了先進的控制系統(tǒng)，在國內(nèi)橋梁工程中采用橋面照明智能監(jiān)控系統(tǒng)，能實現(xiàn)單燈控制、故障檢測和調(diào)光功能，能對地理信息和系統(tǒng)異常實現(xiàn)實時檢測，并對路燈和霧燈同時控制。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，保障行車安全，節(jié)約電能，降低消耗和保護環(huán)境。
