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路燈桿通信基站主要是作為宏蜂窩覆蓋的補(bǔ)充,以底層的延伸覆蓋為主,解決局部盲區(qū)或弱覆蓋區(qū)域的覆蓋問題。同時(shí),用于高話務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域,可實(shí)現(xiàn)無線容量的提升,改善覆蓋質(zhì)量。路燈桿通信基站用于解決點(diǎn)狀、線狀區(qū)域的覆蓋或容量需求,如數(shù)據(jù)話務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域、密集建筑的低層覆蓋、盲區(qū)或弱覆蓋區(qū)域等。典型場景如下:(1)數(shù)據(jù)話務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域:主要針對(duì)人流量大、話務(wù)高、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求比較大的區(qū)域,如商業(yè)廣場、步行街、高校等;(2)城市道路:解決道路沿線因征址困難、基站建設(shè)難度大等導(dǎo)致的道路段盲區(qū)等問題;(3)密集建筑的低層:解決樓群密集、樓宇間距小、人流量大、話務(wù)量大,宏基站難以覆蓋到的弱覆蓋區(qū)域或覆蓋盲區(qū)等;(4)其他宏蜂窩覆蓋盲點(diǎn):針對(duì)因城市發(fā)展、新增建筑物阻擋等而出現(xiàn)的局部區(qū)域弱覆蓋或覆蓋盲區(qū)等。路燈桿通信基站建設(shè)需根據(jù)待解決覆蓋區(qū)域類型、路燈桿資源情況以及投資造價(jià)而定。
2技術(shù)要點(diǎn)
(1)路燈桿選擇路燈桿通信基站需結(jié)合覆蓋目標(biāo)、覆蓋環(huán)境等建站條件以及造價(jià)成本等方面進(jìn)行綜合考慮,選擇適宜的路燈桿進(jìn)行利舊,基站建設(shè)應(yīng)注意與環(huán)境協(xié)調(diào)一致,同時(shí)要避免基站建成后“熱裝冷用”,達(dá)到成本與效益的最優(yōu)化。為保證路燈桿桿體能夠滿足基站建設(shè)及安全生產(chǎn)要求,在路燈桿通信基站建設(shè)過程中要盡可能采用桿體規(guī)格較大的路燈桿。實(shí)際應(yīng)用時(shí),應(yīng)對(duì)具體燈桿的結(jié)構(gòu)、壁厚及基礎(chǔ)進(jìn)行核算,需對(duì)不滿足荷載要求的燈桿進(jìn)行篩選,在條件允許和方案可行的情況下,進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固或重新選擇其他的燈桿。路燈桿荷載核算專業(yè)性強(qiáng),且可能造成的后果嚴(yán)重,需委托具備相應(yīng)專業(yè)資質(zhì)的單位完成相關(guān)工作。(2)電力引入及防雷路燈桿通信基站原則上采用220V交流供電,具體引入方案需根據(jù)站點(diǎn)引電條件進(jìn)行選擇。外電引入方案主要如下:方案1:直接從路燈電力系統(tǒng)中引電路燈電力系統(tǒng)每隔一段距離有1套供電設(shè)施,設(shè)有交流配電屏等供電設(shè)備,負(fù)責(zé)對(duì)該路段相應(yīng)路燈進(jìn)行供電和管理。同時(shí),燈桿旁基本上都設(shè)有市政管道及施工維護(hù)井,路燈桿通信基站可通過市政管道從路燈系統(tǒng)的配電箱引電。該引電方案的實(shí)施與基站建設(shè)基本同步,可減免部分建設(shè)協(xié)調(diào)環(huán)節(jié),加快基站建設(shè)進(jìn)度,但受路燈管理部門及路燈桿距配電箱距離的影響較大,如路燈管理部門是否允許共用電力系統(tǒng)、引電距離過大等。方案2:單獨(dú)從供電局引電按照與常規(guī)基站相同引電方案,向供電局提出引電申請(qǐng),引接一路獨(dú)立于路燈供電系統(tǒng)的交流電。該方案提供的電源相對(duì)比較可靠安全,但可能存在引電申請(qǐng)流程及施工時(shí)間較長、費(fèi)用較高等問題。方案3:直流遠(yuǎn)供部分路燈桿通信基站距宏基站機(jī)房較近,且宏基站電源容量充足,可考慮采用直流遠(yuǎn)供方案進(jìn)行基站供電。該方案建設(shè)實(shí)施相對(duì)簡單,費(fèi)用相對(duì)較低,但受限于周邊宏基站的現(xiàn)有條件,同時(shí)直流遠(yuǎn)供方案建設(shè)的技術(shù)成熟度也有一定影響。引電方案的選擇需結(jié)合實(shí)際情況綜合考慮,選擇以上方案中實(shí)施難度、建設(shè)成本及建站效率最佳的方案。此外,還可嘗試其他安全可靠的引電方案,如共用公共自行車??肯到y(tǒng)電源等。正常來說,每處路燈桿都設(shè)有防雷接地系統(tǒng),路燈桿通信基站可進(jìn)行共用,從路燈桿地下避雷帶引出接地引接線,用于基站設(shè)備及天饋系統(tǒng)防雷接地。(3)基站傳輸配套路燈桿通信基站原則上不新建管道,盡量利舊現(xiàn)有管網(wǎng),從附近基站或光纜交接箱新建傳輸光纜至路燈桿通信基站,以確?;九c傳輸設(shè)備的連通。傳輸配套條件也是路燈桿選擇的重要因素。
3路燈桿通信基站建設(shè)管理分析
為切實(shí)做好路燈桿通信基站建設(shè)實(shí)施工作,需完善基站建設(shè)流程,建立健全相關(guān)工作保障機(jī)制,有效推進(jìn)路燈桿通信基站建設(shè)各環(huán)節(jié)工作的有序開展,明確建設(shè)工作重點(diǎn)以及建設(shè)管理思路。
3.1路燈桿通信基站建設(shè)流程
路燈桿通信基站建設(shè)涉及到多個(gè)部門、多個(gè)專業(yè),且建設(shè)流程較長,為確保工程項(xiàng)目的順利開展,需對(duì)項(xiàng)目方案和建設(shè)流程進(jìn)行嚴(yán)格管控。參考建設(shè)流程如圖5所示。
3.2基站建設(shè)工作重點(diǎn)
路燈桿通信基站建設(shè)在全國范圍內(nèi)應(yīng)用尚不多,可參考借鑒的經(jīng)驗(yàn)及案例稀缺,建設(shè)方案和管理模式仍需深入探討與摸索。(1)建設(shè)方案可行性分析路燈桿通信基站建設(shè)規(guī)劃需結(jié)合現(xiàn)有城市路燈資源情況,確保桿體承重、外電引入等技術(shù)可行性,并對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋需求及投資方案合理性進(jìn)行分析,避免在實(shí)施過程中出現(xiàn)建設(shè)方案不可行或建成后達(dá)不到效果,造成投資浪費(fèi)。(2)制定建設(shè)指導(dǎo)意見在基站建設(shè)實(shí)施前,制定路燈桿通信基站建設(shè)指導(dǎo)意見初稿,隨后根據(jù)試點(diǎn)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)修改完善,由點(diǎn)到面,為大范圍內(nèi)開展建設(shè)提供參考依據(jù)。(3)試點(diǎn)建設(shè)及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)各城市的建設(shè)環(huán)境存在一定差異,建設(shè)方案和管理模式也應(yīng)因地制宜,根據(jù)具體情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。路燈桿通信基站試點(diǎn)建設(shè)是檢驗(yàn)建設(shè)方案及管理模式可行的有力工具,在大規(guī)模建設(shè)實(shí)施前應(yīng)提前進(jìn)行試點(diǎn)建設(shè),摸索出成功經(jīng)驗(yàn),排除潛在風(fēng)險(xiǎn),整理出一套行之有效的建設(shè)方案,確保建設(shè)流程、管理模式的合理性。路燈桿通信基站試點(diǎn)工作不僅限于技術(shù)方案的合理性、可行性驗(yàn)證,更應(yīng)注重建設(shè)流程、管理模式的研究與探索。(4)簽訂合作協(xié)議路燈管理部門同意租賃其路燈桿進(jìn)行通信基站建設(shè)是路燈桿通信基站建設(shè)的前提,因而與路燈管理部門簽訂合作協(xié)議至關(guān)重要。省公司層面簽訂總體框架協(xié)議總體框架協(xié)議需就合作方案、租賃費(fèi)用、職責(zé)分工、協(xié)作機(jī)制等問題達(dá)成一致。該環(huán)節(jié)非常關(guān)鍵,直接影響到后續(xù)的建設(shè)流程、管理模式、建站成本等。獲取路燈資源信息從省公司和分公司這2個(gè)層面出發(fā),獲取城市路燈資源信息,包括路燈位置、路燈桿高度及桿體尺寸等,為路燈桿通信基站建設(shè)提供條件。簽訂基站建設(shè)合作協(xié)議根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃覆蓋需求,結(jié)合路燈資源情況,與路燈管理部門協(xié)定路燈桿通信基站建設(shè)方案,簽訂基站建設(shè)合作協(xié)議,就具體建設(shè)實(shí)施細(xì)則達(dá)成一致,包括設(shè)備安裝位置、引電方式、防雷接地等。合作協(xié)議的管理是基站建設(shè)管理的重點(diǎn),總體框架協(xié)議的簽訂為進(jìn)一步合作提供依據(jù),基站建設(shè)合作協(xié)議是規(guī)范建設(shè)流程和規(guī)避建設(shè)實(shí)施中糾紛的關(guān)鍵。(5)建設(shè)實(shí)施協(xié)議簽訂后,根據(jù)建設(shè)指導(dǎo)意見和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求,開展設(shè)計(jì)、采購、施工等具體建設(shè)實(shí)施工作。
3.3基站建設(shè)管理思路
路燈桿通信基站建設(shè)涉及到建設(shè)單位、合作單位、路燈管理處以及市政等管理部門,各環(huán)節(jié)人員分散、錯(cuò)綜復(fù)雜,管理不得當(dāng)時(shí)很難形成一致的建設(shè)思路,容易出現(xiàn)混亂,對(duì)項(xiàng)目管理、成本造價(jià)及工程質(zhì)量控制不利。為了更好地進(jìn)行項(xiàng)目管控,基站建設(shè)建議采用一體化管理機(jī)制。路燈桿通信基站建設(shè)一體化管理的主要思路如下:(1)制定各單位、各部門一體化協(xié)同機(jī)制,由土建專業(yè)主管負(fù)責(zé)整個(gè)機(jī)制的總協(xié)調(diào);(2)在建設(shè)單位主持、監(jiān)理單位組織下構(gòu)建一體化基站建設(shè)團(tuán)隊(duì),明確職責(zé)分工,包括設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理以及其他相關(guān)單位和部門;(3)建立明確的溝通協(xié)調(diào)機(jī)制,確保信息傳遞的準(zhǔn)確性;(4)建立一套與一體化協(xié)同機(jī)制相適應(yīng)的考核管理辦法,加強(qiáng)項(xiàng)目計(jì)劃實(shí)施管理,提升工程信息準(zhǔn)確性和工程實(shí)施可控性。建設(shè)一體化管理機(jī)制能夠有效提升信息傳遞效率,減少溝通障礙,確保工程建設(shè)管理的有序性,從而提高工作效率及工程質(zhì)量,保證建設(shè)工作的順利開展。
4結(jié)束語
關(guān)鍵詞:路燈;監(jiān)控;維修;管理
中圖分類號(hào):J914
1 前言
隨著社會(huì)進(jìn)步和城市基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展,城市照明成為一個(gè)現(xiàn)代化都市的重要標(biāo)志之一,政府和人民對(duì)路燈照明及城市形象的要求也越來越高。傳統(tǒng)的照明控制模式管理方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化都市的要求。應(yīng)用自動(dòng)化程度高、節(jié)約資源、維護(hù)方便、運(yùn)行可靠的城市照明監(jiān)控維修一體化管理模式,實(shí)現(xiàn)科學(xué)化、數(shù)字化、信息化、高效節(jié)能化水平的城市照明管理,已成為城市照明控制和管理工作的迫切需要。
2 路燈監(jiān)控維修一體化管理模式的必要性
2.1 傳統(tǒng)的監(jiān)控管理模式
目前,我國的路燈監(jiān)控管理方式總體來說還處于落后階段,大多數(shù)地區(qū)還在使用傳統(tǒng)的路燈控制方式,如人工控制、鐘控和光控方式。人工控制方式是由值班人員通過設(shè)定好的開關(guān)燈時(shí)間表手動(dòng)操作燈的開關(guān)。鐘控方式是無論在怎樣的氣象條件下,開關(guān)燈都只能在規(guī)定好的統(tǒng)一時(shí)刻進(jìn)行,而且根據(jù)季節(jié)變化,開關(guān)時(shí)間需要人工來進(jìn)行調(diào)整,時(shí)間為鐘控開關(guān)燈的唯一依據(jù)。光控方式是根據(jù)光照度的不同來控制開關(guān)燈,容易受環(huán)境照度的影響,若在強(qiáng)光照射的夜晚或光線不足的白天,容易有錯(cuò)誤動(dòng)作。同時(shí),路燈出現(xiàn)故障后,要等到負(fù)責(zé)巡查的人員發(fā)現(xiàn)后再通知路燈維修所來進(jìn)行維修。
2.2 傳統(tǒng)監(jiān)控管理模式的缺陷
傳統(tǒng)的控制管理模式中,由于控制方式單一,無法實(shí)現(xiàn)對(duì)不同的照明設(shè)備進(jìn)行分類控制;在惡劣天氣下不能自動(dòng)開關(guān)燈,或有大型慶典和領(lǐng)導(dǎo)或集體參觀時(shí)無法靈活啟動(dòng)和控制;各種信息也無法及時(shí)反饋到管理部門;照明設(shè)施發(fā)生故障后,無法及時(shí)通知管理部門,只能依靠大量工作人員巡查、市民反饋等手段了解,嚴(yán)重影響了城市照明。近年來,隨著城市路燈景觀數(shù)量的快速增加,巡視的范圍也越來越大,路燈的故障情況不能及時(shí)被發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致故障得不到及時(shí)處理,這樣給市民也帶來極大的麻煩。這種落后的路燈監(jiān)控維修方式已不能適應(yīng)現(xiàn)代化城市發(fā)展的要求,因此必須采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)提出一種合理有效的控制管理方案,提升城市基礎(chǔ)設(shè)施水平,降低成本,節(jié)能減排。
柳州市的路燈管理就先后經(jīng)歷了手工控制、鐘控、光控和兩代無線遙控階段。柳州市最初路燈的開關(guān)也是采用人工控制,檢查路燈故障主要依靠人工分組分地段地進(jìn)行巡視和市民報(bào)修,當(dāng)時(shí)路燈隊(duì)只有8個(gè)人,需要管理全市1000多盞燈,負(fù)責(zé)白天和晚上的巡邏。到了1966年,一位路燈管理隊(duì)的工人用“五角星”崗?fù)ど喜鹣聛淼拇箸娺M(jìn)行了改裝,弄成了鐘控開關(guān),這樣人工管理方便了不少,但如果金屬機(jī)械生銹、變形,開關(guān)就失靈了,而且把全市的控制鐘調(diào)一遍得半個(gè)月,這時(shí)日落日出的時(shí)間又變了,又得重新調(diào)起。改革開放后,柳州市各項(xiàng)事業(yè)迅速發(fā)展。1979年,路燈數(shù)量達(dá)到了2000多盞,這時(shí)國內(nèi)的路燈控制新技術(shù)也逐漸普及。柳州也引進(jìn)了光控開關(guān),但也有缺點(diǎn),就是不穩(wěn)定。如果光控開關(guān)被灰塵遮蔽,就失去對(duì)光亮的敏感性,從而影響開關(guān)。1990年,柳州市的路燈管理進(jìn)入了遙控階段,且在1992年和1999年之間,就經(jīng)歷了兩代無線遙控技術(shù)的變遷。隨著市內(nèi)高層建筑的不斷增多,第二代遙控技術(shù)也出現(xiàn)了局限性,而且只有30%的路燈能進(jìn)行遙控開關(guān)。到了2007年,柳州市已有8萬余盞路燈,200多個(gè)控制箱,而路燈管理處還不到一百來個(gè)工作人員。因此只有利用先進(jìn)的現(xiàn)代化管理手段,才能大大提高效率。
3 路燈監(jiān)控維修一體化管理模式的目標(biāo)和功能
3.1 路燈監(jiān)控維修一體化管理模式的目標(biāo)
監(jiān)控維修一體化的管理模式,就是采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)將路燈的監(jiān)控、維修和管理形成一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng),從而簡化管理程序,提高路燈監(jiān)控管理的效率及質(zhì)量。將人工巡查升級(jí)為先進(jìn)的通訊技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的智能化管理,及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并自動(dòng)生成維修派單,從而減少信息之間的傳遞時(shí)間;同時(shí)建立一支專業(yè)性強(qiáng)、分工明確的維修隊(duì)伍,實(shí)現(xiàn)低成本、高效率、高質(zhì)量的路燈維護(hù),讓市民們滿意,從而建設(shè)一個(gè)便民利民的科學(xué)化路燈服務(wù)系統(tǒng)。
3.2 路燈監(jiān)控維修一體化管理模式的功能
路燈監(jiān)控維修一體化管理模式的基本功能主要包括以下幾個(gè)方面:
⑴實(shí)時(shí)監(jiān)控。采用各種不同的通信采集模式,對(duì)各照明設(shè)施的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。監(jiān)控軟件能按設(shè)定的時(shí)間周期對(duì)各個(gè)終端自動(dòng)進(jìn)行巡視,也可隨時(shí)手動(dòng)巡測和選測,檢測的數(shù)據(jù)包括各監(jiān)控終端的電流、電壓、功率因數(shù)、用電量、無功功率和有功功率等。
⑵節(jié)能降耗。通過設(shè)置全夜燈、半夜燈、黎明燈和廣告燈等各種不同燈型的控制,實(shí)現(xiàn)不同道路采用不同的時(shí)空方案,比如人、車流量少的道路,可以調(diào)整路燈照明的亮度。在遇到節(jié)假日或重要賓客到訪日時(shí),可以發(fā)送臨時(shí)開關(guān)燈的信號(hào),實(shí)現(xiàn)城區(qū)燈光的靈活亮燈方式,達(dá)到節(jié)能的效果。
⑶故障判斷與報(bào)警。系統(tǒng)可通過采集、分析、處理照明設(shè)施的信息,結(jié)合當(dāng)前開關(guān)狀態(tài)及運(yùn)行時(shí)間段,判斷出路燈運(yùn)行是否正常,如果有異常或有事故發(fā)生,則遠(yuǎn)程監(jiān)控終端就及時(shí)報(bào)警,并將故障詳細(xì)信息由監(jiān)控終端及時(shí)反饋給監(jiān)控中心。在監(jiān)控中心收到信息后會(huì)及時(shí)通知維修人員進(jìn)行維修,為及時(shí)修復(fù)提供了有力的保障,從而確保景觀燈、路燈等城市照明設(shè)備的亮燈率。故障報(bào)警類型有:消防、防火、事故、防盜、線路故障、設(shè)備故障、網(wǎng)絡(luò)故障報(bào)警等。
⑷歷史數(shù)據(jù)和日志記錄。利用數(shù)字多媒體等技術(shù)以及已經(jīng)存在的數(shù)據(jù)庫資源,綜合有效的管理所監(jiān)控的設(shè)備及設(shè)備的運(yùn)行參數(shù),并自動(dòng)生成各種報(bào)表,可作為管理人員查詢參考。
4 路燈監(jiān)控維修一體化管理模式的應(yīng)用實(shí)踐
柳州市城市照明管理處目前采用了廣州正力通用電氣有限公司研發(fā)的具有國內(nèi)先進(jìn)水平的路燈監(jiān)控管理系統(tǒng),其利用了先進(jìn)的GPRS(通用分組無線服務(wù))和通訊協(xié)議、GIS(地理信息系統(tǒng))。通過采用路燈監(jiān)控維修一體化的管理模式后便能解決以前各種開關(guān)控制方式帶來的不足,柳州市城市照明管理處的工作人員是深有體會(huì)。通過無線上網(wǎng)的方式,控制路燈的開關(guān),檢查路燈的運(yùn)行情況,而且很多信息都可以反饋到總控制電腦上,且可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。在以前,如果讓人工來調(diào)整對(duì)開關(guān)燈的控制,總是會(huì)有誤差,鐘控的話也要一個(gè)個(gè)鐘去調(diào)試,這樣費(fèi)時(shí)也辛苦。而現(xiàn)在有了GPRS之后,可以根據(jù)柳州的經(jīng)緯度,精確地計(jì)算出每天開燈關(guān)燈的最佳時(shí)間,甚至?xí)_到秒,同時(shí)在設(shè)定的時(shí)間既能在晴朗天氣自動(dòng)縮短照明時(shí)間,又能在陰雨天自動(dòng)延長照明時(shí)間,減少了開關(guān)時(shí)間,達(dá)到了節(jié)能的效果;路燈出現(xiàn)故障后能自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警提示,及時(shí)了解故障的地點(diǎn)和狀態(tài),并及時(shí)通知維修人員進(jìn)行維護(hù),這樣不僅降低了巡視人員的工作量和維修成本,而且路燈檢修效率高,減少了人們對(duì)路燈管理部門的投訴,進(jìn)一步提高了城市的形象。
5 結(jié)束語
隨著社會(huì)文明的不斷發(fā)展,城市照明已經(jīng)從單純的街道照明發(fā)展成為改善城市形象、美化環(huán)境、體現(xiàn)城市現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。采用路燈監(jiān)控維修一體化管理模式,提升了城市路燈管理水平,有效地實(shí)現(xiàn)了社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。
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關(guān)鍵詞:GIS;校園路燈;智能化;高效節(jié)能
1.引言
大學(xué)校園基本都處于開放狀態(tài),校區(qū)內(nèi)路燈穩(wěn)定的工作與全校師生以及工作人員的人身財(cái)產(chǎn)安全息息相關(guān)?,F(xiàn)在的路燈管理基本都處于人工管理階段。由于人工管理的局限性,校園路燈一般都存在各種問題,如:路燈不具備遠(yuǎn)程強(qiáng)制開關(guān);不能夠應(yīng)對(duì)天氣突變和突然故障等突發(fā)事件;沒有完善的遠(yuǎn)程監(jiān)測報(bào)警裝置等。正是由于人工管理的缺陷性,不僅導(dǎo)致了學(xué)校電力的極大浪費(fèi),而且還加重了學(xué)校的安全問題。因此,科學(xué)合理地設(shè)計(jì)出一個(gè)校園路燈智能管理系統(tǒng)具有很重要的社會(huì)意義。
利用GIS強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)管理、地理分析和空間分析的能力,與校園地圖相結(jié)合,設(shè)計(jì)出校園路燈智能管理系統(tǒng),可方便地在電子地圖上實(shí)時(shí)查詢校園路燈的運(yùn)行狀況,及時(shí)、準(zhǔn)確的反映路燈的亮燈率、照度、功率、電流、報(bào)警等詳細(xì)信息,以便及時(shí)調(diào)節(jié)路燈的開關(guān)個(gè)數(shù)和亮度功率,避免電力不必要的浪費(fèi),達(dá)到節(jié)能的目的和科學(xué)發(fā)展觀的要求。同時(shí),還能及時(shí)通知維護(hù)工作人員趕到故障現(xiàn)場維護(hù),改善路燈的服務(wù)質(zhì)量,不用再需人工巡視,不受地域,天氣,時(shí)間等因素的影響,提高了設(shè)備監(jiān)控維護(hù)效率,節(jié)約了勞動(dòng)成本、減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度、提高了管理效率。
2.系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)
針對(duì)校園路燈目前存在的問題和管理方面的需求,可以將該系統(tǒng)分為六個(gè)模塊,分別為:地圖操作模塊、路燈管理模塊、附加功能模塊、三維展示模塊、網(wǎng)上監(jiān)控模塊及系統(tǒng)管理與設(shè)置模塊。
(1)地圖操作模塊
本次開發(fā)以鄭州大學(xué)為例,利用ArcGIS平臺(tái),實(shí)現(xiàn)對(duì)地圖的放大,縮小,漫游,鷹眼,距離,屬性等的查詢、分析以及統(tǒng)計(jì),從而對(duì)校園路燈信息的詳細(xì)了解。比如,查詢和打印每盞路燈的使用情況,可以在客戶端查看路燈使用電量情況和報(bào)警信息,并可以對(duì)查詢和分析的結(jié)果以專題圖和統(tǒng)計(jì)圖表等可視化形式打印出來。
(2)路燈智能管理模塊
1.路燈區(qū)域性管理;
校園里不同地點(diǎn)學(xué)生的流量不同,對(duì)路燈的規(guī)劃設(shè)計(jì)也就不同,包括路燈屬性、開燈個(gè)數(shù)等的不同。比如自習(xí)室,圖書館等周邊道路人流量很大,那么,這些地方開燈個(gè)數(shù)相對(duì)較多且路燈功率要適當(dāng)大些;對(duì)于人流量小的地方,就可以減少開燈個(gè)數(shù)和路燈功率,尋求最佳方案,使其既足以保證在校師生安全又最大限度的節(jié)約能源。
2.路燈時(shí)間段管理
a:一天中不同的時(shí)間段學(xué)生流量是不同的,那么開燈個(gè)數(shù)也就隨之不同。
如上下晚自習(xí)的時(shí)段,人流量會(huì)達(dá)到一個(gè)高峰期,而晚上十一點(diǎn)之后校園中學(xué)生較少,下降到低谷期,此時(shí)可參照區(qū)域性管理的措施對(duì)路燈進(jìn)行有效的管理,盡可能地使其高效合理。
b:天色昏暗程度的不同,那么開燈時(shí)間和個(gè)數(shù)也就可以適當(dāng)不同。
天色的昏暗程度,與季節(jié)和天氣狀況相關(guān)。比如,黃昏時(shí)分光線尚可,開燈個(gè)數(shù)遵循夠用即可的原則,天黑之后則須要適當(dāng)增加開燈個(gè)數(shù);同時(shí)天氣的陰晴雨雪也將影響開燈時(shí)間和個(gè)數(shù)。
c:季節(jié)的不同,對(duì)路燈的管理也有很大影響。
季節(jié)更替的影響是不可忽略的,春夏秋冬天色將黑和將亮的時(shí)間都有所不同,尤其是夏冬兩季。我們將采集不同季節(jié)天色和時(shí)段對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù),對(duì)其進(jìn)行分析,做好季節(jié)性的分析,無疑會(huì)增強(qiáng)對(duì)路燈的有效管理。
3.路燈所開數(shù)量管理
每條路上路燈開關(guān)數(shù)量和每個(gè)路燈的燈管開關(guān)數(shù)量;一條道路上會(huì)有很多個(gè)路燈,每個(gè)路燈有一個(gè)或數(shù)個(gè)燈管,在已經(jīng)保證光亮符合要求的前提下,如果都亮著那就造成了資源的很大浪費(fèi)。因此,運(yùn)用數(shù)學(xué)方法和結(jié)構(gòu)算法,對(duì)路燈的開閉以及設(shè)計(jì)進(jìn)行合理規(guī)劃,盡可能實(shí)現(xiàn)節(jié)能高效。
4.不同類型路燈的管理
不同的路燈有著不同的屬性,如路燈編號(hào)、所屬道路、抗風(fēng)速能力、抗風(fēng)強(qiáng)度、型號(hào)、桿高、桿型、材質(zhì)、生產(chǎn)廠家等,基于這些屬性來完善補(bǔ)充附加模塊。
(3)附加模塊
1:非常規(guī)狀況處理
當(dāng)自然災(zāi)害或極端惡劣天氣(大風(fēng),暴雨,冰雹)狀況下,可以由系統(tǒng)分析路燈的抗風(fēng)速、抗風(fēng)強(qiáng)度、耐寒程度決定開關(guān)何種類型的路燈,避免出現(xiàn)一些不必要的麻煩和經(jīng)濟(jì)上的損失,把損失降到最低。
2:故障發(fā)現(xiàn)和申報(bào)
此模塊我們打算設(shè)計(jì)一個(gè)記錄路燈監(jiān)測設(shè)備的儀器,自動(dòng)記錄路燈的工作狀況和出現(xiàn)的故障問題,一旦發(fā)現(xiàn)故障,該設(shè)備將向系統(tǒng)發(fā)出出錯(cuò)信號(hào)。同時(shí)當(dāng)監(jiān)測到某一路燈出現(xiàn)故障時(shí),可有工作人員通過移動(dòng)終端將錯(cuò)誤信息發(fā)送給系統(tǒng),使路燈及時(shí)得到維修,減少對(duì)廣大師生造成的不便。
(4)三維展示模塊
整個(gè)基于ArcGIS的校園路燈管理信息系統(tǒng)的效果將用三維模塊來展現(xiàn),并進(jìn)行三維操作,如在三維狀態(tài)下放大、縮小,查詢地物,查詢路燈信息,同時(shí)實(shí)現(xiàn)三維漫游,使系統(tǒng)更加生動(dòng)、直觀、形象地展現(xiàn)在用戶面前。
(5)網(wǎng)上監(jiān)控模塊;管理人員離開監(jiān)控中心,如在外地出差更無法得知具體情況或者下班后,也能通過網(wǎng)頁查詢到路燈的運(yùn)行狀況,確保該系統(tǒng)高效穩(wěn)定,全天候運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)深一層意義上的智能化。
(6)系統(tǒng)管理及設(shè)置;實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)置、權(quán)限設(shè)置、修改密碼、圖例顯示、圖層設(shè)置、路燈對(duì)象圖標(biāo)設(shè)置、圖標(biāo)庫維護(hù)的功能。
3.結(jié)論
本系統(tǒng)通過GIS所提供的顯示工具,直接在圖形或地圖中顯示出照明路燈工作狀態(tài),能進(jìn)一步提高照明質(zhì)量,降低能耗;同時(shí)更為直觀的提供給控制中心所有信息,做到監(jiān)控的同時(shí)還能及時(shí)通知維護(hù)工作人員趕到故障現(xiàn)場維護(hù),改善路燈的服務(wù)質(zhì)量,不用再需人工巡視,不受地域,天氣,時(shí)間等因素的影響,提高設(shè)備監(jiān)控維護(hù)效率,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,防止人力物力資源浪費(fèi)流失,進(jìn)而提高的校園照明系統(tǒng)的穩(wěn)定性。實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈的統(tǒng)一的信息化管理和智能化控制,使路燈的安放、使用更加合理和人性化,消除人工管理帶來的種種弊端,方便高效而且實(shí)用性強(qiáng)。對(duì)于提高校園基礎(chǔ)設(shè)施的信息化水平和管理效率,建設(shè)節(jié)約型校園有很重要的意義,可以預(yù)見該系統(tǒng)具有很好的市場前景。(作者單位:鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院)
參考文獻(xiàn):
[1]何東鋼,何中平,劉長軍.城市路燈管理GIS的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J],長春大學(xué)學(xué)報(bào),2008.10
[2]王瑀.校園智能路燈監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[N],華東師范大學(xué),2011.4
為以良好的城市面貌迎接“七城會(huì)”在我市勝利召開,根據(jù)市領(lǐng)導(dǎo)的指示精神,近期將在全市范圍內(nèi)對(duì)道路兩側(cè)的公共設(shè)施進(jìn)行集中整治,推進(jìn)全市市容市貌進(jìn)一步提升?,F(xiàn)將有關(guān)事項(xiàng)通知如下:
一、整治時(shí)間:6月20日至9月30日
二、整治內(nèi)容:對(duì)全市范圍內(nèi)道路兩側(cè)的所有電線桿、立桿、變壓器、配電柜、控制箱等公共設(shè)施進(jìn)行集中整理、清洗、粉刷、油漆。
三、整治目標(biāo):通過整治,使城市道路兩側(cè)的電線桿、立桿、變壓器、配電柜、控制箱等公共設(shè)施干凈、整潔、完好,無積污、無破損、無銹蝕,城市道路兩側(cè)的各類公共設(shè)施得到明顯改善,城市面貌進(jìn)一步提升。
四、具體任務(wù)
各相關(guān)單位要對(duì)所屬的城市各類公共設(shè)施進(jìn)行全面的排查和整治,采取做到邊排查、邊整治的形式,做到查一處、整一處,整一處、凈一處。
市公安交管部門要對(duì)所有的交通信號(hào)燈桿及交通信號(hào)控制柜進(jìn)行排查、整治,要組織專門的隊(duì)伍清除垃圾廣告、擦洗所有設(shè)施、油漆老舊設(shè)施,確保設(shè)施無破損缺失、無垃圾廣告、無積存雜物,對(duì)廢舊不用的燈桿要進(jìn)行拆除。
市供電部門要對(duì)所屬的電線桿、變壓器及配電柜進(jìn)行全面的排查、整治,對(duì)廢舊不用的電線桿,要及時(shí)進(jìn)行拆除;對(duì)各類變配電柜要進(jìn)行擦洗,同時(shí)要油漆一批老舊配電柜,確保各項(xiàng)電力公共設(shè)施完好無損、干凈整潔。
各通訊部門要對(duì)所屬的公共線桿及變配電設(shè)備進(jìn)行一次全面的整治,確保各類公共通訊設(shè)備干凈、整潔、完好,無積污、無破損、無銹蝕。
市路燈管理部門要結(jié)合“十項(xiàng)”專項(xiàng)整治工作,對(duì)所有的路燈燈桿及路燈控制箱進(jìn)行全面的整治。確保燈桿、燈盤骨架無銹蝕,無傾倒;路燈控制箱、配電開關(guān)箱清潔無破損,無銹蝕,固定無松動(dòng);路燈專用變壓器外殼清潔無雜物,四周無滲油,無裂紋、無破損、無滲漏。
五、組織保障
各相關(guān)單位根據(jù)工作任務(wù)、工作實(shí)際和工作要求自行制定工作方案,健全組織,統(tǒng)籌安排,做到“三有”,即有整治隊(duì)伍、有整治經(jīng)費(fèi)、有整治計(jì)劃,確保在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)。為確保整治工作的順利進(jìn)行,市城管委成立整治工作聯(lián)絡(luò)辦公室(設(shè)在市城管委設(shè)施管理處)和整治工作督查辦公室(設(shè)在市城管委督查考核處、市政公用行業(yè)監(jiān)查處)。整治期間,督查辦公室將定期和不定期地對(duì)各單位的整治情況進(jìn)行督查。
六、工作要求
1、加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo),落實(shí)責(zé)任。各相關(guān)單位要高度重視,要建立健全崗位責(zé)任制和目標(biāo)責(zé)任制將各項(xiàng)工作層層分解細(xì)化,做到定任務(wù)、定進(jìn)度、定責(zé)任,確保各項(xiàng)工作落到實(shí)處。
2、合理安排,統(tǒng)籌推進(jìn)。各相關(guān)單位要按照輕重緩急,先主次干道后小街巷的原則,合理安排、統(tǒng)籌推進(jìn),涉及配合部門要認(rèn)真履行職責(zé),加強(qiáng)協(xié)作,確保整治成效。
【關(guān)鍵字】LED路燈工程;后期管理維護(hù);路燈建設(shè)部門
一、前言
隨著“十一五”規(guī)劃的完成和“十二五”規(guī)劃的落實(shí),LED道路照明得到了快速發(fā)展,各大城市都在積極開展LED路燈工程建設(shè),城市照明形成了以LED路燈和原有高壓鈉燈、金鹵燈等傳統(tǒng)光源相結(jié)合的城市道路照明格局。LED路燈與以高壓鈉燈為代表的傳統(tǒng)路燈比較,具有光效高、能耗低、壽命長等優(yōu)點(diǎn),但價(jià)格比傳統(tǒng)路燈偏高,目前在技術(shù)上也有待進(jìn)一步提高,本文根據(jù)壽光市在LED路燈工程建設(shè)管理和使用中遇到的問題,就LED路燈工程后期的管理和發(fā)展方向做粗略探討。
二、城市照明現(xiàn)狀
以壽光市為例,壽光市原有路燈多為高壓鈉燈,高壓鈉燈與LED燈具相比,整體確實(shí)上存在光效低、能耗大的缺點(diǎn),因此,從2011年開始,壽光市大力開展LED路燈工程建設(shè),所有新建道路均使用LED路燈,目前路燈總量達(dá)到了1萬3千余基,3萬7千余盞,其中新安裝LED路燈6500余盞,完成LED路燈改造5107盞,作為一個(gè)縣級(jí)市,推廣綠色照明的力度是非常大的,但是,在LED路燈工程建設(shè)和使用過程中,我們也逐漸發(fā)現(xiàn)了一些問題,對(duì)LED路燈工程后期的運(yùn)行、管理、維護(hù)情況有一些擔(dān)憂。
三、LED路燈工程建設(shè)管理中存在的問題
就目前而言,LED路燈工程在建設(shè)過程中存在的最突出的問題就是國家對(duì)LED產(chǎn)品無明確標(biāo)準(zhǔn)要求,各個(gè)廠家的LED產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,經(jīng)常是一個(gè)廠家一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),各自為政,燈型無法通用,質(zhì)量參差不齊。整個(gè)LED路燈工程完成后,后期的管理維護(hù)還要聯(lián)系生產(chǎn)廠家,路燈管理單位無法獨(dú)立進(jìn)行。LED路燈屬于高科技產(chǎn)品,雖然正在大力普及推廣,但其核心技術(shù)仍由南方幾個(gè)大型LED廠家掌握,北方的LED生產(chǎn)廠家更多的是完成組裝環(huán)節(jié)。
價(jià)格成本方面,整個(gè)的LED路燈工程造價(jià)比高壓鈉燈工程高4倍以上,LED路燈相比現(xiàn)在性能較成熟穩(wěn)定的高壓鈉燈而言,其雖然更加節(jié)能環(huán)保,但價(jià)格也較高。我們通過實(shí)際計(jì)算發(fā)現(xiàn),工程中采用130W的LED路燈跟250W的高壓鈉燈在使用2年后價(jià)格成本與用電成本基本相當(dāng),理論上,LED路燈的高光效和長壽命特點(diǎn)只要能夠充分發(fā)揮,可以依靠節(jié)約的電費(fèi)和維護(hù)費(fèi)彌補(bǔ)成本的差價(jià),后期LED路燈的使用成本將優(yōu)于目前的高壓鈉燈。但是,根據(jù)實(shí)際使用證明,LED路燈性能的穩(wěn)定行還有待進(jìn)一步的提高,壽光市早期安裝的濱海大道的太陽能風(fēng)光互補(bǔ)LED路燈工程現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了個(gè)別燈不亮的情況,我們聯(lián)系生產(chǎn)廠家,但因?yàn)楦鞣N原因,幾次維修均是拖沓,嚴(yán)重影響整體亮燈效果。
作為路燈建設(shè)管理單位,我們現(xiàn)在最擔(dān)憂的是整個(gè)LED路燈工程的后期維修管理成本,因?yàn)長ED路燈是高科技產(chǎn)品,目前一般的路燈管理單位沒有能力完成維修,后前的管理維修工作只能請(qǐng)生產(chǎn)廠家更換LED路燈燈頭,LED路燈在保修期內(nèi)的維修還稍輕松,但幾年后的管理工作令人擔(dān)憂。我們在外出學(xué)習(xí)過程中,發(fā)現(xiàn)一些地方不敢過多建設(shè)LED路燈工程,也是基于后期維修管理的考慮,這對(duì)LED路燈工程的普及開展是一個(gè)很大的阻礙。
目前,LED路燈雖然與高壓鈉燈相比更加綠色節(jié)能,但其在雨霧天氣中的穿透力并不如高壓鈉燈,且LED路燈多為藍(lán)、白色冷光源,在照明效果上路面亮度偏低,實(shí)際光穿透力低于高壓鈉燈路燈,在亮化建設(shè)中更適宜做點(diǎn)綴作用。而從市民角度講,在夜晚關(guān)心的只是整條的路燈亮不亮,對(duì)是否節(jié)能其實(shí)并不關(guān)心,這對(duì)我們路燈建設(shè)管理單位而言,就存在一個(gè)路燈工程建設(shè)中提高照明度與節(jié)能的難題。
四、后期管理及發(fā)展方向
LED作為新興高科技產(chǎn)業(yè),維修技術(shù)要求較高。目前,已完成的LED路燈工程的管理和維護(hù)工作在保修期內(nèi)是由LED生產(chǎn)廠家負(fù)責(zé),維修管理的專業(yè)性太強(qiáng),路燈建設(shè)管理部門專業(yè)維修技術(shù)人員相對(duì)缺乏,整個(gè)LED路燈工程保修期過后的管理和維護(hù)是一個(gè)迫在眉睫的問題。今后維修工作的重點(diǎn)要從傳統(tǒng)路燈向LED路燈改進(jìn),加強(qiáng)路燈維修工作人員的業(yè)務(wù)培訓(xùn),提高路燈維修隊(duì)伍的技術(shù)水平,來應(yīng)對(duì)新形勢下路燈工程建設(shè)以及維修管理的需要。
希望國家盡快出臺(tái)統(tǒng)一的LED路燈技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),將生產(chǎn)過程作為一個(gè)硬性指標(biāo)要求,只有標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一了,LED路燈產(chǎn)品才能保證質(zhì)量,不同廠家的LED產(chǎn)品才能通用,LED路燈工程才能大膽的放心的開展。作為路燈建設(shè)管理單位盡量采用一些本地的、質(zhì)量過硬的LED路燈生產(chǎn)廠家產(chǎn)品,便于后期管理維修,同時(shí)將保修年限由目前的2年延長到5年甚至10年,確保LED路燈產(chǎn)品的質(zhì)量,這樣才能將LED路燈工程綠色節(jié)能的優(yōu)勢發(fā)揮出來。
科技永遠(yuǎn)在創(chuàng)新進(jìn)步,個(gè)人認(rèn)為,今后路燈建設(shè)管理單位可以多采用一些高科技LED路燈,例如太陽能LED路燈產(chǎn)品,采用這種質(zhì)量過硬、壽命長、且完全不用電力的路燈,才能真正的實(shí)現(xiàn)綠色照明,我想這也是今后亮化建設(shè)的一個(gè)發(fā)展方向,這樣的路燈工程才能夠真正成為一個(gè)城市的示范類的亮化項(xiàng)目。
五、結(jié)束語
隨著城市建設(shè)的不斷推進(jìn),照明工作會(huì)得到人們更多的關(guān)注,路燈建設(shè)者的任務(wù)將更加艱巨,不能只滿足于現(xiàn)在的要求,要清楚的看到5年后、10年后LED路燈工程的發(fā)展、建設(shè)、管理、維護(hù)情況。本文希望廣大的城市建設(shè)者,特別是路燈建設(shè)者,在推廣綠色照明、落實(shí)節(jié)能減排工作的同時(shí),充分考慮LED路燈工程后期的管理和發(fā)展趨勢,這是每一個(gè)路燈建設(shè)者的責(zé)任。
參考文獻(xiàn)
[1]《壽光市落實(shí)“十一五”城市綠色照明工程規(guī)劃綱要實(shí)施方案》
關(guān)鍵詞:城市照明建設(shè)節(jié)能
隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和人民物質(zhì)生活質(zhì)量的提高,人們對(duì)于居住城市的環(huán)境要求越來越高,“白天需要綠色,晚上需要燈光”成為廣大民眾的心聲。城市照明工程已成為重要的“民心工程”和城市建設(shè)的重要部分。對(duì)于保障城市公共安全,豐富城市文化內(nèi)涵,改善城市景觀,提高城市現(xiàn)代化品位具有重要意義。然而城市照明又消耗著大量能源。當(dāng)今能源緊缺已成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要制約,如何處理好城市照明與建設(shè)節(jié)能的關(guān)系,既要積極推進(jìn)城市照明工程,又要最大限度地降低能源消耗,是城市建設(shè)中值得關(guān)注和亟待解決的一個(gè)重要問題。
一、城市照明發(fā)展中的問題
(一)缺乏高水平的城市照明規(guī)劃設(shè)計(jì)。在城市照明工程建設(shè)中,缺乏科學(xué)的、全面的整體規(guī)劃指導(dǎo),不是立足于城市總體規(guī)劃,根據(jù)城市的現(xiàn)有環(huán)境及發(fā)展趨勢明確城市各區(qū)域、道路、建筑的照明要求和指標(biāo)后,有計(jì)劃的實(shí)施建設(shè),從而導(dǎo)致各個(gè)工程相互獨(dú)立,參差不齊,缺乏協(xié)調(diào)和統(tǒng)一。設(shè)計(jì)手段落后也是普遍存在的問題,大部分還是依賴人工設(shè)計(jì),主要根據(jù)個(gè)人實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。設(shè)計(jì)的低水平,導(dǎo)致了城市照明的低效能和低水平。
(二)景觀照明工程建設(shè)不夠規(guī)范。城市景觀照明工程建設(shè)滯后,能夠在建筑施工中進(jìn)行同步建設(shè)的很少,往往是在工程完工以后再補(bǔ)救,結(jié)果是加大成本、事倍功半。同時(shí)在景觀照明工程建設(shè)中,各建設(shè)單位因?yàn)槿狈I(yè)人員指導(dǎo)、投入資金限制等原因,有許多景觀照明工程的建設(shè),不能完全遵照夜景照明規(guī)范進(jìn)行,導(dǎo)致景觀照明設(shè)施建設(shè)不嚴(yán)謹(jǐn)、不規(guī)范,光污染、光擾民的問題突出。
(三)體制對(duì)景觀照明工程建設(shè)帶來重大影響。一是建、管分理機(jī)制不完善。由于建、管是同一部門,有些景觀照明工程的建設(shè)單位在應(yīng)付思想以及成本最小化左右下,往往會(huì)忽視工程質(zhì)量和維護(hù)的可靠性、便利性,給工程的長效運(yùn)行及后期維護(hù)帶來了許多后患。二是路燈維修保障機(jī)制不到位。由于市財(cái)政每年撥付的路燈管理維護(hù)經(jīng)費(fèi)低于定額標(biāo)準(zhǔn),滿足不了路燈正常維護(hù)的需要,制約全市城市照明工作的健康協(xié)調(diào)發(fā)展。三是路燈管理機(jī)構(gòu)過于分散。城市路燈管理分屬市、區(qū)兩級(jí)路燈主管部門管理,人力、財(cái)力、物力分散在幾處,管理機(jī)構(gòu)各自為政,既是人力、物力的浪費(fèi),也不利于整體的發(fā)展和實(shí)力的增強(qiáng)。
(四)景觀照明設(shè)施缺乏統(tǒng)一的管理和養(yǎng)護(hù)。由于政府財(cái)力投入和管理模式的限制,我市大部分的景觀照明設(shè)施基本是由各單位自行建設(shè)和管理,有的為了應(yīng)付只安裝了一些簡陋的照明設(shè)施;也有的單位雖然按標(biāo)準(zhǔn)要求安裝了照明設(shè)施,但不愿意按要求開燈啟用;也有的單位安裝的照明設(shè)施年久失修,設(shè)施殘舊不堪,破損嚴(yán)重,根本無法實(shí)施正常啟用。夜景照明設(shè)施由于管理維護(hù)不統(tǒng)一,隨意開關(guān)燈,燈飾遭到破壞,得不到及時(shí)修復(fù)的現(xiàn)象十分普遍。景觀照明設(shè)施殘缺不全,“瞎眼燈”、“殘缺燈”現(xiàn)象較多,不但影響城市形象,而且嚴(yán)重阻礙了城市照明水平的提高。
二、提高城市照明工作水平的對(duì)策
(一)進(jìn)一步端正思想認(rèn)識(shí),正確處理城市照明與建設(shè)節(jié)能的關(guān)系。城市照明是關(guān)系夜晚居民出行、購物、娛樂方便和各種社會(huì)活動(dòng)與交通安全的一件大事,也是城市現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。提高城市照明的整體水平,是一項(xiàng)重要的民心工程。在推進(jìn)城市照明發(fā)展過程中,一定要把建設(shè)節(jié)能放在重要位置,正確處理好城市照明與建設(shè)節(jié)能的關(guān)系。城市照明不是燈越多越好,光度越亮越好,景觀越華麗越好。應(yīng)堅(jiān)持建設(shè)節(jié)能與提高城市形象并舉,創(chuàng)造明亮適度、和諧優(yōu)美、美觀舒適、管理有序的城市景觀,有利于提高城市和公共空間夜間光環(huán)境質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)能源有效利用,同時(shí)滿足生態(tài)與環(huán)保要求,有效消除和減少光污染及眩光等現(xiàn)象。
(二)根據(jù)城市特色和區(qū)域功能,編制城市照明總體規(guī)劃。城市照明總體規(guī)劃是建設(shè)城市照明基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與管理的基本依據(jù),是綜合發(fā)揮城市照明社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的重要前提和手段。因此,要將照明工程規(guī)劃列入城市總體規(guī)劃之中,堅(jiān)持“統(tǒng)籌規(guī)劃、科學(xué)建設(shè)、統(tǒng)一管理”的原則,立足于一個(gè)城市的性質(zhì)、規(guī)劃特點(diǎn)和建筑風(fēng)格確定燈光建設(shè)的重點(diǎn),合理規(guī)劃城市照明布局,恰當(dāng)定位城市照明風(fēng)格,突出城市特色。既依附于城市整體規(guī)劃,又要符合城市的建筑風(fēng)格,以單體建筑照明為點(diǎn),道路照明為線,重點(diǎn)景區(qū)和街道夜景照明為突破口,形成立體化、多色彩、高品位的照明體系。
(三)深化城市照明管理體制改革,切實(shí)解決現(xiàn)行體制存在的問題。照明設(shè)施建設(shè)面廣量大、持續(xù)發(fā)展,應(yīng)由城市主管部門事實(shí)社會(huì)化、市場化的全方位動(dòng)態(tài)管理。要積極探索行政區(qū)域整合式改制,將各區(qū)域的路燈建設(shè)力量集中一起,日常管理維護(hù)工作仍可分散在每個(gè)區(qū)域上,在路燈整體管理建設(shè)水平和檔次上一致,路燈整體規(guī)劃上統(tǒng)一。同時(shí)進(jìn)一步拓展路燈管理機(jī)構(gòu)的職權(quán)范圍,把城市照明建設(shè)規(guī)劃、照明設(shè)施運(yùn)行管理乃至工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)控、照明設(shè)計(jì)方案論證、照明建設(shè)招投標(biāo)等工作職權(quán)賦予路燈管理機(jī)構(gòu),從而有效遏制建、管分開后的矛盾產(chǎn)生。
(四)實(shí)現(xiàn)景觀照明工程和建筑工程 “三同步”。新建、改建、擴(kuò)建的大型建筑,要一并考慮其景觀照明建設(shè),做到工程建設(shè)與夜景照明同步規(guī)劃設(shè)計(jì)、同步施工建設(shè)、同步交付使用。建筑物的照明設(shè)計(jì)要圍繞區(qū)片主題,根據(jù)建筑物特點(diǎn),形成各自特色。同時(shí),進(jìn)一步提高城市照明工程建設(shè)質(zhì)量和科技含量,積極推廣應(yīng)用新技術(shù)、新產(chǎn)品、新藝術(shù),嚴(yán)格把好規(guī)劃、設(shè)計(jì)、審批、建設(shè)各個(gè)環(huán)節(jié),切實(shí)提高照明工程建設(shè)和管理水平,建設(shè)精品、亮點(diǎn)工程。
(五)建立城市照明工程建設(shè)多元化投入機(jī)制。城市照明工程是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的組成部分,必要的投入是需要的。照明工程必須堅(jiān)持走市場化運(yùn)作的路子,建立多元投入的機(jī)制,采取多渠道籌措資金。要利用經(jīng)營城市的理念,盤活閑置資產(chǎn),拍賣廣告使用權(quán),采取“以燈養(yǎng)燈”的辦法,如燈箱廣告,通過拍賣和收取租賃費(fèi),有效地彌補(bǔ)建設(shè)資金的不足,努力形成“燈招客、客促商、商養(yǎng)燈”的良性循環(huán),力爭做到少花錢,多辦事,辦好事。
(六)推廣應(yīng)用先進(jìn)技術(shù),全面提高照明工程的科技含量。必須運(yùn)用現(xiàn)代化的控制技術(shù)對(duì)照明工程實(shí)行統(tǒng)一、科學(xué)管理。盡快建立全市城市照明控制中心,推廣使用遙測、遙控、遙信的“三遙”自動(dòng)控制技術(shù),對(duì)全市所有景觀照明實(shí)行遙控管理,實(shí)現(xiàn)監(jiān)控自動(dòng)化,統(tǒng)一掌握定時(shí)開關(guān)、運(yùn)行監(jiān)控、計(jì)量測量、故障顯示等環(huán)節(jié),努力提高城市照明水平。
關(guān)鍵詞:道路照明;現(xiàn)狀;節(jié)能減排
一、城市路燈照明的現(xiàn)狀及問題
(一)重形象、輕科學(xué)規(guī)劃
目前很多城市的夜景照明均存在過于追求城市形象和亮度,科學(xué)分析論證不足、統(tǒng)一規(guī)劃或規(guī)劃相對(duì)滯后的問題。出現(xiàn)了該亮的不亮,不該亮的反而很亮現(xiàn)象,整個(gè)城市的夜景分散零亂,沒有主次和特點(diǎn),這樣的設(shè)計(jì)規(guī)劃不僅浪費(fèi)了能源,而且整體照明效果也不好。泰州也存在這樣的情況。
(二) 重景觀、輕功能照明
我曾對(duì)多個(gè)城市照明項(xiàng)目實(shí)例進(jìn)行分析,其中夜景照明實(shí)例占整個(gè)城市照明工程實(shí)例的2/3;而功能性照明實(shí)例,如道路、橋梁、隧道等照明實(shí)例僅占整個(gè)城市照明工程實(shí)例的1/3 左右。明顯反映出了城市照明工程規(guī)劃重景觀、輕功能照明,這也應(yīng)引起我們的高度重視。
(三)照明亮度超標(biāo)
在我國的部分城市因過于追求城市形象,盲目追求燈光照明的亮度,設(shè)計(jì)時(shí)采用大功率燈泡,出現(xiàn)了部分城市的交通主要干道路面照明的平均照度,均大大高出我國或國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的照度值(國家規(guī)定主干道的平均照度為30lx),路面平均照度的平均值達(dá)到51lx,個(gè)別路面平均照度竟然達(dá)到105lx。這種盲目追求路面亮度的現(xiàn)象,不僅造成了電能的過度浪費(fèi),而且還產(chǎn)生了照明眩光、光污染等問題,其照明的負(fù)面效應(yīng)較為突出。在泰州地區(qū),雖然不很突出,但也有個(gè)別的情況。
(四)管理問題
由于我市路燈照明系統(tǒng)管理制度的不夠完善,道路、廣場、小區(qū)、小游園屬路燈管理處管理。夜間樓宇亮化屬城管局。河道亮化屬水利局。部分橋梁亮化屬交通局。環(huán)城河景區(qū)亮化屬環(huán)城河管委會(huì)。存在多頭建設(shè),分散管理的現(xiàn)象,特別是照明工程建成竣工后,照明設(shè)施的維護(hù)管理工作未能完全跟上,以致有些工程出現(xiàn)大路不亮小路亮,廣場上面沒有光。野外路燈到天亮,植物照得病怏怏。路燈壞了幾家望,要修路燈找市長(政府熱線)的現(xiàn)象。
二、道路照明節(jié)能設(shè)置與“綠色照明”
如前所言,“綠色照明”的實(shí)施宗旨是發(fā)展高效照明工具與改善居民生活質(zhì)量,以低能耗獲取較佳的照明效果,為城鎮(zhèn)居民營造出經(jīng)濟(jì)、舒適和環(huán)保的照明環(huán)境。政府主管部門及經(jīng)銷商,有時(shí)將綠色節(jié)能單純視為增加節(jié)電率,并將其作為招投標(biāo)中的硬性要求進(jìn)行了規(guī)劃,沒能很好地考慮到照度情景需求,以致于工程完工后,出現(xiàn)了種種不盡如人意的情況。就此,筆者認(rèn)為,除進(jìn)一步加強(qiáng)燈具技能措施外,道路照明同樣應(yīng)考慮到滿足居民需求,從照明設(shè)置的節(jié)能方面進(jìn)行商討。
(一)照度標(biāo)準(zhǔn)
照度標(biāo)準(zhǔn)通常指水平照度,指各類場所人工電氣照明照度水平值,《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GJJ45-91)就是其中較重要的一項(xiàng)設(shè)計(jì)規(guī)范。照度的衡量指標(biāo)主要包括:照明好壞對(duì)看清物體的影響,舒適度,視角功能、節(jié)能等因素。在地區(qū)照度水平的選定中就應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行相應(yīng)道路照明標(biāo)準(zhǔn)。新標(biāo)準(zhǔn)施行后,城市道路照明設(shè)計(jì)除選用其中部分標(biāo)準(zhǔn)外,應(yīng)注意到新舊標(biāo)準(zhǔn)間的差別:新標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)的是工作面上的平均照度與照度范圍。作為節(jié)能設(shè)計(jì)的重要技術(shù)參數(shù),應(yīng)嚴(yán)格貫徹執(zhí)行。
(二)主車道照明節(jié)能設(shè)置
桿柱式、高桿式和高欄式等市政道路照明設(shè)置的優(yōu)勢不一,在城市路燈節(jié)能尤其應(yīng)注意到這一點(diǎn),以求以最經(jīng)濟(jì)的能耗獲取最佳照明效果。其中目前主車道照明普遍采用的桿柱式設(shè)置就應(yīng)注意到以下幾點(diǎn):氣體放電燈桿高于10~15m范圍內(nèi)最經(jīng)濟(jì),同時(shí)安裝高度設(shè)計(jì)應(yīng)參考光源光通安裝燈具的最低高度值,如安裝高度10m以上,燈具的光源光通量(1m)就應(yīng)在25000以下;在保證合理照度和抑制眩光要求的基礎(chǔ)上,懸臂長度應(yīng)低于桿柱高度的1/4;將燈具安裝傾角(或稱懸臂傾斜角度)控制在5°以下,則能同時(shí)兼顧行車道與人行道照明利用率,在節(jié)能同時(shí),滿足正常的居民出行需要。
三、城市路燈照明節(jié)能減排的具體措施
(一)照明設(shè)備的節(jié)能
1. 光源的節(jié)能
道路照明系統(tǒng)應(yīng)積極推廣節(jié)能型的高壓鈉燈、LED燈,太陽能路燈等。高壓鈉燈的特點(diǎn)是壽命長、光效高、透霧性強(qiáng)。在一樣電功率下,高壓鈉燈光能量比金鹵燈高40%左右,可廣泛用于道路照明、小區(qū)照明、廣場照明等領(lǐng)域。LED 是近年來國內(nèi)外快速發(fā)展起來的新型光源,在同樣亮度下,LED 燈的耗電量僅為普通白熾燈的1/10,而其壽命卻可延長100 倍,特別符合綠色照明的理念和要求。太陽能路燈,就是利用太陽板.蓄電池等裝備,將光能轉(zhuǎn)換為電能,因此在陽光充足的地區(qū),積極推廣技術(shù)日漸成熟的LED路燈和太陽能路燈具有重要的節(jié)能意義。
2. 選用節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器
電子鎮(zhèn)流器的工作原理是將50Hz 工頻電源先整流為直流電,再經(jīng)高頻振蕩電路變?yōu)楦哳l交流電亮燈。電子鎮(zhèn)流器采用有源功率因數(shù)校正的方法,其功率因數(shù)可達(dá)0.99,降低了輸入電流,降低了供電線路的負(fù)荷與損耗。電子鎮(zhèn)流器與電感鎮(zhèn)流器相比,節(jié)電30%以上,對(duì)電網(wǎng)輸電損耗減少70%以上。由于電子鎮(zhèn)流器需要并聯(lián)電容產(chǎn)生高壓諧振點(diǎn)亮燈的特點(diǎn),如果諧波控制不當(dāng),會(huì)增強(qiáng)電極濺射、電磁波污染嚴(yán)重等缺點(diǎn),但因其高的節(jié)能性、大量節(jié)約有色金屬的優(yōu)點(diǎn),仍是路燈系統(tǒng)的首選。
(二)路燈供配電系統(tǒng)節(jié)能
1. 變壓器節(jié)能
保持變壓器的高效率工作,是減少變壓器損耗的基本手段。路燈供電系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷大小, 合理選擇變壓器容量和高效率的變壓器,對(duì)已運(yùn)行的變壓器要做到定期檢測、保養(yǎng),使其運(yùn)行過程中保持較高的效率。
2. 三相平衡
合理布置變電站的位置,保持負(fù)荷的三相平衡,減少線路損耗,也能起到節(jié)能效果。
3. 采用智能光源降壓-穩(wěn)壓-調(diào)光技術(shù)
在繁忙時(shí)段,控制路燈保持較高的照度,接近午夜時(shí)分,開始自動(dòng)調(diào)光、控制路燈保持較低的照度,采用光源降壓-穩(wěn)壓-調(diào)光技術(shù)在調(diào)光的同時(shí)大幅度降低了電耗,節(jié)約有功電耗達(dá)30%以上,采用此項(xiàng)技術(shù)還可延長路燈的使用壽命。
4. 無功補(bǔ)償
由于道路照明燈具絕大部分屬于感性負(fù)荷,運(yùn)行功率因數(shù)往往不到0.5,所以線路中存在較大的無功電耗。如果將現(xiàn)有的供電系統(tǒng)電容集中補(bǔ)償形式改造成單個(gè)燈具內(nèi)進(jìn)行功率因數(shù)補(bǔ)償,則可將功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.9 以上,則可降低線損70%以上。
5. 規(guī)范電工操作工藝
在路燈規(guī)劃和安裝的過程中,通過進(jìn)行合理的布局,盡量減少導(dǎo)線的接頭和余量、改善導(dǎo)線壓接工藝質(zhì)量、做好連接導(dǎo)線處的絕緣恢復(fù)等工作,來積極降低導(dǎo)線接觸電阻的影響,達(dá)到電能傳輸線路損耗降低的目的。
(三)路燈管理節(jié)能
1. 合理確定照明標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)道路類別、所在環(huán)境及在城市路網(wǎng)中的重要性等,確定所設(shè)計(jì)道路的合適照度值,不應(yīng)盲目追求高照度。我市作為一個(gè)中等偏小城市,道路的平均照度取值接近設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的低檔值,在同一城市內(nèi),也還要根據(jù)道路的需要合理的選擇照度值,實(shí)現(xiàn)電能的有效利用。
2. 半夜燈控制
現(xiàn)在我市的主干道路幅設(shè)計(jì)較寬, 較多的考慮使用了雙臂燈或單臂燈,而下半夜,車輛稀少,對(duì)照明質(zhì)量的要求可以適當(dāng)降低。此外,現(xiàn)在很多三塊板式的道路結(jié)構(gòu),在照明設(shè)計(jì)時(shí)通??紤]了快、慢車道及人行道的照明。而在后半夜,慢車道的非機(jī)動(dòng)車和行人很少,對(duì)照明的要求不高。對(duì)于這些情況,采用全、半夜燈的運(yùn)行模式,合理的關(guān)掉部分路燈照明,可取得較好的節(jié)能效果。
3. 合理的養(yǎng)護(hù)與管理制度
由于光源和照明燈具的污染,使光通量降低,這也是造成能源浪費(fèi)的原因。制定合理的養(yǎng)護(hù)管理制度,及時(shí)修復(fù)故障燈,定期更換壽命到期、光通量降低的光源,及時(shí)維護(hù)供電線路也是重要的。通過對(duì)照明燈具的經(jīng)常清洗,去除燈具表面的灰塵和污垢,只需花費(fèi)少量的資金,就能使路面的平均照度大為上升,也可取得不錯(cuò)的照明效果。
4. 使用先進(jìn)控制裝置,實(shí)現(xiàn)智能控制節(jié)能積極加裝“三遙”控制路燈系統(tǒng)
我市路燈管理處在2000年開始安裝路燈“三遙”控制系統(tǒng),到目前已經(jīng)安裝運(yùn)行“三遙”集點(diǎn)190個(gè)。確保照明功效的前提下,可以根據(jù)實(shí)際需要及天氣、節(jié)令變化控制路燈的隨時(shí)開啟和關(guān)閉,可以根據(jù)晝夜時(shí)長差異,靈活控制路燈的開啟。利用“三遙”控制系統(tǒng),將路燈在后半夜利用率較低的時(shí)候?qū)⒍^燈或多頭燈自動(dòng)熄滅變成單頭燈,也可以把雙排燈自動(dòng)熄滅變成單排燈,使路燈由原來的“全夜燈”變成“半夜燈”,但是由于沒有全覆蓋,還有很多道路路燈沒有分開控制,下一步要加大“三遙”集點(diǎn)安裝力度,早日實(shí)現(xiàn)全智能控制,從而避免了電能的嚴(yán)重浪費(fèi)。
【關(guān)鍵詞】嵌入式web;Nut/OS;B/S架構(gòu);路燈管理
1.引言
目前城市路燈遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)流行C/S架構(gòu)和B/S架構(gòu)模式。C/S架構(gòu)可靠,造價(jià)高,系統(tǒng)不方便維護(hù)。而B/S架構(gòu)不需要監(jiān)控計(jì)算機(jī)安裝有特定的服務(wù)器軟件和客戶端軟件,不需要專機(jī)專用,而且配置監(jiān)控計(jì)算機(jī)位置不需要固定,只需要能與監(jiān)控的路燈遠(yuǎn)端的web服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)相通,即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。因此B/S架構(gòu)越來越流行。
然而,當(dāng)前的B/S架構(gòu),往往都是監(jiān)控區(qū)域里,一個(gè)路燈控制節(jié)點(diǎn)作為一個(gè)嵌入式web服務(wù)器處理,控制節(jié)點(diǎn)硬件不僅需要運(yùn)行基本的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議TCP/IP,還要在此基礎(chǔ)上運(yùn)行web服務(wù),以便遠(yuǎn)程監(jiān)控PC機(jī)訪問嵌入式網(wǎng)頁進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)控。這樣的設(shè)計(jì)架構(gòu)方便每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的編程和控制,但是推高了系統(tǒng)的硬件成本,同時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的軟件架構(gòu)復(fù)雜。
本文在現(xiàn)有架構(gòu)基礎(chǔ)上,將路燈控制節(jié)點(diǎn)的控制功能和嵌入式web服務(wù)功能進(jìn)行分離,控制節(jié)點(diǎn)主要運(yùn)行基本的TCP/IP通信協(xié)議和路燈控制和信號(hào)采樣,從而實(shí)現(xiàn)簡化控制節(jié)點(diǎn)的電路。嵌入式web服務(wù)器主要運(yùn)行web服務(wù)功能,對(duì)遠(yuǎn)端的PC機(jī)提供相應(yīng)的web服務(wù)。嵌入式web服務(wù)器的路燈管理和控制室數(shù)據(jù),是通過UDP協(xié)議與控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,通過UDP對(duì)控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制操作。該方案降低了硬件資源需求,從設(shè)計(jì)可靠上,采用內(nèi)核小巧的Nut/OS作為操作系統(tǒng)。
2.Nut/OS介紹
Nut/OS是一款開源的優(yōu)秀的嵌入式系統(tǒng),適合在硬件資源不是很充裕的控制系統(tǒng)里應(yīng)用。Nut/OS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)包括Nut/OS實(shí)時(shí)內(nèi)核和Nut/Net協(xié)議棧,除了非常少量與硬件相關(guān)的源代碼使用匯編語言編寫外,剩下的都是使用C語言編寫的,具有很高的可移植性。Nut/OS實(shí)時(shí)內(nèi)核是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的組件,可以單獨(dú)分拆出來當(dāng)作一個(gè)小型實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)使用,也可以很容易地移植到其他MCU上。
Nut/OS提供了I/O管理功能,不僅包含了大多數(shù)應(yīng)用所需的I/O接口API函數(shù),如文件管理系統(tǒng)、串行通信驅(qū)動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)、聲卡和顯示驅(qū)動(dòng)等。更重要的是它和免費(fèi)的TCP/IP協(xié)議棧,NUT/NET無縫集成,NUT/NET除了支持ARP、IP、ICMP、UDP和TCP等協(xié)議外,還支持DHCP、PPP、DNS和HTTP用戶協(xié)議,是8位MCU中支持協(xié)議最多的免費(fèi)TCP/IP協(xié)議棧。
3.遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)
當(dāng)前,很多的B/S路燈控制系統(tǒng)架構(gòu)如圖1(a)中所示,即控制節(jié)點(diǎn)是通過嵌入式web實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈的監(jiān)控,然后通過交換機(jī)連接到監(jiān)控中心。該架構(gòu)增加了控制節(jié)點(diǎn)的硬件成本。本文的架構(gòu)體系在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行改進(jìn),如圖1(b)所示。
改進(jìn)的架構(gòu)體系中如圖1(b)所示,將嵌入式web服務(wù)器從原來的各個(gè)控制節(jié)點(diǎn)抽出來單獨(dú)作為一個(gè)模塊,與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)機(jī)進(jìn)行交互。
在硬件設(shè)計(jì)上,嵌入式web服務(wù)器資源相對(duì)充裕些,它一方面與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心進(jìn)行web服務(wù)交互,一方面它與路燈控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行UDP通信,對(duì)路燈控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)的操作和控制。由于控制節(jié)點(diǎn)只要運(yùn)行基本的TCP/IP通信協(xié)議,不需要運(yùn)行web服務(wù)功能,大大降低的控制節(jié)點(diǎn)對(duì)硬件的要求,可以用低成本的芯片組來實(shí)現(xiàn)。
同時(shí),由于路燈的采樣和控制的內(nèi)容不多,采用低速的網(wǎng)絡(luò)的芯片組足以滿足系統(tǒng)性能的要求,而且可靠,降低了系統(tǒng)的軟件、硬件復(fù)雜度。
4.遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的硬件模塊設(shè)計(jì)
4.1 嵌入式web服務(wù)器設(shè)計(jì)
嵌入式web服務(wù)器的硬件設(shè)計(jì)CPU采用LM3S8962,該芯片是德州儀器(TI)公司提供基于ARM CortexTM-M3的控制器,它們?yōu)閷?duì)成本尤其敏感的嵌入式微控制器應(yīng)用方案帶來了高性能的32位運(yùn)算能力。芯片內(nèi)部集成了256kB的單周期flash,64kB單周期訪問的SRAM,芯片的內(nèi)存和flash足夠運(yùn)行Nut/OS系統(tǒng)。而芯片的價(jià)格和中端的8/16位芯片差不多。內(nèi)部集成的資源也很豐富,包括10M/100M以太網(wǎng)控制器等。
由于該芯片已經(jīng)集成了以太網(wǎng)控制器MAC層和物流層PHY,所以不需要外接其他以太網(wǎng)控制器比如CS9000、RTL8019等。只需要芯片引腳TXOP/TXON、RXIP/RXIN引腳外接網(wǎng)絡(luò)變壓器然后通過RJ45網(wǎng)口即可實(shí)現(xiàn)對(duì)外的網(wǎng)絡(luò)連接。
4.2 控制節(jié)點(diǎn)電路設(shè)計(jì)
控制節(jié)點(diǎn)由于不需要運(yùn)行web服務(wù)功能,所以只需要能運(yùn)行基本UDP通信功能即可。因此采用mega16芯片作為控制幾點(diǎn)的CPU,通過外接ENC28J60實(shí)現(xiàn)與web服務(wù)器的通信。ENC28J60與CPU通信接口SPI,而Mega16自身就集成了SPI接口,從而大大簡化控制節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)接口的設(shè)計(jì)。
5.遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的軟件模塊設(shè)計(jì)
嵌入式web服務(wù)器,其主要功能是對(duì)遠(yuǎn)端監(jiān)控PC提供web服務(wù)功能,對(duì)控制節(jié)點(diǎn),要進(jìn)行相應(yīng)的控制。所以嵌入式web服務(wù)器運(yùn)行了相應(yīng)的遠(yuǎn)程管理網(wǎng)頁,遠(yuǎn)端通過訪問頁面實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的管理。應(yīng)用層運(yùn)行兩個(gè)服務(wù)任務(wù),一個(gè)任務(wù)是web服務(wù),對(duì)外提供網(wǎng)頁輸出和獲取相應(yīng)的web輸入內(nèi)容,并根據(jù)http協(xié)議獲取相應(yīng)的輸入后,執(zhí)行相應(yīng)的操作。當(dāng)遠(yuǎn)端請(qǐng)求操作控制節(jié)點(diǎn)時(shí),web服務(wù)通過CGI執(zhí)行與節(jié)點(diǎn)UDP通信程序,對(duì)控制節(jié)點(diǎn)發(fā)送相關(guān)的消息實(shí)現(xiàn)對(duì)控制節(jié)點(diǎn)相關(guān)的硬件控制,比如路燈的打開和關(guān)閉,路燈狀態(tài)的檢測等等。
控制節(jié)點(diǎn)主要執(zhí)行web服務(wù)器發(fā)送來的命令,并根據(jù)相應(yīng)的命令執(zhí)行后,把結(jié)果返回給web服務(wù)器。由于控制節(jié)點(diǎn)只運(yùn)行基本的UDP通信,而且通信數(shù)據(jù)量不大,所以對(duì)Nut/OS進(jìn)行裁剪,只保留基本的任務(wù)管理和TCP/IP協(xié)議棧,在這基礎(chǔ)上,增加一個(gè)UDP應(yīng)用任務(wù)。該任務(wù)接收來自web服務(wù)器的命令,并將相關(guān)的命令翻譯成相關(guān)的動(dòng)作并執(zhí)行。主要執(zhí)行的web服務(wù)器發(fā)來的開燈、關(guān)燈、電流/電壓采樣。并將執(zhí)行的結(jié)果通過UDP方式傳給web服務(wù)器。
整個(gè)路燈遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)軟件模塊架構(gòu)如圖2所示。
遠(yuǎn)端計(jì)算機(jī)(或PC機(jī))通過http協(xié)議訪問嵌入式web服務(wù)器,執(zhí)行相應(yīng)的web操作后,web服務(wù)器將操作轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的命令,并通過調(diào)用CGI接口來啟動(dòng)UDP服務(wù)器程序,UDP服務(wù)器程序?qū)⑾嚓P(guān)的操作命令通過UDP的方式發(fā)送給控制節(jié)點(diǎn)??刂乒?jié)點(diǎn)的UDP應(yīng)用程序接收到相關(guān)的UDP報(bào)文后,將其翻譯為具體的操作命令,操作命令通過調(diào)用相應(yīng)的I/O控制函數(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈的開、關(guān)控制以及相關(guān)的環(huán)境數(shù)據(jù)的采集,并將執(zhí)行的結(jié)果通過UDP方式發(fā)回web服務(wù)器。Web服務(wù)器收到相關(guān)的反饋結(jié)果后,對(duì)web頁面的相關(guān)控制條目進(jìn)行響應(yīng)和修改,然后把修改的結(jié)果傳回給遠(yuǎn)端的監(jiān)控PC機(jī)。
6.結(jié)束語
本文介紹了基于Nut/OS的遠(yuǎn)程路燈控制系統(tǒng)B/S軟件架構(gòu)和硬件實(shí)現(xiàn)方法,該方案在原有的B/S控制系統(tǒng)架構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn),將嵌入式web服務(wù)器和控制節(jié)點(diǎn)控制電路分離,簡化了系統(tǒng)架構(gòu),尤其是簡化了控制節(jié)點(diǎn)終端的軟件體系,同時(shí)降低了設(shè)備的硬件成本。
當(dāng)然,該方案降低了硬件性能和實(shí)現(xiàn)成本,但增加了一定的軟件設(shè)計(jì)難度,主要的難點(diǎn)在Nut/OS的裁剪后運(yùn)行于控制節(jié)點(diǎn)的處理上??傮w上,該方案同時(shí)降低了整個(gè)系統(tǒng)的軟件復(fù)雜度和硬件復(fù)雜度,仍然利大于弊。
參考文獻(xiàn)
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(鄭州市城市照明燈飾管理處,河南 鄭州 450045)
【摘 要】隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展,人們的生活水平也取得了較大的提高,人們對(duì)于城市的需求越來越大,這對(duì)我國城市建設(shè)提出了較高的要求。路燈在城市中應(yīng)用非常普遍,做好路燈的節(jié)能控制系統(tǒng)對(duì)于有效發(fā)揮路燈的作用有著重要的意義,對(duì)智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)的研究方案、軟件設(shè)計(jì)及其傳統(tǒng)路燈控制方法進(jìn)行了論述和比較分析,為智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)研究提出幾點(diǎn)思路。
關(guān)鍵詞 智能路燈設(shè)計(jì);節(jié)能控制系統(tǒng);軟硬件設(shè)施
0 前言
城市建設(shè)對(duì)于一個(gè)國家的整體風(fēng)貌和經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展有著重要的意義,高度發(fā)達(dá)的城市建設(shè)直接反映了一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r的好壞,可以毫不夸張的說,城市建設(shè)也是我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。提及城市建設(shè),我們不可避免的要提高城市中的路燈,路燈是城市的重要標(biāo)志之一,在城市建設(shè)過程中起著錦上添花的作用,為城市建設(shè)增添了一份光彩,做好對(duì)于路燈的控制和管理工作就顯得非常重要。近年來,隨著我國城市建設(shè)水平的不斷提高和快速發(fā)展,作為城市的主要標(biāo)志之一的路燈系統(tǒng)開發(fā)研究開始成為我們比較關(guān)注的問題之一,傳統(tǒng)的節(jié)能方法存在著一定的缺陷,不利于我們對(duì)路燈進(jìn)行有效的控制和管理,因此,在傳統(tǒng)路燈控制的基礎(chǔ)上進(jìn)行深入的研究,進(jìn)一步做好智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)研究的工作就顯得非常有必要。
1 智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)的基本構(gòu)思
1.1 智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)的方案探析
前面我們已經(jīng)指出智能節(jié)能路燈是城市建設(shè)過程中不可或缺的一個(gè)重要環(huán)節(jié),因此做好城市智能路燈節(jié)能系統(tǒng)的有效控制和建設(shè)對(duì)于城市的整體規(guī)劃和建路燈節(jié)能系統(tǒng)的基本構(gòu)思及其具有的優(yōu)勢入手,然后在此基礎(chǔ)上將現(xiàn)階段智能路燈節(jié)能系統(tǒng)的建設(shè)與傳統(tǒng)的節(jié)能路燈系統(tǒng)做一對(duì)比,通過對(duì)兩者的對(duì)比順利實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)的方法對(duì)新的智能路燈節(jié)能系統(tǒng)的方法的有效過渡,并進(jìn)設(shè)有著至關(guān)重要的作用。我們將對(duì)這一問題進(jìn)行由淺入深的分析方法,先從智能一步對(duì)現(xiàn)階段智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)所必需的硬件和軟件設(shè)備做一個(gè)全面的論述和分析。智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)主要是通過利用微電腦來實(shí)現(xiàn)對(duì)于系統(tǒng)的有效控制,并及時(shí)的將實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中的輸出和輸入電壓的信號(hào)反饋給微電腦,微電腦采集并將其與最佳照明電壓進(jìn)行對(duì)比分析,進(jìn)過反復(fù)的計(jì)算和配比最終確定出最佳的照明系統(tǒng)所必需的工作電壓,從而達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的。
1.2 智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)的優(yōu)勢分析
相對(duì)于傳統(tǒng)的智能路燈控制系統(tǒng)而言,現(xiàn)階段智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)存在著明顯的優(yōu)勢和長處,主要體現(xiàn)在節(jié)約電能和高效率、高質(zhì)量的操作方面,我們可以從三個(gè)方面說明智能路燈技能控制系統(tǒng)的優(yōu)勢所在。具體而言,智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)能夠在很大程度上節(jié)約照明所需要的電力資源,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電力質(zhì)量的最優(yōu)化配置,智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)能夠根據(jù)用戶對(duì)于電能的實(shí)際需求,及時(shí)的進(jìn)行在線智能調(diào)控,將輸出電壓控制在最佳照明的范圍之內(nèi),這就避免了電能因不合理運(yùn)用而浪費(fèi)的問題,同時(shí)也滿足了人們對(duì)于路燈及時(shí)的需求性。同時(shí),調(diào)控裝置還具有自動(dòng)分段設(shè)置電壓區(qū)間的功能,這樣,就能將滿足用戶需求的作用發(fā)揮到最大,在最大程度上實(shí)現(xiàn)照明的最優(yōu)化和節(jié)電率的最節(jié)省化。除此之外,智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)還具有降低光源對(duì)于路燈的損害,延長路燈使用年限的作用。
2 傳統(tǒng)的路燈節(jié)能控制系統(tǒng)研究概述
傳統(tǒng)的路燈節(jié)能控制主要有兩種方法,分別為通過輔助節(jié)能設(shè)備的應(yīng)用和調(diào)節(jié)和改變對(duì)于路燈的控制方式來實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。而通過輔助設(shè)備實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的的方法又能夠細(xì)分為推廣節(jié)能型光源和自耦降壓式調(diào)控裝置兩種具體的途徑,這兩種途徑都在一定程度上存在缺陷,通過引入節(jié)能型光源來實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的的方法存在的缺陷是節(jié)能光源沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)也沒有相應(yīng)的法律法規(guī)進(jìn)行約束和支持,很難達(dá)到預(yù)期的效果,而且,光源的利用率較低,實(shí)際的節(jié)能效果并沒有預(yù)期的那么理想。而自耦降壓式調(diào)控裝置的引入存在的缺陷主要是電壓不穩(wěn)容易對(duì)光源造成損害,影響光源的使用期限,同時(shí)還存在著極大的安全隱患??刂乒?jié)能方式的途徑主要有兩種,分別為時(shí)控節(jié)能方式和光控節(jié)能方式,它們的基本原理大致相同,只是參照標(biāo)準(zhǔn)存在著一定的差異。同樣的,采用控制方式實(shí)現(xiàn)節(jié)能的途徑也存在著一定的缺陷,主要表現(xiàn)為實(shí)效性較差、容易發(fā)生故障、對(duì)電能的浪費(fèi)過于嚴(yán)重,也很難實(shí)現(xiàn)預(yù)期的節(jié)能目的。
3 智能路燈技能控制系統(tǒng)方案方案設(shè)計(jì)及相應(yīng)要求
3.1 智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)探析
對(duì)智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)的基本思路和特點(diǎn)有了基本的了解和認(rèn)識(shí)的同時(shí),我們對(duì)于傳統(tǒng)的路燈節(jié)能控制方法也做了一個(gè)初步的分析,接下來我們具體討論智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的基本思路。智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)主要包括雷達(dá)測速儀的型號(hào)選擇、紅外測距電路的測距設(shè)計(jì)、依據(jù)光照傳感器進(jìn)行光信號(hào)的采集與檢測技術(shù)以及LED路燈調(diào)光電路的設(shè)計(jì),這四大硬件設(shè)計(jì)同時(shí)又包括很多細(xì)節(jié)和注意事項(xiàng),我們分別對(duì)其做一個(gè)概括的論述。其中,雷達(dá)測速儀硬件設(shè)計(jì)主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)雷達(dá)測速儀的準(zhǔn)確選擇,雷達(dá)測速儀種類繁多,不同類型的雷達(dá)測速儀在性能上和操作中存在著較大的差異,作用效果也完全不一樣,我們應(yīng)該結(jié)合路燈所處的環(huán)境和雷達(dá)測速儀的相應(yīng)的特征,在考慮成本和效率的前提下,選擇合適的雷達(dá)測速儀;紅外測距電路的測距設(shè)計(jì)要求我們必須對(duì)紅外測距電路的原理有一個(gè)清楚的認(rèn)識(shí),并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行紅外測距電路的合理的設(shè)計(jì);另外,光信號(hào)的采集及其LED路燈調(diào)光電路的設(shè)計(jì)也有很多具體的要求,讀者可自行查閱相關(guān)詳細(xì)資料,在此不再贅述,總之,智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)對(duì)于硬件設(shè)計(jì)有著較高的要求,我們必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)和處理。
3.2 智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)概述
在智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)達(dá)標(biāo)的前提下,我們還需針對(duì)硬件進(jìn)行專門的軟件設(shè)計(jì)和開發(fā),以充分發(fā)揮硬件的功能和效用,實(shí)現(xiàn)軟件、硬件的有機(jī)結(jié)合。為了保證硬件系統(tǒng)能夠正常有序的運(yùn)行,我們需要從兩方面進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)和系統(tǒng)開發(fā),分別為:模糊控制算法系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)和無線通信ZigBee網(wǎng)絡(luò)的軟件開發(fā)兩大部分。相對(duì)于硬件設(shè)計(jì)而言,軟件開發(fā)對(duì)于智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)的影響更為顯著,當(dāng)然,軟件設(shè)計(jì)的難度也較硬件設(shè)計(jì)的難度要大很多,這就要求我們在軟件設(shè)計(jì)方面投入更多的研究和人力,以保證軟件開發(fā)的效果和質(zhì)量。我們在此對(duì)系統(tǒng)的主程序設(shè)計(jì)做一詳細(xì)的分析,由于與傳統(tǒng)的路燈相比,LED光源有著易于控制性、快速反應(yīng)性、可以調(diào)光性等特性,因此,在進(jìn)行系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)過程當(dāng)中,我們要充分利用LED光源的這些特性,在特定的條件下,對(duì)其進(jìn)行科學(xué)、合理的編程操作,使其能夠發(fā)揮出內(nèi)在優(yōu)勢,在保證道路照明的同時(shí)達(dá)到節(jié)能的效果。我們在具體的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,可以按照一定的時(shí)間段對(duì)其進(jìn)行科學(xué)、合理的分段設(shè)置,在相應(yīng)的時(shí)間段里設(shè)置相應(yīng)的調(diào)整參數(shù)初始值和調(diào)整范圍,以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)過程的簡潔化、準(zhǔn)確化、高效化。
4 結(jié)束語
路燈是城市建設(shè)過程當(dāng)中不可忽略的一個(gè)重要環(huán)節(jié),路燈的管理和控制水平的高低直接影響到城市建設(shè)的整體效果,因此,在實(shí)際的城市建設(shè)過程當(dāng)中,我們應(yīng)該注重對(duì)于路燈管理控制系統(tǒng)的研究,做好路燈的管理和控制工作,通過上面的分析,我們對(duì)城市智能路燈系統(tǒng)所必須的硬件和軟件設(shè)備有了一個(gè)全面深入的了解和認(rèn)識(shí),我們應(yīng)該在此基礎(chǔ)上,通過更多專業(yè)的學(xué)習(xí)和參考,逐步完善對(duì)于城市智能路燈系統(tǒng)控制的研究體系。
參考文獻(xiàn)
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