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摘要:着社会的不断进步与发展,智慧城市建设已在多个城市掀起了建设热潮。而智慧路灯作为智慧城市建设中的关键一环,其影响着整个智慧城市的建设水平。普通的路灯一般只具备照明的功能,而智慧路灯在具备照明功能的基础上,还能实现对信息的采集和存储,这样就给整个城市的发展建设提供了重要的数据信息,提高了整个城市的服务能力。
关键词:智慧路灯;城市道路照明;应用
引言
随着科技的发展进步,路灯不再是仅仅实现简单照明,根据天气和车流量实时调节开灯时间和亮度;作为信息媒介和载体,一根根路灯杆摇身一变,成为集万千功能于一身的科技巨人,环境监测、智能WIFI、监控视频、噪声巡测、灾害预警、车辆管理等等高大上又充满未来感的功能都将借助它们走进人们的生活,为人们带来帮助和便利。事实上,伴随着智慧城市发展,智慧照明正逐步照亮城市生活的每一个角落,变城市管理为城市服务、城市治理变成了城市运营、碎片化的多部门管理成为了一体化集约管理。当然,智慧照明目前的发展还只是刚刚起步,现阶段还存在大量的不足与缺点,属于发展的萌芽期,但智慧城市发展的大潮势不可挡,在勇立潮头随势发展的同时,也要坚定破解难题、解决发展之制约的决心。
1智慧路灯系统及功能分析
就针对当前城市照明监控体系和管理方式而言,所采用的管理方式还较为简单,服务质量和节能水平还偏低,无法实现对电力资源的有效节约,进而也就无法满足当前智慧化城市的发展需求。而智慧照明作为智慧城市的重要组成部分,其主要就是通过运用传感器、电力线载波以及相关无线GPRS/CDMA通信技术等来有效的将城市中的各个路灯连接起来,形成一个物联网,这样就能对路灯进行远程操作,确保实现集中化管理。此外,路灯的亮度还可根据车流量、时间以及天气情况自动调节,还具备一定的报警功能,以此不仅可以实现对电能的有效节约,而且还能避免出现电缆被盗的现象。随着科技的不断创新,智慧路灯也进入了新的发展时代,其业逐渐能完成对海量信息的处理和分析工作,以此就能为城市智能化决策的提出提供可靠的数据支持和理论依据。
2智慧照明及亮化工程控制系统的组成
2.1信息平台
信息平台由统一认证系统、授权系统、服务注册系统、集成管理系统、任务管理系统、任务调度系统、安全网关系统、命令分析与发送系统、数据库系统、二维空间信息管理系统、三维空间信息系统等子系统组成。统一认证系统、授权系统由用户管理模块、配置管理模块、角色管理模块、权限管理模块、资源划分模块等模块组成。命令分析与发送系统负责处理、分析照明监控系统采集来的信息,并将管理者的控制命令细化、分解,向各个照明灯控制装置进行传达。数据库系统负责采集、存储城市空间信息数据,以及智慧照明及亮化工程系统运转的全部数据。信息平台详细采集城市二维空间与三维空间信息数据、照明灯专业数据、照明灯动态监测数据,并对这些数据进行存储、分析、运算、交互,向管理者提供智慧照明及亮化工程的二维GIS平面地图与三维GIS立体地图、照明灯信息查询服务、照明灯数据分析服务,以便管理者对智慧照明及亮化工程进行科学、合理的控制。
2.2监控系统
设备监控系统通过物联网技术,结合城市二维空间信息与三维空间信息、照明灯基础信息,采用传感器、电气自动化技术、远程控制技术,对智慧照明及亮化工程的每一盏照明灯的电流、电压、光度、照明时间等参数进行实时监测,并对输电线路、电气设备的有功功率、无功功率、频率、功率因数、电流、电压、温度等参数进行实时监测。监控系统必须具备自动报警功能,一旦发现照明灯系统中出现故障,立即锁定故障点,并自动将故障信息上报信息平台,从而确保整个智慧照明及亮化工程的整体照明不受影响。
2.3安全监控系统
安全监控系统与视频监控镜头连接,并与设备监控系统共享各盏照明灯上的传感器。通过安全监控系统对各盏照明灯进行视频监控与数据监控,发现有企图盗窃线缆、照明灯,便迅速报警采集措施予以制止,保护智慧照明及亮化工程的安全性;发现照明灯、线缆附近出现积水,便迅速调动维护人员进行排水作业。
安全监控系统还必须具备漏电保护系统,对漏电进行自动化安全保护。
2.4据分析系统
数据分析系统通过大数据技术、云计算技术、人工智能技术,对设备监控系统采集来的数据进行高速扫描、分析、处理,管理者通过数据分析系统了解、掌握智慧照明及亮化工程的照明规律。
2.5照明策略管理系统
照明策略管理系统具有自我学习功能、高速寻找最优方案功能、联想存储功能等多种功能。照明策略管理系统根据智慧照明及亮化工程所在城市的日照时间、城市规模、城市夜间出行市民数量、城市居民夜生活模式、城市商贸服务业夜间营业时间,制定出最佳照明方案,分时段、分区域、分亮度点灯。
3智慧路灯与传统路灯对比分析
3.1能耗方面
如果运用传统的照明方式,所消耗的电量大概为50056亿KWH,而通过运用智慧路灯进行照明,每年就可节约电量超过1000亿KWH,实现了电力资源的有效节约。因此,在城市发展建设中实施智能路灯改造刻不容缓,对于有效的节约城市的建设成本还具有至关重要的作用。
3.2经济效益方面
通过与250W高压钠灯对比可知:当运用城市智能道路照明系统后,倘若每天从晚上6点至8点,10点至12点,单盏灯亮12h,功率就能下降70%,而在凌晨12点至6点,功率则能下降至30%,这样每年每盏灯所能节约的费用就可达800元,以此就能大大节约电能费用。
3.3控制技术方面
GPRS+ZigBee和GPRS+电力线载波通信是城市智慧路灯控制领域所采用的两种主要技术。其中,GPRS技术一般适用于远距离传输,而ZigBee和电力线载波技术则主要适用于短距离组网的运用。因此,在具体运用时,就可将两种技术结合起来,确保充分的发挥出两种技术的应用优势,以此就能有效的完成数据采集、数据存储和数据传输等功能。
4智慧照明的发展的措施
4.1完善数据库
依托现有的城市照明设施管理系统,完善数据收集与整理,统一规范格式,定期更新数据,实现路灯设施数据库的有效建设。对市区的灯杆、灯具、专用变压器、控制柜、光控、时控、电缆、电缆走向、控制回路、检查井等路灯基础设施及相关信息进行全面细致的采集和数据整理,形成准确完整、方便实用的城市照明设施数据库。融合单灯控制系统与城市照明设施数据库,形成城市照明管理的信息载体和数据基础,构建城市照明设施数据管理体系和服务体系,为智慧照明的构筑打下坚实的基础。
4.2智慧照明多功能化
除了照明功能,还应容纳无线接入、环境监测、数据搜集、商业广告、交通指示、节日庆祝等其他诸多功能,能够附加更多的商业模式,让单一的照明发展成为信息网络运营平台。因此可以创新智慧照明建设模式,引入PPP(公私合作模式)及EMC(合同能源管理)等资本运营方式,打破行政垄断式管理,引入金融监控手段,实现政府与企业高度融合,造福城市发展。
结语
不断的将智慧路灯运用城市道路照明中,对于有效的提高城市的管理能力和服务水平,给人们的生活提供便利以及促进城市的智慧化和智能化发展都具有至关重要的作用。因此,我们应首先对智慧路灯系统及功能进行有效分析,进而从能耗方面、经济效益方面以及控制技术方面三个方面对智慧路灯与传统路灯做对比,确保能够高效的将智慧路灯运用到城市道路照明中,提高照明质量,节约能源资源,以此来有效的促进我国城市的可持续发展。
参考文献:
[1]周蓓蓓.LED路灯在城市道路照明中的应用研究[J].建材与装饰,2019(01):98-99.