中国市政工程中南设计研究总院有限公司 湖北省武汉市 430010
摘要：随着我国城乡人民生活水平不断提高，照明用电量也在逐年增涨，据统计，2010 年照明用电已经占到我国全社会用电量的 13%，而作为城市重要基础设施的道路照明占据很大比重[1]。本文围绕道路照明节能这一主题，从低压配电系统的选择、光源的选择、控制系统的选择、设计的合理性等角度探讨节能设计。
关键词：城市道路；照明设计
引言
1城市道路照明智能控制装置
1.1装置结构
装置主要由上位机操作平台和若干现场控制器组成。上位机操作平台由计算机、USB 转 TTL转换接口、433M 无线主机、外置通信天线、12 V 电源和声光报警器等组成。运行程序采用VisualBasic语言编写。操作界面显示区包括现场控制器位号及其控制的8 个回路运行状态、电源箱工作温度及运行状态、现场控制器通信状态、当前时间等。运行模式选择区包括自动运行和手动运行。按键选择区包括时间校正、现场控制器位号查询，以及打开、关闭选择等。现场控制器主要由电源、COMS 8 位微处理器、时钟模块、检测输入模块、输出模块等组成。选用的主要元器件型号如下: LM7805 稳压电源、AT89S52 单片机、SD2405 精密时钟、ULN2803 继电器驱动器、12 V 继电器模组、DS18B20 温度传感器、GD －DG311 烟雾传感器、MAX232CPE 串口通信驱动器和433M 无线通信模组[2]。
1.2工作原理
( 1) 通过上位机操作平台将太原地区全年日出日落时刻表储存到现场控制器单片机中。以时钟芯片为控制基准，按一般、节日等控制方案及每日不同的天黑天亮时间逐日自动设置开闭时间。为避免景观照明同时启动产生的大电流对电源箱总断路器造成冲击，各回路开闭时间应相差1 ～3 s。现场控制器完成上述设置，即可实现全自动控制。( 2) 通过上位机操作界面的查询键，可查看各个现场控制器及所在电源箱的运行情况。( 3) 利用照明灯交流接触器辅助常开触点的开闭状态，反馈所控制回路的工作情况。正常工作时，交流接触器 KM 吸合，其常开触点 ( 11 － 13) 闭合，单片机侦测到低电阻信号，发送运行正常代码到上位机，上位机该回路运行状态显示为绿色，现场控制器输出控制回路指示灯亮。若该回路接触器出现抖动情况，则单片机侦测到高低电阻短时间内频繁交替出现，触发程序直接切断此回路输出继电器模组闭合信号，故障回路退出运行; 同时，上位机操作平台该回路报警，显示为红色并闪烁，发出“滴滴”报警声。( 4) 在电源箱内安装温度传感器，上位机操作平台随时监测电源箱的运行温度并显示，当超过40 ℃时声光报警。( 5) 对照明照明灯及其电源箱进行现场检修时，需将选择开关 SA 拨至手动位置，解除现场控制器的控制功能，以保证人员安全。照明灯的开闭通过 SB1、SB2 手动控制[3]。
2设计的合理性
合理选择照明标准值，要根据不同道路标准确定照明标准值，不要一味提高亮度。以往的设计中道路照明供电半径一般 500～750 米，随着高效能灯具的不断更新换代，要根据实际的回路容量和压降要求（-10%～+5%）合理确定供电半径，道路等级及宽度一致的条件下单一直线路道路照明肯定比加强照明较多且路口较多的路段供电半径要长，切勿只是仅仅拿以往的经验开展设计。传统设计一般只在供电电源处做集中补偿，仅仅满足当地电业的功率因数要求，但是加大了电源处至路灯间的配电线路损耗，单灯电容补偿却能减少这段损耗，节能降容效果不容小觑。传统设计中都是以供电半径为中心设置箱式变压器，然后馈出一路至照明配电箱，每个照明配电箱馈出四个回路分别向两端道路照明配电。现在城市都是片区发展，大面积路网建设，要根据路网情况合理设计箱式变压器的位置进行区域路网配电。如某城市未来科技城路网的箱变及供电范围设计，充分考虑路网建设，合理布置箱变位置，不仅减少箱式变压器和外电源电缆数量，而且还能避免反送电，重复敷设电缆，减少有色金属消耗量和初始投资且节约能源，促进智能电网的发展[4]。
3智能照明系统的控制方式选择
3.1直接数字控制系统
直接数字控制在工程项目建设和使用中又简称为 DDC 系统，第一步设置最初原始值，利用计算机强大的数据处理能力，将设置的原始值与被控对象传回数据进行对比，通过算法对被控对象进行直接有效的控制。在 DDC 系统中，被控对象的过程参数通过检测电力装置实时采样，并对采集数据进行全面的比较和分析，形成所需的控制信息，然后完成多个系统控制。DDC 系统采用计算机的数据处理能力完成闭环控制，可完全替代传统的模拟调节器，实现采集数据的比例积分微分控制（PID），并通过程序化控制可实现各种复杂场景[2]。该系统具有实时控制、分时控制、灵活性和多功能的特点，应用非常广泛。
3.2计算机监督控制系统
计算机监控系统也可称为 SCC 系统。它主要使用计算机预设信息和参数，并根据一定的数学模型或算法自动调整给定值，使整个设备功能始终处于控制系统的最佳状态。计算机监控系统可根据控制需求实时对给定值进行改变，达到设定值控制的目的。SCC 计算机直接收集和优化 DDC 计算机控制，从而构成只传输设定值的两级，并且上下级之间没有通信。如果计算机出现故障，可以直接控制模拟仪器。然而，SCC系统昂贵且低效。
3.3总线式控制系统
现场总线控制系统也可称为 FCS 系统。它是一个完全分散的系统，基于 MCU 和数字仪器，具有控制和通信功能[3]。散布在场景周围的节点通过总线连接以形成现场总线控制系统。此外，设备的互操作性可以通过功能模块和参数来实现。随着我国的快速发展，现场总线控制系统的优势越来越明显。在不久的将来，它将取代分布式控制系统，成为系统的主流。正是根据上述优点，选择了现场总线控制。
4系统特点
①回路控制和控制箱门开报警、水浸报警；②回路电流、电压、功率因数、电量检测等；③单灯开关和调光；④单灯电流、电压、功率因素、电量和温度检测等；⑤根据天气情况和实际的光照度，实现灯具的自动开、关和调光；⑥灵活的亮灯组合管理、精确控制每一盏灯；⑦现场管理功能；⑧预设管理功能；⑨每天可进行自动通、断电操作;可保证工作日、节假日按不同的时间自动通、断电;可对用电设备进行分区、分线路管理或单独管理；⑩集成无线抄表功能，为能耗管理打下基础；监控灯具的开、关和亮度，从而显著延长灯具的有效寿命，减少灯具更换次数，节约资源，减少有害气体污染环境。
结束语
随着全球变暖问题的不断升级，节能减排低碳环保的绿色发展成为当今社会发展主题，建设资源节约型环境友好型社会更是我国可持续发展的宗旨和目标，道路照明的优化设计是当今城市健康发展的必然要求，因此照明设计要选择合理的低压配电系统、光源和控制系统，同时照明设计师要与时俱进，在设计过程中要结合实际情况因地制宜，运用新技术新产品做出精品工程，为城市建设填石铺路，共建智慧交通、智慧城市的康庄大道[5]。
参考文献：
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[2]伍林芳,王明锁,薛万红.景观照明智能控制装置的研发与应用[J].电世界,2021,62(04):39-41.
[3]朱轶聪.消防应急照明及疏散指示设计与选型中若干要点浅析[J].现代建筑电气,2021,12(03):10-14.
[4]张晨曦.民用机场远机位机坪照明与供电接地系统设计探讨[J].现代建筑电气,2021,12(03):50-54+68.
[5]李志鹏.城市道路照明的节能设计研究[J].城乡建设,2021(03):42-43.