摘 要：本文主要讨论路灯的控制与节能。
关键词 路灯 控制 节能
长期以来，兰州市采用的是传统的光控和钟控方式开关路灯，由于控制、管理手段单一、滞后，“不该亮也亮”的现象经常发生，不能科学地制订亮灯方案，由此造成了能源的浪费。在这种模式下，为避免大面积灭灯和及时发现路灯故障以便维修，路灯管理部门不得不在亮灯期间组织大量车辆、人员分组、分片进行巡灯，夜复一夜，年复一年，真是苦不堪言；在这种落后的管理模式下，路灯被偷盗和破坏的现象时有发生，尤其是在城乡结合部，管理人员心有余而力不足。
2001年10月，兰州市路灯管理所积极争取上级部门的支持，通过对全国各地路灯行业的调查和反复论证，研制出符合兰州实际情况的路灯智能监控系统，实现了对全市大部分路灯全天候24小时不间断地智能化控制。达到了既保证整个城市的路灯照明，又节约能源及各项费用支出的目的。这一套系统是电子技术和信息技术飞速发展的产物，它综合采用计算机多媒体技术、网络技术、微电脑技术、无线数传技术、电力工程技术等先进技术对城市路灯进行科学管理和控制，使路灯的管理水平和控制手段产生了革命性的飞跃，对兰州市路灯照明事业的发展产生了积极而深远的影响。
一、系统构成
兰州市路灯智能监控系统是基于Window98/2000环境下的网络监控管理系统，主要由控制中心端(主站)、分站端及终端等三大部分组成。
1、控制中心端（主站）设备，主要包括：前置工作站、后备机、主控机、大屏幕模拟显示屏、打印机、数传电台、UPS电源等。
2、分站端设备，分站端有线控、点控两种配置方式，主要设备包括：配电柜、站机、数传电台、UPS电源等。
3、终端设备。
二、工作原理
控制中心（主站）通过无线数传通讯系统与分站、分站与智能终端交换命令和信息，实现对路灯的遥测、遥控、遥信。
1、控制中心可以根据预置序列指令自动地或操作人员通过键盘（鼠标）手动地完成对整个路灯系统的控制，并可向分站端发送询问指令，对分站端的路灯工作状态、亮灯率、电流、电压等数据进行定时、即时采集，供显示屏显示或打印机打印。
2、分站端按功能可分为线控分站和点控分站。
线控分站: 可按照主站发送的指令作用于配电柜的电源开关，对道路两侧的路灯进行分别控制，也可将采集的数据(电流、电压等)上报主站端。
在主、分站通信不畅的情况下，分站可自动转入自控状态；在特殊情况下还可以手动控制路灯的亮灭。
点控分站: 接收主站的指令，可对分站内每一个控制终端进行开关灯控制，并可以循环测试站内每盏灯的运行状态，把结果存入分站的RAM中，当主站发出采集指令时，各分站依次将数据上报主站。
3、终端控制点接收分站的各项指令，对路灯进行开关控制，并由检测回路判断路灯的工作状态，将数据上报分站。
4、通讯手段采用无线(即电台)MSK调制方式，符合CCITTV2.3建议和BELL202标准。采用先进的群延时均衡、自动增 益控制（AGC）等电路，可有效地滤除各种干扰。
5、各分站端与终端均有Watch.Dog (看门狗电路)、软件监视等抗干扰措施，保证系统的稳定可靠。
三、系统的设计安装
兰州市的地理环境独特，城市南北约2-8km，东西则大于70km，南北五泉山和白塔山两山对峙，黄河蜿蜒穿城而过。市区共有4个行政区，其中安宁区位于白塔山侧后。由于特殊的地理环境的原因，单级无线网络不能满足系统通讯要求。因此，在白塔山上设一中继站，经实地检测有效半径大于50km，覆盖整个市区。
四、系统的功能特点
兰州市路灯智能监控系统结合了数据采集技术、计算机多媒体技术、计算机通讯技术、机电一体化技术，具有以往路灯控制方式无法比拟的优点。
1、系统内的通讯功能：
该系统采用无线数传电台通信方式作为通讯手段，对一些信号盲区的数据通信号采用信号“接力”技术和设中继站相结合的解决方案，系统内实现了单工通讯。控制中心和各分站端均可作为主叫和被叫。通讯半径视现场环境可以达到20-50KM。经实验，无噪声有效通讯距离达到西固区以西约12KM，实际有效通讯半径达到40KM。
2、数据采集功能：
实现了各分站对控制中心的远程上报。每个分站的数据内容可以包括站址、灯杆数量及编号、电压峰谷数值参数、故障灯出现的时间和顺序、过载及欠载、主回路故障以及其他可以预置的任何所需数据内容。
3、巡查功能：
系统内每小时可以6次自报各站点存储的各种数据。控制中心可以根据需要手动召唤任一分站的所需任何运行数据。
4、报警功能：
系统内的各种故障均可优先报警。各种故障出现时，可在任何时该主动向主站报警。主站收到报警信号时，可自动对故障类型进行分类，并且自动弹出报警类型对话框，系统报警器发出声音。同时计算机自动记录该站故障出现时间、故障类型、故障站点编号等，以便值班人员及时处理故障以日后调阅，分析故障原因， 为避免更大的事故发生，为线路故障的抢修赢得了时间。
5、RTU自运行功能：
RTU分站箱可以在没有控制中心或在不联机的情况时自动按照预设时间序列程序或按上一日运行的时间序列运行，保证在任可不良环境下可靠地按程序亮灯关灯。
6、显示功能：
可以把城市路灯布局利用多媒体技术制作电子地图，控制中心利用大型动态数据模拟显示屏对整个城市各路段、各分站和各单灯（点控）的工作状态进行动态的直观显示。
7、打印和统计功能：
系统可以日报、月报、年报或者即时需要打印预定数据和任何数据。如亮灯率、故障灯率、故障灯数量及编号清单、功率 、电费预算、时钟、日期、电流、电压、瞬时高低压参数等。可以根据需要即时打印有关数据，并进行自动统计。
8、智能控制功能：
这是本系统的主要功能。对网内路灯按照预定程序实时、分时实现面控（全城或某一城区）、线控（一条线路）。以中科院南京紫金山天文台提供的一年四季平均光照时间为基数，以兰州城市所在经纬度和晨昏时间，设定基础开关灯曲线，实现自动开关灯。在天气变化的特殊情况下，还可以进行即时变动控制。一旦出现重大特殊故障，可以进行手控、钟控、光控的即时置控，保证及时开关灯。
9、自检功能：
控制中心和分站装置均设有自检电路，并能自动指示故障部位，便于及时准确维护。
10、系统扩容功能：
本系统最大容量1024个站点，一、二级管理员均可自行增、减系统容量，可以根据城市建设的发展和管理内容而任意扩充或减少系统容量。
11、系统任意组装拼接功能：
本系统采用模块化管理，控制中心和分站RTU模块相互统一，不受数量限制。中控室，分站硬件，既可采用成套系统，又可对已有控制系统进行嫁接改造，点控、线控模块可以根据城市需要任意选取。
五、运行效果
我市于2002年10月投入使用了路灯智能监控系统，经过三年多的使用，该系统操作简便，运行可靠，准确率达到95%以上，为兰州城市夜晚的照明亮化管理工作发挥了积极的作用，取得了较好的社会效益和经济效益。
1、该系统安装后，可分时段和主次干道、城乡结合部等不同的地段，分照明灯和景观灯。自动遥控开/关全夜灯、半夜灯和景观灯；也可以手动遥控开/关全夜灯、半夜灯和景观灯；在特殊情况下，可以实现白天亮灯。真正实现了让该亮的灯亮起来，让不该亮的绝不浪费。既节约了电能，又相对延长了光源电器寿命。
2、该系统投入使用后，由于故障报警准确及时，并知道故障的种类、部位。彻底改变了以往早晚派车、派人巡回检查线路的方法。每天只有两人24小时值班监控，随时发现问题随时通知维修班，故障处理及时率达100%，减少人工巡查工作量近50%。
3、采用智能监控系统后，因为输入了我市的经纬度，根据每日日出、日落时刻，计算机计算出了最佳的开关灯时间，并利用GPS进行卫星对时，每小时效对一次，确保了每日自动准确的开启和关闭路灯。同时，由于报警准确，抢修及时，路灯亮灯率有较大提高。不仅为广大市民提供了良好的夜生活环境，而且对稳定社会治安起到了积极的作用。