摘 要：文章对城市路灯照明智能控制问题开展研究，简单叙述路灯照明智控系统的概念、结构组成和应用意义，并阐述智能控制系统在数据管理及远程控制等多个场景中的应用思路及所起作用，旨在通过叙述来论证智能控制技术在城市路灯照明系统中应用的可行性，明确智能控制系统的开发设计思路。
关键词：城市路灯照明；智能控制系统；智能信息处理
0引言
智能控制系统具备良好自控能力，可以替代人工开展故障诊断、运行监测等基础性任务，在城市路灯照明系统中应用广泛，切实解决了路灯能耗高、管理时效性差、照明效率不足等实际问题，这对加快智慧城市建设具有重要的意义。
1城市路灯照明智能控制系统概述
1.1智能控制概念
智能控制是系统自身具备智能信息处理、反馈与决策功能的一种全新控制方式，其在云计算、大数据、自动控制、信息传感等信息技术基础上发展演变形成，由系统持续收集运行期间采集的现场监测信号，并进行转换、分类整理、关联属性分析与逻辑运算处理，以正确掌握系统实时运行状况与所处环境情况，模拟人类思维方式来制定决策方案、输出控制指令，再通过远程通信网络将指令传至路灯等终端设备，调整设备运行状态，达到智能控制目的。简而言之，智能控制是一种具备自主感知、智能决策、远程控制及联动控制的控制系统，可以在无人工干预条件下维持良好运行工况，实现预期的城市路灯使用目标。
1.2智能控制系统结构
智能控制系统由主控系统、远程通信网络、现场控制单元三部分组成。主控系统由RTU智能监控终端、PLC等硬件设备组成，负责对现场监测信号进行逻辑运算处理，判断系统运行工况、各区域路灯照明需求，采取模糊逻辑推理或是BP神经网络等算法，根据分析模型输出结果下达控制指令，以及向用户提供人机互操作服务。远程通信网络基于移动通信网络及以太网搭建形成，安装若干无线通信设备，通过数据通信链路保持现场控制单元和主控系统的稳定通信状况，向主控系统发送现场监测信号与反馈信息，向现场控制单元发送控制指令，在汇聚节点处完成数据预处理等操作任务。现场控制单元由多种类传感器、操作控制器、指令译码器、指令寄存器组成，负责控制传感器持续收集现场监测信号，完成内存取指令、分析指令与执行指令操作，控制路灯及配套设备按特定状态运行[1]。
1.3应用意义
（1）提升照明节能水平。路灯照明智控系统有较高智能化水平，可根据现场监测信号判断环境情况，在维持适当环境照明亮度与满足路灯照明需求的基础上，自动对路灯启闭状态、投入数量、系统运行负荷加以调整，避免产生不必要的电能浪费。同时，还可采取时间控制方式，在系统中设定各时间段的路灯照明控制方案，系统运行期间统计照明时间，在到达时间界限值后通过时间控制器来断开或接通电路，切换至相应的控制模式。
（2）推动路灯照明信息化与智能化发展。对智能控制系统的应用，可以理解为对人工智能、云计算、大数据、信息传感、模糊推理等多项新型信息技术及算法的应用，这将全面强化城市路灯照明系统的数据处理、数据采集挖掘、逻辑推理、自我控制能力，起到减轻照明运维管理负担、实现远程控制等多重作用，是实现信息化管理和智能化控制目标的重要举措。
（3）保证系统稳定运行。智能控制系统具备故障自诊断功能，在无人工干预条件下监视系统程序及终端设备的运行情况，对比目标控制值与实际值，在二者偏差超过警戒值或运行参数超过界限值时，自动发送报警信号，采取切断故障部位与非故障部位连接等应急处置措施，并在系统界面上以电子地图、故障码等形式来标注故障位置、故障类型等信息。
2城市路灯照明智能控制系统的应用场景
2.1数据管理
路灯照明智能控制系统基于程序运行准则，自动开展数据收集、汇总整理、分类存储等操作，从系统运行期间产生的庞大数据流中提取高价值信息、滤除无用信息，再对提取信息进行预加工、噪声过滤、统计计算等处理后，以图表、电子地图等形式加以展示，帮助管理人员快速、全面地掌握系统运行状况。例如，对运行期间产生的电压、电流等信号进行汇总统计与分析，根据分析结果来修改各项运行指标，维持管理范围内接入的路灯、电缆等设施设备的最佳运行状态。数据管理功能的实现，可选择在路灯照明控制系统中建立远程智能数据处理中心与配套数据库，在平台中设置路灯位置显示界面、状态设置界面、状态监测界面，由平台直接完成数据统计、运算分析等任务，或是将处理任务提交至云计算平台进行分布式处理，再将处理结果提交至平台界面与数据库中，用户通过界面掌握系统状况与设施设备运行情况，直接下达调整路灯亮度、启闭状态等控制指令。
2.2远程控制与闭环控制
（1）在远程控制场景中，依托远程通信网络，由工作人员在系统界面上下达操作指令，或是由系统自动进行决策分析与输出控制指令，将指令实时发送至现场控制单元，再对控制指令进行译码、寄存等处理，实现指令内容，切换终端设施设备的运行模式。如此，可以采取远程控制方式来取代传统的手工控制方式，工作人员无须前往现场按动按钮、开关来调整设备运行，有利于提高路灯设备的实际运行效率和减轻工作负担。
（2）在闭环控制场景，系统在运行期间采取特定方法将部分输出量反馈至输出端，对比分析原输入信息与反馈信息，将对比结果作为制定和调整路灯照明控制方案的主要依据，使系统实际运行状况不会明显偏离预定目标。例如，在正常情况下，系统实施预先导入的控制方案即可，将路灯设备的电压值、电流值、启闭数量等运行参数调整至特定数值；而在出现暴雨、大雾等特殊气候条件，自然采光条件不佳和自然光源效果发生变化时，根据光传感器上传信号来判断路灯照明效果，在照明效果未达到预期要求时采取提高系统运行负荷、上调路灯光照亮度档次等措施。如此，可在真正意义上实现“无人控制”目标，最大限度地消除外部因素对系统运行状况、运行能耗、路灯照明效果造成的影响，始终将系统维持在良好、稳定的运行状态[2]。
2.3节能控制
在节能控制方面，可选择在路灯照明智能控制系统中采取设定时间控制线、远程手自动控制、环境自适应性控制、智能感应控制的方式，以取得理想的节能效果，缩短城市路灯照明时间，降低实际系统能耗。
（1）设定时间控制线。预先开展现场实地考察工作，根据各城区、道路在不同时段的环境亮度与照明需求，在系统中制定多套控制方案，不同方案的适用时间段与城区范围有所不同，且路灯启闭数量、持续工作时间等存在差异性，在切实满足各区域路灯照明需求的同时，避免产生不必要的电能浪费。
（2）远程手自动控制方式。由工作人员在界面手动下达操作指令，或是由系统基于决策分析结果输出指令，实时调节系统运行状态与路灯设备启闭情况，起到节能效果。
（3）环境自适应性控制方式。系统综合分析环境自然采光条件、路灯光源亮度、各城区道路状况、车流量、人流量等因素，全面感知路灯设备所处环境情况，将其导入数学分析模型中进行推理计算，根据模型输出值来判断路灯照明需求，由此制定和调节路灯照明方案，如随着自然光源亮度的降低来同步提升人工照明亮度。
（4）智能感应控制方式。在现场安装声控开关，当检测到周边声音分贝超过一定标准、声音较为嘈杂时，自动调高路灯亮度，在分贝降低时调低路灯亮度。
2.4数据巡视管理
在数据巡视管理中，可采取时间控制方式，即智能控制系统每隔一段时间自动巡测采集系统运行数据和全部的现场参数，对其开展深层次分析，用于判断系统运行状况和是否出现设施设备故障问题，以此来检查具备隐藏性、无明显外在征兆的故障问题。如此，既可以采取数据巡视方式来替代传统的人工巡视方式，有利于减轻工作负担，也可以根据系统情况针对性地制定数据自动巡视间隔时间，避免因数据巡视频率低下而无法及时发现故障问题，或是因数据巡视频率过高而加大数据处理量，影响到系统运行效果。
2.5系统告警
在城市路灯照明系统运行期间，持续采集自检信号，如果信号处理结果表明存在异常状况，或是电流、电压等运行参数发生预期外的变化时，系统自动触发故障诊断与溯源分析等程序，深度分析异常情况发生前后的相关数据，从而判断故障类型、锁定故障点位和分析故障成因，向用户界面发送报警信号与故障诊断报告，并根据故障程度发送相应等级的报警信号。为充分体现系统告警功能的时效性，可以额外开发手机端App监测软件，将监测软件接入智能控制系统中，工作人员可采取直接访问智能控制系统或手机端App的方式来掌握故障情况，以及查询各编号路灯与其他设施设备的工作状态[3]。
3结束语
综上所述，城市路灯照明智能控制系统的建立与实施，是全面提升城市公共管理水平与服务质量的关键，也是现有城市路灯照明系统的主要升级改造方向。应加大对智能控制系统的研究，掌握智能控制系统运行情况，确保智能控制功能在数据管理、远程控制、闭环控制、节能控制、数据巡视管理、系统告警等环节中发挥作用，保障城市路灯照明系统稳定运行。
作者：张振宗 单位：山东华邦建设集团有限公司
