目前很多城市都在進行智能照明試點建設,智能照明是 未來路燈發展的前進方向之一。到目前為止,智能照明的試 點城市在試點中或多或少存在問題,實際效果與預期效果存 在差距,每個試點城市基本都在「摸著石頭過河」。本文將 從以下幾個方面分析智能照明試點過程出現問題的原因。
智能照明建設,首先需要搞清楚什麼是智能照明?智能 照明的功能具體包含哪些?智能照明的每個功能模塊能解決 (或提升)照明行業哪個方面的具體問題(或提高管理效率)? 智能照明具體社會效益怎麼計算等。搞清楚以上問題,需要 關於智能照明完善的系統性理論知識,系統的理論知識又是 我們照明行業的短板。由於理論知識的缺少,導致每個城市 對智能照明的理解或多或少存在差異,建設的側重點有所不 同(當然也和路燈體制有關,如有的建管養還沒有完全分開, 有的已經分開)。缺少統一的標準,也給智能照明建設效果 客觀評價帶來了困惑,甚至出現相關企業在「爭取」對智能 照明建設效果的最終解釋。
智能照明廣義的講就是減少人為參與,根據實際需要進 行照明(主要指照度調節,即調光),提高管理維護效率。 根據需要自動調節照度,廠家的智能照明解決方案是安裝單 燈控制器,降低燈具的輸入電壓來進行照度調節,貌似可行, 實際效果並不理想。LED 調光效果相比高壓鈉燈,雖然好很多, 但從效益上講,目前並不理想。LED 燈具用單燈控制器調光, 雖然可行,但需要增加單燈控制器(含通信模塊,通信目前 電力載波技術雖成熟,但用到路燈單燈控制通信上並不穩定, 如每個單燈控制器用電話卡通信,每盞燈還需產生額外的通 信費用),單燈控制器的安裝相對增加了接線的複雜度,對 養護人員的要求相對也有所提高,且單燈控制器本身也需要 維護,這都增加了成本。
由於 LED 燈具普遍採用模塊化設計, 一個 LED 燈具一般都是由幾個發光模塊組成,需要調光時, 可用定時開關關閉部分發光模塊,達到調光目的,這樣節能 效果會更直觀更明顯,當然這樣調光對均勻度影響可能較大, 對均勻度的影響可以通過優化燈具來降低影響。這種直接關 閉部分 LED 燈具模塊的調光,相比安裝單燈控制器調光,節 約了單燈控制器硬體本身、通信、維護等成本。
目前的單燈 控制器還能讀取每盞燈的有功功率、無功功率、電壓、電流, 控制每盞燈的開關,但這些數據以及功能的實際意義與作用 是什麼,唯一有點意義的就是知道具體哪盞燈壞了(這還存 在準確率的問題,有的可能是通信故障,也有可能是單燈控 制器本身問題,並且 LED 燈具本身優點之一就是壽命長,與 單燈控制本身壽命相比,誰的壽命長,目前還缺少相關數據)。 綜合考慮成本以及社會整體效益,目前如果大規模安裝單燈 控制器還是需要商榷的,以上還沒有考慮到電子產品(單燈 控制器屬電子產品)、網絡的更新換代等因素。
任何事物的產生、發展都要符合一定的規律,智能照明 也不例外,而規律的把握源自完善系統的理論知識,一個完 善的理論體系需要大家共同努力,我們路燈工作人員首先應 該潛心完善我們行業的理論知識,用科學的理論指導實踐, 以便我們以後在工作中少走彎路。
路燈建設由於歷史原因,項目實施前很少有可行性報告, 即使個別有的,也多是流於形式,當前的智能照明也不例外。 在信息化的大背景下,在智能城市的熱潮下,智能照明是否 合當前形勢需要的,但智能照明建設前,一個腳踏實地的可 行性報告是不可或缺的,如很多智能照明的項目都是屬於改 造項目,這需要對路燈設施現場的狀況有個實際可研,智能 照明產品的功能效果以及維護保養的可研等。
當前智能照明概念更多的是來自相關企業的宣傳,而企 也將智能照明簡單的解釋為一個收集處理數據的軟體系統、 配電設施安裝 RTU(照明遠程監控終端)與安裝單燈控制器, 這個架構更多的是從狹義上理解智能照明。 由於缺少相關行業標準指導,智能照明落實到具體功能 實際上,有些智能照明廠家顯得力不從心,對監測的數據用 途不知道,甚至基本功能都不完善,如每天的開關燈時間雖 然有,但缺少每天、每月、每年的亮燈時長統計,需要時還需人工根據每天的開關燈時間進行計算。
數據收集處理的軟 件系統,缺少核心算法,如很多智能照明系統都有電纜偷盜 報警系統功能,基本原理都是在電纜末端加裝信號發生器(低 壓),RTU 接收信號,信號一旦中斷一定時間,發出電纜被 盜報警。從路燈電纜被盜案件統計中可以得出,電纜多數是 在晚上被盜,白天很少(白天路燈電纜被盜,基本都是白天 道路有施工改造等,挖到路燈電纜,順手牽羊式偷盜),所 以我們防範電纜被盜的重點基本鎖定在晚上,晚上監測電纜 被盜情況,可以通過邏輯算法解決。路燈供電,一般為三相 供電,RTU 可以測量同一電纜的三相電流,當同一電纜的三 相電流都發生較大減小時,即初步判定電纜被剪斷,即軟體 算法中增加一個數據比較和邏輯與運算即可;假如安裝了單 燈控制器,靠近路燈電纜末端的連續幾盞路燈(可以設定為 3 盞)如果同時不亮,即同樣是邏輯與運算,即可初步判定 電纜被剪斷,因為連續 3 盞燈同時不亮的概率基本為零,即 根本不需要在電纜末端安裝信號發生器。
智能照明系統的完 善,需要相關企業用心開發系統,完善系統算法,與路燈單 為深入合作研究監測數據的用途,與 LED 燈具生產廠家合作 生產單燈電源一體化模塊等。導致智能照明產品質量功能良 莠不齊的原因,有相關企業對路燈行業了解不透徹的主觀原 因,也有智能照明缺少相關行業標準的客觀原因。
智能照明的建設應用,需要配備具有計算機、電子、電 氣等專業知識的專業化運行管理隊伍,我省試點智能照明的 城市中,蘇南的地級市人員配備相對完善,蘇中、蘇北人員 配備還存在不足的情況。
一線維護人員對整個智能照明系統的正常運行,同樣起 著非常重要的作用,如果一線人員在維護工作中亂改線路, 將導致系統相關算法無法正常運行,必須改線路時,要線路 與系統參數一起改。由於歷史與行業特點等原因,路燈行業 的維護人員存在科學文化綜合水平不高,部分老同志還存在 慣性思維,對智能照明系統的派單、定位等功能存在牴觸情緒, 這也一定程度了弱化了智能照明系統的功能實現。智能照明 系統的應用,必須線上線下(現場與系統內設定的參數等) 保持一致,才能發揮應有的作用。