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道路照明控制

照明和电子学领域的新技术使不断优化照明系统成为可能。能量管理，低维护需求，运行成本，对灵活性和关注环境的需要是新发展的基本动力。照明控制的使用提供了从道路照明系统中获得好处的机会。

公共照明的远程控制

电子学和通讯领域的新技术令人惊讶地使公共照明的远程控制成为可能。利用远程控制，即使使用现存的灯具和光源，都可能达到提高公共服务水平，合理化维护，节能，低成本和保护环境等目的。

通过远程控制，我们可以利用中央计算机对该城市或该区域内的任意一个光源点进行开关控制，进行个别调光，瞬时获知失效消息并对现有的所有光源点进行自动的数据库升级。

主要结构和操作原理

该系统 (图. 1) 除计算机外，每个区域都有一台用于监控的局部控制器，且每个光源点还有一台灯具控制器。远程控制系统的主要结构决定于需要控制的设备及其地理位置(图. 2)。因此该系统必须能够区分所涉及的不同区域和设备。一个建立在物理网络基础之上的通信网络将用于信息的传输。所以远程控制系统的主要结构包括：

• 灯具控制器, 安装于灯具内部或灯杆下端（一组灯具的控制器可由单个“组控制器”所代替，而这样也就无法得到单个灯具的信息情况了）

• 区域控制器 (每个地理区域), 安装于调控箱内

• 通信协议, 使不同单元间得以相互通信交流（“相互对话”）

• 软件,用于对照明进行自动控制，也是建立在不同系统信息输入的基础上的（交通流量情况，天气情况，时间，等等。），同时提供控制信息（该程序随时可以进行人工控制，例如，事故或节日期间的控制）

• 计算机, 执行各种配置，收集控制信息，并进行控制操作。每个灯具控制器都与一个指定的区域控制器相连。

区域控制器可以通过各种方式与计算机相连：通过普通或移动电话线，电线，光纤，无线电波或同时使用以上几种方式进行连接。所有的灯具控制器和区域控制器都可以进行单独寻址。

灯具控制器具有以下几种功能

-存储光源、设备和灯具的内在参数（光源的状态，调光百分比等）。

-执行所收到的命令，如开、关和调光到某一定值等。

-汇报情况，如光源的状态（燃点，熄灭，调光，破裂等）和设备的情况（如光源电气的连接，主体供电）。

-在特定情况下，还具备一些辅助功能，如稳定光通，定时，预先设定参数。

区域控制器对于所分配的灯具控制器进行调控

-传输命令

-识别局部异常操作

-对通信的质量和连续性进行控制维护

-还包含更多的全局功能，如对照明方案及细节控制进行预设

-对突发事件具有有限的调控能力。

二种执行方式

从应用的角度出发，我们可以对两种不同的情况进行区别。

首先是相对简单的可安装远程控制系统的基础公共照明。其功能包括开/关，调光及故障汇报，如光源故障，设备故障，主体故障或通信故障。在这种情况下，区域控制器可安装在调控箱内，而灯具控制器更适宜安装在灯杆内。现有的设备仍然可用，仅需进行连线即可。由于和灯具控制器的通信是通过主电缆进行的，所以除了将电话线连入调控箱外，无需挖开街道或进行其他接线。一般情况下，电话线是随处可见的。当然，对这种附加设备的安装可根据预算逐步进行。在对现有灯具进行装配后，即可以对配有一般元件的新灯具进行接线。这些都能通过最新的Philips 3P通信系统来实现。今后这种技术也将延伸到电子器件领域。

第二种情况涉及了更多的先进装置，通过这些装置，照明参数可由外部参数决定，如交通密度或天气条件等信息。另一个例子是动态照明程序的执行（见维护与控制的优势）。这里需要更加精密的通信和控制器件。这是利用国际通用的LonTalk 通信协议来完成的。首先它将在与电子器件的连接方面得到应用，利用1-10 V 电压进行调光控制。今后该器件的连接界面将使用DALI (数字可寻址照明界面)。该系统适宜与SON， PL 和 CDM光源配合使用。但是目前CDM 光源由于寿命和颜色的不稳定性而无法进行调光。

维护与控制的优势

最近的一次调查显示终端用户希望得到更好的公共维护。远程控制系统的故障汇报功能可以对故障的种类和位置实现日常或多次的分析(图 4, 5)。这样就可以对故障的紧急程度进行判断，从而立即进行解决或等待，并以更低的成本设计解决方案。这样，传统的费时费力的观察方法将不再使用。随后，在数据库的帮助下，可以对某种故障发生的频率和原因进行分析，并采取有针对性的预防措施。而且，在这个数据库的基础上，可以对每组灯的更换时间间隔进行最优化控制，同时也能确定各种类型光源的实际寿命。值得一提的是，远程控制还可用于城市美化照明工程，其中开/关和调光程序可用来建立各种照明场景，从而在夜间的不同场合与时间使用。

节能的可能性

从70年代的能源危机以来，能源消费已成为一个主要的问题。通过使用更好的灯具，光效更高的光源类型和类似Philips调光控制器和Chronosense这样最新的调光控制器，我们已经实现了很多设备的合理化运作。远程控制为进一步实现节能提供了机会，并且不会对公共维护，安全或舒适程度造成任何负面影响。照明等级的要求一般取决于外部参数，如交通流量，环境亮度和天气条件等。其中有些因数会在夜间或季节中的不同时期发生变化。因此，在整个晚上保持相同的照明等级并不是最适宜的照明方案。在车辆很少的时候，驾驶员根本不需要相同的照明等级。这对游客和居民也是一样: 在夜深人静后，对城市内建筑物和纪念碑的美化照明是不需要的。由需求对照明和照明等级进行控制很容易由远程控制来达到，从而避免能源的浪费。光源应在有限的功率范围内提供，如果在灯杆位置上需要一定的光通输出，精确地与某光源类型相符合，比如说100 W SON-T型光源，则所选择的光源就应与其相一致。如果需要更高功率的光源，照明设计者还将会选择可利用的功率更高的光源，这当然会导致不可避免的“过量照明”。据估计，这样损失的平均能量约占15 % 。而利用远程控制，可以单独地将150 W光源的实际功率调节至为 127 W，以校正过量照明的影响。这里还有另外一种节能的方法。在设计新的照明系统时，我们所考虑的维护系数说明了光源在燃点过程中的光通衰减。因此，新设备或现有设备在更换相同型号的光源后将会产生20 % 的过量光通。这是导致过量照明的另一种原因。利用远程控制，我们可以在数据库的基础上对光源燃点过程中的光通衰减情况进行校正。这就叫做CLOU功能(恒定光通输出) ，可以节省总能量中近10 % 电能，同样也不会对公共维护，安全或舒适程度造成任何负面影响。除了明显的节能优点外，上面所提到的措施还可以减少光污染，降低能源消耗和减弱温室效应的影响。

经济考虑

对远程控制系统最初投资的回收周期应进行详细的分析。这取决于很多因素的考虑，例如所使用光源的功率，规定的调光周期，规定的光通衰减值，夜间每度电的价格，减少峰值电压所造成的早期光源故障的减少可能性，降低光源更换成本的可行性方案以及对光源组更换周期的有效延长。此外，资金的回收周期还取决于对设备的实际控制情况。例如，夜间巡查工作将没有必要，而可以对个别光源设备的功耗情况进行监测。由于故障或过量使用所造成的异常功耗也可以进行远程监测。维护工作也可以进行监测。除了所有的这些短期的经济效果外，它还可以适应工作条件的变化，并将在各种与道路交通有关的成本：事故成本，环境成本，车辆成本（燃料），时间成本和道路照明成本之间找到一个很好的平衡点。我们确信远程控制系统将为道路照明提供必不可少的操作灵活性。

Chronosense 器件的单机渐进调光法 法国里昂环形路上的节能式照明改造

里昂环形路的建设开始于20世纪60年代，现在的悬索式照明系统安装于1973年。在20世纪90年代后期，这套系统需要进行全面的翻新。本工程由Direction Départementale de l’Equipement 设计并执行，他们的主要优势在于通过对照明设计进行修改来达到节能的目的。悬索式照明系统的翻新工作开始于1999年，并引入了调光装置。这说明照明等级将根据路面上的交通密度进行调节，从而减少电费成本。工作的第一步是利用250 W 和150 W的 SON-T PIA型高压钠灯替换180W SOX型的低压钠灯。SON-T型光源与灯具相匹配后，可以更有效地（减少溢出光）进行道路照明，并具有更好的显色性。由于新光源能耗较低，因此这样的替换可以节约成本。光源的替换还可以使工程的下一步调光控制得以实现。

Chronosense 调光单元器件

目前的系统不允许有控制电缆的存在，因此便产生了Chronosense 单元器件。该器件提供了一种单机渐进调光的方法。这里所使用的是一种自动独立的可编程继电器，它可以触发双功率调光镇流器以达到调节高压钠灯光通输出的目的。为了确定其工作时间， Chronosense器件对整个开启时间进行了测量，计算出其中间时刻，并以该时刻作为参考点。调暗和调亮的时间则由该点前后的小时数确定。由于每个灯具都是单独工作的，从而不需要进行外部控制。

Chronosense: 智能化

• 测量并记录夜晚的时间跨度。

•对测量的一致性进行检查。

•适应于夜间连续性和周期性的变化。

•通过对夜晚时间跨度的估测，制订调光周期指令。

•探测异常情况（对长时间触发有反应）。

为了与新的光源相匹配，必须安装新的灯具。我们选择了TUNLITE SRX 206型灯具并将令其符合悬索式照明系统的要求。该灯具适宜进行调光，且附加镇流器和Chronosense器件也能与普通的TUNLITE 装置盘相匹配。为了防止悬索式电缆的变形，继而不影响照明的效果，新型的灯具应与原来的灯具具有相同的重量。我们通过附加金属片的方法达到了目的。灯具达到了IP66保护要求，能抵御不同的天气和路面状况。这次对里昂悬索式照明系统的改进使能量耗费降低了45%。进一步的工作将在2003年针对已经使用了28年的照明设备进行翻新，翻新后的设备预期可使用至少20年。

飞利浦亚明道路照明灯具介绍

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