基于分时分控技术的照明系统低成本运行研究

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摘要：随着行业多样化的发展与作息时间的差异化，不同领域对照明系统运作方式的要求趋于不同。路灯照明工程作为一个服务性单位，应能通过运行方式的改进满足用户因人而应的需求。本研究以一南方中小型城市的部队路灯工程为研究对象，力图以部队作息时间为基准，探究在保障照明系统低成本运行前提下的分时分控技术。

关键词：分时分控;照明系统;经济运营;节能减排

照明系统作为城市灯光美化的一部分，是为市民提供切实帮助的基本服务单位之一。因此根据用户因人而异的需求改良不同的运作方式，以求以低能耗、零浪费的形式完善功能实现、优化系统构建成为倡导节能减排时代的首要话题。路灯常用于市镇内交通道路与居民区内照明，因用户需求基本一致，其照明时段与照明时长基本保持统一。但随着行业多样化的发展与作息时间的差异化，不同领域对路灯运作方式的要求趋于不同。例如部队组织的作息时间与社会有较大不同，依据日照时间开关灯的运作模式不能满足部队的日常需求。本研究以此为例，力图以部队作息时间为基准，探究在保障路灯照明系统低成本运行前提下的分时分控技术。

一、现状调查

根据部队的要求，我们认为节约路灯的运行成本不单单需控制路灯亮灯时间，它涉及到具体客观环境的制约与限制。因此我们以一南方中小型城市的部队路灯工程为研究对象，对其现状进行了调查与分析。

① 路灯功率情况及日费用估算 。该部队路灯工程共计路灯26套，其中250W有16套，150W10套。共计功率5.5KW。按照每天运行10小时计算，每天的费用在40元左右。可知，根据目前运行方式每天所要支出的运行成本为40元 。

② 作息时间的统筹。 部队施行军事化管理，每天在夜间9：30熄灯休息，于早上5：30出操，作息时间十分规律。因此，可以通过减少运行时间来降低运行成本。

③ 根据本地路灯所09年运行成本的分析大致得出，路灯运行成本由路灯电费、路灯维修材料费、人工费等组成。因此节约运行成本不仅仅只是电费支出，它涉及到整个运行体系的统筹。

一、 原因分析与要因确认

我们从设备、人、运行方式、材料四大方面入手，得到六个主要末端原因。

序号 末端因素 确认方式 要因论证 结论

1 路灯数量的增加 调查

分析 部队的道路已经形成，经过此次施工后基本覆盖完成，没有增加的因素。 不是主要原因

2 维修人员的水平 调查

统计 培训力度 结合人员实际情况组织人员进行相关人员的技能培训，全员培训率达到100％。 不是主要原因

维修经验 通过师父带徒弟的方法，手把手的传教，业务水平提高较快。

3 维修材料不合格 调查

分析

通过招标的方式，对多家投标厂家进行筛选，确保选购材料质量有所保证。 不是主要原因

4 运行方式的调整 现场

实际

使用 全夜运行方式 所有路灯至点亮起运行到天明，年平均运行时间为10小时 是主要原因

全夜/半夜运行方式 路灯运行至规定时间后关闭一半的路灯，剩余路灯亮至天明，运行时间根据设置情况一般为7－8小时。

分时分控运行方式 根据实际需要调整运行时间，灵活多变，可以有效控制亮灯时间，一般控制在3－5小时。

5 路灯的维护材料 调查

分析 路灯的维护材料主要由灯泡、整流器、触发器等组成，其损坏最主要的原因是运行期间的老化造成。因此点亮时间越长，灯具设备的消耗也越大，费用的支出增大。 是主要原因

6 路灯的控制设备 现场

实际

使用 监控控制设备 监控是由远方进行对路灯进行控制，它可以设置多种运行模式，简单、灵活。但是设备及维护费用较高。 是主要原因

时间控制设备 时间控制设备是根据日照时间，事先设定程序，对路灯进行控制，可分3路分别控制路灯

光照度控制设备 光照度控制设备是根据光照度进行控制路灯，输出单一。

二、对策的制定与实施

针对确认的3条要因，我们制定了如下对策：

① 路灯运行方式的调整 ：根据道路实际情况制定路灯运行模式，制定合理的运行方式，以达到减少路灯亮灯时间的目的。具体措施为工作人员到现场后考察道路路灯接线方式的实际情况，分析部队的作息时间，根据实际情况拟定符合要求的运行方式。

② 路灯维护材料的调整：减少路灯的亮灯时间以降低路灯设备的损害率。具体措施为通过降低路灯的运行时间，延长路灯设备的使用时间，从而减少路灯维护费用的支出。

③ 路灯控制设备的调整：根据设备的不同特性选择控制器。具体措施为分析各类控制器的特点，要求操作简单、经济实惠并能满足开关灯的要求。

经现场查勘要求，部队路灯的接线方式为三相四线。分别由三只接触器控制 三路出线，这样的接线满足分相分路控制的要求。

① 全夜灯运行方式，即路灯点亮后运行至天明关闭路灯，其运行时间在10小时左右。这样的运行方式主要运用在小街小巷中，其特点是路灯数量较少，功率较少，人员出入较多。部队路灯总功率在5.5Kw，要是按照这样的运行方式每天的电费需要40元，明显不适合使用。

② 全夜灯/半夜灯运行方式，即路灯同时点亮路灯，半夜灯运行至23：30由时控关闭，全夜灯运行至天明。这样的运行方式在市区的主干道使用，每天的单灯运行时间在7－8小时。明显减少了路灯运行时间，但与我们的目标相距太远，也不合适使用。

③ 分时分控的运行方式：经过调查我们了解到部队的作息时间为晚上9：30熄灯休息，次日5：30出操，熄灯后道路就不在有人员走动，而次日的清晨还在夜色中，就开始出操，若没有路灯会带来极大的不便，根据这个的特点我们设计一套全新的路灯运行方式，即由控制器根据设计好的程序，在天黑之时开起第一路路灯，延迟20分钟后开启第二、第三组路灯，晚上9：30关闭路灯，次日5：30开起第一路路灯，20分钟后全部开起，运行至天明关闭。

时间控制器是根据预先设定的时间，并根据日照时间控制路灯的开、关。传统的路灯接线方式使用一个时间控制器，只能根据设定进行一次操作，即在天黑之时开启第一组路灯，延迟20分钟后开启第二、第三组路灯，晚上9：30关闭路灯。我们增加了一只时间控制器，经过设定由它来实现后半段的运行方式的即次日5：30开起第一组路灯，20分钟后全部开起，运行至天明关闭，实现了预先设定。

三、成果总结

本研究以一南方中小型城市的部队路灯工程为考察对象，为其设计的分时分控运行方式令照明系统的运行时间由原先的12.5小时降到的4.2小时，减少8.3小时（全夜灯运行方式与分时分控运行方式比较），每日耗电量有原先的68.75度降低到了23.1度，减少45.65度，运行成本由原先的50.87元降到了17.09元，减少了33.78元。成功实现了以照明系统低成本运作为前提的分时分控运行。