路燈照明智能控制管理系統(tǒng)(單燈控制)

1、城市路燈照明智能控制管理系統(tǒng)建設方案山東貝寧電子科技開發(fā)有限公司 2017年10月目 錄第1章 建設背景31.1 城市照明存在的問題31.2 發(fā)展智慧照明的必要性4第2章 建設意義和建設目標52.1 建設意義52.2 建設目標6第3章 建設內容6第4章 平臺建設方案74.1 照明智能控制管理系統(tǒng)74.2 路燈集中控制器104.2.1 遙控功能114.2.2 遙測功能124.2.3 遙信功能124.2.4 遙調功能124.2.5 查詢統(tǒng)計分析功能124.2.6 衛(wèi)星自動校時功能(GPS)124.2.7 報警管理功能134.2.8 系統(tǒng)安全管理134.3 單燈節(jié)能管理系統(tǒng)134.3.1 節(jié)能規(guī)劃方

2、案144.3.2 單燈控制節(jié)能154.3.3 單燈管理節(jié)能154.4 多路電流檢測系統(tǒng)184.5 路燈線纜監(jiān)測報警系統(tǒng)184.5.1 自動報警194.5.2 抗干擾204.6 軟件平臺204.6.1 城市照明智能控制管理系統(tǒng)軟件（pc端）204.6.2 城市照明智能控制管理系統(tǒng)軟件（手機端）214.7 節(jié)能分析及社會效益22第1章 建設背景1.1 城市照明存在的問題隨著照明設施數(shù)量越來越多，如何有效地管理好城市照明設施是城市管理部門目前的最大課題。此外，大量的維護工作和維護成本及不宜及時發(fā)現(xiàn)的安全隱患，也給城市管理帶來巨大的困難。在當前形勢下，采用以往的過于粗放、被動、無監(jiān)督和評價機制的傳統(tǒng)管

3、理模式已不能滿足現(xiàn)代化城市照明管理的需要，創(chuàng)建一種全新的管理模式來推動城市的照明管理和亮化管理已成為迫在眉睫的首要工作。一、監(jiān)控管理方式落后且維護成本高目前城市照明管理還是采用比較傳統(tǒng)的時鐘控制方式，特別是重大節(jié)日或陰雨天不能根據(jù)需要進行亮燈情況調整，不能對單燈進行控制，不能根據(jù)實際情況（例如：天氣突變、重大事件、重要節(jié)日燈）及時校時和修改開關燈事件，無法實現(xiàn)按需照明；路燈運行情況無法實時、準確監(jiān)控，出現(xiàn)燈具故障或路燈控制器損壞造成白天亮燈情況，無法及時反饋到監(jiān)控中心；另外，缺乏路燈故障處理情況跟蹤、分析機制，影響照明生產(chǎn)管理考核，從而影響到領導的管理決策判斷；路燈的數(shù)量非常多，并且分布非常廣

4、，而現(xiàn)有的照明設施故障發(fā)現(xiàn)機制主要采用人工巡查模式，工作量巨大，需要投入大量的人力物力，并且還可能留有盲區(qū)。二、能源消耗大隨著城市的迅速發(fā)展，城市城區(qū)道路照明和亮體工程建設得到了迅速發(fā)展，路燈和景觀燈數(shù)量日益增加。城市照明用電的電能消耗越發(fā)成為政府財政支出的沉重負擔，不符合國家節(jié)能減排，低碳環(huán)保政策；目前無法實現(xiàn)按需照明，造成了30%-40%的電能浪費，同時造成了光污染，并且極大縮短了燈具的壽命。三、照明設施損壞所帶來的大面積停電等問題照明設備和照明線纜被損壞的現(xiàn)象屢有發(fā)生，給當?shù)卣畮砭薮蟮慕?jīng)濟損失。線纜損壞后，造成路燈大面積停電，交通事故和偷搶案件發(fā)生幾率上升，嚴重影響了社會治安。同時，

5、裸露的帶電電纜會出現(xiàn)安全隱患。目前城市照明控制方式不具備設施防盜檢測，無法及時發(fā)現(xiàn)并準確定位電纜盜割、燈頭被盜位置。四、存在嚴重安全隱患城市照明燈桿漏電、裸露電纜漏電等現(xiàn)象，容易造成人員觸電，無法及時發(fā)現(xiàn)并斷電，造成人員傷亡。尤其是在雨季，觸電幾率大大增加，更加危險。目前，國內已有多個城市因此造成了多起人員傷亡事件，已引起相關部門的高度重視，但至今仍無切實有效的解決辦法。1.2 發(fā)展智慧照明的必要性隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展和城市規(guī)模的不斷擴大，城市公共照明設施數(shù)量急速增加，用電量節(jié)節(jié)攀升，對城市公共照明的管理提出了更高要求，城市照明智能控制和節(jié)能管理已成為城市照明主管部門面臨的重要任務之一。發(fā)展

6、智慧照明是建設數(shù)字化城市、智慧城市不可或缺的一部分，2016年8月，“十三五”城市綠色照明規(guī)劃綱要順利驗收，該綱要全面總結了“十二五”期間全國城市照明的發(fā)展情況，緊緊圍繞“創(chuàng)新、協(xié)調、綠色、開放、共享”的理念，以提升城市照明品質和實現(xiàn)照明節(jié)能為核心，發(fā)揮智慧照明在智慧城市建設中的引領作用，對“十三五”全面推進我國城市綠色照明工作具有重要指導意義。在日照市政府的領導下，日照市的城區(qū)照明建設取得了長足的發(fā)展，形成了有點有線、互相貫穿、風格各異的燈光景觀，為提升城市形象，保障群眾夜間生活做出了巨大貢獻。為進一步推動日照市城市照明的發(fā)展，我公司特制定以下照明智能管理建設方案。第2章 建設意義和建設目標

7、2.1 建設意義建設城市照明智能控制管理系統(tǒng)具有以下重要意義：1、提升科學管理能力本系統(tǒng)能對城市照明實現(xiàn)精細化管理，將繁瑣復雜的工作通過系統(tǒng)實現(xiàn)簡單化。提供專家分析進行提前預測，做到真正的事前預知，能有效消除安全隱患，做到防患于未然。能根據(jù)不同的故障等級，啟動不同的處置流程，進行協(xié)同辦公，提高處置效率。2、節(jié)約電能支出在滿足國家標準的前提下，通過智能開關燈、降功率等管理方式，為不同的應用場合提供不同的照明需求，減少過度照明，從而節(jié)約了大量的電能，真正實現(xiàn)節(jié)能減排。在響應國家的低碳經(jīng)濟的號召的同時，又能實現(xiàn)良好的節(jié)能效果。3、降低運維成本將“人工巡檢”改為“值班等待報警”的維護方式，精準巡視，有

8、效解決了巡檢人員的問題，將被動巡檢改為定點維護，有效減少車輛損耗，提高了維護人員及車輛的使用效率，極大降低了維護成本。4、減少經(jīng)濟損失，降低安全隱患當有燈桿漏電人員傷亡、線路破損、電纜盜割等現(xiàn)象發(fā)生時，值班工作人員會在第一時間接到短信報警通知，方便工作人員及時處理，也避免了裸露電線對行人造成的安全隱患。5、提高城市形象城市照明系統(tǒng)既是一種公益性事業(yè)，也是城市形象工程，城市照明智能控制管理系統(tǒng)的建成，將使燈光管理水平與現(xiàn)代化的大都市相適應，提高亮燈率，減少各種故障，合理照明，美化照明，安全照明，營造出智慧城市和數(shù)字城市的照明效果，樹立和提升城市的品牌。2.2 建設目標本方案將有助于日照市城市管理

9、局實現(xiàn)以下目標：以按需照明為理念，通過單燈調節(jié)管理功能實現(xiàn)城市照明智能管理目的，節(jié)約運行成本。提高路燈管理水平和效率。以精細管理為導向，通過照明設施資源管理系統(tǒng)，動態(tài)管理照明設施信息。以主動發(fā)現(xiàn)為目的，通過照明移動監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)隨時隨地監(jiān)控路燈運行情況，突發(fā)事件緊急調控。第3章 建設內容一、照明智能控制系統(tǒng)建設第一部分：監(jiān)控中心建設監(jiān)控中心系統(tǒng)用若干計算機建立一個計算機局域網(wǎng)絡，通過GPRS/3G/寬帶網(wǎng)絡，實現(xiàn)遠端現(xiàn)場數(shù)據(jù)、處理和控制，并通過電腦端，將現(xiàn)場情況、數(shù)據(jù)報表、地理信息數(shù)據(jù)進行反應和顯示，以供管理部門進行管理和決策。系統(tǒng)提供遠程服務功能，同時中心還配備GPS校時、不間斷電源等，保障

10、中心系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地運行。系統(tǒng)還可以將分布在全市各角落的照明信息通過通訊網(wǎng)絡采集到智能路燈管理系統(tǒng)，并在智能路燈管理系統(tǒng)進行信息的集成。采集的信息內容包括：功率、電流、電壓、開關箱信息、電能表度數(shù)、亮燈率統(tǒng)計數(shù)據(jù)等。在本系統(tǒng)中，也可對監(jiān)控點進行分組分層，便于管理。監(jiān)控中心系統(tǒng)項目建成后可將城市照明的智能管理、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理集一體，并通過群控或組控實現(xiàn)對不同監(jiān)控的控制功能。第二部分：路燈集中控制管理器建設在路燈箱變中，安裝“路燈集中控制器”終端，實現(xiàn)線路開關控制功能、監(jiān)控和防盜功能，進行遠程本地設防、撤防；實現(xiàn)報警功能；并通過電力載波 “單燈控制器”進行通訊。通過Internet以及GPRS/

11、3G網(wǎng)絡，智能路燈管理系統(tǒng)可以跟每臺“路燈集中控制管理終端”通訊，實現(xiàn)如下基本功能：1、 按需控制每個控制點開關燈2、 接受各種報警信息3、 采集控制點的電流電壓4、 采集每盞燈的運行狀態(tài)（安裝單燈控制器可實現(xiàn)）5、 控制每盞燈的狀態(tài)（安裝單燈控制器可實現(xiàn)）第三部分：單燈控制器建設對每桿路燈加裝單燈控制器。實現(xiàn)開關控制、亮度調節(jié)、信息采集。第4章 平臺建設方案4.1 照明智能控制管理系統(tǒng) 城市照明智能控制管理系統(tǒng)由監(jiān)控中心、路燈集中控制器、單燈控制器及路燈電纜監(jiān)測報警器組成。路燈集中控制器安裝在配電柜內，通過GPRS無線網(wǎng)絡與監(jiān)控中心進行通信，監(jiān)控終端安裝在照明終端。集中控制器接受、執(zhí)行、轉發(fā)

12、監(jiān)控中心的命令，并通過監(jiān)控終端對每盞燈進行開關控制和亮度調節(jié)，實現(xiàn)靈活的遠程控制。同時，路燈集中控制器可通過內置輸出端口對各路燈回路的監(jiān)控，并通過監(jiān)控終端監(jiān)控每盞燈的實時狀態(tài)，還可以通過模擬量、數(shù)字量輸入端口，將現(xiàn)場的光照、用電量等信息反饋至監(jiān)控中心，以實現(xiàn)對城市路燈系統(tǒng)的科學管理。 系統(tǒng)工作原理圖城市智慧照明監(jiān)控中心 城市智慧照明示意圖城市照明智能控制管理系統(tǒng)電腦客戶端登錄界面城市智慧照明監(jiān)控軟件系統(tǒng)截圖4.2 路燈集中控制器路燈集中控制器通過電力線載波通信方式實現(xiàn)對所屬控制節(jié)點的管理和控制，并通過GPRS無線通信方式，實現(xiàn)與監(jiān)控中心的通信。 路燈集中控制器內置相關軟件程序，在電力線上形成智

13、能控制網(wǎng)絡，實現(xiàn)對所屬回路和路燈的管理和控制。 路燈集中控制器可實現(xiàn)以下功能：4.2.1 遙控功能系統(tǒng)提供了多種控制手段，其中既有時控、光控、手控等獨立控制方式，又有相互結合、特殊控制等復雜控制方式。 時控根據(jù)當?shù)氐慕?jīng)緯度坐標計算計算出全年的日出日落時間，經(jīng)過調整得出全年開關燈時間表下發(fā)到智能監(jiān)控終端，實現(xiàn)自動開關燈控制。 光控根據(jù)光照度實現(xiàn)按需開關燈控制。 手動控制在特殊條件下，可通過系統(tǒng)手動控制功能實現(xiàn)任意回路的開關燈控制。 預案控制為了滿足某些特殊時期（節(jié)假日、國家重大活動）對亮燈時間的特殊要求，系統(tǒng)提供預案管理功能，可以為特殊時期專門設置一套開關燈時間，并且不會影響其他時間路燈的開關控

14、制。4.2.2 遙測功能系統(tǒng)通過遙測功能來獲取路燈設施的運行參數(shù)信息。主要參數(shù)包括：三相電壓、三相電流、功率因數(shù)、有功功率、無功功率、支路電流等。監(jiān)控中心有周期自動巡測機制，系統(tǒng)按設定的時間周期自動進行巡測，同時系統(tǒng)也允許監(jiān)控人員隨時進行手動巡測。4.2.3 遙信功能系統(tǒng)通過遙信功能可以直接獲取路燈設施的運行狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)某個狀態(tài)發(fā)生異常，會在第一時間將異常信息發(fā)送給監(jiān)控中心。4.2.4 遙調功能系統(tǒng)通過遙調功能可以實現(xiàn)對遠程監(jiān)控終端的管理，可以調整監(jiān)控終端的工作狀態(tài)和工作參數(shù)，以便對路燈設施進行更好的監(jiān)控和管理。4.2.5 查詢統(tǒng)計分析功能系統(tǒng)數(shù)據(jù)分為兩種：運行參數(shù)數(shù)據(jù)、統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)，這兩種

15、數(shù)據(jù)的展示方式有所區(qū)別，其中運行參數(shù)數(shù)據(jù)一般用數(shù)據(jù)報表的方式展示，而統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)則可使用報表、圖形（曲線圖、柱狀圖、餅圖）等方式展示。4.2.6 衛(wèi)星自動校時功能(GPS)通過安裝在監(jiān)控中心的GPS設備采集衛(wèi)星基準時間與服務器時間校對，保證監(jiān)控中心所有服務器時鐘的準確性和一致性。監(jiān)控中心定時給智能監(jiān)控終端發(fā)送校時指令，從而確保監(jiān)控中心和智能監(jiān)控終端時間的準確性和一致性。4.2.7 報警管理功能系統(tǒng)報警數(shù)據(jù)有兩種來源：遙測數(shù)據(jù)、遙信數(shù)據(jù)，通過分析遙測、遙信數(shù)據(jù)，可以檢測設備運行狀態(tài)異常并產(chǎn)生報警記錄，產(chǎn)生的報警記錄會永久保存，以供查詢、統(tǒng)計、分析；同時，報警信息會通過多種方式（短信、聲音、信息提

16、示窗口）告知用戶。4.2.8 系統(tǒng)安全管理為了規(guī)范系統(tǒng)操作，增強系統(tǒng)的安全性，系統(tǒng)采用了嚴格的安全管理措施。系統(tǒng)定義了多種用戶角色，每種角色都有自己獨立的操作權限和用戶界面，用戶登錄系統(tǒng)后只能完成權限允許的各種操作。用戶登錄系統(tǒng)后的所有操作都要記錄日志，并永久保存，以便在發(fā)生異常操作時追溯問題，明確責任。為了保證業(yè)務數(shù)據(jù)的完整性和安全性，在保存和傳輸業(yè)務數(shù)據(jù)時要對數(shù)據(jù)加密。4.3 單燈節(jié)能管理系統(tǒng)單燈控制器通過電力載波通信技術與智能監(jiān)控終端進行通訊，實現(xiàn)對每一盞燈的監(jiān)測和控制，無需布線，安裝方便，同時實現(xiàn)：1、數(shù)據(jù)采集：電壓、電流、功率、用電量。2、單燈控制：單燈定時開關，亮度調節(jié)。 3、時段

17、控制：可按需進行時段控制。 單燈控制器圖 單燈控制器安裝在燈桿下端4.3.1 節(jié)能規(guī)劃方案n 改造后亮燈效果對比全全亮效果 80%亮度效果 隔隔一亮一效果 亮主滅輔效果4.3.2 單燈控制節(jié)能系統(tǒng)以智能照明控制管理為基礎，提供開關燈時間的精確控制方案，協(xié)助用戶制定分時、分區(qū)、分季節(jié)、分路段的開關燈計劃，以單燈控制器為終端管理手段，提供單燈節(jié)能控制方案，實現(xiàn)30%以上的節(jié)能，并且能有效的減少亮燈時間，延長燈具壽命。 單燈控制方案借助于單燈控制器，系統(tǒng)可以對每盞燈進行監(jiān)控，系統(tǒng)可以根據(jù)人流、車流、天氣等環(huán)境條件設定合理的開關燈方案，在保證照明的前提下進行單燈節(jié)能控制。 手動單燈控制手動控制可以實現(xiàn)

18、對單個或一條道路上的多個路燈進行靈活、簡便的控制。4.3.3 單燈管理節(jié)能通過照明單燈節(jié)能管理系統(tǒng)的應用，使城市照明設施的管理具體到每一盞燈，城市照明的管理者足不出戶即可對每一盞燈的工作狀態(tài)、電流、電壓、故障等信息實時“在線巡測”，改變了以前路燈養(yǎng)護主要依靠人工巡檢，熱線報修的發(fā)現(xiàn)故障的方式，大量節(jié)省辦公、車輛、人員等費用和能耗，降低整體運維成本，達到節(jié)能降耗的目的。 單燈報警通過單燈控制器，系統(tǒng)可以獲取每個燈具的電壓、電流、功率因數(shù)等運行參數(shù)，再結合系統(tǒng)設置的報警判斷限值可以確定燈具是否存在異常，并可進一步確定異常的具體類型。常見報警類型有：燈具損壞、燈具閃燈、電容失效等。 單燈故障報表對每

19、天晚上單燈運行的情況進行分析、匯總，生成單燈故障報告，反饋給維護部門進行故障處理，系統(tǒng)可以按日、月、年或者即時需要查詢、統(tǒng)計、打印。流程示意圖單燈控制及運行狀態(tài)查詢界面截圖燈具故障統(tǒng)計信息截圖電量查詢截圖4.4 多路電流檢測系統(tǒng)LBMCA-12型多路電流監(jiān)測器集數(shù)據(jù)采集、傳輸功能于一體,多路采集，實時顯示，數(shù)據(jù)采集和傳輸一體化設計，采用485通訊；可采集12路電流；支持遠程參數(shù)查看、設置。多路電流監(jiān)測器多路電流監(jiān)測器配合集中控制管理器使用，可以監(jiān)測每個回路的電流。在軟件系統(tǒng)中設置閾值，超出閾值范圍報警。工作人員可以通過多路電流監(jiān)測器采集到某個周期內的電流電壓數(shù)據(jù)進行分析，及時發(fā)現(xiàn)線路問題與安全

20、隱患。4.5 路燈線纜監(jiān)測報警系統(tǒng) 照明電纜監(jiān)測報警系統(tǒng)可實現(xiàn)對城市照明電纜實時遠程監(jiān)測，并能在第一時間發(fā)現(xiàn)電纜斷線情況并通知監(jiān)控中心。系統(tǒng)主要由三個部分組成:監(jiān)控軟件部署在監(jiān)控中心服務器上，電纜集中監(jiān)控器安裝于路燈箱內，電纜監(jiān)控終端單元安裝于線纜末端。通過GPRS通訊和電力載波兩級網(wǎng)絡完成路燈控制箱到路燈末端電纜全天候24小時檢測。如有電纜盜割現(xiàn)象發(fā)生，系統(tǒng)會在第一時間報警告知監(jiān)控中心值班人員，并支持短信通知報警。系統(tǒng)具有投入資金少、維修方便、快捷、維修成本低、誤報率低、報警地址準確等優(yōu)點。 線路檢測報警器 單燈控制器路燈電纜監(jiān)測報警系統(tǒng)可實現(xiàn)城市照明電纜實時遠程監(jiān)控，當裝有電纜監(jiān)控終端的線路被切斷時會自動報警；監(jiān)控中心因特殊原因無人值守時，系統(tǒng)可以通過預置若干個手機號碼，以短消息方式把故障報警的時間、地點、報警類型等相關信息發(fā)送至各相關人員的手機上；由于電纜監(jiān)控終端安裝環(huán)境干擾性比較大，終端的軟硬件設計中采用了多種抗干擾措施有效確保了系統(tǒng)的正常運行。路燈電纜監(jiān)測流程示意圖4.5.1 自動報警當裝有電纜監(jiān)控終端線路被切斷時會自動報警。監(jiān)控中心因特殊原因無人