城市路燈照明智能控制管理系統建設方案山東貝寧電子科技開發有限公司 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 查詢統計分析功能124.2.6 衛星自動校時功能(GPS)124.2.7 報警管理功能134.2.8 系統安全管理134.3 單燈節能管理系統134.3.1 節能規劃方案144.3.2 單燈控制節能154.3.3 單燈管理節能154.4 多路電流檢測系統184.5 路燈線纜監測報警系統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軟件（pc端）204.6.2 城市照明智能控制管理系統軟件（手機端）214.7 節能分析及社會效益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現的安全隱患，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、無監督和評價機制的傳統管理模式已不能滿足現代化城市照明管理的需要，創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的時鐘控制方式，特別是重大節日或陰雨天不能根據需要進行亮燈情況調整，不能對單燈進行控制，不能根據實際情況（例如：天氣突變、重大事件、重要節日燈）及時校時和修改開關燈事件，無法實現按需照明；路燈運行情況無法實時、準確監控，出現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，影響照明生產管理考核，從而影響到領導的管理決策判斷；路燈的數量非常多，并且分布非常廣，而現有的照明設施故障發現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。二、能源消耗大隨著城市的迅速發展，城市城區道路照明和亮體工程建設得到了迅速發展，路燈和景觀燈數量日益增加。城市照明用電的電能消耗越發成為政府財政支出的沉重負擔，不符合國家節能減排，低碳環保政策；目前無法實現按需照明，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象屢有發生，給當地政府帶來巨大的經濟損失。線纜損壞后，造成路燈大面積停電，交通事故和偷搶案件發生幾率上升，嚴重影響了社會治安。同時，裸露的帶電電纜會出現安全隱患。目前城市照明控制方式不具備設施防盜檢測，無法及時發現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、裸露電纜漏電等現象，容易造成人員觸電，無法及時發現并斷電，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 發展智慧照明的必要性隨著國民經濟的不斷發展和城市規模的不斷擴大，城市公共照明設施數量急速增加，用電量節節攀升，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能管理已成為城市照明主管部門面臨的重要任務之一。發展智慧照明是建設數字化城市、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展情況，緊緊圍繞“創新、協調、綠色、開放、共享”的理念，以提升城市照明品質和實現照明節能為核心，發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，日照市的城區照明建設取得了長足的發展，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2.1 建設意義建設城市照明智能控制管理系統具有以下重要意義：1、提升科學管理能力本系統能對城市照明實現精細化管理，將繁瑣復雜的工作通過系統實現簡單化。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。能根據不同的故障等級，啟動不同的處置流程，進行協同辦公，提高處置效率。2、節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，從而節約了大量的電能，真正實現節能減排。在響應國家的低碳經濟的號召的同時，又能實現良好的節能效果。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、電纜盜割等現象發生時，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既是一種公益性事業，也是城市形象工程，城市照明智能控制管理系統的建成，將使燈光管理水平與現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局實現以下目標：以按需照明為理念，通過單燈調節管理功能實現城市照明智能管理目的，節約運行成本。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，動態管理照明設施信息。以主動發現為目的，通過照明移動監控系統，實現隨時隨地監控路燈運行情況，突發事件緊急調控。第3章 建設內容一、照明智能控制系統建設第一部分：監控中心建設監控中心系統用若干計算機建立一個計算機局域網絡，通過GPRS/3G/寬帶網絡，實現遠端現場數據、處理和控制，并通過電腦端，將現場情況、數據報表、地理信息數據進行反應和顯示，以供管理部門進行管理和決策。系統提供遠程服務功能，同時中心還配備GPS校時、不間斷電源等，保障中心系統穩定可靠地運行。系統還可以將分布在全市各角落的照明信息通過通訊網絡采集到智能路燈管理系統，并在智能路燈管理系統進行信息的集成。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、亮燈率統計數據等。在本系統中，也可對監控點進行分組分層，便于管理。監控中心系統項目建成后可將城市照明的智能管理、數據采集、數據處理集一體，并通過群控或組控實現對不同監控的控制功能。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，實現線路開關控制功能、監控和防盜功能，進行遠程本地設防、撤防；實現報警功能；并通過電力載波 “單燈控制器”進行通訊。通過Internet以及GPRS/3G網絡，智能路燈管理系統可以跟每臺“路燈集中控制管理終端”通訊，實現如下基本功能：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（安裝單燈控制器可實現）5、 控制每盞燈的狀態（安裝單燈控制器可實現）第三部分：單燈控制器建設對每桿路燈加裝單燈控制器。實現開關控制、亮度調節、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 城市照明智能控制管理系統由監控中心、路燈集中控制器、單燈控制器及路燈電纜監測報警器組成。路燈集中控制器安裝在配電柜內，通過GPRS無線網絡與監控中心進行通信，監控終端安裝在照明終端。集中控制器接受、執行、轉發監控中心的命令，并通過監控終端對每盞燈進行開關控制和亮度調節，實現靈活的遠程控制。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控，并通過監控終端監控每盞燈的實時狀態，還可以通過模擬量、數字量輸入端口，將現場的光照、用電量等信息反饋至監控中心，以實現對城市路燈系統的科學管理。 系統工作原理圖城市智慧照明監控中心 城市智慧照明示意圖城市照明智能控制管理系統電腦客戶端登錄界面城市智慧照明監控軟件系統截圖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對所屬控制節點的管理和控制，并通過GPRS無線通信方式，實現與監控中心的通信。 路燈集中控制器內置相關軟件程序，在電力線上形成智能控制網絡，實現對所屬回路和路燈的管理和控制。 路燈集中控制器可實現以下功能：4.2.1 遙控功能系統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。 時控根據當地的經緯度坐標計算計算出全年的日出日落時間，經過調整得出全年開關燈時間表下發到智能監控終端，實現自動開關燈控制。 光控根據光照度實現按需開關燈控制。 手動控制在特殊條件下，可通過系統手動控制功能實現任意回路的開關燈控制。 預案控制為了滿足某些特殊時期（節假日、國家重大活動）對亮燈時間的特殊要求，系統提供預案管理功能，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制。4.2.2 遙測功能系統通過遙測功能來獲取路燈設施的運行參數信息。主要參數包括：三相電壓、三相電流、功率因數、有功功率、無功功率、支路電流等。監控中心有周期自動巡測機制，系統按設定的時間周期自動進行巡測，同時系統也允許監控人員隨時進行手動巡測。4.2.3 遙信功能系統通過遙信功能可以直接獲取路燈設施的運行狀態，一旦發現某個狀態發生異常，會在第一時間將異常信息發送給監控中心。4.2.4 遙調功能系統通過遙調功能可以實現對遠程監控終端的管理，可以調整監控終端的工作狀態和工作參數，以便對路燈設施進行更好的監控和管理。4.2.5 查詢統計分析功能系統數據分為兩種：運行參數數據、統計分析數據，這兩種數據的展示方式有所區別，其中運行參數數據一般用數據報表的方式展示，而統計分析數據則可使用報表、圖形（曲線圖、柱狀圖、餅圖）等方式展示。4.2.6 衛星自動校時功能(GPS)通過安裝在監控中心的GPS設備采集衛星基準時間與服務器時間校對，保證監控中心所有服務器時鐘的準確性和一致性。監控中心定時給智能監控終端發送校時指令，從而確保監控中心和智能監控終端時間的準確性和一致性。4.2.7 報警管理功能系統報警數據有兩種來源：遙測數據、遙信數據，通過分析遙測、遙信數據，可以檢測設備運行狀態異常并產生報警記錄，產生的報警記錄會永久保存，以供查詢、統計、分析；同時，報警信息會通過多種方式（短信、聲音、信息提示窗口）告知用戶。4.2.8 系統安全管理為了規范系統操作，增強系統的安全性，系統采用了嚴格的安全管理措施。系統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，用戶登錄系統后只能完成權限允許的各種操作。用戶登錄系統后的所有操作都要記錄日志，并永久保存，以便在發生異常操作時追溯問題，明確責任。為了保證業務數據的完整性和安全性，在保存和傳輸業務數據時要對數據加密。4.3 單燈節能管理系統單燈控制器通過電力載波通信技術與智能監控終端進行通訊，實現對每一盞燈的監測和控制，無需布線，安裝方便，同時實現：1、數據采集：電壓、電流、功率、用電量。2、單燈控制：單燈定時開關，亮度調節。 3、時段控制：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 節能規劃方案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 單燈控制節能系統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，協助用戶制定分時、分區、分季節、分路段的開關燈計劃，以單燈控制器為終端管理手段，提供單燈節能控制方案，實現30%以上的節能，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，系統可以對每盞燈進行監控，系統可以根據人流、車流、天氣等環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能控制。 手動單燈控制手動控制可以實現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 單燈管理節能通過照明單燈節能管理系統的應用，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、電流、電壓、故障等信息實時“在線巡測”，改變了以前路燈養護主要依靠人工巡檢，熱線報修的發現故障的方式，大量節省辦公、車輛、人員等費用和能耗，降低整體運維成本，達到節能降耗的目的。 單燈報警通過單燈控制器，系統可以獲取每個燈具的電壓、電流、功率因數等運行參數，再結合系統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，系統可以按日、月、年或者即時需要查詢、統計、打印。流程示意圖單燈控制及運行狀態查詢界面截圖燈具故障統計信息截圖電量查詢截圖4.4 多路電流檢測系統LBMCA-12型多路電流監測器集數據采集、傳輸功能于一體,多路采集，實時顯示，數據采集和傳輸一體化設計，采用485通訊；可采集12路電流；支持遠程參數查看、設置。多路電流監測器多路電流監測器配合集中控制管理器使用，可以監測每個回路的電流。在軟件系統中設置閾值，超出閾值范圍報警。工作人員可以通過多路電流監測器采集到某個周期內的電流電壓數據進行分析，及時發現線路問題與安全隱患。4.5 路燈線纜監測報警系統 照明電纜監測報警系統可實現對城市照明電纜實時遠程監測，并能在第一時間發現電纜斷線情況并通知監控中心。系統主要由三個部分組成:監控軟件部署在監控中心服務器上，電纜集中監控器安裝于路燈箱內，電纜監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。如有電纜盜割現象發生，系統會在第一時間報警告知監控中心值班人員，并支持短信通知報警。系統具有投入資金少、維修方便、快捷、維修成本低、誤報率低、報警地址準確等優點。 線路檢測報警器 單燈控制器路燈電纜監測報警系統可實現城市照明電纜實時遠程監控，當裝有電纜監控終端的線路被切斷時會自動報警；監控中心因特殊原因無人值守時，系統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送至各相關人員的手機上；由于電纜監控終端安裝環境干擾性比較大，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的正常運行。路燈電纜監測流程示意圖4.5.1 自動報警當裝有電纜監控終端線路被切斷時會自動報警。監控中心因特殊原因無人值守