景观照明路灯智能化集中管控系统设计方案

1 景观照明路灯智能化集中管控系统设计方案 、项目名称 （县）照明路灯智能集中管控和能耗监系统、 1 、城市景观照明路灯设施概况 （县）中心城区目前共有各种照明路灯控制箱（设施） 300 多台，路灯杆共计17000 多杆，路灯 30000 多盏，单盏功率 250W(瓦 ) ，总功率约 7500 多千瓦，全年电费 （县）城市照明路灯、景观灯设施遍布全城，照明设施种类、型号繁多，功率负荷大不等，开关灯控制装置简易，极易造成路灯能耗浪费大且管控工作困难。 近年来随着城市建设规模的不断扩大，城市景观照明设 施不断增加与完善，这些设施的投入使用，大大提高了城市的照明质量和照明舒适度，改善了人居环境，减少了交通安全和社会治安隐患，提升了城市对的外形象，改善了城市投资环境，为创建和谐安宁的社会环境奠定了良好的基础。 根据建设部、国家发展和改革改委会关于加强城市照明管理促进节约用电的意见要求大城市亮灯率要达到 97%，小城市亮灯率要达到 95%的要求，景观照明要讲究亮度与色彩的科学配置，把保障照明质量，提高照明舒适感放在首位，实现城市照明智能化集中管控，通过科学管控减少照明用电浪费，降低光源污染。 目前城市景观照明设 施不断建设，传统管控模式也暴露出诸多问题，现行的管控手动已不能满足城市照明现在和今后管理需要，照明管理工作迫切需要一套基于网络化的，实时的、智能化的、智慧化的、精确化的集中监控管理系统，为城市照明管理提供了科学的依据，提高城市照明质量，降低光源污染，减少照明用电的浪费。 2 2 、城市景观照明路灯管控现状及存在的问题 关灯控制方式落后 目前城市道路照明路灯和景观灯的开关控制方式采用的是简易的时控器控制，由于城市照明设施分布广，管理人员很难做到跟随天气和季节的变化及时的调整每天的照明时间，也不能根据道路照明 的实际情况，为每个区域科学合理的制定亮灯时间和控制方式，加之人工调校周期长，时控器走时误差大，造成了亮灯时间不准确，亮灯质量不高，每年因此原因造成的电能浪费大。 控手段落后，获取照明设施信息单一 路灯的巡查工作耗时耗力。目前城市路灯巡查的方式是：每晚开灯后，派出多台路灯高空车和几十个工作人员，对全城所有路段的路灯进行全面拉网式巡查，无论路灯设施有无故障，都需要巡查一遍，已形成常态化工作方式。由于巡查覆盖面积大，每年光是用车和燃油费、维修费就高达几十万元。而照明设施的故障又具有突发性，往往是前巡后坏 ，实效性差，很多故障都是事发后才知道，危害性大，同时晚间巡查，人员辛苦且危险。 乏实时监控和预警手段 现行的巡查管理方式不能及时、准确和全面了解城市照明路灯设施的运行状况，缺乏有效故障监控手动，难以预知停电、跳闸、线路漏电、断路、白天误开灯、晚上误关灯、电力异常等各类故障，安全隐患大，一旦发生势必会影响城市正常照明需要，极大的影响市民出行安全、行车安全，同时给路灯管理工作增加沉重负担。 乏应急保障 不能根据城市的实际情况如：重大活动、节假日、极端天气、季节变化等实际情况及时重新发布照明 开关灯时间，不能依据与照明密切相关的环境照度、交通流量、人流密度等实际情况实现分区域、分时、分级的制定开关灯控制预案。 3 3 、城市景观照明智能集中管控系统的总体设计要求 城市景观照明集中管控系统由：管控中心、通信网络、集中控制、单灯控制、电缆防盗五部分构成。 体设计原则 计思想 通过先进和成熟的技术，建设一个公共、共享和网络化的城市景观照明路灯智能化集中管控系统，实现城市观照明路灯的实时控制和精确控制。通过提高照明管控手段来有效保障城市照明质量，实现科学的合理的照明用电管理，实现合理 高效节电，通过管控系统故障监控手段，杜绝各类故障隐患发生。通过建设景观照明管控系统，提升城市对外形象。 计原则 在设计上遵循统一规划、分步实施的基本原则，以先进、可靠、经济为理念，充分考虑用户的实际情况，并根据用户的实际需求、财力和物力逐步实施。 进性、实用性 系统基于物联网模式设计，在未来 510 年不落后，可有效避免用户重复投资。 扩展性、 易维护 系统在设计上，充分考虑到今后发展的需要，具有良好的可扩展性和可维护性。 全性、可靠性 系统设计时充分考 虑到今后的安全性，保证系统具有高可靠性，稳定性。 容性 系统 的 各环节设计具备良好的兼容性， 可避免 局部损坏而导致系统瘫痪。 4 操控性 管控软件充分考虑到不同层次，不同学历的工作人员操作。 块化结构设计 系统的软硬件应全部采用模块化结构设计，可根据用户的实际需求灵活配制，真正做到即插即用，操作简便，可有效避免今后因设备升级造成的重复投资。 计参照技术标准 明配电箱执行国家行业标准： 城市道路照明设计标准 城市道路照 明工程施工及验收规程 低压配电设计规范 通信技术标准汇编 路灯设计手册 路灯电气标准汇编 公共道路路灯的国际建议（ 明智能管控系统执行国家标准： 13730区电网数据采集与监控系统适用技术条件 群移动通信系统技术体制 动通信设备安全要求和试验方法 15126息处理系统数据通信网络服务定制 子计算机通用技术条件 算机软件开发规范 算机信息系统安全专用产品分类原则 5 市景观照明智能化集中管控系统的构成 城市景观照明路灯集中管控系统是 基于网络平台软件、 联网络技术、2G/3G/4G 移动互联网络技术 、 力载波通信技术、传感器技术、自动控制技术等多种服务网络和多种技术架构的有机结合。通过网络平台实现城市公用照明的数字化、智能化、智慧化的管理，是智慧城市不可分割的一个子系统。系统由： 管控中心平台、通信网络 、 智能路灯控制器（集中控制器或监控 终端）、单灯监控、电缆防盗五 部分构成。 控中心 城市建设一个集中管控中心，管控中心的核心是管控软件。管控软件通过 联网络、 2G/3G/4G 无线网络与全城配电箱内安装的智能路灯控制器和灯杆里安装单灯控制器、电缆防盗设备建立实时的互访通道，实现城市景观照明路灯的数字化集中管控。 管控软件可记录整个城市照明设施的基础数据包括：照明设施的分布位置、名称、配电箱电气结构、照明线路具体输送地方、功率负荷、照明路灯的安装位置、类型等参数，为今后维护、定位，排查故障提供历史依据。管控平 台软件日常实时远程遥测、遥控、遥信、遥调全部照明设施的电压、电流、功率、用电量、单灯运行状态、电缆运行状态等数据，自动分析、判断、预测和显示故障，当监测到故障时会主动发出报警声响和发出报警短信。管理人员根据城市不同道路的照明需要，通过管控平台为其量身制定开关灯预案和发布开关灯预案。 管理工作人员可以在获得中心合法授权的情况下，通过智能手机安装的专用照明监控户软件访问中心服务器，获取城市照明设施运行状况，也可直接下达各项照明控制指令。（ 中心功能详见软件描述） 信网络 6 照明智能集中管控系统 属于集散分布控制网络系统，其通信方式的选择决定着初期的建设成本和后期安装维护成本，也决定着设施今后的可维护性和可扩展性。根据上述实际情况，采用无线公网通信方式是城市照明集中管控的最优的选择。 （详见通信技术要求） 能路灯监控 智能路灯控制器也称集中控制器或监控终端，安装在照明配电箱中，通过自身配备的2G/3G/4G 无线通信设备与管控中心软件连接，实现照明智能化远程管控。智能路灯控制器通过传感器实时采集照明设备的电压、电流、电量等数据，监测交流接触器、断路器、熔断器等保护器件的运行状态，并将监测数 据上传至管控软件分析、处理和显示。管控中心根据城市景观照明路灯的照明需要，为其量身制定开关灯时间预案如：景观照明智能监控终端执行当日光照仪测定的光照值和学校地处经纬度计算的日出日落时间，照明智能监控终端可根据季节和天气变化自动修正每天的开关灯时间，保障景观照明路灯每天获得精确亮灯时间，同时中心根据城市夜间道路照明的需要和照明路灯实际分布情况，实行半夜灯控制模式，通过制定合理的亮灯时间，有效杜绝照明早开晚关事情的发生，免去繁琐人工调校工作，通过管控系统精确控制获得最佳节电效率。 （详见智能控制系统技术要求） 灯监控 单灯控制器安装在灯杆底部的检修孔内，串接在照明电缆和照明路灯之间。单灯通信基于 力载波技术设计，利用原有路灯电缆作为通信线路，与照明配电箱安装的智能路灯控制通信，实现城市每盏路灯的监控。其优势：实现每盏路灯监控，无需敷设专用的通信线路，没有通信资费，成本低、安装维护简便，可靠性高、扩展性强，具有无法比拟的通信优势，是单灯控制的首选技术方案。 （ 详见单灯监控技术要求 ） 缆防盗 照明配电箱负责照明路灯的供电和开关灯控制，白天照明电缆都处于断电状态，很多时候不法分 子都是白天将照明电缆割断，夜间拖走。因此电缆防盗监测必须具有全天侯 24 7 小时有电、无电状下的电缆实时 监控。防盗系统由防盗主机和防盗末端构成，防盗主机安装在照明配电箱中，中心可远程设置防盗主机的报警灵敏度、报警开关、报警次数、报警手机号码，防盗主机软件具有较高灵活性，可有效降低系统的误报率。防盗主机还具备现场报警声响驱动、线路断路状态指示、现场报警参数修改等功能，极大的满足了现场操作需要，具有完善的产品设计。防盗末端采用无源工作模式（防盗末端采用电池供电模式，可靠性差，今后维护安装困难），安装在电缆末端。 （ 详见 电缆防盗技术要求 ） 5、建成后的照明智能化集中监控管理系统的社会效应和经济效应 改革开放以来，我国经济快速发展 ， 但由于我国资源利用水平较发达国家相比落后，社会发展所带来的 能源 问题日益严重， 能源 短缺问题日渐突出，严重制约我国的社会和经济发展。中央根据各省经济发展状况和 各行业 结构 情况，科学制定发展能耗指标，量化节能指标，从中央到地方，自上而下的，全民参与到 节能减排 中。 城市智能路灯集中监控系统的投入使用，将为整个城市带来更好的经济效益和带来良好的社会效应，综合分析有以下几点： 发事件应急保障能力 在重大节日活 动、极端天气、突发公共事件等情况下，管控中心可及时发布开关灯控制指令设施开关控制。当监控终端监测到照明设施故障时会主动发出报警短信，通知管理人员及时处置。 学合理的管理手段 管控中心根据城市人居环境、道路分布状况、车流密度和政府、学校、医院、军队等区域的实际情况，为每个片区制定合理的亮灯时间，保障城市每个区域获得最佳照明质量，同时实现高效节电。 8 学管理、人性化服务 监控中心通过全市安装光学传感器获取每时的光照参数，并结合当日实际工作安排，科学合理的制定亮灯预案，可大大减少每天的开关灯时间 ，节约了电能，延长灯具的使用寿命，降低开关频率，降低运行成本，提高城市亮灯率。 会效应 通过提高照明管控手动来保障了城市的亮灯率和亮灯质量；通过本次建设照明管控系统，保障了城市每天亮灯时间的准确度，保障人员出行安全、行车安全，降低了 交通 和治安等安全隐患 。 济效益 少巡灯成本： 建设智能路灯集中监控系统，可有效减少了巡灯车辆的使用，降低工作人员的劳动强度，缩短处理事故的时间，减小事故扩大，大大节约了巡灯产生的人力、物力费用。 低各种事故： 通过监控中心即可实时监测全 城照明设施的各项运行数据。监控中心软件通过遥测的数据自动分析线路漏电故障，及时通知工作人员处置，减少漏电带来的电能浪费和漏电造成的人生伤害。同时实施发出线缆、变压器、灯具被盗等预警信息，减少经济损失。监控中心可根据每天与照明密切相关的实际的天气状况、人流车流密度等实际情况，精确制定全城的亮灯预案，保证全市获得最佳照明质量，减少交通事故发生，保障市民生活、出行安全，减少光源污染。 加灯具的使用寿命： 监控中心可实时控制全城路灯开关，减少亮灯时间，延长灯具的使用寿命，降低路灯的更换率。通过故障侦测手 段，精确定位故障，减少亮灯检修时间。 可计算的经济效益如下 9 (1) 以一个城市为例计算：照明路灯 总功率约 625算 ， 通过管控平台 每天 精确控制，减少 15 分钟 亮灯时间 ，电价按 /度，全年将节约支出电费 62515/60)小时 365天 /度 元 . (2) 照明 管控 系统的使用，将减少巡灯车辆的使用，如 城市路灯管理所 采用 一 辆 高空车巡灯，每 车每天 巡视路段 100 公里，按每百公里耗油 13 公升 ，油价 /升计算 ,每年将节约汽油开支 :11 百公里 365 天 1 2 公升 /百公里 /升 元。 (3) 根据城市不同的路段如：外环路后半夜车少人少，通过单灯灵活的控制模式实现隔盏亮灯或交叉亮灯，实现道路半功率照明，实现合理节电。以四分之一路灯零点后实现半功率亮灯 3 小时， 电价按 /度，全年将节约支出电费 (625)3 小时 365 天 15 万 元 . 建设城市照明集中监控系统带来的 综合 可计算经济效益为： 51,000 元 +33,000 元+150,000 元 =元） 其次 建设城市照明智能集中监控管理系统还有 不可估量的经济效益 ， 城市照明集中监控系统通过准确可 靠的开关灯可以保证每一盏灯拥有最合适的亮灯时间， 通过精确控制减少亮灯频率， 从而间接地延长灯具的使用寿命，并减少换灯成本。此外城市照明集中监控系统的 失 流越限报警，能向照明管理部门提供 电缆短路故障， 避免 电缆短路照成的电能巨大浪费和人员伤害。 10 技术篇 6、城市路灯智能集中监控管理系统网络结构图 （网络结构图） 7、城市路灯智能集中监控管理系统的工作原理 监控中心的服务器系统，通过防火墙与因特网（ 连，服务器具有公网固定 址。智能路灯控制器通过登录 2G/3G/4G 无线网络后与监控中心因特网接入，获取管控中心固定 址，建立实时的互访通道。监控中心软件通过因特网和无线网络与分布在 11 全城的智能控制器 (注：智能控制器安装在照明配电箱中 )建立实时通信 , 遥测、遥控、遥信、遥调全城照明设施的电压、电流、功率、设施用电量等工作参数和单灯、电气设备、路灯设施等工作状况，中心软件根据获取的大量路灯设施数据自动记录、分析、判断和预测故障，当监测到故障时会主动发起报警信息，同时监控中心负责日常开关灯预案的制定和发布。 管理工作者也可以在获得中心 合法授权的情况下，通过智能手机安装的专用路灯监控客户软件访问监控中心服务器，获取路灯设施运行状况，也可直接下达各项采集、控制等指令。 8、城市路灯监控中心设计 控中心概述 监控中心是整个城市城市路灯管理工作的核心区域，监控中心设施的建设应充分考虑系统今后的运行稳定性、扩容性和先进性，监控中心由： 路灯监控服务器、视频存储服务器、监控计算机、 监控管理 软件、 络、不间断电源、 屏幕、操作控制台、防静电地板等软硬件设施构成。 监控 中心工作人员可根据当天的天气状况和实际照明工作安排，在监 控管理软件上制定科学合理的亮灯预案，并及时通过监控网络下达到全城各个路灯和景观灯控制箱。中心可实时遥测、遥控、遥信全城路灯和景观灯设施的运行数据，并分析、处理、记录、显示和打印数据，根据遥测数据自动分析故障如： 线路停电、缺相、漏电、断路、被盗，设备白天误开灯、晚上误关灯等， 并显示故障位置并 主动发出报警短信到相关工作人员的手机。 中心基于 联网络设计，具有无法比拟优势，使今后的管理工作没有任何地域限制， 通过科学的管控手段，实现高效管理和电能的节约。 日常路灯设施数据的录入、维护和管理 。 日常全城路灯设施实时监控。 12 日常开关灯时间预案制定与发布。 日常数据记录、查询和打印。 根据监测数据，评估路灯设施运行状况，及时的预测故障的发生，降低故障带来的风险。 监控中心从多角度、多范围、多层次实现业务考核。包括针对故障处理及时率、亮灯率、设施完好率。 监控中心运行效能分析：对全市灯光设施建设、维护、节能、管理等方面进行综合 评估，分析投入效益，找出薄弱环节以利整改。 13 14 9、 控管理软件是基于 络开发主要由：电气流程组态模块、单灯监控模块、 里信息模块、电缆防盗模块、报警模块、时间预案模块、数据记录模块、资产管理模块等构成，详细描述如下： 形化编程的监控组态软件 城市路灯、景观灯、广告灯配电设施（箱变、杆变、落地配电箱、壁挂配电箱等等）的种类、电气结构、负荷、输出照明线路、灯具数量及型号种类繁多，千差万别。要想真正做到，真实的反映设施的运 行状态，直观的显示每台设施电气结构、输出线路情况，同时做到精准监控路灯状况，软件必须采用电气组态模型结构。 管控软件采用二次电气组态软件结构，具有可视化、图形化二次编程功能。在软件上调用专业的电器元件符号，采用标准线路，再建、重构每台设施的实际电气流程，包括：安装地名、区域和类型，以 黄、绿、红三色标注电压、电流的相位关系，记录、显示交流接触器的控制类型（全夜、半夜和其它），以及交流接触器对应的线路相位，具体输送地区、灯具数量、类型和功率。可精确配置每一 台设施的报警参数如：电压、电流上下限报警值，断路器、熔断器、交流接触器等电器的故障状态，输出线路短路、断路故障位置，根据遥测数据，动态反映运行状态，并根据预先配置的报警参数，准确分析、判断报警故障，采用不同颜色、符号精确标注实际报警位置。同时可在组态软件上实现遥控、遥测、遥信、遥调等工作。 15 16 控、遥信、遥测、遥调模块功能 自动和手动遥控、遥信、遥测、遥调功能：管控中心可以根据不同类型的路灯、景观灯和广告灯控制要求，分组、分区，自动遥测、遥信全市的全夜灯、 半夜灯、景观灯、街灯、广告灯运行状态。 具有自动巡测、手动遥测功能： 能按设定的时间周期（可以根据开关灯前后任意选取不同的周期）自动进行定时巡测。可随时手动遥测每个路灯监控点电压、电流、亮灯状态、电器运行状态、路灯设施用电量、功率等。自动或手动模式遥测所有路灯配电箱监测到的全部电器参数。具有根据管控中心预先设定的时间，自动调整路灯节电器节电压档。可根据输入电压的变化自动调整输出工作电压。 学合理的城市照明预案制定和管理 智能化的开关灯控制 ：管控中心综合分析与道路照明密切相关的时间、路段、环境照度、 交通流量和人口密度等因素，根据当日的活动安排如：节日、重大活动，根据城市地 17 理位置和季节变化等综合情况，智能化，智慧化的科学合理的为每个片区制定照明策略。通过网络将照明策略设置到每个路灯控制器中，实现对道路照明、景观灯进行动态智能控制 (精确到单灯 )在不同情况下实现多样化的道路照明场景，从而在提高照明质量的同时获得最佳的节能效果。 路灯照明控制：按照管控中心设置的照明策略，对照明路灯进行精确到单灯的控制。采用灵活科学的控方式，实现分区域、分时段、分级别开关灯。 景观灯控制： 按照设定的景观灯控制策略，对景观灯进 行开关控制。设置平日、节假日、重大节日等不同的开灯控制模式，目的为了营造不同气氛下的景观效果、节约能源和并可限制光干扰。 强制开关灯 ：管控中心可根据实际工作需要，任意遥控监控点开关灯，也可同时（广播）遥控监控点开关灯。 定时开关灯： 管控中心可分组、分段和分区设置全城监控点开关灯时间。 光控开关灯： 管控中心可根据外置光照计信号，自动遥控全城监控点开关灯。 经纬仪开关灯 ：管控中心可根据所处地区纬度，根据公式所求的开关灯时间开关灯。 周控开关灯： 管控中心可根据实际情况，设置全城的各监控点，任何回路一周 的开关灯顺序。 18 19 准快速的故障分析报警 能预警 智能预警根据预先设定的预警条件，基于反馈的大量照明数据（包括照明设施、线路属性信息、状态信息等），和设定预警任务，筛选符合条件的聚集性信号，并根据业务的需求对信号进行分类处理，达到实时监测、及时预警的目的。具体功能包括预警任务管理、预警智能处理两个模块。报警类容包括：停电、缺相、跳闸、电压、电流超限、白天误开灯、晚上误关灯、电缆被盗等故障内容。并 以 声光发出报警提示声响。 警形式的多样性 网络短信 ：采用网络短信发送报警信息（无卡发送、无外置短信设备发送，用户数量无限制、支持群发功能、速度快、丢失率低。），第一时间将报警信息发送到指定的工作人员手机上。 20 局部定位 ：在监控组态软件上，采用专业的电力故障符号、颜色和实时仿真动作，精确的标注故障位置。 全局定位： 在 图上实时清晰地显示报警类型、地点，并以声光发出报警提示声响 故障处理： 系统在收到报警信息后，对报警信息进行分析，提供最佳解决方案（包括解决方案、处理步骤和流程、所需资源等等）。 块功能 标注照明配电箱在地图上的具体位置和名称。 标注路灯杆在地图上的具体位置和名称。 显示故障设施在地图上的具体位置和故障类型。 增加、删除和编辑照明配电设施。 增加、删除和编辑单灯设施。 通过地图直接发布遥控、遥测、遥信指令。 通过点击地图上的配电设施直接发布数据采集指令。 通过点击地图上的路灯杆直接发布采集数据指令。 照明设施工作状态显示。 电缆线路的运行状态显示。 21 22 灯监控模块功能 单灯信息采集：开关灯状态和故障状态。 单灯控制：控制单灯的开关和调光，实现不同场景下的开关灯组合。 单灯软件工作流程：管控中心通过网络下达的各种控制指令到路灯控制器，路灯控制器通过电力载波通信模块与灯杆里的单灯控制器通信，获取单灯各种信息，实现不同照明效果。 机 灯监控管理软件采用（客户 /服务）网络架构，支持异地远程维护、管理、遥控、遥信、遥测、遥调等操作（移动办公功能） ,不受地域限制，管理工作者 也可以在获得中心合法授权的情况下，通过智能手机安装的专用路灯监控客户软件访问监控中心服务器，获取路灯设施运行状况，也可直接下达各项采集、控制等指令，手机软件如下： 23 重安全保护模块功能 灯监控管理组态软件采用权限管理制度，任何操作人员必须在获得系统管理员的合法授权下，才能登陆服务器进行操作，并受到系统管理员监管。操作人员的任何操作都有历史记录。 设有防火墙隔离保护。 控站点管理模块（增加、删除站点和站点分区 ） 分组、分区建立、删除路灯监控 站点，记录路灯监控站点编号和实际地名。 行记录查询及打印模块功能 24 25 组合条件查询和排序运行记录，以报表方式显示结果包括：地名、各时间段的电压、电流、功率、电量、开关灯状态等数据。 史报警记录查询及打印模块功能 组合条件查询和排序报警记录，以报表方式显示结果包括：报警区域、时间、故障类型、故障位置和各种报警类型（停电、缺相、空开跳闸、接触器未吸合、未释放、输出回路短路、断路和失流、失压、电缆被盗）。 匣子记录管理功能 通信状态、停电日 期、时间次数，当前开关灯状态等数据，提供历史依据。 计趋势图 电压、电流、亮灯率趋势图 直观方便的浏览各时间段电压电流波动曲线，预知故障。 六种趋势图统计显示。 实时描绘采集数据曲线。 26 27 缆防盗模块功能 报警开关设置 报警灵敏度设置、 报警次数设置 报警地名设置 主动检查电缆运行状态 报警信息的记录 电缆防盗软件模块和防盗主机应具备上述功 能，监控中心可远程设置上述各项参数，可有效降低误报率，具有完善的功能、可操作性、稳定性强。 28 10、通信方式的对比及选择 监控中心采用 城市城市路灯智能集中监控管理系统，中心采用 络接入，通过 联网络平台实现城市照明路灯、景观灯、单灯监控，主要优势如下。 当今先进的、唯一的、开放的、主流网络通信技术，技术成熟。 不受地域限制、不受环境 影响，非常适合城市公共服务行业，实现自动、智能化监控使用。如：电力、自来水、照明路灯等行业。没有通信设施的维护工作。 有强大的技术保障，今后扩展性强，低廉的运行费用。 通信速率高，实时性强，稳定性强，便于快速获取照明设施运行信息和发布精确开关灯时间指令，实现高效的节能。 操作简便，实时性强，可准确的获取城市照明设施的运行信息如：设施损坏、线路短路、被盗、漏电等。 灯控制器采用 2G/3G/4 230台通信 （原来采用） 2G(3G 通信 （现在选用） 29 通过上面的对比， 2G/3G 通信明显比 230台通信具有很大优势，系统应采用2G/3G 通信方式实现配电箱监控终端通信。 从资金、技术和需求三方面考虑， 2G/3G 通信中的 可以满足要求。主要优势如下： 覆盖面积广阔。 低廉的费用，成为新一代热门网络通信方式。 技术成熟，网络稳定性强。 良 好的技术支持和第三方营运服务。 实时在线讯方式。 无需架设外置天馈线系统。 盲区少，数据无需中继。 没有天馈系统维护。 灯控制采用电力载波通信方式的技术特点及优势： 单灯控制器通信方式对比： 电力载波 点对点无线数传 线数传 30 通过上表对比，结合照明设施供电回路归属情况，综合考虑安装、维护等后期因素，系统采用基于电力载波通信技术，实现配电箱集中器到单灯监 控通信。（本系统通信模式：采用 构的电力载波通信技术。 主要优势 如下 ： 单灯控制器利用路灯线路，采用电力载波的通信，免布线。 利用路灯线路，监控路灯，不是环境影响。 安装无需高空作业，安装维护简便。 可实现单灯的监测、控制。 没有运行资费。 31 11、智能路灯控制器（监控终端） 灯控制器的设计思想和特点 基于 2G/3G/4G 移动无线网络、 术的电力载波技术、传感器技术、 自动控制技术等多种技术的有机结合。通过 联网络平台，实现城市路灯、景观灯的设备监控、单灯监控和可视监控。实现城市路灯的集中监控管理，网络化的监控管理，智能、智慧化的监控管理。实现城市路灯的节能减排和降低光源污染。 灯控制器的工作原理 路灯控制器通过 G 移动通信网络与 络互联，实现城市路灯的网络化管理。接收，执行管控中心下达的各种指令和运行参数。如遥测设施的电压、电流、电量、设备运行状况，单灯信息如：电压、电流、功率等。遥控设施开 关和单灯的开关，实现不同的亮灯组合。当路灯控制器监测到故障时会主动发送报警信息至管控中心。 路灯控制器通过安装的各种传感器，实时监测路灯设施信息如：线路电压、电流、功率、交流接触器、断路器、熔断器等电器设备运行状态，并分析记录。等待管控中心通过2G/3G 网络调度数据。当路灯控制器监测到故障时会主动发出报警信息告知管控中心。 路灯控制器通过电力载波通信模块与灯杆里的单灯控制器通信，获取单灯各种信息，通过 2G/3G 网络上传至管控中心。同时执行管控中心下达的控制指令。在不同情况下实现多样化的道路照明场景，从而在提 高照明质量的同时获得最佳的节能效果。并控制可变功率的电子镇流器获得最佳节能效果。 32 33 灯控制器的技术先进性 我公司研制和开发的 （即时通）路灯控制器 在设计上遵循电力、无线通信和自动化设计规约 。以嵌入式微处理器为核心， 发平台编写，产品完全采用模块化结构设计，可扩展性强，可根据用户的实际需求和财力、物力灵活配制， 路灯控制器具有强大的通信接口，可同时支持短波数传， 2G/3G/4G 无线通信和光纤通信方式，可根据用户的实际需求迅速组网，而无须修改 路灯控制器软件，真正做到即插即用，而且操作简便。 入式微处理器（ 路灯控制器（即时通）的核心微处理器采用 入式处理器 ,25即每秒钟运行 2500 万次。 口 ,在系统编程调试 , 是真正的嵌入式理想选择。 34 入式实时多任务操软件 路灯控制器（即时通）采用 C 语言开发，可移植性强，便于今后升级维护，且可靠性强。 度集成，大规模可编程集成电路（ 计 路灯控制器（即时通）采用超大规模可编程器件设计（ 有效避免使用专用数字电路因为断货或者停产而造成的危害，有效降低各项成本，目前成为电子产品主流设计和首选，国内军工单位已大量使用。 块化结构，即插即用 路灯控制器（即时通），采用模块化结构设计，主要有 :模拟数据采集模块（遥测），输出控制模块（遥控），输入信号模块（遥信），键盘设置和 态显示模块，2G/3G/4G 和 信 模块和控制器电源模块六大独立部分构成，可根据用户的实际需求迅速组网，而无须修改 路灯控制器软件，真正做到即插即用，而且操作简便。 好的兼容性、可扩展性 路灯控制器（即时通）的模拟数据采集通道，输出控制通道，输入信号监测通道，采用模块化结构，用户可根据实际需求，灵活配置。在设计上采用国际标准通信接口 ,支持第三方设备接入监控网络 ,为今后实现真正意义上的多通信媒介的远程监控网络留有充足的可伸缩性。 种通信方式 路灯控制器（即时通）无线通 信方式支持： 2G、 3G、 4线通信方式支持： 线和光纤通信，支持 场工业总线网络。 35 大容量的站点 路灯控制器通信链路层格式有区域地址、主地址 (主控中心地址 )、 目标地址 (终端地址 )。一个区域可管理 255 主控中心 , 一个主控中心可管理 255 255 台 灯控制器。 场故障显示诊断 为了便于现场迅速排查故障， 路灯控制器提供了，照明配电设施的各项运行状态指示，从而使现场也能查看到 路灯设施的运行情况，并且准确定位故障 灯控制器的可靠性、安全性设计 块化结构设计（可靠性） 路灯控制器的主处理器板、采集板、控制板、信号板、通信设备均采用模块化结构，独立执行各自任务，互不干扰和影响。各模块之间采用光电隔离，可有效避免一点损害，造成整个控制器瘫痪的问题，增强了整个控制器的可靠性、稳定性。 编程集成电路设计（可靠性） 路灯控制器，采用超大规模可编程器件设计。由于完全采取软件实现数字电路的逻辑关系， 有 效避免了使用专用集成电路因为断货和停产而造成的危害，同时减小了 路板面积 ，增强了硬件系统的可靠性。 耐高温、抗低温、低功耗设计（可靠性） 路灯控制器采用大规模、高集成、低电压（ 低功耗芯片（ ，集成电路 实践证明 路灯控制器整机在采用以上技术，在夏季高温、暴晒，严寒的北方地区的恶劣工作情况下，可在连续正常工作。工作温度范围在 20 度 +85 度 。 36 电磁干扰设计（可靠性） 路灯控制器，电 路布线上，遵循 磁兼容性设计规则， 路板 )均经过 磁兼容测试实验室验证、指导和修改。具备较强的抗电磁干扰能力。 立的工作电源抗干扰设计（可靠性） 路灯控制器的功能单元上采用模块化结构设计 , 各功能单元均采用高精度源供电 ,减小外部电压谐波和模块之间的相互干扰。 序抗死机安全保护设计 路灯控制器软件采用嵌入式平台开发，开发出的程序具有实时、稳定、易于修改等特点，控制软件具有故障诊断功能，当程序死机、运行跑飞时，具有纠 错、恢复功能的强大功能。 路灯控制器硬件设计上，采用双重死机等故障诊断和恢复功能，并可靠的保证程序恢复后运行数据不丢失。 雷击、抗浪涌电压安全保护设计 模拟数据采集端口、通信接口（ 2G/3G/4G、 均采用专业抗雷击、抗瞬变电压、响应速度快、瞬时吸收功率大的 保护。输出控制端口，输入信号端口，均采用光电隔离（隔离峰值为 2大功率压敏吸收双重保护。 时间开关灯安全保护设计 当管控中心与监控点通信出现故 障， 路灯控制器根据监控中心预设的开关时间自动开启和关闭路灯。 当通信出现故障，无法及时修好，又需要修改当日开关灯时间时，工作人员可通过 路灯控制器上的输入键盘，重新修改系统时间、日期和开关灯时间，有力保障了城市路灯的正常开关。 37 手动开关灯安全保护设计 当工作人员检修路灯，需要开灯时，可通过 路灯控制器上手动开灯键，直接开启和关闭对应的输出路灯回路。有效避免检修人员直接操作强电，减少了事故发生机率。 抗燃烧、潮湿、腐蚀安全保护设计 路灯控制器喷涂有符合美国军标的环保三防硅胶：防火、防潮、防腐蚀，可有效减少了事故发生机率。 可靠工作电源 控制器采用，专业工业控制开关电源 ,输入宽电压： 50V，输出电压稳定度 1%，纹波系数 50很宽的电压波动状态下，都能保证，路灯控制器不死机，输出无误动作、控制不抖动、保证可靠亮灯。 灯控制器的功能及描述 路灯控制器功能：模拟量采集功能、输入开关量监测功能、输出控制开关灯功能、 态显示功能、时间修改功能、手动开关灯功能、故障监测报警功能、黑匣子资料记录功能和电度数采集功能。 拟量采集功能 入信号量监测功能 出控制功能 自动控制开关灯、强制开关灯、经纬仪开关灯、周控自动开关灯。 便于现场维护和迅速查找故障， 路灯控制器提供了配电箱输出线路、保险、 38 交流接触器和空气开关的运行状态指示。从而使现场也能查看到路灯配电箱的运行状态，并且迅速、准确的定位故障。显示包含：三相电压显示、电气设备运 行状态指示、系统时间、日期和开关灯时间显示、通信状态指示、电源工作状态指示。 间修改功能 （应急使用） 路灯控制器上，设有独立的时间输入键盘，工作人员在现场可通过键盘直接修改控制器时间、日期和开关灯时间。此项功能有效的避免了管控中心和监控点出现通信故障时，不能修改现场开关灯时间的弊端，有力的保障了城市路灯的正常开关。 动开关灯功能（现场检修和应急使用） 工作人员检修路灯时，可通过 路灯控制器上的手动开灯键，直接开关路灯输出回路。此 功能有效避免了，检修人员直接操作强电，减少了事故发生率。 障监测报警功能 路灯控制器，监测到故障时，主动发出报警信息告知管控中心。报警类容包含：缺相报警、停电报警、白天误开灯报警、晚上误关灯报警、保险熔断、断路器跳闸、输出回路断路、短路和漏电，电压、电流超上限报警、电压、电流超下限报警 匣子资料记录功能 路灯控制器内置 易失内存储器 )，实时记录停电次数、停电时的电压值、停电日期、时间、开关灯状态、采集信道 (A/D)状态和通信状态等 参数。为诊断和排查故障提供历史依据。 12、 灯控制器的工艺设计 体积小 、重量轻 控制器体积： 270 200 70 *宽 *高 )，重量： 500 克金属外壳，表面酸洗、磷化、表面喷塑（黑色）防锈处理。 39 12. 2、 安装 ， 拆卸 、 维护 简便 路灯控制器在设计上，采用标准电路板专用电气接插端子，工作电压0A,具有良好的电气接触性能和绝缘强度，接插端 强弱电分 离， 排列有序 ，功能标注清晰 。接插端子具有接插方向，在安装、 拆卸 、 维护 时极为 方便 。（注：路灯控制器外部采集和控制线多达有 36 根，如果采用外置端子排，因其不具备接插功能，安装和维修时要拆出所有接线，极易出错，时间久了很难理清线路，极易出线路故障。） 防处理 因四川地处西南，气候潮湿、多雨 路灯控制器严格执行工业自动化产品要求，所有功能模块，都喷涂有符号美国军标的环保三防硅胶（防潮、防水、防火）无色、无味。 13、单灯控制器 灯控制的设计思想与技术特点 本系统基于 术的电力载波技术、 力载波 总线技术优点 :（ 部操作网络）是由美国 司开发的一种统一性、开放性以及互操作性的 现场总线推荐标准 网络控制系统， 线技术由于其优良特性，已成为实际上的现场总线推荐标准。 网络拓扑结构具有非常大的灵活性，通过多种收发器提供各种典型的拓扑结构，如总线型、星型、环型、混合型等，不同的通道之间网络信息以路的器作为通信桥梁。使用路不仅能实现不同通信介质之间的数据传输，还能改善网络的响应时间和安全性能。 它支持多种网络拓扑， 在一个具有网内可通过网桥、中继器、路由器将多个网段或子网连成一个相当大的网域，十分适合路灯电力网这种复杂的拓扑结构系统。 线协议采用 48 位地址码，在一个网域内支持 3 万多个节点监控采集数据，如需要监控更大数据只需要增加网域即可。 40 本系统电力载波采用波窄带通信模式， 制方式（两相移相键控调制方式），利用不同相位来表达数据的通信方式，通信速率： 300靠通信距离 1000 米， 单灯控制器 采用双频数据传输模式 ,载波频率分别为 132 115主信道信号遭受干扰 不能通信时，集中器和单灯控制器会主动切换到副通道上减小传输误码和通信失败。 灯控制器的工作原理： （单灯监控拓扑图） 单灯控制器采用电力载波通信技术和路灯电缆，把安装在灯杆里的单灯控制器相连接起来，与集中器连接，实现远程单灯控制和各种不同的开关灯组合和监控。 单灯监控信息包括：开关控制、控制可变功率电子整流器和采集电压、电流、路灯状态等信息。 单灯控制器接收监控中心下达的各项控制指令，完成照明路灯的开关、照度调整等单灯控制。 多种控制：全部区域：对所有设定的全部控制区域进行 控制； 部分区域：对所控区域内的部分区域进行控制； 选择组单位：以路段或片区为单