路灯控监控系统技术方案.doc

路灯自动化监控系统应标方案书 1 路灯自动化监控系统 技术方案书 路灯自动化监控系统技术方案书 2 目 录 前 言 5 1技术方案概述 6 1 1设计依据 6 1 1 1说明 6 1 1 2设计依据及参考资料 6 1 2系统设计原则 7 1 3路灯监控系统概述及设计考虑 7 2监控系统组成 10 2 1监控系统结构 10 2 1 1GSM 组网模式图 10 2 1 2GPRS CDPD 组网模式图 11 2 1 3无线数据传输电台组网模式 12 2 2几种传输方式的对比 12 2 2 1GSM MODEM 简介 17 2 2 2CDPD MODEM 简介 17 2 2 3GPRS MODEM 简介 17 2 3监控中心 SC 组成及功能 17 2 3 1监控中心组成及功能概述 17 2 3 1 1监控中心基本组成及功能 17 2 3 1 2电话语音查询 语音告警上报及短消息远程告警 18 2 3 1 3图像控制台 19 2 3 1 4GPS 卫星定位校时系统 19 2 3 1 5光敏控制系统 19 2 3 1 6大屏幕投影设备 20 2 3 1 7远程拨号联网 20 2 3 1 8不间断供电系统 20 2 3 1 9监控中心机房简要设计方案 20 2 3 2监控中心软件系统 21 2 3 2 1集中监控软件 21 2 3 2 2GIS 地理信息系统 22 2 3 2 3生产管理软件 22 2 4分控点的组成 23 2 4 1分控点结构及基本功能 23 路灯自动化监控系统技术方案书 3 2 4 1 1检测电缆通断的原理 23 2 4 1 2有扩展智能设备现场组网图 23 2 4 1 3无扩展设备现场组网方案 25 2 4 1 4分控点门禁系统 25 2 4 1 5分控点需要三遥的参量清单 26 2 4 1 6常见路灯配电设备的情况及监控设备选用 27 2 4 1 7遥控及定时模式 27 2 4 2分控点设备简介及测控原理 28 2 4 2 1GMC L2 型路灯监控器 29 2 4 2 2智能型电量变送器 30 2 4 2 3模拟量测量单元 PMC 2 EX AI16 31 2 4 2 4开关量及控制量测控单元 PMC 2 EX DI12DO4 31 2 4 2 5智能电能表 32 2 4 2 6信号测量原理 32 2 4 3调压及调压控制 33 2 5路灯监控系统的接地系统 33 2 5 1接地系统概述 33 2 5 2监控中心机房接地系统 34 2 5 3路灯分控点接地系统 34 2 5 4接地系统费用说明 35 3监控系统组成 36 3 1路灯监控系统功能 36 3 2告警管理 36 3 2 1告警等级 36 3 2 2告警功能要求 37 3 3配置管理 37 3 4安全管理 37 3 5分控点功能 37 3 6监控中心功能 38 3 6 1开关灯控制功能 38 3 6 2信息查询 统计及打印功能 39 3 6 3告警查询 上报功能 39 4监控系统性能指标 41 5系统主要设备介绍 42 5 1监控中心设备参数 42 5 2监控系统设备性能 产地 质量描述 42 6工程施工方案 43 6 1施工安全规范 43 路灯自动化监控系统技术方案书 4 6 2施工技术规范 43 6 3夏季 冬季 雨季施工保证措施 43 6 4施工工期保证措施 43 7针对 SHENZHEN 市路灯设备特点所设计的监控系统方案 44 7 1现场设备构成 44 7 2监控中心设备构成 44 8关于 SHENZHEN 市路灯集中监控系统的要点答复 44 路灯自动化监控系统技术方案书 5 前前 言言 考虑到我国大部分城市的冬天高寒天气和夏天高温天气 路灯监控系统中关键器件一律采用军用级的产 品 并在出厂前对产品统一进行低温和高温老化 对于个别对低温特别敏感的器件 我们将使用微型温控器件 对其进行加热 以确保其能够工作在高寒天气中 我们可选取 GPRS GSM 短消息 CDPD 无线数据传输电台作为系统的通信方式 其中 GSM 方式具有 一次性投入低 安装简便 使用费较低 抗干扰能力较强且具有向 GPRS 无线分组 2 5G 宽带业务平化过度等 诸多优点 目前 我国大部分城市将陆续开通 GPRS 业务 这是今后路灯监控系统所采用的主流传输资源 是 路灯监控系统通信方式的必然趋势 目前 我司在路灯监控系统支持 GPRS GSM 短消息 CDPD 无线数据传输电台等多种通信方式的混合 通信网络 路灯自动化监控系统技术方案书 6 1 技术方案概述技术方案概述 1 1 1 1 设计依据设计依据 1 1 1 说明说明 我们的设计主要特点如下 1 网络版软件设计 可以方便地在任何联网的一台电脑上进行操作 非常易于实现远程联网 可 以利用电话线在外地拨通监控中心 浏览监控中心的数据信息 2 为保证在公共网络上系统能够安全的运行 监控中心采用了多级操作口令 监控中心和分控点 之间采用了自动动态密码保护 白天开灯时监控中心对分控点发双重命令才能执行控制命令 保证对分控点遥控操作的绝对安全性 3 完全自行开发研制的高度智能化数据采集器 拥有自主的知识产权 并且在电信系统已全面普 及应用 我们可以根据用户的需要自由更改设计而不会受到非自行设计产品带来的约束 4 支持 GPRS GSM 短消息 CDPD 无线数据传输电台等多种通信方式 完全可以实现实时监控 5 分控点可以自行独立控制路灯设备并记录历史数据 即使监控中心发生故障 也不会影响正常 开关灯 6 智能型电量变送设备 可精确计算电压 电流等真有效值 可测量复杂波形的功率因数等参量 7 除利用 DDN 专线 主路由 工作外 同时支持备份路由工作 建议提供一条拨号线路或电话专 线 这样即使主路由发生故障 备份路由可自动接替工作 保证了对监控系统的不间断工作 8 除了主传输资源外 我们还可以提供备用传输资源 一旦主传输资源产生故障 备用传输资源 可以立刻接替工作 保证监控系统不间断工作 9 监控中心和分控点全部采用不间断供电设计 10 在分控点上 为了防止 MODEM 脱网 增加了 WATCH DOG 看门狗 功能 当 MODEM 发生脱网时 可自动使其复位连上网络 WATCH DOG 可以有效地防止他人误连和 MODEM 脱网现象 11 支持远程语音查询 远程语音告警和手机短消息告警 短消息可以以英文或中文方式显示在维 护人的手机上 1 1 2 设计依据及参考资料设计依据及参考资料 设计主要依据为 北京市路灯管理处 关于路灯监控系统的几点说明 路灯自动化监控系统技术方案书 7 深圳市路灯管理处 深圳市路灯集中监控系统招标需求 哈尔滨市路灯管理处 路灯监控系统技术要求 电信传输手册 信息产业部电信总局 邮电局房动力设备及环境集中监控系统 同时 系统的设计还参照如下技术规范和标准 GB8566 计算机软件开发规范 GB T12504 计算机软件质量保证计划规范 GBJ93 86 工业电气自动化仪表工程施工及验收规范 GBJ232 82 电气装置安装工程施工及验收规范 GB11920 89 电站电器部分集中控制装置通用技术条件 GB4720 84 低压电器电控设备 JECC144 低压开关和控制设备的外壳防护等级 ANS1488 可编程仪器的数字接口 1 2系统设计原则系统设计原则 本着以可靠性 实用性为前提 兼顾先进性的原则制订本系统设计方案 1 先进性先进性 整个系统在五年内保持先进 系统所采用的设备与技术能适应以后发展 2 可扩展性可扩展性 能够适应不断增加的业务需求 当增设新的分控点时 只需简单地增加少量部件 3 开放性开放性 整个网络是一个开放系统 能容入不同厂商的产品 而不是由个别供应商提供的系统 4 灵活性灵活性 系统组网方式灵活 系统功能配置灵活 利用现有资源灵活 将各类型资源的利用 都溶入 组网方案之中 能满足不同分控点的业务需要 软件功能全面 配置方便 5 可靠性可靠性 组网设备可靠 组网方案可靠 可根据路灯管理处需要采用备份路由 6 可操作性和可维护性可操作性和可维护性 系统操作简单易学 操作人员可快速掌握使用方法 监控器本身和现场设备之 间具有明晰的接口 出现问题时可迅速找出故障原因 便于使用维护 7 实用性实用性 从用户角度出发 系统能使路灯控制箱少人值守或无人值守成为可能 充分利用现有资源 尽量降低选购设备成本 使系统具有较高的性能价格比 8 实时性实时性 系统具有很快的响应性能 1 3路灯监控系统概述及设计考虑路灯监控系统概述及设计考虑 1 监控对象 目前我国各城市的路灯配电设备大体不外乎以下几种 1 箱式变压器 1 低压系统 路灯自动化监控系统技术方案书 8 2 A 12 24 个出线回路低压出线测点的电流量 电流值 10 100A B 低压线线电压值 0 450V a b c 三相 按三个电压值设计 C 有 1 4 个 100A 交流接触器的 开 关 控制量 按四个交流接触器设计 计算 2 台架变压器 无高压系统 1 低压系统 同箱式变压器 A 12 24 个出线回路低压出线监测点的电流量 电流值 10 100A 按 24 个出线设计 计算 B 低压母线电压值 0 450V a b c 三相 按三个电压值设计 C 有 1 4 个 100A 交流接触器的 开 关 控制量 按四个交流接触器投计 计算 3 其它独立低压供电系统 无变压器配电箱 1 3 12 个低压供电回路的电流量 电流值 10 100A 按 12 个电流量设计 计算 4 高压供电系统 1 高压控制中心 1 4 个电流进出线的配电柜的操作回路 开 关 控量 按 4 个控制量计算 2 3 12 个进出线高压电流值 按 12 个电流值设计 计算 3 3 个高压母线的电压值 按 3 个电压值 4 高压系统的功率因数值 5 主进电流的功率值 按一个功率量计算 6 2 4 个高压进出线的带电指示 按 12 个带电显示信号计算 5 配电房 安全运行参量 配电箱漏电电压 配电箱环境温度 配电箱门开告警 其它可选参量 烟雾告警 具有变压器的配电箱用 水浸告警 落地式配电箱用 红外告警 配电房用 ID 卡式或密码键盘式开锁系统 配电房用 变压器油温 当使用干变或油温测量不方便时 也可测量变压器表面温度 电缆故障 2 监控系统规模 监控系统为二级结构 1 个监控中心 设在路灯管理部门值班中心 N 个分控点 每个控制箱设一分控点 路灯自动化监控系统技术方案书 9 系统最多支持 2048 个分控点同时运行 可满足任何一个城市的需求 3 提供的通信资源 系统支持 GPRS GSM 短消息服务系统 CDPD 无线数据传输电台 公共电话网作为主要传输资源 它 具有一次性投入低 安装简便 使用费较低 抗干扰能力较强等诸多优点 推荐监控中心主传输资源可采用 DDN 专线接入 GPRS GSM 短消息服务系统 备用传输资源可采用 GPRS GSM MODEM 以上几种传输资源可以混合使用在一套系统中 可互为备用且相互之间可自动切换 4 我司设计时的总体考虑 设计的原则是 总体规划 分步实施 系统设计按全部工程来考虑 系统实施则可分期进行 通过 GSM 等无线通信网络 计算机控制系统并结合地理信息系统 实现遥控 遥测 遥信和管理功能 5 城市灯光夜景监控系统设计规划 除了完成总体方案中所规定的必要功能外 本公司对各个灯光夜景点可实现彩色动态图像监控 在监控中 心可直接看到景点的现场图像 显示效果可与照片相比 此种图像监控方式具有十分优越的性能价格比 路灯自动化监控系统技术方案书 10 2 监控系统组成监控系统组成 2 1监控系统结构监控系统结构 2 1 1 GSM 组网模式图组网模式图 GSM 回路电流及有功功率 变压器三相输出电压 通断控制 各支路接触器通断检测 环境温度 烟雾 水浸告警 门开告警 配电箱漏电电压 变压器表面温度或油温 RS232 通信服务器 报表打印机 大屏幕模拟屏 远程告警 MODEM拨号服务器用 MODEM 用于远 程拨号进入本路灯监控网络 HUB 普通用户工作台 监控中心 分控点 电度表电量 GSM MODEM DDN MODE M GSM MODEM 路灯自动化监控系统技术方案书 11 当使用 GSM 短消息通信方式时 监控中心可以采用 GSM MODEM 也可以采用 DDN 专线 两种通信方 式任选一种即可 如果有条件 我们建议采用 DDN 专线 可以大大提高通信速率 分控点数量较多时 还可 以降低通信费用 当采用 GSM MODEM 时 如果分控点的数量多于 10 个 则应该配备两只 MODEM 其中一只设定为发送 MODEM 另一只设定为接收 MODEM 这种配置方法 避免了接收与发送之间的冲突 冲突时往往发生发送 不成功或收不到数据 大大提高了通信效率 2 1 2 GPRS CDPD 组网模式图组网模式图 当使用 GPRS 或 CDPD 通信方式时 监控中心可以采用 GPRS MODEM CDPD MODEM 也可以采用DDN 专线 两种通信方式任选一种即可 如果有条件 我们建议采用 DDN 专线 可以大大提高通信速率 GPRS CDPD RS232 通信服务器 报表打印机 大屏幕模拟屏 远程告警 MODEM 拨号服务器用 MODEM 用于远 程拨号进入本路灯监控网络 HUB 普通用户工作台 监控中心 GPRS CDPD MODEM GPRS CDPD MODEM DDN MODEM 路灯自动化监控系统技术方案书 12 2 1 3 无线数据传输电台组网模式无线数据传输电台组网模式 使用无线数据传输电台通信方式时 监控中心只安装一部无线数据传输电台即可 但必须架设较高的天线 否则不能保证信号覆盖范围 另外 此方式仅支持巡检通信模式 不支持故障告警上报模式 2 2几种传输方式的对比几种传输方式的对比 路灯监控系统是我公司在邮电局房动力设备及环境集中监控系统的基础上开发的一个集中监控系统 它能 对独立分布的各种路灯设备进行集中监控和维护管理 通信传输可以利用 GPRS 公共无线数据网络 GSM 短消 息服务系统 无线数据传输电台 CDPD 公共无线数据网络等多种方式 无线传输方式克服了分控点上有线通 信线路布线困难的缺点 根据路灯监控系统总体方案的要求 可设一个监控中心 N 个分控点的情况 该系统 监控中心设于城市路灯管理部门值班中心 RS232 通信服务器 报表打印机 大屏幕模拟屏 远程告警 MODEM 拨号服务器用 MODEM 用于远 程拨号进入本路灯监控网络 HUB 普通用户工作台 监控中心 数据传输电台 数据传输电台 路灯自动化监控系统技术方案书 13 GSM 公共无线网络短消息服务系统 这是中国移动 中国联通推出的 GSM 短信服务 它的出现 提供了一个方便 可靠的无线传输资源 给 路灯监控行业注入了新的活力 使用该通信方式 可在中心安装 DDN 专线一条或 GSM MODEM 若干台 通过 通信网络与终端数据通信 MODEM 进行通信 完成遥测 遥信和遥控 发生报警时通过普通 MODEM 传呼值 班人员及时处理故障 而在各分控点 每一个采集器的标准串口上都会配置一部载波或无线数据通信 MODEM 用于和中心进行数据交换 系统采用短消息服务系统为传输资源时 可采用故障上报和巡检相结合 的工作模式 在分控点上安装的智能路灯监控器可根据预先设定的告警限判断分控点路灯设备是否发生故障 当分控点路灯设备出现故障时 例如电压过高 白天亮灯 夜晚不亮灯等故障信息 可立即向监控中心上报故 障信息 故障上报时间在 10 秒以内 正常情况下约 3 秒 且分控点的数量不影响故障上报的时间 支持多点 同时告警上报是 GSM 短消息通信方式所特有的强大功能 它大大缩短了故障响应的时间 而单频点的无线数 据传输电台 则无法实现故障上报 且分控点数量越多 信息响应速度越低 同时 为了在无故障时监控中心 维护人员也能够查看分控点信息 系统也支持巡检工作方式 即监控中心可定期查询各个分控点运行信息 监 控中心可通过向分控点发送短消息来设定智能路灯监控器的告警限 主要传输资源采用目前已经具备的 GSM 短消息传输模式 GSM 短消息服务是移动通信局提供的短数据传 输业务 它每次可传输一定长度的数据信息 根据我们的测试结果和实际使用经验 它完全可以满足路灯监控 的需求 同时 覆盖范围广泛 收费较低也是 GSM 短消息服务的重要特色 分控点传输设备主要为 GSM MODEM 在监控中心 主传输资源为 DDN 专线 该专线接入移动通信局的 短消息服务系统 大大提高了短消息交换的速率 监控中心的备用传输资源可用 1 2 个 GSM MODEM 采用 GSM MODEM 的速率比 DDN 专线慢一些 但功能上没有任何区别 从 GSM 短消息服务系统升级到 GPRS 无线分组网络时 无须更换 GSM MODEM 仅仅需要升级 MODEM 软件即可 GPRS 无线通信方式 这是中国移动 中国联通推出的无线数据新业务 它的出现 提供了一个目前为止最先进 方便 可靠的 无线传输资源 必将成为路灯监控系统的主流传输资源 CDPD 无线通信方式 CDPD 无线通信方式是中国电信推出的最新无线数据网络 网络采用标准的 TCP IP 协议 故在其基础上 能够方便的进行开发 和传统的电话线监控方式相比 CDPD 的连通速度非常快 只要若干个毫秒 而利用电 话线的 MODEM 拨号方式进行连机 通常需要 10 秒钟以上才可以连通 正是由于 CDPD 的快速连通特性 使 得我们完全可以实现实时监控 经过一段时间的使用 我们实际测试 其数据成功收发率可达 99 985 无线数据传输电台 无线数据传输电台是一种比较成熟 传统的通信设备 使用无线数据传输电台通信方式时 监控中心只安 装一部无线数据传输电台即可 但必须架设较高的天线 否则不能保证信号覆盖范围 另外 此方式仅支持巡 检通信模式 不支持故障告警上报模式 路灯自动化监控系统技术方案书 14 采用以上通信方式组网时 系统可采用二级结构 即设一个监控中心 N 个分控点 对于极少数没有 GSM 网络或 CDPD 无线数据网络的区域 我们可以采用无线数据传输电台 公共电话网 进行数据传输 综上所述 路灯监控系统中传输资源可采用 GSM 手机 短消息传输 电信局建设的 CDPD 无线公共数 据网 GPRS 无线网络 无线数据传输电台 电话线传输 这几种传输方式对比如下 路灯自动化监控系统应标方案书 15 传输方式初期投 资 使用费维护费是否需要专职 维护人员 实时性 信 息响应时间 通信可 靠性 是否易于安装其它 GPRS一般一般少不需要 2 秒好无线方式 易于安 装 可方便地远程联网 异地维护 移动维护 GPRS MODEM 参考报价 3000 元 GSM 短消 息 一般一般 月使用 费 40 元 少不需要 10 秒较好无线方式 易于安 装 可方便地远程联网 异地维护 移动维护 GSM 短消息收发器 德国产 参考报价 3000 元 CDPD一般一般 月使用 费 30 70 元 少不需要 2 秒好无线方式 易于安 装 可方便地远程联网 异地维护 移动维护 CDPD MODEM 参考报价 3200 元 无线数据 传输电台 大需要交纳无委 管理费 根据 各地情况而异 大需要 5 秒较好分控点易于安装 但中心要架设基站 申请频点 发射功 率大 容易损坏功 放 SRT 加拿大产 无线 MODEM 参考报价 8500 元 电话线一般一般 月使用 费 25 60 元 少可有可无 20 秒较好布线困难直流 MODEM 参考报价 950 元 目前 CDPD 网络全国仅北京 上海 深圳 广州 厦门 长沙已经开通 其它城市尚未开通 故在此六个城市我们推荐使用 CDPD 网络 其它城 市推荐使用 GPRS 或 GSM 短消息传输方式 部分用户因为情况特殊而愿意使用无线数据传输电台 当分控点数量较多时 其频点管理费比 GSM 使用费 低一些 故在使用费用上暂时还有一定吸引力 另外还考虑到与其它系统的兼容性等 我司设备同样支持无线数据传输电台 路灯自动化监控系统应标方案书 17 1 1 1 GSM MODEM 简介简介 GSM MODEM 是专为 GSM 网络所设计的数据传输设备 它也支持通话功能 具有 GSM 标准的 AT 命令 集和标准 RS232 接口 可方便的与我司路灯监控器相连 我们推荐使用 Wavecom 生产的 GSM MODEM 该 MODEM 体积小 重量轻 外形美观 便于安装 经 过长期的使用 被证实是安全可靠的 1 1 2 CDPD MODEM 简介简介 CDPD MODEM 是专为 CDPD 网络所设计的数据传输设备 该 MODEM 需要分配独立的 IP 地址 上电时 自动接入 CDPD 网络 具有 CDPD 标准的 AT 命令集和标准 RS232 接口 可方便的与我司路灯监控器相连 CDPD MODEM 目前在美国 加拿大 台湾均有生产 国内在这方面也有一些新产品推出 1 1 3 GPRS MODEM 简介简介 GPRS IP MODEM 是针对日益成熟的 GPRS 技术而专门设计的 该 MODEM 支持标准的 AT 命令界面 大大方便了程序设计 具有标准的 RS232 接口 可方便的与我司路灯监控器相连 GPRS IP MODEM目前在美国 法国 加拿大 台湾均有生产 国内在这方面也有一些新产品推出 1 2监控中心监控中心 SC 组成组成及功能及功能 1 2 1 监控中心组成及功能概述监控中心组成及功能概述 1 2 1 1 监控中心基本组成及功能监控中心基本组成及功能 监控中心 SC 是整个路灯监控系统的操作 维护 处理 统计 分析和监管的中心 肩负着与其它管理网 络互联任务 全网络化的设计使得任何一台联网的电脑都可以实现浏览 当然 必须具有监控中心赋予的操作 权限 并且可以方便地实现远程联网 在试点工程和第一期工程中 监控中心由一个数据库服务器 前置监控工作站 后台监控工作站 内置于 用户工作站内的多用户卡 内置于数据库服务器内的 Dialogic 语音卡 一台打印机 HUB 门禁系统及若干 MODEM 组成 在第一期工程中 监控中心要安装大屏幕模拟屏 在模拟屏地图上 可随时看到所有分控点的 运行状况 模拟屏可用大屏幕背投式投影机 显示内容为城市路灯分布电子地图 并受监控中心监控电脑控制 监控中心支持可擦写光盘进行数据备份 数据库服务器采用专用服务器 前置监控工作站则采用工业控制计算机 后台监控工作站采用品牌微机 保证系统工作的高度可靠性 监控中心采用不间断供电设计 城市路灯自动化监控系统应标方案书 18 后台监控工作站功能分为六大部分 分别是监测 控制 告警 网管 报表和管理功能 1 2 1 2 电话语音查询 语音告警上报及短消息远程告警电话语音查询 语音告警上报及短消息远程告警 前置监控工作站是监控中心的监控平台 负责收集 分析和查询各监控单元上报的各种实时数据及告警信 息 对告警信息发出相应声光告警信号 同时值班人员通过数据监控业务台发出监控命令 进行监控处理 在重 要告警产生时可根据用户的设置 近程采用警笛告警和发光闪烁告警 远程利用语音卡自动呼叫工作人员 并 以语言提示的方式告诉用户告警的名称及告警发生的时间 地点 类别 级别 例如 当XX路发生3号柜掉电 告警时 值班人员或相关维护人员的手机立即振铃 维护人员摘机后即可听到语音告警 路灯监控中心报告 紧急告警 XX路3号柜掉电 请立即处理 反复播放三遍 告警解除后 维护人员可以收到告警解除的语音 提示 当监控中心操作人员确认告警信息以后 按下告警确认按钮 告警声音消除 远程语音告警停止 告警 指示灯依然闪烁 直到新告警发生 才重新打开告警声音 除了以语音告警的方式向用户发出告警外 我们也可以利用手机发短讯的方式向用户告警 告警时维护人 手机的屏幕上可以直观显示告警时间 地点 级别 类型等 例如同样是XX路发生低压配电柜掉电告警 手 机显示信息如下 如果您的手机支持中文短消息告警 告警信息可以以中文方式显示如下 XIN ZHOU LU YAN ZHONG GAO JING DI YA PEI DIAN DIAO DIAN 新洲路 严重告警 低压配电掉电 发信人 8613005476875 发信人 8613005476875 发送时间 2000 07 04 12 35 08 城市路灯自动化监控系统应标方案书 19 除了上述主动告警功能以外 还支持电话语音查询功能 维护人员可以拨通监控中心自动维护服务电话 根据电话语音提示完成菜单式查询 获取各种运行信息和故障信息 利用手机 也可以用短消息方式查询各种运行信息和故障信息 1 2 1 3 图像控制台图像控制台 图像监控台用于调整和控制大屏幕工作 当安装有实时图像系统时 也可控制现场实时图像的切换 调整 现场摄象机的转动及镜头变焦 1 2 1 4 GPS 卫星定位校时系统卫星定位校时系统 监控主机上连接有一部GPS卫星定位仪 该定位仪可准确获取经度 纬度 速度 时间等信息 并通过 RS232接口传送给监控主机 监控主机获取该时间信息后 以广播方式发送校时消息给局域网上的其它电脑 服务器或工作站 确保 所有电脑的实时时间保持准确及同步 1 2 1 5 光敏控制系统光敏控制系统 在实际运行中 经常出现天气恶劣 乌云笼罩需要提前开灯的现象 因此 监控系统应当能够采集室外 自然光照度信号 当照度过低时提醒操作人员是否提前开灯 该光敏控制系统由光敏探测器 含电源 PMC 2 EX AI16型数据采集器构成 通过RS232接口连接在监 控主机上 监控主机定时读取采集到的照度值 超限时工作站界面上会弹出提示信息 照度过低 必要时请开 启路灯 如果5分钟内没有操作员确认 此信息还可以短消息的方式发送给维护人员 维护人员可以利用短消 息发回确认信息 为防止误报 可采用三个或四个光敏探头 按2 1或3 1决策原则发出提示信息 发送时间 2000 07 04 12 35 08 城市路灯自动化监控系统应标方案书 20 1 2 1 6 大屏幕投影设备大屏幕投影设备 推荐使用XP18E液晶投影机 配合DNP 150英寸宽视角背投幕 能够得到高亮度 高清晰度 真彩大画面效 果 背投系统占用空间厚度约3米 采用一次反射方式 该机主要技术性能如下 1分辨率1024X768点 亮度大于2000ANSIlm 2视频信号线路倍加器通过在两列显示之间增加新的显示行 将显示行数加倍 可有效提高分辨率 3通过独有的2D图点压缩系统 将图像当作一个完整的资料进行处理 以保持图像的完整性 因此不会丢 失任何画面资料 4配备光学引擎 而且采用了全新液晶平面显示器 对比度显著提升30 画面更加清晰 明亮 5通过数码梯形矫正功能 可提供15度角以内的矫正功能 避免画面变形 扭曲 6透过可变的数码放大功能 令显示效果大大增强 更具感染力 7可连接2路电脑信号 2路视频信号 1 2 1 7 远程拨号联网远程拨号联网 监控中心安装拨号服务工作站一台 外地漫游人员或维护人员可通过拨号电话线拨入监控中心 实现和监 控中心完全一样的操作功能 当然 使用该功能必须有监控中心系统管理员的授权 1 2 1 8 不间断供电系统不间断供电系统 选用两台国际知名品牌不间断电源 其中一台为1KW 8小时长延时UPS 用于保证在停电后能够维持前置监 控工作站 监控主机 正常工作 另一台选用1KW短延时UPS以保证服务器停电过程的正常关机 1 2 1 9 监控中心机房简要设计方案监控中心机房简要设计方案 中心机房通常可分为设备房和操作房两部分 设备房内安装配电设备 UPS 蓄电池 大屏幕投影 网络 设备 通信设备 语音服务平台 服务器 前置监控工作站等设备 操作房内安装操作台 后台监控工作站 管理工作站 打印机等设备 操作房要求既要方便操作人员工作 又便于领导现场指导 同时又留有值班人员必要的生活与设施空间 设备房必须使用抗静电地板 操作房可使用抗静电地板 也可铺设地毯等 走线槽道原则上使用铝合金线 槽 强弱电走线分开 机柜 操作台 金属线槽均应有良好接地措施 城市路灯自动化监控系统应标方案书 21 1 2 2 监控中心软件系统监控中心软件系统 1 2 2 1 集中监控软件集中监控软件 集中监控软件是监控系统的核心软件 该软件分为三个软件模块 前置监控工作站通信模块 语音及短消 息服务模块 后台监控工作站模块 前置监控工作站负责收集各个分控点的数据信息 并在数据库服务器上整理形成数据库文件 供后台监控 工作站和管理工作站调用 前置监控工作站上安装了两个软件模块 一个软件模块为前置监控工作站通信模块 另一个软件模块为语音及短消息服务模块 前置监控软件的编程语言为 VC 操作系统为 windows NT Server 后台监控工作站则作为整个系统面向用户的窗口 肩负着把大量采集数据归整 分析 并以清晰 明了的 方式向用户显示的重任 后台监控工作站软件采用 WINDOWS NT workstation 或 WINDOWS2000 作为操作系统 以 32 位版的 VISUAL BASIC 6 0 作为开发语言 正是要把 WINDOWS2000 的友好界面和高速度融为一体 达到既能从海量数据中快速存取数据 又能使用用户轻易地进行各种操作 后台监控工作站上能够支持基于 Web 浏览器 Internet Explorer 的网络版操作软件 这样 只要是和监控中 心联网的任何一个用户都可以方便地操作使用路灯监控系统 当然 该用户必须具有监控中心赋予的操作权限 普通工作站仅提供给用户操作和浏览的界面 其本身不具有最高级别的系统设置功能 后台监控工作站主界面及分控点模拟配电图如下 城市路灯自动化监控系统应标方案书 22 1 2 2 2 GIS 地理信息系统地理信息系统 根据目前的要求 我司GIS路灯地理信息系统软件支持Mapinfo5 0下开发的电子地图 并提供以下功能 1与城市路灯设备 路灯配电设备 支路走线 监控设备 灯杆 灯具等 紧密结合 可方便的编辑 地图和信息内容 2与集中监控系统建立对应关系 可调用数据库服务器中所有与地理信息系统有关的监控数据 能读 取数据库服务器中的实时数据 历史数据 过负荷信息 主要告警信息等 3电子地图分层管理 监控设备 支路走线 路灯灯杆 灯具可由用户根据实际情况进行增加 删除 和修改 并可进行统计和计算 可对地图任意范围内线路 变压器 开关 电缆进行用户选定的条 件进行统计 可根据需要查询符合统计条件的路灯设备并在地图中定位 4除了与路灯集中监控系统建立对应关系外 与路灯管理系统也能建立可靠的数据连接 可查询地图 中各类路灯设备的资源配置和管理情况 并方便地生成报表 5提供多种形式的图形格式转换 可根据用户需要实现部分工程设计功能 1 2 2 3 生产管理软件生产管理软件 生产管理软件可同时调用地理信息系统数据和监控数据 实现对全市路灯系统日常工作的全面运行管理 具体包括 运行管理 路灯处日常事务 派修 维修等 档案和统计管理 故障管理 电费管理 维护管理 材料管理 统计报表管理 安全控制管理 趋势分析 网络互联 人员管理 新改建设计 城市路灯自动化监控系统应标方案书 23 1 3分控点的组成分控点的组成 1 3 1 分控点结构及基本功能分控点结构及基本功能 一个分控点配置可以有大有小 视分控点的设备监控要求定 我司设计选用自行开发的分散式数据采集控 制模块 根据各分控点实际情况和用户的要求灵活配置 电量信号通过电量变送器变换后进入数据采集器 非电量信号 温度 湿度等 通过传感变送器变换后 进入数据采集器 1 3 1 1 1 3 1 1检测电缆通断的原理检测电缆通断的原理 信号源发出的信号经电缆传送到分控点 当分控点检测到该信号时即认为电缆未断 反之则认为电缆故障 信号源内置镍镉可充电电池 控制箱接触器断开时仍可发出信号 保证在任何情况下实现不间断检测 在试点和第一期工程中对电缆故障检测暂没有要求 因此我们准备在第二期工程中实施对电缆的故障检测 1 3 1 2 有扩展智能设备现场组网图有扩展智能设备现场组网图 接触器 选频放大 回路 路灯路灯路灯路灯 O A 信号源 至数据采集器 城市路灯自动化监控系统应标方案书 24 UV 线电压或 A 相电压 VW 线电压或 B 相电压 WU 线电压或 C 相电压 A 相电流 B 相电流 C 相电流 变压器温度 RS232 接口 电流互感器 电流互感器 电流互感器 温度传感器 脉冲式电能表 接触器通断控制 半夜灯 接触器通断控制 全夜灯 回路接触器通 断检测 回路接触器通断检测 回路接触器通断检测 GSM MODEM 智能电量变送器 环境温度温度传感器 烟雾告警 烟雾探测器 水浸告警 水浸传感器 门开告警 门磁开关 GMC L2 监控器主板 GMC L2 GMC L2 信号变换及控制板 备用电池 RS485 接口 配电箱漏电 其它外部扩展智能设备 三相电压 三相电流 城市路灯自动化监控系统应标方案书 25 分控点将检测到的工作电压 支路电流 支路有功功率等量值送往监控中心 监控中心根据电压 电流值 计算出视在功率 同时分控点安装有电能表 可直接测量出电能表计量值 1 3 1 3 无扩展设备现场组网方案无扩展设备现场组网方案 分控点的定时开关灯控制可由数据采集器完成 同时数据采集器亦接受现场手动开关灯控制和监控中心遥 控开关灯控制 当现场有检修人员进行维护工作时 需要通知监控中心 监控中心管理人员在主监控台上将该分控点设定 为 检修状态 同时自动点亮分控点的 正在检修 禁止合闸 标牌 直到检修人员结束检修 通知监控中心 将该分控点设定为 正常状态 为止 此标牌可由用户选择是否使用 1 3 1 4 分控点门禁系统分控点门禁系统 当分控点安装有门禁系统时可以自动识别维护人员的身份 记录维护人员进出机房的时间 极大地方便了 监控中心对维护人员的集中化管理 操作人员出入机房时可通过刷卡屏蔽告警信息 也省去了通知监控中心的 麻烦 门禁系统可由用户选择是否使用 RS232 接口 脉冲式电能表 GSM MODEM GMC L2 监控器主板 GMC L2 GMC L2 信号变换及控制板 备用电池 三相电压 三相电流 接触器通断控制 半夜灯 接触器通断控制 全夜灯 门开告警 门磁开关 城市路灯自动化监控系统应标方案书 26 1 3 1 5 分控点需要三遥的参量清单分控点需要三遥的参量清单 被监测对 象 遥测量名称遥信量名称遥控量名称传感器或变送器 变压器变压器油温或表面 温度 温度超限 和环 境温度比较 温度传感器 以监测油温为主 当 油温测量不方便时 可改测变压器 表面温度 UV 线电压或 A 相 电压 电压超限电压变送器或智能变送器 VW 线电压或 B 相 电压 电压超限电压变送器或智能变送器 WU 线电压或 C 相 电压 电压超限电压变送器或智能变送器 A 相输出电流电流超限电流变送器或智能变送器 B 相输出电流电流超限电流变送器或智能变送器 C 相输出电流电流超限电流变送器或智能变送器 控制箱各个支路三相电流 各个支路的有功功 率 各个支路接触器 通断状态 接触器通断控制 半夜灯 全夜灯 电流超限 超下 限为亮灯率过低 超上限为短路告 警 超下限为亮灯率过低 超上限为短 路告警 漏电电压 环境条件环境温度温度超限 门开告警 烟雾告警 城市路灯自动化监控系统应标方案书 27 水浸告警 红外告警 箱变 无此项内容 其它总电能脉冲式电能表 亮灯率根据电流比计算 白天亮灯告警根据白天有无电流判断 夜晚不亮灯告警根据夜晚有无电流判断 门禁系统 可选 红外 门开告警屏 蔽和机房人员出入 记录 ID 或 IC 卡读写器及电动门锁 1 3 1 6 常见路灯配电设备的情况及监控设备选用常见路灯配电设备的情况及监控设备选用 目前常见的路灯配电设备 主要为三相配电箱 通常支路数量为 10 个三相支路 推荐使用我司生产的 GMC L2 型数据采集器 这种数据采集器可测量 3 个总电压和 3 个支路电流 完全可以满足小型配电箱的需求 将来需要增加支路时 GMC L2 型数据采集器可增加测量扩展板 根据目前的情况 由于 GMC L2 型数据采集器 体积非常小 故可安装于配电箱内部 对于支路数量较多的分控点 例如具有 17 个单相支路 我们可以选用 GMC L2 型数据路灯监控器 并增加 一台智能电量变送设备来实现对配电箱总电压和 4 个三相支路电流的测量 1 3 1 7 遥控及定时模式遥控及定时模式 该监控器除可通过监控中心进行远程遥控外 还支持多种定时模式 临时定时模式 定时模式 还可 划分多个定时时段 也可以通过时间表进行定时 支持一周开关灯模式预置 设定完成后 每周可自动重复执行 可根据当地经维度及四季变化 或冬至开关灯时间及夏至开关灯时间 来自动计算当天的开关灯时间 无须人工干预即可准确开关灯 在监控中心可查看并设定监控器的当前时间 各定时时间 一周预置时间表及定时控制时刻表 监控器共有四个控制通道 其控制模式如下 控制通道号临时定时时 段 1 临时定时时 段 2 基本定时时 段 1 基本定时时 段 2 一周预置时 间 定时控制时刻 表 第一路 K1有有有有有 第二路 K2有有有有有 城市路灯自动化监控系统应标方案书 28 第三路 K5有有 第四路 K6有有 说明 基本定时时段 1 基本定时时段 2 是每天都重复进行的定时时段 临时定时时段 1 临时定时时段 2 是执行一次即自动取消的定时时段 一周预置时间是 K5 K6 通道所特有的 专门用于彩灯控制 K5 K6 不具有独立定时器 其每天的开 关灯时间是和 K1 K2 相联动的 定时控制时刻表是 V2 0 版本所增加的功能 它可设定开关灯的通道 日期 时间 并且最多可设置 1024 个定时时段 目的是使监控器的定时控制方式更加灵活 且该功能可替代基本定时时段1 基本定时 时段 2 临时定时时段 1 临时定时时段 2 一周预置时间功能 甚至可一次设定全年的开关灯时刻表 但 要注意的是在 GSM 方式下不支持此功能 1 3 2 分控点设备简介及测控原理分控点设备简介及测控原理 GMC L2 本身具有六路模拟量 2 路开关量输入和 4 路控制量输出 但这些通道的数量有时远远不能满足 被监控设备的需求 为了能够扩展更多的测量通道 GMC L2 可通过 RS485 接口扩展外部智能设备 凡是具 有 RS485 接口且波特率为 2400 或 9600 的智能设备 原则上都可以通过定制通信协议实现与 GMC L2 的通 信 目前 GMC L2 自身可配备四种基本扩展智能设备 模拟量测量单元 开关量及控制量测控单元 智能调 压模块 智能变送器 对于某些厂商生产的智能电能表 我司也支持其通信协议 GMC L2 连接外部扩展智能设备的组网图如下 GMC L2 PMC 2 EX AI16模拟量测量板 PMC 2 EX DI12DO8数字量输入输出板 GMC L2 EX VADJ 调压板 IEC 系列智能变送器 智能电能表 RS485 总线 可扩展 31 台智能设备 城市路灯自动化监控系统应标方案书 29 图中 外部智能设备的 RS485A RS485B 分别和 GMC L2 的 RS485A RS485B 相连 在 RS485 总线上 最多可扩展 31 台外部智能设备 每台智能设备均应设定一个通信地址 通信地址的范围在 00 31 之间 同一 种设备允许有多台与 GMC L2 相连 只要在通信地址上相互区分即可 原则上各智能设备的通信地址应该是连续的 例如可以是 00 01 02 03 但尽量不要设定为不 连续的 例如 00 02 03 因为一旦设定成不连续的 则 GMC L2 主机会认为空缺的智能设备通信 故障 在 GMC L2 主机上应该设定外部扩展智能设备的数量 例如有三台智能设备 则应通过 RS232 接口向 GMC L2 主机设定智能设备数量为 3 如果 GMC L2 主机上设定的智能设备数量少于实际数量 则会造成部分 扩展智能设备失控 反之 则会出现主扩通信中断 主机和扩展智能设备之间通信中断 1 3 2 1 GMC L2 型路灯监控器型路灯监控器 我司目前自行研制生产的现场控制设备有 GMC L2 型路灯控制器 PMC 2 EX 系列型扩展模拟量输入单 元及 IEC 系列智能电量变送器等 现对 GMC L2 型多功能一体化路灯监控器及其外部可扩展智能设备做简要介 绍 GMC L2 型路灯控制器 基本承接了早期产品的全部优点 虽然减少了本机模拟量测量通道数量 但控制 功能更加完善 更加适合路灯监控系统使用 该控制器具有如下特点 界面友好 该路灯监控器虽然没有液晶显示屏和操作键盘 但可连接笔记本电脑或掌上电脑进行现场 配置工作 并可脱离监控主机单独工作 2 本机具有 6 路模拟量输入 3 路控制量输出 其中 K1 用于全夜灯控制 K2 用于半夜灯控制 K5 用于 彩灯控制 2 路开关量输入 1 路脉冲数字计数接口 并可外接扩展板或智能变送器任意扩展各种信号通道 电源 接收 发送 城市路灯自动化监控系统应标方案书 30 3 GMC L2 型数据采集器的各测量通道输入具有完善的保护功能 确保各种测量信号可以安全方便的接 入系统 降低了对测量系统的设计要求 从而简化系统设计 提高可靠性 4 安全性好 每一通道可承受超出额定值 50 的电压而永久不损坏 可承受 1000V 瞬时脉冲不损坏 供 电电源无极性正反均可正常工作 5 精度高 本机具有 6 路信号通道 采集速率 0 4 秒 路 巡检周期 所有通道全部采集一遍 约 3 秒 模拟量精度可达 0 2 6 可靠性高 抗干扰能力强 即使因外来强干扰而死机 内部 WDT 电路也可自行使数据采集器恢复正常 工作 7 通信接口灵活 具有 RS232 和 RS485 接口 8 智能程度高 一般数据采集器仅起测量作用 而 GMC L2 可自行根据告警限判断外部信号是否正常 如不正常 可发出声光告警 并可主动向监控中心上报告警信息 9 模块化结构 扩展十分灵活 GMC L2 以主板为核心 通过 RS485 总线扩展外围测量板 最大可扩展 32 块扩展测量板 10 支持多种类型扩展板工作或智能型电量变送器 如模拟量测量扩展板 开关量输入扩展板 控制量 输出扩展板 脉冲计数扩展板 遥调扩展板 IEC I 16型智能变送器 IEC 3U3I IEC 3U12I智能变送器等 11 可同时支持 CDPD GSM 数据传输电台 公共电话网等四种通信方式 通信方式改变时无须更改 程序 只需按规则设定拨码开关位置即可 12 为了适应彩灯不定时开放的特点 GMC L2 具有彩灯联动控制 可预置一周内的开关灯时刻表 不 发生变更时 可每周自动重复按照该时刻表开灯 该机走时精确 能够与监控中心自动对时 可设定开关灯时 间 能够脱离监控中心自行工作 13 GMC L2 型路灯控制器具有 12V 备用电池 一旦路灯配电箱掉电 备用电池可自动接替工作 向监控 中心发送相关的告警信息 以下是该路灯监控器的接口端子示意图 A B C GND 交流电压输入 A1 A2 B1 B2 C1 C2 交流电流输入 K5 K5 K6 K6 K5 K6 SW1 1