城市照明智能控制系统解决方案

城市照明智能控制系统解决方案介绍,杭州立地信息技术有限公司,王小峰,目录,第一章城市路灯管理现状及建设需求1.1建设背景1.2传统定时控制的主要弊端1.3路灯管理现状1.4建设意义1.4.1经济效益1.4.2社会效益1.4.3管理效益第二章城市照明智能监控管理系统2.1系统架构及功能2.2系统产品（集中器、单双灯、上位机软件等）功能2.3节能测试,第一章城市路灯管理现状及建设需求1.1建设背景,随着城市建设迅速发展，道路照明品位的不断提高，政府和人民对路灯亮灯率、城市形象的关注程度越来越高。城市城区道路照明建设得到了迅速发展，路灯数量日益增加，而管理部门还以原有人工操作来完成数倍于过去的工作任务，无法解决亮灯率与节约能源的固有矛盾。夜晚巡灯、白天巡线修灯的管理模式远远落伍于现代化城市照明的发展，人力物力财力造成明显浪费；同时由于路灯故障不可避免，日常维护不可间断，造成路灯管理者劳动强度增大。因此引进先进的城市道路照明集中监控管理手段来减轻劳动强度、节约资源、降低成本，使城市城市道路照明管理提高到信息化、数字化、高效节能化水平，已成为城市城市照明管理的急需。,城市照明控制仍然沿用传统定时控制，至今没有建设照明监控中心，无法实现集中控制管理，城市道路照明控制终端不具备远程通讯功能，终端设备不能有效利用，容易发生误控现象。白天亮灯、夜晚灭灯事故时有发生，现场故障信息无法反馈，不仅给城市照明的设备管理、维护工作带来沉重负担，而且产生了资源浪费，严重滞后当前科技和信息技术的发展。,1.2传统定时控制的主要弊端,1、不能实时控制：由于控制方式单一，无法实现对不同灯型、不同区域、不同时间段的照明设备进行分类控制，导致资源分配不合理，造成大量的电能浪费。2、无法及时开关灯：现行控制方式在恶劣天气时（如强阴天）不能自动开关灯。大型庆典和政治活动、领导及团体参观时亦无法及时、灵活控制，影响城市照明形象。3、信息不能反馈：城市道路照明各种信息无法反馈到管理部门。如路灯控制设备的电压、电流、耗电量、道路的亮灯率、故障信息、控制方式等多种信息传递。造成管理部门不能及时掌握照明实况。4、电量浪费严重：采用人力开关灯方式控制的道路照明设施，因每天需现场手工开关灯，导致亮灯时间周期长；而采用钟控方式控制的道路照明设施，因随季节不能自调，引起电量浪费严重。5、发现故障不及时：当路灯发生故障时，信息无法及时传递管理部门，依靠维护人员每天定期巡检，除需增加人力物力财力外，会因故障情况不明而延误抢修时间，影响夜间照明，给行人、车辆造成很大不便。6、开灯调整周期频繁：因日出日落时间每天都在不停变化，工作人员需要经常对每个控制点调整开关灯时间。随着城市逐步扩大，工作范围也在不断扩大。,1.3路灯管理现状,异常天气，需要提前开关灯,异常天气，需要提前开关灯,后半夜，行人车辆稀少，灯光过亮，光污染,路灯变压器,电力传输网,灯杆,灯具,路灯运行状态灵活开关灯方案有功功率、无功功率、功率因数亮灯率异常状态主动报警,线路损耗线路漏电、损耗,设备管理对厢变、支路、灯杆、灯具等实际设备资产,单灯运行状态电压、电流、实时消耗电力、功率因数故障情况、灯燃烧时长,无法掌握的数据,经济效益,采用城市照明智能监控管理与单灯节能控制系统以后，全市范围内的路灯全夜灯、半夜灯的开关均可实现按需照明和精确到每一盏灯精细化管理。由于减少了开灯时间，延长了光源电器寿命，降低管理运行成本，进一步提高了经济效益。实现按需调控照明亮度，节约能源和管理运行费用。,社会效益,采用城市照明智能监控管理系统与单灯节能控制后，由系统对全市范围内城市照明的每一盏路灯的开关操作实现自动控制。与此同时，由计算机对每一盏路灯的状态进行高效快速巡测，调度人员可以在故障发生后及时了解故障的地点和状态，为快速、及时修复提供了强有力的保障。路灯维护及时，可以极大地减少对照明管理部门的投诉、减少道路交通事故的发生，有利于城市的治安，产生极大的社会效益，从而进一步提高城市的形象。,管理效益,城市照明智能监控管理与单灯节能控制系统利用计算机及时、全面地发现每一盏路灯运行中出现的故障，实现真正意义上的“值班等待报警”，不仅大大减少了城市照明巡视人员和车辆损耗，降低了维修成本，而且在检修车出发之前已经知道了故障的准确地点和基本状态，无需靠人工查找档案图纸、单纯的文字性数据库信息及巡线查找，因而大幅缩短了维修响应时间、提高了检修效率，保证路灯亮灯率，由此将产生极大的经济效益和管理效益。,第二章城市照明智能监控管理系统,2.1系统架构及功能杭州立地信息技术有限公司推出的城市照明智能监控系统由“监控中心、集中控制器（RTU）、单/双灯节能控制终端”三部分组成。系统以GPRS无线通信为主干网；以ZigBee通信为二级子网。,系统架构与组成,免布线、自组网,物联网免布线通信技术使得远程单灯管理成为现实；即装即用；,中心集中控制,稳定、可靠、易于扩展；减少硬件投资、按需提供服务；专业的服务支持，让用户更专注于有效的工作；,B/S架构、基于浏览器的用户界面,功能强大并注重使用效率；管理照明成为一件轻松的工作；不受硬件环境的限制；分权限用户登录,集中器,智能路灯智能隧道灯智能桥梁灯,硬件组成及通信,内置2.4GHz天线,HTTP,照度检测,智能电源,运动检测,RTU,回路功率控制,单灯控制,3G,GPRS,各种光源,1、监控中心实现自动化监控管理、维护管理、信息管理、突发事件处理；构建基础数据库、基础GIS、动态数据服务、通讯数据协议转换。在监控中心用计算机和服务器设备建立一个计算机局域网络，通过3G/GPRS网络以及以太网络连接，实现现场数据的采集、处理和控制，同时将现场情况、数据报表进行反应和显示，以供用户进行管理和决策；,2、通讯层A、控制中心与道路智能照明控制装置（RTU）：采用3G或者GPRS无线网络，完成对智能控制装置的实时监控和节能调控。B、RTU对其下的灯杆：采用无线ZigBee或者电力载波方式，实现对单灯的开、关控制，分组控制，亮度调节，状态反馈。3、控制执行层实现道路控制点的自动采集、智能控制和道路整体调光控制。,系统主要技术指标,系统最大容量：1个主站，9999个道路智能控制点；可以实现群控和组控；系统终端测量精度：优于1%；中心设备在交流断电后运行1小时以上；通信方式：远程：3G、GPRS；本地：ZigBee无线通讯；工作环境温度：智能道路控制装置为-1065；前端设备防水等级：IP65。,系统主要功能,分组自动和手动遥控自动巡测、手动巡测和选测报警处理自动计算相应数据如亮灯率独立运行地理信息系统（GIS）远程实时查询,查询打印大屏幕显示功能智能亮灯功能整体道路照度调节功能历史数据回顾功能电压监测自动亮灯跟踪功能,2路继电器输出控制（开关）；远程调光2路单独调光；ZigBee无线通信；2路电流检测；远程升级；可单独安装，也可于灯头内；,基本功能,2.2系统产品功能双灯控制器,下行通信采用ZigBee无线网络；上行通信采用3G/GPRS等；支持远程抄表及回路控制功能等“三遥”功能；各种传感器接入；环境适应能力强；脱离中控自动运行；功能扩展性强；,集中控制器,低功耗微处理器；多处理器：接口、状态检测、控制采用不同的微处理器，保证工作的可靠性；非易失大容量存储器；高精度RTC；外部接口丰富，扩展性强；抗干扰，抗雷击；,低功耗、高可靠性,内置8路开关量输出；内置8路开关量输入；实现远程手动、自动控制回路功能；内置8个回路调光功能，可以实现回路调光控制；,多回路控制,集中控制器（RTU）,主要功能：3路电压、6路电流采样；6路遥信输入、6路遥控输出；本地开关灯存储策略，一旦和中心失去联系，终端将按照既定策略控制开关灯；即时远程控制开、关；设定时间开、关；经纬度自动时间开、关；不同策略组合开、关；移动设备现场控制；异常信息状态自动报警；历史数据查询；高精度日历时钟；道路整体智能功率调节；开灯预热功能；具备RS232、RS485接口，可外接其他智能设备，如电表等，实现远程抄表；具有良好的电磁兼容性和抗干扰能力；单灯控制。,主要技术指标：输入电压：380V三相工作电压：12V/3A(MAX)防护等级：IP65工作温度：-40-+70度8路电流检测，精度1%5A/路(MAX)三相电压检测，精度1%8路开关量检测8路PWM调光控制通讯方式：3G、GPRS,基本功能,单相输入；无线控制调压输出；调压接口灵活；功率可选范围多；高功率因素；高可靠性；符合电源EMC标准；外壳耐热防火阻燃；,大功率LED调光电源,产品特点,一级照度标准可以实现快速测量系统无零点漂移无换挡误差全量程测量，精度高,照度检测计,上位机应用软件,基于B/S设计；多回路调光控制；无线单灯控制；异常报警；控制策略灵活多样；GIS地图模式直观方便；列表模式数据详尽；历史数据分析；,产品特点,主要功能：（1）自动和手动遥控（2）自动巡测、手动巡测和选测（3）报警处理（4）自动计算亮灯率（5）存储查询打印功能（6）安全管理（7）系统软件操作界面为地图界面（8）网络自动校时（9）异常气候自动亮灯（10）网络系统具有可靠的防范和安全措施（11）系统有故障时可自动按预定顺序向管理人员的手机手机发短消息、智能手机、移动设备报警信息推送（PUSH）（12）系统可分批扩容，最大容量对终端数目不受限制。系统扩容时，同原设备分开进行，原设备的运行不受影响,主站系统与基本功能,B/S构架，地图模式和列表模式随意切换，移动设备、PC电脑可通过浏览器方式轻松使用,系统默认分配管理员、操作员、维修员、查看者四级权限，每用户可根据授权登录系统并进行相应操作或查看相关数据；,基于浏览器的多用户登录,用户可通过客户端对任意一盏灯、任意一组灯的开、关、调光、查询操作；,单灯控制功能,可以设置不同的单灯控制策略，以满足不同的照明需求；系统自动的对单灯的工作状态进行检测，对出现的异常情况进行自动报警；,单灯控制策略灵活多样,可以通过移动的智能手机、平板设备对需要控制的光源进行快速的设置和控制，以满足现场的需求；,强大的移动设备现场管理功能,所有灯具均直观展现在地图上,并根据灯具状态呈现不同样式，一目了然；专业的地图引擎，兼容多种数据格式，可使用GOOGLE/BAIDU等第三方地图数据，也可使用ARCGIS/MAPINFO等专业地图数据；拓展性、灵活性极高；,基于GIS的管理,系统、周到的策略设置功能，最大限度的满足客户不同的需求，并保证隧道照明功能的正常实施；,快速的任务策略设置,系统自动生成并更新所有灯具的工作状态数据，全面掌控灯具工作状态、故障状态、寿命状况，为决策提供详尽数据支持。,全面的灯具运行状态监测,系统在线实时监测灯具运行状态，并提供强大的报警及预警功能；设备报警包含：灯具故障，误亮灯，未亮灯，集中器上行、下行通信故障等；智能预警包含：灯具故障超限，灯具批量寿命到期，维修工单处理逾期等；可按需求定义智能预警；,强大的报警及预警功能,系统提供全面的、自动计算更新的分析报表，包括主要几个组成部分：全面的资产状态评估报表；节能效益评估分析报表；故障及维修分析报表；RTU运行历史数据回顾表；,丰富的统计报表,使用基于手机的专利便携式客户端系统，客户可以轻松处理系统建设、维修维护等工作，极大加快基于现场的工作；,便携式客户端,通过便携式客户端，即可完成灯具定位、系统组网、属性录入、系统初始化等工作；,对系统建设的帮助,维护人员使用便携式客户端即可完成故障信息获取、故障定位、修复测试等工作，完全颠覆原有工作模式；,对维修的帮助,基于苹果、安卓系统的智能手机,通用性设计,2.3节能测试实际道路调光测试,注：该道路照明为250W高压钠灯,实际道路节能概算,综合的节电率为：(21-19)*0.1+2*0.36*1.11+4*0.36*1.28+1.33*0.1)/10.33=0.288=29%,在考虑了灯管实际使用情况后，我们将最低的调光电压设置在额定工作电压220V的80%（176V）时，分成下面的几个阶段：1、18:40-19:00调光至额定功率的100%2、19:00-21:0