數字化城市路燈遠程監控系統

1、            概述

隨著城市化建設步伐的加快，城市建設的發展對道路及景觀照明的控制、節能提出了新的要求，這使得城市照明管理的難度越來越大，運營成本也越來越高。目前國內照明管理普遍實現的集中控制，統一管理，已不能滿足照明管理部門對城市照明的控制、節能、故障監測、亮燈率、電纜防盜、巡邏等方面提出的更高的管理要求。這就迫切的需要一種更現代化的管理系統平臺，來使照明管理部門提高管理效率的同時又可以有效降低運行成本。因此對城市路燈照明系統實施遠程監控，成為了目前路燈應用中可以實現整個路燈系統的**佳節能、**佳管理和**低維護成本的目標的**佳解決方案之一。

1.1 現行的控制方法

      現在采用控制方法以分散時控方式為主，即在路燈配電箱中安裝定時器，按預定的時間自行開/關燈；而有些景觀燈開關通常是人工手動控制方法。

1.2 現行控制方法的缺陷

      現行的方法既不能及時調整開/關燈的時間，更無法及時反映照明設施的運行情況，并且故障率高、維修困難、人工巡邏成本高。隨著城市的不斷發展，控制范圍越來越大，現行的控制方法無法及時反映照明設施的運行情況，使得維修工作十分被動。運行過程中的故障只有等待巡視人員到達現場才能發現，或者被動地等待市民的電話反映，因此難以做到及時維修。

       在遇到一些領導視察、國賓接待、舉辦大型活動等特殊任務時，由于缺乏靈活的控制手段，必須臨時派出大量的人員到現場手動操作照明開關箱或者臨時通知各景觀燈單位，因此在時間十分緊迫的情況下，無法滿足圓滿完成任務的要求。

為實現城市路燈照明的遠程監控及自動化，龍創科技基于智能控制技術、數字電子技術、電力線載波與GPRS技術開發了**新一代數字城市照明監控管理系統，該系統設計符合國家及電力部和國際有關標準，為完全自主設計。該系統采用電力線載波通信方式，它將所有的路燈連接到計算機上，并通過計算機監視所控區域內的路燈工作狀態。在硬件方面采用了龍創科技自有電力載波技術，實現在現有的電力線上傳遞數字信號進行通訊。燈具使用的電力線是已經鋪設好的現成通訊資源，現在它既是燈具的供電線路，又是設備使用的通訊線路。相對其他傳輸方式，它的施工**為簡單，而且對原有環境不構成破壞。它的實現代價是**小的，基本不受外部環境因素影響。

數字城市照明監控管理系統建立在電力線載波遠程通訊技術基礎之上，對難于管理的用電設備，例如路燈、公共照明設備等，可以根據工作和生活的實際需要，季節和天氣變化情況，事先設置區域、路段的控制策略，根據策略在計算機上事先設定時間，系統就可自動按時間段分區，分路進行定時開關控制，可實現間隔燈桿亮、單邊亮，可獨立到每盞燈，當然也可實時進行人工開關控制。當夜晚（或光線較暗）來臨且處在交通高峰時，路燈全部開啟，交通高峰期后，進入按比例開啟，如午夜之后70%；在凌晨之前時段，路燈開啟比例可以降到40%等。還可對防范重點部位（區域）亮、安全地段（區域）不亮或少亮，有活動有需要的地方亮，無活動無需要的地方不亮或少亮，僅此一項就節電40%，一切只需操作員在計算機上輕松完成。不但節省了人力，更排除了人為因素產生的矛盾和失誤，有效節約了電能。

該系統對電線（路）路燈故障有監測的功能，操作員極易發現線路故障的地點和位置，只要通知維修人員，就能及時排除故障。如：路燈維修，以前是大白天開著所有路燈，才能一個一個查找故障，顯然是浪費。現在只要在計算機上查看后，記下故障燈桿號，就可直奔該燈桿去檢修，目標明確，工作效率大大提高。

安裝本系統，不破壞設施現狀和周圍環境，不影響正常的工作和生活秩序，施工簡捷、工期短，是當今提倡的節約型社會一個很好的改造升級優選的系統。

2、系統整體構成

數字城市照明監控管理系統由上位機監控管理軟件、集中控制器、單燈控制器、雙燈控制器及電纜防盜終端組成，集中控制器安裝在配電柜內，單燈控制器及雙燈控制器安裝在照明終端，電纜防盜終端安裝在路燈回路的末端。集中控制器通過GPRS無線網路與監控中心進行通信，單燈控制器、雙燈控制器及電纜防盜終端通過電力載波通信方式與集中控制器進行通信。集中控制器通過接收、執行、轉發上位機監控管理軟件的命令，對每個單燈/雙燈控制器進行控制，達到控制每盞路燈的亮滅及調光，節約電能。同時集中控制器通過內置的DO輸出端口在配電箱內可實現對路燈整條回路的控制，查詢每個單燈/雙燈控制器的信息，通過模擬量、數字量的AI、DI輸入端口，采集現場的光照等其他信息，反饋到上位機監控管理軟件，實現對現場的實時監控。

3、系統軟件功能

DCMS數字城市照明監控管理系統軟件是我公司為提高城市照明的管理和維護水平而開發的一款專業應用軟件，屬于數字城市建設的一部分。系統軟件使用成熟的JAVA編程語言開發，采用B/S結合C/S的架構模式，采用瀏覽器進行訪問，使用FLASH作為客戶端，此架構可有效繼承了B/S架構和C/S架構的優點，解決了獨立使用B/S架構或C/S架構存在的不足和缺陷。軟件采用Windows操作系統，視窗化語言設計，完善的界面查詢及設備管理，用戶界面友好，操作簡單方便。

本軟件將路燈、景觀燈等各種不同對象的監控和數據采集及處理融于一體，通過不同的控制方式實現對不同燈型的監控，同時支持GPRS網、公網等通信平臺。軟件一方面監視和管理集中器反饋上來的信息，如路燈狀態（電壓、電流、電量、照度、功率和功率因數等）；一方面向集中器發出控制命令，完成開關路燈和調節路燈的亮度，實現時序調度事件、報警應答等操作。軟件系統按模塊化設計，共包含六大功能模塊：照明監控模塊、地理信息模塊、視頻監控模塊、數據存儲模塊、節能分析模塊、維護管理模塊。

3.1遙控功能

 (1) 自動開/關燈

自動開關燈是依據天文時鐘控制程序執行的，不同地方的經緯度不同，開關燈時間不同，本軟件按經緯度自動計算每天的開關時間，也可以根據時控或光控相結合的控制原則進行整體、分區、分組自動開/關全夜燈、半夜燈、隔盞燈和景觀燈。

(2) 手動巡測、手動選測和手動遙控

操作人員可以隨時檢測終端的運行情況，可以對任意集中控制器進行手動巡測、手動選測，也可以對任意集中控制器進行的全夜燈、半夜燈、景觀燈進行遙控開/關操作。

(3) 特殊情況下的開/關燈的處理

在特殊情況下，用戶可以通過遠程遙控方式手動臨時開關路燈，手動方式可實現白天亮燈。

3.2遙測功能

(1) 自動測量（巡測）

系統按照操作人員設置的時間周期對所有運行狀態下的監控終端進行監測，并記錄檢測的路燈運行數據。其設定的時間周期間隔可在線修改。

(2) 手動測量（巡測、選測）

在任何時候，操作人員都可以給終端下達測量參數的指令，立即對指定范圍內的監控終端立即進行參數測量，并且將測量結果直觀地顯示出來。

(3) 自動計算亮燈率

系統能根據電壓、電流、有功功率和功率因數的變化自動進行亮燈率估算和統計。為了保證亮燈率的統計，數據采集精度應優于1%。所以，終端采用16位以上的采集模塊，使數據采集精度至少為0.5% ，以保證計算的亮燈率準確。

3.3夠對路燈進行開/關燈操作，對于安裝有可調光功能驅動電源的路燈，還可以進行整體、分區、分組或單燈調光操作，調光分為自動調光和手動調光兩種方式：

(1) 自動調光

根據終端任務中設置好的自動調光程序，自動調整路燈的亮度。自動調光程序配置靈活，可以根據不同時間段對于路燈亮度的不同需求自由配置。

(2) 手動調光

可通過手動的方式對集中器下的全部單燈、某一組單燈或某一盞燈進行立即調光操作。手動調光不受自動程序限制，可隨時進行調整。

3.4顯示功能

(1) 將路燈照明區域制作成矢量化電子地圖或直接使用google等網絡地圖，利用監控站和大屏幕對市區各路段的監控終端和路燈的工作狀態及運行數據進行動態的直觀顯示。

(2) 顯示全市或全區街道圖，各監控終端的位置及控制的各街區及路燈，利用動態顯示將控制終端與所控制區域及路燈的對應關系表示出來。

3.5設備分組功能

(1) 分組方式

整體定義：可以是城市照明監控管理系統下的全部，也可以是集中控制器和線路開關下的全部。

分區定義：可以是城市的某區、某個特定的功能區域、某幾條街道。

分組定義：可以是多少個集中控制器（供配電柜），也可以是全部或部分區域的集中控制器下某一個或幾個支路；可以是多個路燈控制器，也可以是全部或部分區域的路燈控制器下的某一個或幾個支路（燈桿上的某燈頭）。

(2) 開關燈方式

全夜燈定義：天黑開燈，天亮關燈，全夜燈可以設置為整體、分區或分組，可以是隔桿燈、單邊燈或每根燈桿上的某盞燈。

半夜燈定義：天黑開燈，在夜里十點或是十二點或是凌晨一點等夜間任意設置關燈時間，半夜燈可以設置為整體、分區或分組，可以是隔桿燈、單邊燈或每根燈桿上的某盞燈。

隔盞燈定義：是按燈桿來定義的，可以是一根燈桿（也就是一臺單/雙燈控制器），也可以是燈桿上的某一盞燈（也就是雙燈控制器下的某一個支路），按燈桿編號的奇偶來區分。

單邊燈定義：是按照主輔路來區分，可以是整條主路或輔路的全部燈桿（也就是一臺單/雙燈控制器），也以是整條主路或輔路的全部燈頭（也就是雙燈控制器下的某一個支路）。

3.6遠程設置功能

(1) 集中控制器設置

設置內容：集中器參數、輸入通道、開關參數、電表參數、線路防盜參數、報警參數、分組任務、經緯度時間表、光控參數等。

 (2) 單燈控制器設置

設置內容：額定電壓、額定電流、額定功率、功率因數、報警參數、分組信息、終端任務、開關燈時間等。

 (1) 聲光報警

當集中控制器、單燈控制器發生報警或操作人員在瀏覽遙測時發現有報警時，系統自動發出聲光報警，并在系統主界面彈出報警信息窗口，在電子地圖以及大屏幕上顯示相應的報警位置。

報警內容包括電表故障報警、意外亮燈報警、意外關燈報警、過流報警、過壓報警、欠壓報警、缺相報警、斷電報警、電纜被盜報警、短路報警、線路開關異常、終端異常、繼電器故障、燈具故障、燈具漏電、功率因數越線、終端通信終斷等。

(2) 短信報警

系統可以通過預置若干個手機號碼，以GSM短消息方式，按照預先設定的告警模式，把故障報警的時間、地點、內容等相關信息發送至各相關人員的手機上。

3.8數據查詢統計和打印功能

可以對各集中控制器、單燈控制器的任意數據（包括電壓、電流、功率、電能、亮燈率、各種狀態、控制程序、設置參數、報警事件等）按年、月、日、時間段統計數據進行查詢。

可以對歷史報警信息、用戶登錄信息、系統操作信息、硬件日志信息進行查詢；

數據查詢具有多種顯示方式（數據列表、曲線圖、柱狀圖等，并可選擇），圖形顯示時將每一個點按照起始查詢時間和終止查詢時間按窗口寬度平均分配，并顯示出該點相對應的數據；

所有查詢的數據均可打印。

3.9 網絡校時功能

系統具有網絡自動校時功能。能夠通過Internet網絡時間對服務器進行時鐘修正，再通過服務器對集中控制器定時發送校時指令，來統一監控網絡的時鐘，保證監控管理系統內的集中控制器時鐘的準確性與一致性。

3.10系統權限功能

系統可將用戶劃分等級和權限（至少三級，管理員、操作員、記錄員等），分別設定各自的密碼及權限，操作人員只能完成權限范圍內的操作，并將每項操作的具體內容及時間存入數據庫中，非超級用戶不能修改。

為保證操作安全，系統采用嚴格的安全管理措施，實施多級操作口令和自動密碼保護，特別在白天需要開燈時要發雙重指令，以避免意外用電傷人事故發生。

3.11設備管理功能

設備管理包含下列但不限于以下設備：

(1) 配電箱：資產編號、配電箱名稱、所屬城市、所屬區域、所屬街道、型號、規格、材質、購買日期、安裝日期；

(2) 監控終端：資產編號、終端名稱、所屬城市、所屬區域、所屬街道、終端類型、額定電壓、額定電流、額定功率、功率因數、使用壽命、購買日期、安裝日期；

(3) 燈桿：資產編號、燈桿名稱、所屬城市、所屬區域、所屬街道、型號、高度、安裝方式、廠家信息、購買日期、安裝日期；

(4) 光源：資產編號、光源名稱、所屬城市、所屬區域、所屬街道、型號、廠家信息、購買日期、安裝日期；

3.12視頻監控擴展功能

系統可以擴展視頻監控功能，通過安裝在城區合理位置的高倍攝像頭，反應各監控終端及路燈的運實際行效果及無法用參數直觀顯示的監控內容。

3.13電纜防盜功能

電纜防盜系統由防盜擴展模塊（前端設備）和多個防盜終端（末端設備）組成，防盜擴展模塊通過RS485與集中控制器相連接，并承擔信號發送、檢測以及報警處理等功能，防盜終端接收擴展模塊的信號并回復確認信號。模塊和終端之間采用經過特殊處理的電力線載波通信檢測方式，實時檢測電纜是否被盜，一旦發生線纜斷線的情況，通信將被中斷，并以狀態量方式向防盜擴展模塊提供報警信號，模塊收到報警信號后，通過RS485通訊傳送至集中控制器，集中控制器再通過GPRS無線通訊的方式將信息反饋至監控中心，進行電纜失竊報警。

4、系統質量保證

4.1系統的可用性

系統的設計充分考慮了在整個工程環境中的不同因素，以保證在現場安裝調試后立即適用并進入穩定可靠運行，系統年可用率大于99.9%。

42系統的可維護性

系統的硬件設備、軟件便于維護，各部件都具有自檢和聯機診斷校驗的能力。軟件有備份，便于工程師安裝啟動，應用程序易于擴充，數據庫存取為用戶程序留有接口并提供二次開發的數據庫資料，支持其它大型數據庫，可以向以太網數據庫服務器傳送實時數據，便于用戶自行編制的程序加入系統中運行。

4.3系統的可靠性

系統在工程現場運行具有很高的可靠性，其平均無故障時間MTBF≥50000小時。裝置平均修復時間≤0.5小時，有效使用壽命≥20年，年可用率≥99.9%。

4.4系統的容錯能力

軟、硬件設備具有良好的容錯能力，當軟件功能異常或與系統硬件設備的通訊出錯，以及當運行人員或工程師在操作過程中發生一般性錯誤時，均不影響系統的正常運行。對意外情況引起的故障，系統具備恢復能力。

4.5系統的安全性

正常情況下，軟、硬件設備的運行均不會危及系統的安全穩定運行和工作人員的安全。

4.6系統的抗電磁干擾能力

系統具有足夠的抗電磁干擾能力，符合IEC標準，確保在現場環境中的穩定運行。

4.7 系統負載率

服務器CPU負荷率：正常狀態下<25%，故障情況下<50%。

現場通訊網絡負載率：正常狀態下<20%，故障情況下<40%。

GPRS無線網絡負載率：正常狀態下，任意30min內，<20%，故障情況下10s內<40%。

5、系統培訓

我公司負責提供全面的技術培訓，使用戶技術人員從數字城市照明監控管理系統的硬件和軟件的各個方面完全掌握系統的操作、調試和維護的技能。

（一）、培訓采用現場培訓或到公司培訓方式，我公司向用戶免費提供培訓人員學習的技術文件、圖紙、參考資料等。

（二）、為使用戶在培訓期間盡可能掌握更多的內容，根據用戶專業技術人員的具體情況，我公司將在培訓前提供一份詳細的培訓課程表與時間表，供用戶確認。

（三）、 在培訓過程中，用戶技術人員除直接參與系統配置、通訊配置、任務部署、數據查詢以及硬件設備的調試外，還學習常見故障的診斷和排除方法、安全注意事項、設備的拆裝，及在緊急情況下更換備品備件的實際操作。

**后，我們真誠希望能攜手貴市/縣為創造數字化照明管理做出應有的貢獻！

                                        如有意合作，請立即致電：18618150201   白經理