2022年城市智能照明控制方案.docx

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1、城市智能照明监测掌握平台技术方案2021 年 11 月目录目 录.2第 1 章 引言 .31.1 项目背景31.2 建设目标31.3 参考资料31.4 术语级定义4第 2 章 系统方案设计42.1 系统总体设计42.1.1概述.4.2.1.2设计原就 .4.2.1.3系统总体设计 .5.2.1.4网路通信设计 .7.2.2 系统具体设计72.2.1聪明路灯照明平台 .7.2.2.2主要设备21第 3 章 项目优势223.1项目优势 .2.2.3.1.1 平台优势223.1.2 硬件设备优势233.1.3 3 线缆防盗报警233.1.4 4 安装和运维优势233.1.5 按需照明，合理节能，供应

2、决策依据243.1.6 5 为将来实现聪明城市奠定基础24第1章 引言1.1 项目背景随着国民经济的进展和城市的不断扩展， 城市照明随之飞速进展； 照明设施数量和用电量不断增加， 科学治理和节能已成为城市照明主管部门面临的两大任务；“十二五”城市绿色照明规划纲要也将这两项工作作为重点，在纲要中提 出：“十二五” 期间， 积极推动城市照明信息化平台建设， 建立城市照明信息监管系统，统计城市照明设施的基本信息和能耗情形， 进一步提高城市照明治理工作信息化水平； 各级城市照明主管部门通过建立城市照明信息统计制度，准时把握城市照明的建设运营情形，加强对城市照明指导工作的针对性和科学性；建立健全城市绿色

3、照明节能评判体系， 重点考核城市照明质量和节能减排水平，开展绿色照明示范城市创建活动， 形成长效监督检查机制， 逐步将城市照明考核纳入到政府工作考核体系中， 明确责任， 实行有效的奖惩措施， 进一步推动节能减排工作；随着路灯规模的逐年扩大、 设备老化和爱护不便等因素， 原系统已无法满意照明治理及节能的需求； 因此，需要对现有的系统进行升级改造，并建设聪明路灯照明平台， 建立集照明智能监控、 设施资源治理、 生产治理及路灯掌握为一体的综合性平台，实现城市照明的实时监控、故障报警、精细化治理和路灯节能； 为聪明城市建设奠定基础；1.2 建设目标本方案将帮助城市路灯治理所实现以下目标：准时、精确、全

4、面的对路灯的运行状况进行监测掌握；以精细化治理为指导，通过照明设施资源治理，动态治理照明设施信息；以“按需照明”为理念，通过适当的路灯节能方案，达到节能的目的； 通过大数据的分析与汇总，为政府决策供应依据；1.3 参考资料城市道路照明设计标准 （CJJ45-91）城市道路照明设计规范 （CJJ45-2006）路灯系统上行规约扩充设计 .doc电力用户用电信息采集系统通信协议376.1 标准 DL_T645-2007多功能电能表通信协议备案文件2007民用建筑照明标准（ GBJ133-90）LED 测试方法 CIE 127-1997道路与街道照明灯具的安全要求GB7000.5-20051.4 术

5、语级定义城市聪明照明平台 ：以下简称平台；智能路灯集中掌握器：以下简称集中器；智能路灯掌握器：以下简称掌握器；智能电缆防盗器：以下简称防盗器；物联网 app：以下简称 app；第2章 系统方案设计2.1 系统总体设计2.1.1 概述本方案依据城市照明系统建设相关法规和技术标准，结合城市路灯治理实际，采纳中易自主研发设计的智能路灯照明平台为核心，通过对监控中心、 通信网络、终端、路灯系统的建设以及系统软件的部署，完成全市路灯的实时监测，远程掌握，照明设施治理，节能方案治理，智能设备治理，数据分析与决策，提升城市照明的综合治理水平和完成节能目标；2.1.2 设计原就依据城市照明设施规模，结合相关技

6、术标准：1、服务器、监控主机的挑选，综合考虑容量、性能等因素，保证系统运行的连续性、稳固性；2、具有网络安全设计，保证系统运行的安全性；3、集中器具有高性能处理芯片，确保系统工作的牢靠性和独立运行才能；4、掌握器采纳先进的单片机掌握技术和神经元芯片技术，在保证牢靠性的前提下，有效的实现路灯掌握节能；5、平台设计符合相关标准，并具有良好的扩展性；系统设计坚持资源共享原就并充分考虑系统的扩展性，采纳最先进的嵌入式掌握器技术、无线数据传输技术、数据采集技术、运算机多媒体技术、运算机通信技术、电力载波通信技术、 机电一体化技术结合载波技术与物联网等技术，开发城市照明智能监控系统，保证系统的先进性；2.

7、1.3 系统总体设计系统由监控中心、服务器、集中器、路灯掌握器和通信网络组成；实现对城市照明整体状况进行“点、线、面”实时测控，准时把握城市照明的建设运营情 况，统计城市照明设施的基本信息和能耗情形； 同时帮助照明主管部门完善照明信息统计制度， 建立照明节能评判体系， 加强对城市照明指导工作的针对性和科学性；图-总体架构监控中心设立监控治理中心， 实现对城市照明设施的远程监控、 综合治理； 监控中心主要设备包括服务器、监控主机、 UPS 电源、交换机、光照度仪、 GPS 校时器、短信报警模块、打印机等硬件设施以及系统软件和相关支撑软件等；1、服务器系统：用于系统运行及数据储备的应用服务器、通信

8、服务器、数据库服务器、备份服务器等；2、监控主机：用于安装监控系统软件操作客户端，与服务器进行通信；3、UPS 电源：用于在监控中心掉电后的应急处理，保证中心掉电后系统的正常运行；4、交换机：用于建立系统基础通讯网络的配套设备；5、系统支撑软件：包括智能照明掌握平台、服务器操作系统软件、数据库软件等；系统平台设计通过服务器、网络安全、储备及监控中心其他设备的部署，结合数据库技术和相关支撑软件的使用，建立平台，实现以下功能：1、遥控、遥测、遥信、故障报警、数据采集、统计分析等系统功能；2、通过照明设施资源治理系统可以将照明设施的空间属性与设计、规划、 建设、运维等档案进行关联， 实现可视化实时监

9、控， 随着城市照明工程建设进展， 对比明设施基本属性进行添、删、改、查、输入、输出图表文档等治理操作，实 现照明设施的精细化治理；3、采集路灯的电流、电压、有功等运行参数、对路灯故障进行报警，并可采纳单灯掌握的方式，实现照明节能集中器在路灯变压器侧或配电掌握箱内安装智能集中器，实现以下功能：1、采样 3G 或 4G 虚拟专网，进行信号传输，通过虚拟专网将信号发送至监控中心服务器；2、与路灯掌握器采纳电力载波通信方式进行通信；3、采集并储备路灯掌握器采集的路灯电压、电流、开关状态、故障等信息；4、向路灯掌握器发送开、关灯指令；路灯掌握器在路灯手孔内安装路灯掌握器，实现以下功能：1、监控中心对城市

10、道路中任意一盏照明路灯进行联网掌握和运行状态检测， 并具有数据采集、状态显示及报警功能；2、可依据需求，在确保道路照光明度的前提下，任意组合掌握路灯的工作状态，实现按需照明；3、监控任意一盏照明路灯工作状态，进行掌握；4、自动记录灯燃烧时长，生成爱护报告；2.1.4 网路通信设计集中器通过 GPRS网络与上位机软件进行通信； 终端采纳可上网的 GPRS卡， 监控中心可通过 Internet 与服务器连接，实现远程监控；集中器和路灯掌握器之间采纳电力载波通信方式， 在不转变原有电缆的情形下，实现路灯的监测和掌握等功能；2.2 系统具体设计2.2.1 聪明路灯照明平台2.2.1.1 路灯实时监控2

11、.2.1.1.1 实时监测1. 监测功能第一平台通过城市地理信息（ GIS），通过图形化界面直观显示当前城市全部集中器、 路灯的概况和实时状态； 其次路灯显现故障能即时主动反馈到中心主控设备，中心主控设备接收到灯控器的报警信息或接收到故障参数 时，将故障地点、类型以文字形式在GIS 显示，故障类型包括：路灯供电源停电当路灯断电，集中器能自动告警；空气开关跳闸或熔断器熔断某支线路显现故障时自动报警；过/欠电压、电流当采集的沟通电流、电压超过上下限时能自动报警；电缆被盗当电缆被盗时能准时自动报警监测中心运算机可以准时检测并报告全部在测防盗监控前端的工作状况， 实现数据的记录和治理， 进行数据的统计

12、； 发觉反常可以准时将故障定位， 同时将现状报告给相关人员，治理人员可以随时随地主动查询报警监测主机的运行信息；2. 掌握功能工作人员可以直观的通过GIS 系统监测路灯的运行状况，路灯故障、线缆被盗能准时发觉并处理；工作人员可以依据区域、集中器、分组、支路等方式，掌握路灯开、关、调光；工作人员可以查询或设置某台集中器参数， 可以对集中器进行拉合闸操作和支路拉合闸操作；注：成效详见 2.2.1.3 节能治理图-实时监控2.2.1.1.2 遥控功能遥控是整个照明智能掌握系统中全部功能中最重要的部分；中易智能照明掌握平台采纳时控和地理位置运算日出日落时间掌握照明控制方案进行遥控； 该方案基于智能掌握

13、理念， 以当地 365 天日出日落的时间作为基本条件，设定一个有效的开 /关灯时间，在此时段内自动执行相应的开/关灯命令，也可以通过用户输入的地理坐标运算出日出日落时间，终端自动按时控方式开/关灯；节能方案掌握设置节能方案，每天在固定的时间开/关灯，从而节省电能，自动调剂开关灯时间，削减人工频繁调整的工作量；包含以下方式1. 依据不同时区的日出日落时间自动运算开关灯时间；2. 依据照明掌握要求，自由支配开关灯时间；3. 依据实际情形，在方案中敏捷的支配节能任务，通过分组掌握和支路掌握实现，全夜灯、半夜灯、隔盏亮灯、其他等；4. 特殊时间段的方案设定：可以对特殊时间段的开关灯进行暂时定制，根据不

14、同的需要， 设定不同预案； 值班员可以设定在某些特定的日期，指定肯定范畴的照明路灯依据肯定的时间进行开关； 通过这个暂时开关灯的时间表，系统能够自动实现半夜灯开关以及“两会” 、节假日、周末等特殊时期照明照明的定时开关， 使开关灯更加符合实际情形， 既能保证照明成效，又能够合理节能；预案定时掌握仍可以设定一个时间范畴， 在此时间范畴内， 将执行预案定时掌握， 此时间段终止后， 系统将自动复原到全年时间表掌握的开关灯状态图-节能方案分组掌握和支路掌握依据不同类型的照明掌握要求， 可对比明设施依据治理区域、 照明类型（全夜灯、半夜灯、隔盏亮灯、其他等）任意掌握终端的任意掌握回路进行分组、设置、掌握

15、、查询、显示；在节能方案中依据分组设置节能任务实现调光、开关灯等要求；同时，可按 TPO（Time 时间 Place地点 Occasion 大事）动态照明治理原就，对不同分组的照明照明设备， 按时间、地点、应用场合的不同， 掌握其开关， 达到“按需照明”的目的，防止不必要的照明铺张，节省照明费用；当转变某一配电箱某一回路分组时只需在掌握软件界面上设置，不须变动配电箱电缆接线； 掌握系统对整个城市、 某一区、某条路、某一照明掌握箱（ RTU）、某一支路，都可以便利地进行时控、强制开关灯、二次开灯、巡检、实测、遥视 及参数设置等操作，也可对比明掌握箱（RTU）或某支路进行自定义敏捷分组、混合编组，

16、实现系统掌握的多样化，如整体掌握（城控） 、分区掌握（面控）、线控、点控等掌握方式；在编组的操作上，可以在电子地图上选取，也可以通过列表的方式进行；图-分组次序掌握对路灯照明分批依次开 /关，从而可以削减同时开 /关对供电变压器及开关设备造成的冲击，延长设备使用寿命；2.2.1.1.3 遥测功能调度端能按设定的时间周期自动进行定时巡测； 操作者也可随时手动巡测和选测各终端的电压、电流、有功功率、无功功率和功率因素等电量数据、开关信 息以及各终端的其它开关量输入数据；系统能够对电流、电压、功率因素、用电量、接触器状态、短路、开路等数据进行检测，并将检测结果发回监控中心，遥测数据包括：总回路电流、

17、电压、功率、功率因数；各回路电流、功率、功率因数；空气开关状态；系统可以在单位时间内任意设定遥测次数、 遥测终端数据； 系统可以随机的挑选全市、某组、某治理区、某终端的工作状态和参数，显示方式可以列表、城市地理信息（ GIS）或通过图形化界面直观显示；图手动选测、巡测终端系统能够实现人工检测终端现场运行数据，或者不储储备存到数据库；手动选测、巡测数据可挑选储存图-手动选测、巡测终端2.2.1.1.4 遥信功能系统可以将终端采集的遥信信号， 如路灯开关灯状态、 沟通接触器状态、 门开关状态、防盗报警信号等；2.2.1.1.5 遥调功能通过中心可对远程终端进行设置，主要包括：报警值上下限及正常值的

18、设定；开关灯时间的修正，提前量的设定，开关灯照度的设定，经纬度的设定；转变某终端位置；转变某终端配置，初始化某终端配置；转变某终端的线路走向；转变某终端，某一回路、电流、电压、功率等正确数据，此组数据能在巡测或召测中自动完成，也可手动输入；转变巡测周期，白天和夜间能分别设置巡测周期；中心掌握室利用下行数据，修改各终端运行数据；中心掌握室对终端进行校时；各终端调压值的设定；治理分区的划定，照明类型分组；照明运行方式设置；全夜灯、半夜灯、景观灯、其他等运行方式设置；设定某一区域，某一分组亮灯等；图-开关灯掌握方案下发2.2.1.2 照明设施治理平台对比明设施：道路、集中器、支路、路灯进行精细化治理

19、，动态的爱护照明设施数据；施工过程中可通过 app 可以快速的录入档案，并采集设备的地理位置信息；实现快速建档，快速爱护；运营过程中可通过平台或 app 爱护照明设施数据， 通过 app 可快速申报故障路灯或路段，发生故障时可快速定位；修理过程中可通过平台或 app 远程掌握路灯关闭，进行爱护；图-app 整体功能图-app 档案爱护图-app 扫码图-集中器治理图路-灯掌握器治理2.2.1.3 节能治理系统采纳电力载波通讯专利技术， 用户不需单独布线， 通过平台与终端通信， 终端与集中器、 集中器与路灯掌握器通信实现对路灯的智能掌握；路灯掌握器具有独立编号及识别名， 可以对路灯的电流、 电压

20、、有功等进行采集并上送至终端；终端通过智能集中器可实现对路灯的按区域、道路、治理部门、 客户指定等多种方式进行分组设定的分组掌握； 主站利用下行数据可以修改掌握器的各项运行数据2.2.1.3.1 节能方案平台能对城市道路中的任意一盏照明路灯进行掌握，结合现场的路灯灯型及运行状况， 在确保道路照光明度的前提下， 通过任意组合的路灯掌握， 实现按需照明；注：方案设置详见 2.2.1.1.2 的遥控功能路灯掌握方案依据灯型和现场亮灯情形设定合理的开关灯方案，进行路灯掌握；城市灯型分别为：单臂单头灯：对于安装这类灯型的路段， 在后半夜， 道路车流量较小的情形下， 采纳单灯掌握的方式实现单侧亮灯，或者隔

21、盏亮灯等方式亮灯，达到节能成效；单臂双火灯：对于安装这类灯型的路段， 在后半夜， 道路车流量较小的情形下， 采纳单灯掌握的方式实现关闭灯杆其中的一个灯泡的方式亮灯，达到节能成效；双臂双火灯：对于安装这类灯型的路段， 在后半夜， 道路车流量较小的情形下， 采纳单灯掌握的方式实现关闭辅道灯、隔盏亮灯或者两者相结合的方式亮灯，达到节能；亮灯成效示意图：关闭辅道灯隔盏亮灯关闭辅道灯与隔盏亮灯相结合平台对路灯掌握监控中心能对城市道路中的任意一盏照明路灯进行联网掌握，按需进行挑选模式的分组、隔一亮一、关闭辅道灯等掌握操作；平台对路灯信息查询监控中心可对单灯的信息进行查询，包括灯杆类型、 电源功率、 安装运

22、行年份、使用情形、运行的开关灯模式、开关灯状态、电流、电压、有功功率等；2.2.1.4 故障报警路灯掌握器设计含电流、 电压采集回路、 掌握回路和储备芯片等， 采纳先进的单片机掌握技术和神经元芯片技术， 可检测路灯的运行状态电压、 电流、消耗功率、功率因数、灯具燃烧时长等；基于对路灯的采集的数据和状态的分析， 路灯掌握器可在线对路灯故障进行实时判定并报警；灯具失效通过路灯电流、 电压采集数据与灯工作状态进行比较，判定灯具是否正常运行；故障位置显示故障统计查询系统可对路灯的故障信息进行统计并储备， 用户可按时间、 箱变、区域等条件进行统计查询；图-故障查询2.2.1.5 决策分析2.2.1.5.

23、1 数据采集系统能够进行用电量检测和记录，响应监控中心抄表指令，即时返回数据， 终端具有电表数据远传计量功能，对符合国家标准DLT 6452007 多功能电能表通信规约 的电子电表计量终端 （由投标方供应终端） ，可通过 RS-485 接口对485 总表进行读表操作，并储存数据记录，数据误差不大于5%；系统也应当具有按操作员设置的时间自动进行远程电度表进行读表操作，并储存数据记录和统计；系统能够自动记录全部采集数据， 备份必需的数据， 供应备份方案； 保证数据库正常运行；图-数据采集和记录2.2.1.5.2 数据分析系统可以对各终端任意时间的数据依据年、月、日进行查询、统计和分析； 可以定时将

24、各终端的电压、电流、亮灯率等运行情形进行查询、统计；可以对任 意一天的实际开关灯时间等记录进行查询、 统计； 可以对历史故障、 登陆信息进行查询；系统可以对采集的电量、线损、胜利率依据年、月、日进行统计和分析，可以对电量做同比环比分析；系统的历史数据与实时数据通过数据库自动储存及备份，数据储存时间可设定；查询时可以指定起始查询日期和终止查询日期，并可挑选所需数据项显示， 其他项不显示；数据具有多种显示方式（列表、曲线、柱形等），图形显示时将每一个点依据起始查询时间和终止查询时间按窗口宽度平均安排，每个点被挑选时，可显示出该点相对应的数据；全部显示的数据均可打印；系统可单独列表显示终端站点名称、

25、 位置、所属治理区域、通讯卡号码及 IP、登陆时间、通讯时间、通讯时系统时间；并可按治理区域查询、显示及打印；图-线损分析图-用电量分析图-同比环比2.2.1.6 智能设备治理平台可无缝的扩展接入第三方的设备如：充电桩、广告牌、wifi 、摄像头等设备，为聪明城市奠定基础；图-爱护充电桩2.2.1.7 系统治理平台具有用户权限治理功能， 不同的人员安排不同权限， 只有有权用户才能进入系统进行各路灯掌握功能设置、修改和掌握；可依据实际需要， 设置多个不同权限用户， 不同权限用户登录系统后， 只能在本系统内进行权限答应的各种操作；系统可将操作人员划分等级和权限， 分别设定自己的密码及值班记录， 操

26、作人员只能完成权限范畴内的操作，并将每项操作的具体内容准时间存入数据库中，任何人不能修改；为保证操作安全， 系统采纳了严格的安全治理措施， 对不同的角色安排不同的权限，实施多级操作口令和自动密码爱护， 特殊在白天需要开灯时要发双重指令，以防止用电伤人事故发生；2.2.2 主要设备2.2.2.1.1 智能路灯集中掌握器智能集中器安装于路灯配电掌握箱内， 通过电力线通信方式与每一个路灯掌握器通信，可最多带 1500 个路灯掌握器，动态的监测每个灯源的运行情形，并通过 3G 或 4G 虚拟专网向城市照明掌握中心实时传输数据；与路灯掌握器同时使用，实现路灯远程遥控、 遥测、遥调等功能，内置以太网及调制

27、解调器 MODEM 端口，与终端进行通信，对路灯及网络的工作状态的数据进行记录；2.2.2.1.2 智能路灯掌握器掌握器必需一对一，实现路灯开关以及电流、电压、有功采集等；掌握中心能对城市道路中的任意一盏路灯运行状态检测，并具有数据采集、状态显示及报警功能；可依据需求， 在确保道路照光明度的前提下， 任意组合掌握路灯的工作状态，实现按需照明；可监控任意一盏照明路灯的工作状态电压、电流、灯功率状态、调剂路灯亮度故障诊断路灯掌握器技术参数 工作电源220Vac 答应偏差 30%+20 工作电流： 5A电源频率50HZ 答应偏差 6%+2测量电流范畴 0-2Aac测量精度0.5 级防护级别IP67工

28、作温度-4070储备温度-4085相对湿度10%95%RH2.2.2.1.3 智能电缆防盗器智能电缆防盗器主机安装在变压器内，从机安装在线路最末端，主机通过RS485 线与集中器连接；主机通过电力线向从机发送脉冲信号，从机通过Lora 无线向主机发送反馈信号，每1s 通信一次，便于准时、便利、精确的发觉回路 故障，从而实现对整条街道路灯电缆的实时防盗治理；工作电源额定电压： 220V， 答应偏差 -20% +20 频率： 50Hz，答应偏差 -6% +2第3章 项目优势3.1 项目优势本方案结合城市路灯治理实际情形进行制定，对传统路灯行业颠覆性的创新，为聪明城市打造软硬结合，基于云端的一体化解

29、决方案；3.1.1 平台优势完善的 GIS 平台：建立城市照明地理信息，将照明设施的空间属性与设计、规划、建设、运维等档案进行关联，结合路灯治理应用实际，建设具有有用性的资源治理平台，治理每个照明设施，包含光源、灯杆、电源、光源附属设备、监控设备、电缆、开关箱、爱护车辆等的具体参数和使用情形信息；智能掌握：便利的远程掌握，工作人员可通过手机，电脑便利的对全市路灯监测和掌握；数据分析：平台采集大量数据，对电量、能耗、线损电量率进行分析，未决策供应依据；施工和运维：通过手机实现路灯档案的快速录入，爱护和位置的采集； 通过手机实现故障的快速定位和申报； 通过手机实现路灯的掌握便于爱护；可扩展：无缝链

30、接充电桩、 wifi 、pm2.5 等多种第三方设备；3.1.2 硬件设备优势集中器完全替代定时器，功能更加完善路灯掌握：可以对支路、分组、任意一盏路灯的远程开关、调光掌握；时区掌握： 依据所在时区日出日落时间不同， 每天自动更换开关灯时间；节能方案：依据客户需求，定制不同方案并执行，实现开关灯和调光节能；故障报警：精确的判定箱变发生故障的支路或故障的路灯，准时上报， 保证点亮率；数据采集：定时采集路灯节点的电量数据，并上报智能路灯照明平台；3.1.3 3 线缆防盗报警平台与防盗器相结合，对每一个回路的电压，电流，功耗及故障进行监测， 准时发觉回路故障并上报平台，工作人员可准时处理；3.1.4

31、 4 安装和运维优势平台与手机 app 相结合， 对工程实施与运维过程中的时间和成本掌握，起到不行代替的作用；扫码录入：使用 app 对掌握器扫码录入，快速实现对比明设施的治理；快速采集：使用 app 快速采集照明设备地理信息位置，牢靠稳固；运维便利：故障随时申报，快速定位故障位置，便利检修和爱护；掌握便利：使用 app 可实现对集中器和路灯的掌握，便利爱护人员检修和爱护，遇到突发状况可随时解决；运维成本削减： 施工过程一人一天即可采集 1000 个设备的信息， 大大削减了人力成本； 对比老的运维方式， 接入平台的路灯发生故障或线缆被盗时，会准时报警并通知责任人， 快速的定位故障位置， 不必花费大量的时间去找到故障的路灯，节省了人力、物力、财力；3.1.5 按需照明，合理节能，供应决策依据通过平台的掌握功能和节能方案， 结合路灯照明实际， 采纳合理的开关灯掌握模式，实现按需照明，合理节能；通过对路灯数据的连续采集，对采集数据进 行分析和统计，为政府决策供应依据；3.1.6 5 为将来实现聪明城市奠定基础平台可以对城市照明的数字化治理，节能减排，为聪明城市奠定基础；