城市照明集中管理系统

  一,现状分析

  在“双碳”目标下,全国各城市陆续出台节能降耗规划,十四五”成为各行各业节能减排和绿色转型的关键时期。发展智能交通,智慧城市普及智慧照明,成了低碳循环发展经济体系规划的主要工作目标,节能环保照明综合改造项目正火热的进行。预计到2025年,各城市工业节能水平,公共建筑能耗将持续下降。城市的道路绿化、灯饰亮化、市政亮化工程已取得良好的效果,大大改善了人居环境和市容市貌,提升了整改城市的对外形象,为创建和谐社会奠定了良好基础。

  目前国内城市的路灯控制方式,还停留在手动、光控、钟控等控制模式,作为城市照明工作的管理部门,原有的控制和管理方式已经不能满足城市路灯发展和管理的需求。计算机网络、无线通讯和自动化技术的飞速发展,城市路灯控制方式也步入到计算机网络、自动控制和信息化管理模式。

  我公司根据现阶段全国路灯管理部门的管理现状,综合全国城市路灯,景观灯建设的实际情况,以推广,改造和保证原有设备的安全性,达到路灯节能增效,提高城市照明智能化管理水平为宗旨。遵循整体规划、分步实施原则,建设城市智能路灯及景观灯监控管理网络系统。(以下统称城市照明集中监控系统)

 目前国内几种控制方式分析

  1、手动开关灯方式:适应小范围专职人员管理,如:宾馆、学校、医院等场合使用。国内路灯已基本取消此种开关控制方式。国外如:印度等国还在保留使用。

  2、光控开关灯方式:路灯配电箱遍及城市的每个角落,而光控设备极易受环境、季节、天气和环境变化等因素影响、开灯和关灯统一性差,开关灯误差大,智能化水平低,不能控制半夜灯。不能应急突发事件(如:节庆日、接待参观等需要提前开灯任务)也极易造成巨大的能源浪费,增加财政负担。

  3、时控开关灯方式:不能随时了解,钟控时间误差,不能及时校正时钟和修改开关灯时间。修改一次开关灯时间工作量大,人为因素极易造成开关灯时间不统一。其它缺点同光控开关灯方式一样。

  道路照明系统庞大而复杂,对各回路的漏电、触电、短路、跳闸,电缆和灯具被盗、破坏等现象不能及时发现,存在较大安全隐患。也无法对每个回路的电压、电流、功率等数据进行每天统计,不能及时快速地掌握灯光系统的运行状态。

  针对上述的缺点及道路照明监控系统研究现状中提到的不足,结合公司多年研发无线通信和路灯监控系统的经验,

为城市道路照明开发出了一套更智慧化的路灯监控系统。

  二,城市路灯管理现状及路灯集中监控管理系统建设的必要性

  随着国民经济的快速增长,能源缺乏(电能、煤、水、有色金属等)已是目前经济持续稳定增长的瓶颈。从节约电能、提高管理水平的角度和改善城市投资环境的社会效应出发,路灯监控信息化建设已成为市政建设的必然趋势,目前城市路灯及景观灯控制和管理方式,存在很大的局限性。综合调研国内路灯、景观灯的管理控制现状,总结以下几点:

  1、不具备远程校时、设置开关灯时间和强制开关灯: 不能及时校准钟控走时误差,不能根据实际情况远程修改开关灯时间。

  2、不具备远程强制开关灯(应急功能): 不能根据实际情况的需要如:重大接待任务、外来参观访问、天气突变,节假日等情况下及时强制开关灯。

  3、不具备故障远程报警功能:现有的照明设施管理工作主要采用人工巡查模式,工作量大。故障依据主要来源于巡视人员上报和市民投诉,缺乏主动性、及时性和可靠性,不能实时、准确、全面地监控全城的路灯运行状况,缺乏有效的故障预警机制还浪费人力、物力、财力。

  4、不具备实时监测、监控功能:城市路灯及景观灯覆盖面积大,如管理手段落后,就无法准确发现电缆盗割、线路漏电、断路、白天误开灯、晚上误关灯和停电等故障。一旦出现以上情况,势必带来巨大的经济损失和人员伤害,同时影响市民的正常生活。

  5、不能反馈照明设施工作状态信息,不能远程自动控制,监测等等。

  6、城市路灯不断增加,而路灯管理人员较少,势必增大维护工作量,按现行维护方式,难以保证正常的亮灯和及时处理故障。

  7、不能对政府花大力气打造的夜景景观工程进行远程集中监控和管理,从而使得夜景整体亮灯困难,无法体现整个城市的夜景效果。

  8、由于城市路灯建设飞速发展,电缆防盗管理的难度也在增加,电缆盗割现象严重,给政府增加了财政负担。

  随着城市路灯和景观灯建设的飞速发展,建立城市照明集中监控系统势在必行,对提高整个城市照明的亮灯率、节约能源、改善投资环境、减少交通事故、保障人身安全,稳定社会治安等起到有效的作用。建立城市照明集中监控系统是城市和行业进步的需要,是提升城市形象的需要。路灯集中监控和管理系统的建成将城市建设美化、亮化工程推向另一高度。城市照明集中监控系统的投入使用,能创造更好的经济效益和带来良好的社会效应。

  第二章 城市照明集中监控管理系统工程

  巨川电气从2012至今致力于国内城市照明集中监控管理系统的研发和工程设计建设。在大量听取客户需求和用户使用反馈意见,在工程系统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、提高管理效率、降低设备和运行成本为目标。设计时充分考虑该地区实际情况,并根据实际需求、财力和物力逐步实施。

  1、系统的设计首先具备较高的先进性,在未来相当长的一段时间内不落后,避免用户重复投资。

  2、系统软件、通讯、硬件等各环节设计上,应具备良好的兼容性和可扩展性。

  3、监控终端应采用模块化结构设计,各模块间采用隔离和抗雷击、抗浪涌保护 这样用户可根据实际需要合理配置,同时也可有效避免局部损坏,导致系统瘫痪而照成的不能正常开关灯。

  4、监控终端应具有良好的兼容性。这样安装时可有效避免改变用户原有线路、或更换配电箱而带来的危害和成本增加(目前市面上多数公司产品安装时要求用户改变原有线路或更换配电箱)。

  5、监控终端的设计应符合自动化监测和控制设计标准,监控终端应具有简单方便的安装和拆卸,具有良好的安全性,可靠性和可维护性。

  6、监控系统的通信方式可根据城市和用户的实际情况选取,能支持超短波数传电台(RADIO)、GSM手机短信、GPRS/CDMA无线上网和3G通讯模式,用户在升级通讯设备时应保证原有监控终端可以继续使用(目前市面上多数公司产品无法支持通讯设备升级)。

  7、监控中心软件是照明集中监控管理网络系统的核心。应充分考虑系统的安全运行。应采用冗余备份,保证系统具有高可靠性,良好的扩充性、扩展性和易维护性。

  第三章 GPRS或者基于以太网智能路灯监控管理网络系统

  一、GPRS照明集中监控网络工作原理及特点:

  城市集中照明监控管理系统的通讯方式的选择,决定了今后整个系统的运行成本和扩展性。通讯方式的选择既要考虑到通讯设备本身造价和工程安装的复杂程度,也要充分考虑到今后系统先进性和可扩展性,同时也要考虑到今后的运行费用和可维护性。

  基于以上问题,同时又考虑全球各大移动通讯公司和网络公司,共同推出GPRS(General Packet Radio Service)无线上网高速数据通讯业务,是在GSM业务基础上发展起来的,完全兼容于CDMA通讯方式,是3G数据业务的过渡平台。其广阔覆盖面积,优秀的实时占线式通讯方式和低廉的通讯资费,极强的稳定性,成为新一代热门网络通讯方式。

  监控中心软件,通过GPRS无线网络与分布在全城的各监控点(路灯配电箱)建立实时通讯,监控中心可实时遥测、遥控、遥信分布在全城各监控点的电压、电流和电气的运行动作等数据,并保存记录.监控软件根据遥测的数据自动分析当前电气设备运行状况和亮灯率,及时分析预测故障,当发生故障时,监控软件会主动发出报警短信到相关领导和工作人员手机.监控中心也可根据当天的实际天气情况分组、分区设置全城的开关灯时间和根据实际工作需要,强制遥控开关路灯。监控网络在设计上遵循先进,可靠,实用,经济的设计原则,做到一次设计,分步投入。

  二、以太网监控网络:

  架构类似于GPRS网络拓扑图,主要是数据上传到服务器这部分,不是通过GPRS网络来走,而是通过局域网来跟服务器做交互主要是通过TCP/IP连接服务器。

  第四章 城市照明集中监控系统软件

  一、路灯监控管理软件

  智能路灯监控和管理系统。它是我公司为城市路灯的管理维护工作量身定制的一套智能监控和管理软件,它集通讯、信息管理、电气组态、遥测、遥控和遥信为一体,可扩展电缆防盗,被盗报警,漏电监测功能。

路灯终端安装接线
路灯终端安装接线
电线电缆防盗监控报警系统
电线电缆防盗监控报警系统

  该软件采用了模块化结构,可根据用户的实际需求和财力、物力逐步投入,灵活配置。同时简化了维护,增强了系统的安全性和可靠性。

  智能路灯监控组态模块,是路灯监控和管理软件的核心,采用超强直观的组态图形结构,实时动态仿真现场流程和运行动作。适应于不同层次,不同学历的工作人员操作。监控组态软件有效避免了采用文本或办公软件描述现场电气环境造成的表达不准确和理解困难的缺点。

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于灯火阑珊处,于暗香离别时,未曾放弃。
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