智慧路灯管理系统.docx

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智慧路灯管理系统

智慧路灯管理系统

1.概述

U前交接于市政公司管理的路灯杆有2310根，路灯5522盏。

智慧路灯是指通过NB-IOT技术实现对路灯的远程集中控制与管理的路灯,智慧路灯具有根据车流量自动调节亮度、远程照明控制、故障主动报警、灯具线缆防盗、远程抄表等功能，能够大幅节省电力资源，提升公共照明管理水平，节省维护成本。

同时以智慧路灯作为载体，可与物联网、无线城市、智慧城市等有效的结合起来，形成广义的智慧路灯，可以多个维度推进智慧城市建设，提升了当地的城市管理效率和人民生活质量，使城市生活更美好。

2.功能设计

2丄路灯GIS管理

系统采用GIS地理信息技术可无缝接入电子地图，按照路灯照明设施的现场实际地理信息情况以及照明设施分部，建成一个实时的、可视化的地理信息服务平台，它以地理信息为基础，综合集成现有系统，将集中管理器、路灯、电缆地理位置、各回路布置、各监控点的实时动态信息等各种数据区域电子地图上，并将收集到的信息录入数据库中，建立起完善的照明基础设施的数据库系统，实现亮化照明设施的数字化管理，并将采集起来进行集中管理、分析、查询，为管理人员提供实时的可视化信息。

地理信息系统山各种不同的地理信息图形和特征组成，图形组织采用层的概念组织和管理基础数据层可以任意建立和叠加。

该系统具体实现如下：

1）地图操纵

支持放大、缩小、平移显示、标识、查看全图、放大镜、鹰眼、居中显示等功能。

2）图层分层显示和控制

支持地图分层显示灯具型号、回路布置、路灯亮化、夜景灯、变压器和配电柜的地理位置、各监控点实时信息等应用图层。

3）地理信息查询

系统提供对图形信息和属性信息的多种双向查询方式，查询内容可以包括地图显示的所有信息，主要有：

位置信息査询

设施分布查询

回路布置查询

实时运行数据查询

地图信息维护

有权限的用户可以在地图上对静态及动态信息进行维护。

对灯具、电缆、配电柜柜等设施和回路信息进行维护。

实时信息的显示功能

如在屏幕上选择一个查询点，该选中查询点的实时信息便在屏幕上显示出来。

自动和手动遥控

在智能照明控制系统中可直观的看到整个区域的路灯分布惜况，可以根据不同类型的路灯控制要求，把所管辖区域内的路灯和景观灯等分成若干个组，釆用一键式的操作，可大大简化管理人员平时的工作量，工作人员经过简单的上手就可以基本操控系统，采用不同控制策略：

时间控制策略、天文历控制策略、光控控制策略、分组控制策略、时控和光控相结合的控制策略，遥控命令正确率大于99%；,自动遥控开/关路灯、沿街饰灯；也可以手动对各种灯具进行遥控开/关操作；在特殊情况下，可实现白天亮灯。

自动巡测、手动巡测和选测

集中管理器能按设定的时间周期（可以根据开/关灯前后任意选取不同的周期）自动进行定时巡测，操作者也可随时手动巡测和选测各监测点的运行状态，并把监测结果上传并存储于监控中心，可测试的内容包含：

各监控终端的电压、电流、亮灯率、功率因素、有功功率、无功功率、开关输出状态、各种开关量输入状态等信息，并且提供历史数据以供查询，让管理者了解路灯亮化的运行情况，随时调整亮灯时间、亮灯策略，合理的减少能耗使用以及运维开支，最终实现城市亮丽的第二道风景线乂从管理模式上减少了费用支出。

2.2.运行管理

收集所有路灯的运行状态，包括功率因数、灯具亮度、功率、电压、电流、电量等数据。

实时监控功能块中还有传感器实时数据，可以查看所有接入系统传感器的数据。

所有的数据都保存到指定的硕盘中，可以查询导出打印。

根据权限可以对相应权限的设备开关灯，调光和其他操作。

支持多项口管理，可以支持多个项LI并存的管理模式，比如一个城市的项口可以管理多个城市所归属的地方的项目，实现项目统一管理的功能。

监测所有配电箱集中器的数据，包括箱门防盗，回路接触器动作状态，口天异常亮灯、夜间异常灭灯、三相电表数据采集、电量讣量等信息。

自山切换地图模式和列表模式，地图模式就是我们所谓的GIS地理分布信息系统，可以在地图上直观看到设备的位置信息，状态信息，数据信息。

可以通过地图直接操作需要操作的设备，十分简便。

2.3.场景策略

场景策略主要功能是对单/双灯控制器的开关灯时间进行管理和修改的。

任务中心可以建立两种策略主要分为回路策略和单/双灯策略

其中不论建立哪种策略都可以使用包括：

光照度控制，经纬度控制，经纬+光照控制，经纬+时控策略，光控+时控策略等各种综合策略。

单灯任意分组，单灯可以任意分为单号灯，双号灯，路口灯，车行灯，人行灯等各种组合，可以完全根据客户的需求去修改和调整。

2.4.设备管理

设备管理是项U初期与后期维护的时候使用的一个功能，所有的设备的配置功能都在设备中心来操作，包括所有单/双灯控制器和集中管理器、第三方传感器等。

其中可以增加或者删除设备，对设备进行编号、命名、属性的设置、地理信息的设置标注等功能。

可以增加短信报警装置，比如短信猫，通过与系统对接可以将短信报警的内容设置到短信猫中，当发生性对应的故障的时候将故障信息发送给指定的管理和维护人员。

2.5.故障报告

故障报告这个功能块可以将整个系统所有的发生过的故障信息全部统计，分为实时故障信息和历史故障信息；实时故障信息为当前发生的故障内容，历史故障为已经处理过的故障信息或者已经恢复的故障信息。

2.6.能耗分析

数据分析是时照智能公司比较核心的一块业务，主要是对大数据进行提炼,对数据趋势做出判断和加工。

其中主要对单灯的能耗进行精细的分析，通过能耗分析可以分析单灯历史运行状态和灯具寿命情况，能耗是否在正常范围之内；也可以通过能耗分析得出一套最适合当地运行的策略。

比如说，通过能耗分析可以得出什么时间可以关掉人行灯，什么时间可以关掉一半车行灯，什么时间可以调节相应的亮度乂能满足当时的照度等等。

能耗分析对管理者是一个非常有用的数据分析，对节能减排有着非常重要的数据依据。

亮灯率

亮灯率是软件对整个项口的亮灯数据进行统一整理和分析汁算，通过亮灯率可以清晰看到当前的项LI的亮灯的总体情况，其中包括手动开灯的数量，自动开灯的数量，手动关灯的数量，自动关灯的数量等多种综合数据。

亮灯率也是衡量一个城市照明的一个指标。

2.7.系统设置

系统设置主要对整个软件的一般信息的配置，其中包括用户信息的配置，项LI信息的配置，项LI的管理，项LI权限的管理，用户权限的管理等。

系统对用户使用人数并不限制，主要取决于管理者的需求，可以通过管理员增加项LI的操作员、管理员、访客等用户信息，管理员可以对相应的项LI设置该项LI对应的管理人员，系统的权限系统非常完善，每个用户都有相对应的权限。

2.8.系统日志

系统日志主要记录所有的用户在系统内部的操作记录和操作轨迹，包括操作的人员姓名，什么时间，在那个IP登录，操作了什么设备，执行了哪些命令都是可以追溯的，如果某些操作人员的误操作在不应该开灯的时间开灯了，我们系统是可以通过系统的日志来查询到在那段时间所有的操作，责任认定也非常有根据。

系统日志的另一个功能主要是针对单灯历史数据的查询。

2.9.自动统计

系统可以对各集中管理器任意时间的数据按照年、月、日进行查询、统讣,并存盘保留；

系统可以定时将各集中管理器的电压、电流、亮灯率、电能耗等运行惜况进行查询、统计，并存盘保留；

系统可以对任意一天的实际开关灯时间等记录进行查询、统计•，并存盘保留;

系统可以对历史故障、登陆信息进行査询和打印；

系统能够根据各单灯控制器监控点统计亮灯率、全部监控范圉某时刻总亮灯率和全夜平均亮灯率。

系统具有灵活定义自定义报表的能力，满足统计报表变化、新增的要求。

2.10•报警处置

集中管理器具有异常门开、漏电的扩展接口提供与防偷盗照明线路报警模块接口，可随时采集照明线路悄况，发现异常时可立即报警，保障照明线路和设施的安全。

用户可以在系统界面设置各种报警条件（每个监控点可根据实际需要设置各自的报警类型和报警内容），当监控终端发现达到报警设置条件时，集中管理器主动向系统发出报警信号，系统收到警报马上发出语言报警，并将故障信息保存到数据库，操作人员可通过界面查看具体的警报信息。

同时，可以在我们的系统设定短信报警手机号码，系统收到监控终端的警报马上向设定的手机发送报警短信。

报警内容有：

交流接触器、对停电、缺相、断路、过流、过压、欠流、欠压、漏电、白天非法开灯、晚上意外熄灯。

报警方式

图形报警：

告警点闪动，变色；基于GIS地理信息系统报警，直接定位到坏灯位置；

文字报警：

文字列表出报警信息，类型；

语音报警：

机器发出鸣叫声；

短信报警：

通信向预设的手机号码发送短信进行报警。

报警类型

越限告警：

对需要报警的电流、电压值设定上下限值，当越限状态变化时，发生越限报警，通过窗口显示文字及数据变色，并根据需要打印记录。

变化报警：

当系统发生正常变位时，变位点在窗口中发生数据变色及闪烁,打印变位点状态及变化时间，推出文字信息，同时根据需要发生语音警。

事故报警：

发生事故后，系统发生强烈告警：

发出强烈闪烁及变色；

发生语音报警，召唤操作人员；

推出文字信息，说明事故原因；

启动事故追忆并打印日志；

告警信息査询

各种告警信息发生后，各信息被数据库明确分类，归档，可按时间及类型分别检索及处理。

2•口•传感器采集

系统可根据外界自然光光照强度，向管理者提供亮灯/灭灯的操作依据，如遇到临时性的暴雨、日食、沙尘、雾气等恶劣天气时，一旦光照度下降至亮灯级别，光照采集系统将向管理人员给出提示，提醒管理人员根据实际情况亮灯（光照度采集系统仅向管理人员提供参考，并不会直接进行开关灯操作）。

系统可以采集各种传感器，包括气象传感器、PM2.5传感器、噪声传感器、温湿度传感器、低洼涉水电子水平传感器等各种传感器。

2.12•查询统计

可对各集中管理器任意时间段自动采集、统计、打印相关数据（如：

用电量等）。

可以对各监控终端任意定时数据和年、月、日统计数据进行查询，显示的表格、曲线图、直方图均可按照Excel等格式进行保存或打印。

可以对任意一天的实际开关灯时间、当时的照度值和日出日落时间等记录进行查询，显示的表格、曲线图、直方图均可打印，并具有导出EXCEL表格进行分析功能。

可以对历史故障进行查询和打印。

2.13•自动校时系统

运用计•算机技术，系统在后台接入卫星自动校时系统，向全网广播统一校时,并定时与各现场采集设备远方对时，保证指挥中心和集中管理器时钟的准确性和一致性，并为系统后处理提供唯一的时标。

2.14.权限设置

系统具有合理的用户分级权限设定，可在同一服务器上，对不同的用户划分不同权限角色，角色所具有的权限可动态修改分配，包括用户的浏览、添加、删除、修改等操作权限。

2.15•移动应用模块

移动模块界面

移动APP系统和后端管理平台两部分组成。

其中移动巡检APP支持Android系统版。

系统数据与设施资料库实现连通。

移动APP与路灯监控系统有效对接，主要实现移动端对照明设备的监控，支持在任何地点对城市照明设施进行开关操作，并可实时获取设施的工作状态和运行参数，随时随地都可分析和评估照明情况。

同时作业人员可方便地在工作现场就对照明设施进行参数设置，及时保证设施的正常、稳定运行。

移动开关灯APP山移动应用系统（即移动端APP）和数据交互系统两部分组成，系统数据与监控数据库实现连通，将实现对集中管理器和单灯控制器的各种操作。

该APP应实现对指定终端进行开关灯控制、遥测设置运行状态、对指定终端进行终端参数设置等功能。

其中开关灯命令应该进行严格的权限控制，建立应急操作制度和流程，根据该制度的约束只给特别人员赋予该权限，而且具有这个权限的人进行二次认证后才可以进行开关灯操作。

常规养护人员可以利用该APP现场进行选测及参数设置工作。

1）运行数据查询

运行数据包括照明设备的最新状态数据和历史巡测数据；在移动端可查询所选终端与单灯的实时数据，实现对终端和单灯的选测，周设置查询、终端参数召调。

2）故障查询

故障包括照明设备的现存故障、历史故障以及即时发生的新故障。

在移动端可实现对上述各类故障的实时查询与查看。

以终端监测反馈的故障为例，功能如下所示：

3）远程控制

设施选控主要用于检查故障或检验维修成效，包括终端选控和单灯选控两部分，可根据需要选择不同的终端或单灯设备对其进行开关灯操作，同时也可在移动端查看开关灯结果，开关灯操作结果中，若为灰色图标，则表示关灯。

若为黃色图标，则表示开灯。

以终端开关灯为例，功能如下所示：

4）地图定位

地图定位主要实现在移动端地图中标记设备经纬度位置，并可自动同步至路

灯监控系统中，同时在终端或单灯列表中选择指定设备。

3・相关设备

3.1.单/双灯控制器

单/双灯控制器

单/双灯控制器是路灯亮化智能监控系统的关键设备，安装于各个街道区域路灯照明灯具内或者安装于灯杆的检修孔内，实现路灯单/双灯开关控制、单灯调光控制，数据采集、异常告警、定时控制、智能自检、灯杆漏电、电缆防盗、能耗统讣等功能。

32多回路电力采集器

多回路电力采集器

多回路监控装置是专门针对于路灯数据的测量装置。

该装置设计小巧，能够集中监控包括进线回路和出线回路在内的多达儿十个回路的各种电参量和开关状态，在传统仪表的体积上实现了监控回路的高度集成。

3.3.集中控制管理器

集中控制器

集中管理器是路灯壳化智能监控系统的关键设备，安装于各个街道区域路灯照明设备配电柜内，它承担着与监控中心的双向数据交互，实现回路控制、数据釆集、异常告警、亮灯模式控制、智能自检、能耗统计等功能。

集中管理器是承上启下的设备，通过集中管理器，监控中心可发送和接受路灯壳化监控指令，让照明系统的管理更加智能和精确。

通过电力载波通信模块可以发送单灯开关灯指令，发送单灯调光指令等，可以执行监控中心下发的策略。