智慧城市照明方案.docx
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智慧城市照明方案
智慧城市照明
建设方案
2017年5月
智慧照明点亮中国
1项目背景.....................................................................................................................................................................
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1.1当前形势.................................................................................................................................................................
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2智慧照明控制系统................................................................................................................................................
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2.1平台建设方案
......................................................................................................................................................
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2.1.1
照明智能监控系统................................................................................................................................
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2.1.2
单灯节能管理系统................................................................................................................................
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2.1.2.1
节能规划方案.........................................................................................................................
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2.1.2.2
单灯控制节能.........................................................................................................................
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2.1.2.3
单灯管理节能.........................................................................................................................
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2.1.3
集中控制器.............................................................................................................................................
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2.1.3.1
遥控功能................................................................................................................................
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2.1.3.2
遥测功能.................................................................................................................................
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2.1.3.3
遥信功能.................................................................................................................................
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2.1.3.4
遥调功能.................................................................................................................................
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2.1.3.5
查询统计分析功能.............................................................................................................
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2.1.3.6
卫星自动校时功能（GPS）.................................................................................................
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2.1.3.7
报警管理功能.......................................................................................................................
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2.1.3.8
系统安全管理.......................................................................................................................
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2.1.4
城市照明移动监控系统....................................................................................................................
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2.2建设内容...............................................................................................................................................................
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2.2.1
第一部分：
监控中心建设...............................................................................................................
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2.2.2
第二部分：
路灯集中控制管理器建设.......................................................................................
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2.2.3
第三部分：
单灯控制器建设..........................................................................................................
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智慧照明点亮中国
1项目背景
1.1当前形势
当前，我国许多城市纷纷把智慧城市及城市节能改造的建设提上
日程，通过信息技术完善城市公共服务和改善城市生活环境，使城市变得更加“智慧”、更节能。
作为节能型基础设施，绿色照明是智慧节能型城市建设中重要的组成部分。
在能源日益短缺，温室效应越来越严重，国家和地方政府大力号召节能减排、绿色照明的形势下，有效控制道路照明能源消耗，提高路灯寿命，降低维护和管理成本，是现代效能型社会建设的目标之一，也是城市智慧化建设的必然趋势。
城市公共照明系统是与人们生活息息相关的重要公共基础设施，随着城市化进程的加快，城市公共照明设施的需求量和建设规模日益增大，但城市公共照明的过快发展增大了对能源的需求和消耗，同时在管理方面也存在诸多不足，以致城市公共照明系统普遍存在设备维护成本高，灯具、线缆盗窃现象严重，能源浪费等问题。
当前城市公共照明系统面临的压力如下：
①不断增加的人员及设施；②逐年上升的费用支出；③节能减排的压力；④越来越严格的服务保障要求。
这其中，尤以“节能减排的压力”表现得最为突出明显，具体表现在：
①十二五规划节能目标。
到2015年，全国万元国内生产总值能耗比2010年下降16%，比2005年下降32%；并将节能减排目标合理
分配到各地区；②照明能耗巨大。
照明在我们国家用电量占到12%，
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智慧照明点亮中国
而道路照明更是占到其中的30%；③缺电现象日益严重。
每个城市都
存在或多或少的电力缺口问题，在电力高峰期大面积拉闸限电成为常
态。
2智慧照明控制系统
2.1平台建设方案
2.1.1照明智能监控系统
城市照明智能控制管理系统由监控中心、集中控制器、单灯控制
器及电缆监测报警器组成。
集中控制器安装在配电柜内，通过GPRS无线网路与监控中心进行通信，监控终端安装在照明终端。
以电力载波通信方式与集中控制器进行通讯。
集中控制器接受、执行、转发监控中心的命令，并通过监控终端对每盏灯进行开关控制和亮度调节，
实现灵活的远程控制。
同时，集中控制器可通过内置输出端口对各路灯回路的监控，并通过监控终端监控每盏灯的实时状态，还可以通过模拟量、数字量输入端口，将现场的光照、用电量等信息反馈至监控中心，以实现对城市照明设施的科学管理。
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智慧照明点亮中国
系统工作原理图
城市智慧照明监控中心
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智慧照明点亮中国
城市智慧照明示意图
城市照明智能管理控制系统—电脑登录界面
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智慧照明点亮中国
城市智慧照明监控软件系统截图
2.1.2单灯节能管理系统
单灯控制器通过电力载波通信技术与智能监控终端进行通讯，实
现对每一盏灯的监测和控制，无需布线，安装方便，同时实现：
1、数据采集：
用电量、电压、电流、功率。
2、单灯控制：
单灯定时开关，亮度调节。
3、时段控制：
可按需进行时段控制。
4、故障检测：
实时检测单灯运行状态。
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智慧照明点亮中国
单灯控制器安装在灯杆下端
2.1.2.1节能规划方案
我公司工作人员于9月份对各道路路灯进行照度检测，经统计分
析发现大部分道路存在过度照明，针对此种情况，我公司对道路照明
进行了节能规划。
改造后亮灯模式
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智慧照明点亮中国
交叉亮灯开主灯关辅灯隔一亮一
2.1.2.2单灯控制节能
系统以智能照明控制管理为基础，提供开关灯时间的精确控制方
案，协助用户制定分时、分区、分季节、分路段的开关灯计划，以单
灯控制器为终端管理手段，提供单灯节能控制方案，实现30%以上的
节能，并且能有效的减少亮灯时间，延长灯具寿命。
单灯控制方案
借助于单灯控制器，系统可以对每盏灯进行监控，系统可以根据
人流、车流、天气等环境条件设定合理的开关灯方案，在保证照明的
前提下进行单灯节能控制。
手动单灯控制
手动控制可以实现对单个或一条道路上的多个路灯进行灵活、简
便的控制。
2.1.2.3单灯管理节能
通过照明单灯节能管理系统的应用，使城市照明设施的管理具体
到每一盏灯，城市照明的管理者足不出户即可对每一盏灯的工作状态、
电流、电压、故障等信息实时“在线巡测”，改变了以前路灯养护主
要依靠人工巡检，热线报修的发现故障的方式，大量节省办公、车辆、
人员等费用和能耗，降低整体运维成本，达到节能降耗的目的。
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智慧照明点亮中国
单灯报警
通过单灯控制器，系统可以获取每个灯具的电压、电流、功率因
数等运行参数，再结合系统设置的报警判断限值可以确定灯具是否存
在异常，并可进一步确定异常的具体类型。
常见报警类型有：
灯具损
坏、灯具闪灯、电容失效等。
单灯故障报表
对每天晚上单灯运行的情况进行分析、汇总，生成单灯故障报告，
反馈给维护部门进行故障处理，系统可以按日、月、年或者即时需要
查询、统计、打印。
流程示意图
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智慧照明点亮中国
单灯控制及运行状态查询界面截图
单灯状态统计界面截图
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电能表数读取界面截图
电能表数统计界面截图
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智慧照明点亮中国
数据采集界面截图
电压电流线形图界面截图
2.1.3集中控制器
集中控制器通过电力线载波通信方式实现对所属控制节点的管理和
控制，并通过GPRS无线通信方式，实现与监控中心的通信。
集中控制器内置相关软件程序，在电力线上形成智能控制网络，实
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智慧照明点亮中国
现对所属回路和路灯的管理和控制。
集中控制器可实现以下功能：
2.1.3.1遥控功能
系统提供了多种控制手段，其中既有时控、光控、手控等独立控
制方式，又有相互结合、特殊控制等复杂控制方式。
时控
根据当地的经纬度坐标计算计算出全年的日出日落时间，经过调
整得出全年开关灯时间表下发到智能监控终端，实现自动开关灯控制。
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智慧照明点亮中国
光控
根据光照度实现按需开关灯控制。
手动控制
在特殊条件下，可通过系统手动控制功能实现任意回路的开关灯
控制。
预案控制
为了满足某些特殊时期（节假日、国家重大活动）对亮灯时间的
特殊要求，系统提供预案管理功能，可以为特殊时期专门设置一套开
关灯时间，并且不会影响其他时间路灯的开关控制。
2.1.3.2遥测功能
系统通过遥测功能来获取路灯设施的运行参数信息。
主要参数包
括：
三相电压、三相电流、功率因数、有功功率、无功功率、支路电
流等。
监控中心有周期自动巡测机制，系统按设定的时间周期自动进行
巡测，同时系统也允许监控人员随时进行手动巡测。
2.1.3.3遥信功能
系统通过遥信功能可以直接获取路灯设施的运行状态，一旦发现
某个状态发生异常，会在第一时间将异常信息发送给监控中心。
2.1.3.4遥调功能
系统通过遥调功能可以实现对远程监控终端的管理，可以调整监
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智慧照明点亮中国
控终端的工作状态和工作参数，以便对路灯设施进行更好的监控和管
理。
2.1.3.5查询统计分析功能
系统数据分为两种：
运行参数数据、统计分析数据，这两种数据
的展示方式有所区别，其中运行参数数据一般用数据报表的方式展示，
而统计分析数据则可使用报表、图形（曲线图、柱状图、饼图）等方
式展示。
2.1.3.6卫星自动校时功能（GPS）
通过安装在监控中心的GPS设备采集卫星基准时间与服务器时间
校对，保证监控中心所有服务器时钟的准确性和一致性。
监控中心定
时给智能监控终端发送校时指令，从而确保监控中心和智能监控终端
时间的准确性和一致性。
2.1.3.7报警管理功能
系统报警数据有两种来源：
遥测数据、遥信数据，通过分析遥测、
遥信数据，可以检测设备运行状态异常并产生报警记录，产生的报警
记录会永久保存，以供查询、统计、分析；同时，报警信息会通过多
种方式（短信、声音、信息提示窗口）告知用户。
2.1.3.8系统安全管理
为了规范系统操作，增强系统的安全性，系统采用了严格的安全
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智慧照明点亮中国
管理措施。
系统定义了多种用户角色，每种角色都有自己独立的操作权限和
用户界面，用户登录系统后只能完成权限允许的各种操作。
用户登录系统后的所有操作都要记录日志，并永久保存，以便在
发生异常操作时追溯问题，明确责任。
为了保证业务数据的完整性和安全性，在保存和传输业务数据时
要对数据加密。
2.1.4城市照明移动监控系统
移动监控系统图
城市照明移动监控系统是基于手机操作系统集单灯控制、设备运
行监控、线路检测、故障报警、人员定位等功能为一体的路灯移动管
理平台。
系统的使用不受时间、地点、空间限制，有效解决路灯管理
人员不在监控中心的情况下实现应急调控、设备检修人员能够在现场
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智慧照明点亮中国
检测故障路灯的修复情况等问题，有助于突发事件现场快速处置，实现“零距离”应急处理和指挥。
系统的应用将会使城市照明管理工作变得更方便快捷，巡检服务队伍的工作效率得到显著提高。
功能介绍
遥控功能:
通过移动终端可以在权限内控制任一或全部监控终端开关灯。
遥测功能:
通过移动终端能够对电流、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。
遥信功能:
通过移动终端可以查看监控终端的报警信息或接收
故障参数
GIS地理信息:
移动终端可以查询位置信息、设施分布、回路布
置、实时运行数据。
单灯控制节能:
移动终端可以对实施区域、道路或单独任意一盏灯进行控制，根据道路或景观人流量情况设定科学的亮灯方案，实现节能。
2.2建设内容
2.2.1第一部分：
监控中心建设
监控中心系统用若干计算机建立一个计算机局域网络，通过
GPRS/3G/宽带网络，实现远端现场数据、处理和控制，并通过LED大
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智慧照明点亮中国
屏幕，将现场情况、数据报表、地理信息数据进行反应和显示，以供管理部门进行管理和决策。
系统提供远程服务功能，同时中心还配备光照采集、GPS校时、不间断电源等，保障中心系统稳定可靠地运行。
系统还可以将分布在全市各角落的照明信息通过通讯网络采集到智能路灯管理系统，并在智能路灯管理系统进行信息的集成。
采集的信息内容包括：
电能表度数、亮灯率统计数据、功率、电流、电压、开关箱信息等。
在本系统中，也可对监控点进行分组分层，便于管理。
监控中心系统项目建成后可将城市照明的监控、电缆防盗、数据采集、数据处理集一体，并通过群控或组控实现对不同监控的控制功能。
2.2.2第二部分：
路灯集中控制管理器建设
路灯箱变中，安装“集中控制器”终端，实现线路开关控制功能、监
控和防盗功能，进行远程本地设防、撤防；实现报警功能；并通过电
力载波与“单灯控制器”进行通讯。
通过Internet以及GPRS/3G网
络，智能路灯管理系统可以跟每台“路灯集中控制管理终端”通讯，
实现如下基本功能：
按需控制每个控制点开关灯及接受各种报警信息
采集控制点的电流电压
采集每盏灯的运行状态（安装单灯控制器可实现）
控制每盏灯的状态（安装单灯控制器可实现）
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智慧照明点亮中国
2.2.3第三部分：
单灯控制器建设
在每个灯杆下安装路灯单灯控制器终端，通过PLC实现对集中控
制器的通信，可实现对单灯的数据采集、监控、线缆的通断状态监控、
报警、线路开关控制等功能，是亮灯系统与电缆防盗的结合体。
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