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城市照明监控系统技术方案

文章来源:    时间:2020-12-29 14:18

  

1建造照明监控体系的必要性跟着城市建造的开展,城市照明建造越来越注重于城市的形象,路途照明和景象照明的要求和数量不断添加,往后城市照明办理部门除了办理城市路途照明外,还将参加城市景象灯的办理。因而各级政府和市民对城市的建造、路途照明和景象照明提出更高的要求。期望完结城市照明办理的现代,使城市办理水平抵达国内领先水平。
1.1 现行的操控办法现在选用操控办法以涣散时控办法为主,即在路灯配电箱中装置守时器,按预订的时刻自行开/关灯;而有些景象灯开关通常是人工手动操控办法。
1.2 现行操控办法的缺陷现行的办法既不能及时调整开/关灯的时刻,更无法及时反映照明设备的运转状况,而且毛病率高、修理困难。跟着城市的不断开展,操控规模越来越大,现行的操控办法无法及时反映照明设备的运转状况,使得修理作业十分被迫。运转过程中的毛病只需等候巡视人员抵达现场才干发现,或许被迫地等候市民的电话反映,因而难以做到及时修理。在遇到一些领导观察、国宾招待、举行大型活动等特别任务时,因为短少灵敏的操控手法,有必要暂时派出很多的人员到现场手动操作照明开关箱或许暂时告诉各景象灯单位,因而在时刻十分急迫的状况下,无法满意圆满完结任务的要求。此外,因为短少灵敏的操控手法,花费很多经费建造起来的各类景象灯,难以充分发挥应有的效能。

2 城市照明监控体系的效益剖析
 2.1 社会效益剖析跟着社会文明的不断开展,路灯已不再局限于大街照明,而是开展为表现城市景象、表现城市形象的重要标志。因而,现代社会对路灯的办理和保护也提出了越来越高的要求,这些要求包含依据光照度改动及时开/关灯、随时调整景象灯的开/关灯时刻并进行应急调度、及时发现毛病并当即进行修正等。现在各城市办理部门所选用的操控办法已很难确保城市照明体系的正常开关灯和运转,特别是当照明操控箱或线路呈现问题时,就有或许形成大面积灭灯,产生较坏的影响。一起因为短少实时监测手法,无法完结毛病的及时发现和修理。跟着政府和市民对照明办理和保护要求越来越高,照明办理部门的统辖规模也越来越大,为了及时发现毛病并当即进行修正,依然选用检修车上街巡灯的办法越来越难以担任。选用城市照明主动化监控体系往后,全市规模的全夜灯、深夜灯和景象灯的开/关均可完结主动操控。一起,因为照明主动化监控体系具有主动报警和巡测、选测功用,调度人员能够在毛病产生后的数秒钟内及时了解毛病的地址和状况,为及时进行修正供给了有力的确保。路灯保护及时,能够极大地削减对照明办理部门的投诉、削减路途交通事故的产生,有利于城市的治安,产生极大的社会效益,然后进一步进步城市的形象。

2.2 经济效益剖析
2.2.1 节省路灯保护费用路灯主动化监控体系将传统的“巡灯查找毛病”改为“值勤等候报警”,不只削减了“巡灯”人员和车辆损耗,下降了修理本钱;而且在检修车出所之前现已知道了毛病的精确地址和根本状况,因而缩短了修理时刻、进步了检修功率;由此将产生了极大的经济效益。 2.2.2 节省很多的电费开销无线照明监控体系能进步开/关灯的牢靠性和可查看性,避免白日亮灯状况的呈现;一起,体系选用光控和时控相结合的操控计划,在预置的时刻区段内依据光照度决议路灯的开或关,既能在阴雨天主动延伸照明时刻,又能在晴好气候主动缩短照明时刻;这些办法既可满意市民对路途照明的需求,又避免了路灯的无谓敞开,削减了开灯时刻,然后节省了很多的电能。依据已建的照明监控运转标明,选用照明监控体系后,每天大约能够削减路灯开灯时刻25分钟左右。假如按每天运转十小时核算,则可节省4.2%的电费开销。假如经过对照明线路的改善,添加路灯的深夜灯操控计划或景象灯在非节假日选用只开部分景象灯的操控计划,因而可节省很多的电费开销。

2.2.3 进步灯具寿数,下降运转本钱以外因为削减了开灯时刻,延伸了灯具寿数,下降运转本钱,进一步进步了经济效益。
2.2.4 完结主动计费功用,削减电费开销无线照明监控体系具有长途主动抄表和计量电费功用,每天、每月、每年的照明用电能够及时的主动收集、核算、存储、打印,随时了解用电状况,施行有用办理,下降开销,进步经济效益。对景象灯还可选用双计费功用,完结政府开灯与各景象大楼业主自行开灯别离计费的办法,削减政府与大楼业主为电费的彼此扯皮的现象,确保两边的利益。
2.3 完结照明体系的办理现代化城市照明监控体系能将收集到的数据主动进行存储、核算,并能随时进行查询和打印,为办理现代化供给了根本条件。
3 体系规划依据本计划依据北京嘉复欣科技有限公司业已完结的照明监控体系和结合当时无线监控技能的最新开展,并依据各城市照明办理部分对照明监控体系的技能需求编制而成。

4 规划准则
4.1 牢靠性因为体系的服务对象是广阔市民,稍有过失即会产生严峻的社会结果;一起监控设备长时刻在野外运转,作业环境极为恶劣;因而有必要充分考虑体系的牢靠性,要求监控体系能够长时刻安稳地运转;一起要求监控体系在单个设备呈现毛病的状况下仍能安稳运转,不影响或许少影响照明体系的准时敞开和封闭。
4.2 先进性和实用性设备须契合相关国内、国际规范,整个体系应是现在国内最先进的,并长时刻处于国内较为先进的水平。一起,应以实用为准则,不行脱离实用性而盲目寻求先进性,然后形成虚有其表、糟蹋资金,下降牢靠性。
4.3 可修理性体系的设备模块化规划,而且各单元部件具有毛病定位指示,便于设备修理。
4.4 可扩展性硬件选用模块化规划,软件选用组态化规划,使得体系扩展、晋级均不用改动现有设备的状况。
4.5 通用性硬件设备具有通用性,经过不同的软件参数设置,能够完结不同的功用。
4.6 经济性尽或许选用老练的先进技能,挑选性价比高的计划和设备,既要考虑初期建造费用,也要下降往后的运转修理费用。

5 体系首要技能指标
5.1 体系容量:1个主站,1万个监控点。
5.2 能够完结群控和组控体系终端依据需求能够把全夜灯、深夜灯、各种景象灯分为不同功用组,完结群控和组控。
5.3 通讯办法依据用户的具体状况、通讯技能的开展,本计划主张选用GPRS通讯办法。
5.4 作业环境温度照明监控端的作业环境温度规模满意-30℃ ~ +65℃。主台为0℃ ~ +40℃。 5.5 数据收集精度为了确保亮灯率的核算,沟通电流、电压、有功功率、功率因数收集精度优于 1.0 %。

6 照明操控计划
6.1 分组操控体系能够依据不同类型的照明操控要求,把全市路灯和景象灯分红若干组,别离选用时控计划或时控和光控相结合的操控计划,主动遥控开/关全夜灯、深夜灯和景象灯;也能够手动对全夜灯、深夜灯和景象灯进行遥控开/关操作;在特别状况下,能够完结白日亮灯。
6.2 时控和光控相结合的路灯操控计划现在,路灯操控计划首要有时控法和光控法两种。时控法的首要缺陷是不考虑气候对光照度的影响,每天在固定的时刻开/关灯;然后形成阴雨天光照度严峻缺乏但没有开灯,或许晴朗气候尽管到了固定开灯时刻但光照度依然满足,白白糟蹋电力;关灯时刻的固定不变,相同呈现类似的不合理现象。此外,跟着时节的改动,守时器需求人工频频地调整。光控法的首要缺陷是在光线缺乏的白日,或许夜晚有强光照耀时都有或许产生误动作。为了战胜两者的缺乏,本体系选用时控和光控相结合的路灯操控计划。该计划依据含糊操控理念,以当地365天日出日落的时刻作为根本条件,设定一个有用的开/关灯时段,在此时段内依据光照度的具体状况主动履行相应的开/关灯指令;若该时段完毕韶光控仍未起作用,则在该时段完毕时,监控终端主动准时控办法开/关灯。光控时段值和光照度值均可在线修正,软件界面如右图所示。此计划可依据当天的实践光照度及时地开/关灯,既可节省很多电力,又可产生较好的社会效益。在特别状况下,体系也能够完结白日亮灯。依据已建的照明监控运转标明,假如原来是选用日出日落时刻作为开关灯时刻的话,则在选用时控和光控相结合的操控计划后,每天大约能够削减路灯开灯时刻25分钟左右。假如以每天均匀开灯10小时核算,则可节省4%左右的电费。
6.3 景象灯操控计划景象灯操控选用分组守时操控计划,即能够把不同地理位置和要求的景象灯分红若干组,对不同组选用不同的守时操控计划。选用先进的全组态规划,经过中央操控室微机的设置程序,可任意设置一年中的开/关灯时刻以及每周固定的开/关灯时刻。经过群控办法,可将景象灯进行分组,不同组采纳不同的操控计划;也可经过选控办法,将相应的饰灯逐点操控,更增强了体系的灵敏性。设置的软件界面如下。

7 照明监控通讯体系
7.1 体系通讯计划的挑选正确选用体系通讯计划,是城市照明监控体系得以成功运转的必要条件,在照明监控体系中现在可选用的通讯计划首要有无线专用网、移动通讯网中的GSM短消息、USSD和GPRS通讯办法。依据要求本体系通讯计划挑选无线移动共用网的GPRS通讯办法。
7.2 体系GPRS通讯计划特色 GPRS (General Packet Radio Service)是通用分组无线事务的英文简称,是在现有GSM体系根底上开展出来的一种新的承载事务,意图是为GSM 用户供给分组办法的数据事务,具有“永久在线”、“高速传输”等长处。特别适用于接连的、突发性的和频频的、少数的数据传输,也适用于偶然的大数据量传输。相对于原有GSM拨号办法的电路沟通数据传输办法,GPRS网络选用的分组沟通技能,
具有以下长处:
(1)永久在线。即用户无需为每次数据的拜访树立呼叫衔接。
(2)高速传输。数据传输速率理论上最高能够抵达171.2kbps,现在传输速率能够一般抵达40kbps。
(3)流量计费。用户只需求为接纳和发送的数据报付出费用,因而相对运转费用较低。
(4)方便登录。 一般只须10秒即可登录互联网。 GPRS 选用与GSM 相同的无线调制规范、相同的频带、相同的突发结构、相同的跳频规矩以及相同的TDMA帧结构,其分组数据信道与当时的电路沟通的话音事务信道极端类似。因而,现有的基站子体系从一开端就可供给全面的GPRS 掩盖。下图为通讯体系组成框图:监控中心的前后台监控微机接入Internet(可选用DDN专线、ADSL等多种办法),GPRS终端与监控中心树立衔接,监控中心与GPRS终端经过GPRS网络,实时传递指令和数据。
7.3 GPRS体系组网办法 GPRS的运用十分广泛,简直一切职业都能用到GPRS的无线数据传输。但每种职业的实践需求和杂乱的运用环境都大不相同,所以每种职业都会有自己共同的功用要求和组网办法。现在GPRS的组网办法有以下四种可行的组网计划:
1)计划一:中心选用ADSL等INTELNET公网衔接,选用公网固定IP或许公网动态IP+DNS解析服务。此种计划向先INTERNET运营商请求ADSL等宽带事务。
1、 中心公网固定IP:监控点直接向中心主张衔接。运转牢靠安稳,引荐此种计划。
2、 中心公网动态IP+DNS解析服务:客户先与DNS服务商联络注册动态域名,监控点先选用域名寻址办法衔接DNS服务器,再由DNS服务器找到中心公网动态IP,树立衔接。此种办法能够大大节省公网固定IP的费用,但安稳性受制于DNS服务器的安稳,所以要寻觅牢靠的DNS服务商。此种计划合适小规模、对实时性要求不高的场合中运用。
2)计划二:中心选用主副GPRS-DTU,选用移动内网动态IP+移动DNS解析服务。此种计划客户先与移动DNS服务商联络注册移动动态域名,监控点先选用域名寻址办法衔接移动DNS服务器,再由移动DNS服务器找到中心移动动态IP,树立衔接。中心也用GPRS-DTU做接纳端,但GPRS无线办法的中心不如有线办法的安稳,所以选用主副两个GPRS-DTU作冗余备份。主中心GPRS-DTU接纳端掉线时,一切监控点主动转到副中心GPRS-DTU接纳端。此种办法也能够大大节省固定IP的费用,但并不是一切移动公司都供给DNS解析服务,所以要在有DNS解析服务的省市才干选用此种计划。此种计划合适小规模运用。此种计划不时性和安稳性较差,不引荐运用。
3)计划三:中心选用主副GPRS-DTU,选用移动APN专网固定IP。此种计划客户先与移动请求APN专网事务。移动为客户分配专用的APN,一般用户不得请求该APN。用于GPRS专网的SIM卡仅注册该专用APN,约束运用其他APN。得到APN后,给一切监控点及中心分配移动内部固定IP。此种计划中心也像计划二一样选用主副两个GPRS-DTU作接纳端,冗余备份。但此种计划较计划二而言,无需DNS解析,自身具有移动内网固定IP,削减中间环节,安稳性增强;且一切数据都在移动GPRS的APN内网传输,无需经过公网,安全性增强。此种计划无需担负宽度专线月租费用,性价比合理,引荐运用。
4)计划四:中心选用移动内网固定IP地址,监控点选用一般的移动动态IP 此种计划客户先与移动服务商联络,能够就近从移动GSM基站引进光纤专线,注册移动内网固定IP,监控点先选用一般的SIM卡并注册GPRS功用,经过移动内部网关与中心树立衔接。此种办法也能够大大节省固定IP的费用,各监控点也无需设置固定IP。此种计划实时性较好,因为监控点运用动态IP,安稳性稍差一些,引荐运用。
5) 计划五:中心选用APN专线, 一切点都选用内网固定IP 此种计划客户中心经过一条2M APN专线接入移动公司GPRS网络,两边互联路由器之间选用私有固定IP地址进行广域衔接,在GGSN与移动公司互联路由器之间选用GRE地道。为客户分配专用的APN,一般用户不得请求该APN。用于GPRS专网的SIM卡仅注册该专用APN,约束运用其他APN。得到APN后,给一切监控点及中心分配移动内部固定IP。移动终端和服务器渠道之间选用端到端加密,避免信息在整个传输过程中或许的走漏。两边选用防火墙进行阻隔,并在防火墙上进行IP地址和端口过滤。对与照明监控体系而言,因为体系组成的监控点较多,实时性要求较高,因而主张选用第五种通讯组网办法。为此照明监控中心的服务器将需求专线办法接入移动公司的GPRS网络,一切的监控终端都选用特定IP地址,以确保监控信息的牢靠、安全、及时的传输。

8 体系操控中心(调度端)规划
8.1 调度端体系框图(见下页)照明监控体系调度端选用前、后台机连网作业办法,选用带看门狗的合适接连作业的工业操控核算机。一般状况下,前台机作为监控作业站承当遥测、监控、调度等作业;后台机平常主动备份前台机的数据,当时台机呈现毛病的状况下,能够随时切换代替前台机作业;然后极大地进步了体系的牢靠性。一起,考虑到核算机网络技能的开展,体系具有网络接口,接入服务器、办理作业站等,体系就能够很方便地组成为路灯办理处局域网,经过网络完结照明监控数据和图画信息同享。体系外部的核算机均可经过拨号上网,选用加密查询的办法拜访相应的各类最新和历史数据。一起,体系也能够经过电话语音办法查询当时的最新状况,或指定相应的电话号码和告警办法完结电话语音告警。整个体系的网络化规划为往后的出产办理与办公主动化的施行奠定了杰出的根底,一起保留了满足的软件与硬件扩展接口,以便现有的监控体系能跟着网络技能的飞速开展,发挥越来越大的作用。

9 照明监控终端
9.1 照明监控终端的根本功用照明监控终端(RTU)选用北京嘉复新科技有限公司出产的STC-205型系列照明监控终端。该终端选用工业级芯片,答应在-40℃~+80℃的环境温度下的接连运转;选用多CPU与DSP协作作业办法,其间要害芯片选用美国最新外表贴装芯片,经过数字信号处理(DSP)技能,完结沟通采样计划,沟通电流、电压收集精度优于 0.5%;设备规划、出产全过程进行ISO-9001质量操控;印制板焊接选用波峰焊技能消除了人工焊接的漏焊和虚焊;每台整机都进行100小时高温上电老化排除了前期失效,有用地确保了设备的出所质量,现场开箱率抵达100%,均匀无毛病时刻抵达10万小时。监控终端外形如图所示。照明长途智能监控终端的收集和操控的内容包含:? 遥测:1路三相电压、12路电流及有功功率和功率因数、2路直流(测光照等)? 遥控:6路继电器输出,触点为沟通220V12A,一组常开和常闭触点? 遥信:8路阻隔开关量输入? 通讯:2路阻隔232或485接口,MODBUS协议? 射灯等各种不同底灯型。? 具有长途抄表接口。? 具有长途主动调压接口。? 具有单灯监测接口。? 具有加装防盗线模块接口。
9.2 照明监控终端首要功用
9.2.1 主动报警? 当收集到的沟通电流、电压超越上下限时能主动报警。? 当白日亮灯或晚上熄灯时能主动报警。? 当供电停电时经过自备电源运转,相同能主动报警。
9.2.2 独立运转当产生中控室微机或通讯线路产生毛病时,终端会依据预先设定的程序守时自行开/关灯,以确保路灯照明线路的正常运转。
9.2.3 监控终端断电运转监控终端内装有不接连电源,具有断电运转功用,能在供电线路断电时及时告警,使有关部门在第一时刻获悉并抢修,一起具有防盗报警功用。在根本装备中,停电后能够保持终端正常作业4小时。 不接连电源能避免过火充/放电,确保长时刻运用。
9.2.4 现场主动设定功用 经过手持式键盘、显现器,能够现场中文显现,便于现场的装置调试和保护、修理,并可操控该点的全夜灯、深夜灯、景象灯等,其显现的内容如下:? 时刻(年、月、日、时、分、秒)? 开、关灯的最终时限? 收集的沟通电流和电压值? 输入的开关量状况? 输出的开关量状况? 在自检状况下,能够显现或修正本机的多种作业参数
9.2.5 抗搅扰才能 因为监控终端一般均装置在搅扰较大的环境中,为了确保体系牢靠作业,终端的软硬件规划中选用了下列多种抗搅扰办法。 ? 对现场收集的模拟量和开关量信号在硬件上选用阻隔和限幅等防强搅扰办法。在软件上选用数据滤波处理,确保了数据的精确性。? 对开关量输出选用软件接连循环置位输出的处理办法,确保了输出的牢靠性。? 对强搅扰信号形成的运转犯错选用软硬件自恢复电路处理。确保在无人值守时也能牢靠运转。? 对收集到的高压沟通讯号实施多重防电脉冲冲击和防雷保护办法,已在实践运用中获得了极好的作用。
9.2.6 高牢靠的变送器电路选用沟通电压、电流二次互感,具有输入输出彻底阻隔、精度高、功耗低一级长处,加以输入端的多重防护办法,极大地进步了传感器的牢靠性和精度。
9.2.7 通用化规划终端一切作业参数都可经过终端或中控微机中的设置软件包进行在线设定和修正。作业参数包含:站号、通讯参数、现场物理量参数、模拟量的核算办法、收集办法、矢量设置和组合报警等内容。用户可随时依据现场状况(如全夜灯、深夜灯、景象灯等各种类型)自行组态各终端的作业参数,然后既确保了监控终端设备的通用性,又确保了体系具有极大的灵敏性。 9.2.8 防盗报警功用在照明操控箱门处加装箱门开关,但外人翻开加箱门时能主意向主台报警,确保照明设备的安全。
9.3 照明监控终端扩展功用
9.3.1 长途抄表功用终端设备具有RS-485抄表接口,能够主动读取电子电表的数据。完结体系的长途抄表功用。
9.3.2 长途主动调压接口(选配)照明监控终端设备具有操控调压设备的接口,假如配有北京嘉复欣科技的节电器,则经过此接口可完结对节电器的长途操控和调压。
9.3.3 防盗窃照明线路报警操控接口终端供给与防盗窃照明线路报警模块接口,只需体系配上北京嘉复欣科技研制的照明线路防盗线报警模块(见第14节),即可随时收集照明线路状况,发现有盗窃线路时可当即报警,确保照明线路和设备的安全。
9.4 照明配电操控箱规划照明配电操控箱能够有两种办法:
其一,对原有的配电箱进行改造,添加若干互感器、主动/手动开关等器材即可;
其二,依据要求从头规划照明配电箱。以上两种计划将依据现场具体状况而定。;

 

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