北京九思易自动化软件有限公司

   背景

   目前国内城市的路灯控制方式，还停留在手动、钟控等传统控制模式，灯光检修巡检仍然依靠人工方式巡检，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。近年来，随着计算机网络技术、无线通讯技术、物联网技术、电力电子自动化技术的飞速发展，城市路灯控制方式也步入到智能化、自动化、信息化、网络化管理模式。我公司根据现阶段全国路灯管理现状，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，建设城市路灯及景观灯智能集中监控管理系统——城市照明智能管理系统。

   该系统采用当今最新的软硬件技术，系统智能化水平高，系统稳定可靠，开放式接口，方便与相关系统融合及扩展。系统除可以实现照明远程控制、远程设置、电力监控、移动控制终端、数据记录及统计等基本功能外，还可以实现路灯巡检、电缆防盗、视频监控等功能。同时，系统还可以内嵌GIS地理信息系统，可以对路灯等照明设施进行全面管控。该系统是一套先进的、完整的城市智能照明解决方案。
 
                   
                                    图1 城市路灯照明管理系统 

   系统结构

   该系统设置有中控室，中控室通过公众无线网络（3G）与照明控制器RTU进行通讯，照明控制器RTU负责实现电力监控、照明控制、视频监控等功能实现。路灯回路装有智能控制模块，智能控制模块与照明控制器RTU通过电力线通讯，将回路区段或灯的状态信息通过照明控制器RTU实时发送至中控室。中控室对底层数据进行处理分析并结合GIS地理信息系统实现灯光控制、电力监控、灯具故障巡检、电缆防盗、灯监视、能效管理等功能。

   中控室主要由局域网、服务器、大屏幕、操作员计算机、UPS电源系统、城市照明智能管理系统软件等部分构成。系统支持远程操作功能，系统远程操作功能分成两种方式实现：

   一种是无线方式，无线方式主要通过公众无线网络及配备的平板计算机实现远程操作，主要可以配备给现场灯光维护人员，可以通过该平台实现灯光的移动远程控制、数据的远程查询、灯光故障巡检结果查询等功能。

   另一种是有线方式，即通过接入INTERNET的远程操作员站计算机可以进行相关照明控制查询等操作，主要可以提供给相关上级城市管理部门的照明数据监视查询等服务。
    
                     
                                         图2 系统网络结构图

   系统功能

   该系统运用易控软件的技术先进性特点，从多种方面实现了常规照明控制系统所不能实现的功能，其中包括照明远程控制、远程设置、电力监控、移动控制终端、数据记录及统计等：

   1、 照明根据光照自动控制

   A、在路灯路段内安装光照度传感器，当光照度检测到的光照度低于在组态软件上设定的光照度值（经验值）时，该段路灯由程序自动开灯。

   B、 当光照度传感器检测到的光照度高于软件上设定的光照度值（经验值）时，该段路灯由程序自动关闭。

    2、 照明根据时序自控控制

    按照当地的日出日落时间，系统自动分配路灯开关的时间段，控制器根据系统分配的时间段来自动开关灯。当系统分配的时间段有误差时，操作员可以进行微调时间段。

    3、 照明根据事先预案控制

    在监控中心，操作员可以预设开关灯方案，在某情况下，操作员可以任选预设方案，系统会根据该预设方案来开关灯。

    4、 照明的手动控制

    在监控中心还设有手动控制，操作员可以随意的对路灯进行开关灯控制，满足客户不同时间段的不同需要。

    5、 远程抄表功能

    在设备端安装无线远传设备，通过无线远程方式与监控中心进行通信，可实时的把电表数据上传到监控中心，改善了原有的人工抄表方式，节约了大量的人力资源。
  
                    
                                 图3 控制策略选择

    系统特点

    该系统通过使用各种智能化、自动化、信息化、网络化技术，使很多本身很复杂的问题得到了很好的解决。其系统特点主要体现在如下方面：

    1) 完善的功能：“三遥”功能、单灯监控和节能功能、自动抄表功能、监控中心动态数据显示功能的使用。

    “三遥”功能分别是：遥控(控制回路或单灯的开或关)、遥测(-遥测总电源电压、电流和各回路电压电流)、遥信(-反馈各种开关状态)。

    单灯控制功能：利用控制器与上位机组态的相结合实现单灯的控制、检测和节能。

    自动抄表功能：及时掌握电能消耗，且电能数据符合电力部门计量要求。

   2) 图形化显示控制界面：大屏幕电子地图上显示每盏灯具的位置(GIS系统)，方便对灯具的操作、监视、查询；
 
                  
                                     图4 图形化路灯控制系统

   3) 可预置的照明策略、照明预案：预置照明策略、照明预案，可以通过自动或手动快速调用照明策略、照明预案。

    4) 与其它城市管理系统联动：系统可以根据需要与外部其他城市管理系统进行联动，接收来自其他系统的灯光请求，如：交通信息系统、110指挥中心等。

    5) 与上位通讯，进行照明控制：根据需要可以接收上位系统的指令（上级单位），上位系统只要连接INTERNET即可通过远程实时监控查询照明系统制定数据；

   6) 用户管理：可以实现用户设置、用户管理、权限管理等功能。

   7) 数据库功能：系统内建数据系统，可以实时采集并记录照明控制信息及相关数据。设置有数据查询界面，方便数据的查询调用，允许远程数据访问。

   8) 紧急状况处理：紧急状态下，如：上位通讯中断，软件可以按照既定设置的照明策略（时序控制、全亮等）进行控制。

   9) 短信报警功能：系统异常、电缆被盗等紧急故障信息可以通过短信的形式发送到指定手机。

   结束语

   在现代城市的管理中，城市照明管理工作是资金使用量较大、科技含量较高、难度较大的一项工作，它需要投入大量的人力、物力和财力，而节能系统和自动化监控系统的启用为城市的照明建设和管理构筑起一个新的平台。该平台的启用，不仅可以节省用电量，还能延长灯具及电器配件的使用寿命、减少维修费用、减少工人的劳动强度及提高工人的管理水平，在很大程度上为城市照明管理工作发挥着重大的作用，也具有其深远的社会效应和经济意义。通过该平台的使用，在创造了良好的社会效益的同时也具有明显的经济效益。