背景

   目前國內城市的路燈控制方式，還停留在手動(dòng)、鐘控等傳統控制模式，燈光檢修巡檢仍然依靠人工方式巡檢，作為城市照明工作的管理部門(mén)，原有的控制和管理方式已經(jīng)不能滿(mǎn)足城市路燈發(fā)展和管理的需求。近年來(lái)，隨著(zhù)計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、電力電子自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展，城市路燈控制方式也步入到智能化、自動(dòng)化、信息化、網(wǎng)絡(luò )化管理模式。我公司根據現階段全國路燈管理現狀，綜合全國城市路燈，景觀(guān)燈建設的實(shí)際情況，以推廣，改造和保證原有設備的安全性，達到路燈節能增效，提高城市照明智能化管理水平為宗旨，遵循整體規劃、分步實(shí)施原則，建設城市路燈及景觀(guān)燈智能集中監控管理系統——城市照明智能管理系統。

   該系統采用當今最新的軟硬件技術(shù)，系統智能化水平高，系統穩定可靠，開(kāi)放式接口，方便與相關(guān)系統融合及擴展。系統除可以實(shí)現照明遠程控制、遠程設置、電力監控、移動(dòng)控制終端、數據記錄及統計等基本功能外，還可以實(shí)現路燈巡檢、電纜防盜、視頻監控等功能。同時(shí)，系統還可以?xún)惹禛IS地理信息系統，可以對路燈等照明設施進(jìn)行全面管控。該系統是一套先進(jìn)的、完整的城市智能照明解決方案。
 
                   
                                    圖1 城市路燈照明管理系統 

   系統結構

   該系統設置有中控室，中控室通過(guò)公眾無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )（3G）與照明控制器RTU進(jìn)行通訊，照明控制器RTU負責實(shí)現電力監控、照明控制、視頻監控等功能實(shí)現。路燈回路裝有智能控制模塊，智能控制模塊與照明控制器RTU通過(guò)電力線(xiàn)通訊，將回路區段或燈的狀態(tài)信息通過(guò)照明控制器RTU實(shí)時(shí)發(fā)送至中控室。中控室對底層數據進(jìn)行處理分析并結合GIS地理信息系統實(shí)現燈光控制、電力監控、燈具故障巡檢、電纜防盜、燈監視、能效管理等功能。

   中控室主要由局域網(wǎng)、服務(wù)器、大屏幕、操作員計算機、UPS電源系統、城市照明智能管理系統軟件等部分構成。系統支持遠程操作功能，系統遠程操作功能分成兩種方式實(shí)現：

   一種是無(wú)線(xiàn)方式，無(wú)線(xiàn)方式主要通過(guò)公眾無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )及配備的平板計算機實(shí)現遠程操作，主要可以配備給現場(chǎng)燈光維護人員，可以通過(guò)該平臺實(shí)現燈光的移動(dòng)遠程控制、數據的遠程查詢(xún)、燈光故障巡檢結果查詢(xún)等功能。

   另一種是有線(xiàn)方式，即通過(guò)接入INTERNET的遠程操作員站計算機可以進(jìn)行相關(guān)照明控制查詢(xún)等操作，主要可以提供給相關(guān)上級城市管理部門(mén)的照明數據監視查詢(xún)等服務(wù)。
    
                     
                                         圖2 系統網(wǎng)絡(luò )結構圖

   系統功能

   該系統運用易控軟件的技術(shù)先進(jìn)性特點(diǎn)，從多種方面實(shí)現了常規照明控制系統所不能實(shí)現的功能，其中包括照明遠程控制、遠程設置、電力監控、移動(dòng)控制終端、數據記錄及統計等：

   1、 照明根據光照自動(dòng)控制

   A、在路燈路段內安裝光照度傳感器，當光照度檢測到的光照度低于在組態(tài)軟件上設定的光照度值（經(jīng)驗值）時(shí)，該段路燈由程序自動(dòng)開(kāi)燈。

   B、 當光照度傳感器檢測到的光照度高于軟件上設定的光照度值（經(jīng)驗值）時(shí)，該段路燈由程序自動(dòng)關(guān)閉。

    2、 照明根據時(shí)序自控控制

    按照當地的日出日落時(shí)間，系統自動(dòng)分配路燈開(kāi)關(guān)的時(shí)間段，控制器根據系統分配的時(shí)間段來(lái)自動(dòng)開(kāi)關(guān)燈。當系統分配的時(shí)間段有誤差時(shí)，操作員可以進(jìn)行微調時(shí)間段。

    3、 照明根據事先預案控制

    在監控中心，操作員可以預設開(kāi)關(guān)燈方案，在某情況下，操作員可以任選預設方案，系統會(huì )根據該預設方案來(lái)開(kāi)關(guān)燈。

    4、 照明的手動(dòng)控制

    在監控中心還設有手動(dòng)控制，操作員可以隨意的對路燈進(jìn)行開(kāi)關(guān)燈控制，滿(mǎn)足客戶(hù)不同時(shí)間段的不同需要。

    5、 遠程抄表功能

    在設備端安裝無(wú)線(xiàn)遠傳設備，通過(guò)無(wú)線(xiàn)遠程方式與監控中心進(jìn)行通信，可實(shí)時(shí)的把電表數據上傳到監控中心，改善了原有的人工抄表方式，節約了大量的人力資源。
  
                    
                                 圖3 控制策略選擇

    系統特點(diǎn)

    該系統通過(guò)使用各種智能化、自動(dòng)化、信息化、網(wǎng)絡(luò )化技術(shù)，使很多本身很復雜的問(wèn)題得到了很好的解決。其系統特點(diǎn)主要體現在如下方面：

    1) 完善的功能：“三遙”功能、單燈監控和節能功能、自動(dòng)抄表功能、監控中心動(dòng)態(tài)數據顯示功能的使用。

    “三遙”功能分別是：遙控(控制回路或單燈的開(kāi)或關(guān))、遙測(-遙測總電源電壓、電流和各回路電壓電流)、遙信(-反饋各種開(kāi)關(guān)狀態(tài))。

    單燈控制功能：利用控制器與上位機組態(tài)的相結合實(shí)現單燈的控制、檢測和節能。

    自動(dòng)抄表功能：及時(shí)掌握電能消耗，且電能數據符合電力部門(mén)計量要求。

   2) 圖形化顯示控制界面：大屏幕電子地圖上顯示每盞燈具的位置(GIS系統)，方便對燈具的操作、監視、查詢(xún)；
 
                  
                                     圖4 圖形化路燈控制系統

   3) 可預置的照明策略、照明預案：預置照明策略、照明預案，可以通過(guò)自動(dòng)或手動(dòng)快速調用照明策略、照明預案。

    4) 與其它城市管理系統聯(lián)動(dòng)：系統可以根據需要與外部其他城市管理系統進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，接收來(lái)自其他系統的燈光請求，如：交通信息系統、110指揮中心等。

    5) 與上位通訊，進(jìn)行照明控制：根據需要可以接收上位系統的指令（上級單位），上位系統只要連接INTERNET即可通過(guò)遠程實(shí)時(shí)監控查詢(xún)照明系統制定數據；

   6) 用戶(hù)管理：可以實(shí)現用戶(hù)設置、用戶(hù)管理、權限管理等功能。

   7) 數據庫功能：系統內建數據系統，可以實(shí)時(shí)采集并記錄照明控制信息及相關(guān)數據。設置有數據查詢(xún)界面，方便數據的查詢(xún)調用，允許遠程數據訪(fǎng)問(wèn)。

   8) 緊急狀況處理：緊急狀態(tài)下，如：上位通訊中斷，軟件可以按照既定設置的照明策略（時(shí)序控制、全亮等）進(jìn)行控制。

   9) 短信報警功能：系統異常、電纜被盜等緊急故障信息可以通過(guò)短信的形式發(fā)送到指定手機。

   結束語(yǔ)

   在現代城市的管理中，城市照明管理工作是資金使用量較大、科技含量較高、難度較大的一項工作，它需要投入大量的人力、物力和財力，而節能系統和自動(dòng)化監控系統的啟用為城市的照明建設和管理構筑起一個(gè)新的平臺。該平臺的啟用，不僅可以節省用電量，還能延長(cháng)燈具及電器配件的使用壽命、減少維修費用、減少工人的勞動(dòng)強度及提高工人的管理水平，在很大程度上為城市照明管理工作發(fā)揮著(zhù)重大的作用，也具有其深遠的社會(huì )效應和經(jīng)濟意義。通過(guò)該平臺的使用，在創(chuàng )造了良好的社會(huì )效益的同時(shí)也具有明顯的經(jīng)濟效益。