巨川電氣城市道路路燈監控管理系統

   -城市智能照明解決方案 

   -致力于節能環保

目錄

一、 前言 3

二、路燈管理和能耗現狀 3

三、建設需求分析 5

四、巨川電氣 無線路燈監控系統設計方案 5

（一）、系統簡介 5

（二）、建設原則 6

（三）、系統結構 7

1、管理中心系統 7

2、通信鏈路系統 8

3、J-BUS自組網系統 8

（四）、系統功能特點 10

（五）、主要產品介紹 11

1、巨川電氣-系統管理軟件 11

2、控制箱管理器 12

3、路燈管理器 14

（六）、系統優勢 15

一、 前言

在（）市委、市政府的領導下，在各級政府部門的共同努力下，（）市路燈建設已具初步規模，基本上完成了全市主要街道、人口密集區域、重點鄉鎮的系統覆蓋建設，為（）市的經濟和社會發展起到保駕護航的作用。亮燈工程管理相對還處于較落后的人工方式，主管部門對路燈的監管要求也日益提高，建設一套智能化路燈管理系統勢在必行。

    進入21世紀，“節能減排”成為我國的一項基本國策，備受矚目。其中，照明節能是“節能減排”中非常重要的一環，在我國具有巨大的現實意義。傳統照明帶來大量二氧化碳等氣體的排放，對于環境的影響也將越來越大，隨著我國城市照明快速發展，上述問題還將更加突出，在照明用電中，路燈占有相當的份額，由于線路工作時間長，耗能非常之大，推廣綠色照明勢在必行。確保按時、按需點亮每一盞燈，并能有效地節省路燈的用電電量、延長燈泡的壽命、降低維護和管理的成本是現代效能型社會追求的目標。因此，探索和應用新型的綠色的照明供電方式，對于實現“十二五”節能減排目標以及“到2020年我國單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%－45%”的溫室氣體減排目標，意義十分重大。目前（）市區范圍內路燈數量已經突破了2.5萬盞，以每盞燈每天4度電的用電消耗，（）市每年的用電量突破3600萬度。智能化路燈管理系統建成后，按綜合節能30%的比率，（）市區每年將節省用電將超過1000萬度。

二、路燈管理和能耗現狀

目前（）的道路照明系統大多數采用高壓鈉燈及金屬鹵化物燈作為光源，尤其是高壓鈉燈因其光效高、壽命長、穿霧性能好等特點，故絕大多數的道路照明仍在采用高壓鈉燈作為照明光源。

1、燈具無法按需調節亮度

在我國有95%以上的照明光源還在使用高損耗的傳統電感鎮流器，這些傳統電感鎮流器，自身損耗大，溫升高，而且不能根據道路交通流量情況變換燈功率，在整個照明時間段都是額定滿功率照明，在不少場合，采用這種運行方式造成了大量的電能浪費。尤其在午夜時段，車曠人稀，這時人們對照明資源的需求大為降低，所以完全沒有必要使光源在滿功率狀態下運行。

2、超負荷運行，增加電能消耗

現在路燈最主要的弊端就是后半夜超功率運行，由于中國城市電網技術落后，造成線路的電壓波動大大超過國際標準，許多地區的波動甚至超過額定電壓的15％左右，特別是在后半夜，電網電壓有時接近245V，導致光源亮度不降反增，同時引起鎮流器的損耗增大，嚴重過熱，不但浪費了大量電能，而且還縮短了光源及鎮流器的壽命。

3、燈具維護成本高

據中國電力主管部門統計，由于目前城市路燈普遍在后半夜超功率運行，使得路燈的燈泡壽命也大大縮短，實際使用壽命平均不到一年。以中國某沿海開放城市為例，路燈每年需要更換一次燈泡，更換一只燈泡所需費用(含鎮流器損耗、人工、車輛等)為120元，該市共有兩萬多只常開的路燈，則每年僅更換路燈燈泡的費用就高達兩百多萬元人民幣，市政開支普遍緊張與路燈照明的維護成本形成了很大的矛盾。

4、監控管理滯后

目前，大多數路燈照明系統的燈光控制采用定時和人工控制的方式。由于一年四季的時差，采用定時器控制方式時要經常對定時器進行人工調整，消耗大量的人力資源不說，還由于人工調整不及時會造成電力浪費。

這種管理模式無法做到精確的統一性控制和管理，除了部分實現了路燈變壓器的監測外，大部分路燈設施均靠人工巡檢的傳統管理模式，從而造成路燈電纜、燈具等城市路燈設施失竊和人為損壞嚴重，與“分時間、分路段、分情景”的科學亮燈模式的管理目標相去甚遠；特別是集中亮燈時電流、電壓的瞬間劇烈變化對專用變壓器和燈具造成的巨大沖擊，時常造成設備的損害，大大縮短了設備的使用壽命，增加了城市照明的維護成本。

三、建設需求分析

針對上述的缺點及道路照明監控系統研究現狀中提到的不足，順舟科技,急領導之所急，想領導之所想，結合公司多年研發無線通信和路燈監控系統的經驗，

為城市道路照明開發出了一套更智慧化的路燈監控系統。

四、巨川電氣-無線路燈監控系統設計方案

（一）、系統簡介

巨川電氣-無線路燈監控系統，主要應用了J-BUS無線技術實現了單燈控制、亮度調光、監控和管理功能.

系統通過J-BUS和CDMA的無線網絡（無線物聯網技術），在用戶計算機上自動獲得路燈的各種參數狀態，實現了自動巡檢，可以判別出路燈的故障狀況、老化程度、亮燈狀況等；

實現了路燈的調光和按需亮燈功能，即該亮時亮、該暗時暗，并結合了最新的照明節電技術，可以節約城市路燈綜合用電量的30%左右，節省人力物力（巡檢費），可降低維護成本60%。同時，無線自動組網方式可以節約大量電線電纜和物資，且該方式不受天氣和地形的影響，也保證了通訊的可靠性。

（二）、建設原則

(  )市路燈管理系統的建設須以“統一規劃、統一標準、技術先進、滿足應用、資源共享、穩定可靠、信息安全、良好的擴容”為八大原則，確保系統的設計和建設滿足全市路燈建設和管理的全局需求，體現我市路燈管理建設標準化、網絡化、信息化和智能化的領先水平：

統一規劃：(  )從全市路燈管理系統的建設需求出發，統一規劃設計，統一部署，各路段、各區分級聯網管理，從而提高系統運行效率；

統一標準：系統建設在符合國家和行業相關標準及地方標準的建設要求基礎上，采用統一的編碼標準、統一的聯網協議、統一的控制協議,在統一的標準框架下實現統一部署、資源共享、平臺共用；

技術先進：采用主流的、先進的技術構建系統平臺，滿足可視化管理要求需要，為城市數字化管理、應急聯動指揮等提供業務支撐，通過局部無線自組網方式，節約通信線路租賃費用； 

面向應用：在路燈管理系統建設中以現實需求為導向，以有效應用為核心，以技術建設與工作機制的同步協調為保障，確保城市亮燈工程的穩定運行和高效使用。

穩定可靠：路燈管理系統是在原有路燈系統上做智能化改造，系統穩定性關乎整個城市亮燈工程的使用，系統采用的軟硬件根據統一的規范、協議和要求選型，根據最新的標準規范，并經過具有相應資格的軟件評測中心、產品檢測中心的測試，質量達標，性能穩定，能夠持續有效運行，滿足城市管理7*24小時不間斷持續運行的需要，單個設備出現故障也不影響路燈按改造前方式運行；

信息安全：構建信息傳輸專網，保證專網專用，安全暢通，社會監控資源通過互聯網或VPN接入時，需采用嚴格的網絡隔離和安全措施；不同專網之間，如公安視頻專網與城管政府網之間也應采用嚴格的網絡安全和隔離措施，確保各專網的信息安全。

良好的擴容：系統采用模塊化按區域建設，城市化進程過程中建設的道路及亮燈工程科技按要求統一接入系統

（三）、系統結構

巨川電氣-無線路燈監控系統結構由四部分組成：管理中心系統，通信鏈路，集中管理器和單燈控制器。

1、管理中心系統

管理中心系統是系統功能核心，包括數據的分析、匯總、存儲及控制命令的發布等功能，同時具有路燈巡檢、路燈設備管理、路燈運行維護管理及相關運行報表功能。

管理中心由硬件通信服務器、數據庫服務器、工作站和相關網絡設備組成。

 通信服務器：

通信服務器直接接收來自網絡管理器上傳的信息，并進行數據分析、數據緩沖、報警處理等工作，按要求將數據寫入數據服務器 。當工作站需要數據時，由服務器將命令發送給網絡管理器，由網絡管理器提供實時數據；當工作站需執行操作命令時，由服務器將命令發給網絡管理器執行，服務器還負責將報警數據，優先送給工作站和手持設備。

數據庫服務器：

數據服務器兼容MySQL、Oracle、SQL Server、Sybase 等數據庫軟件，存儲和管理了設備信息、能耗信息、系統設置、報警日志、操作日志等運行信息和系統的運行歷史數據。

工作站：

工作站運行實時監控軟件，它是監控子系統的前臺。在工作站上操作人員可以進行實時數據監控、實時報警處理、控制命令發送、歷史數據查詢、報表打印等工作。

2、J-BUS自組網系統

J-BUS自組網系統，將每個燈具上的單燈控制器，組成一個強大的MAEH網絡進行數據傳輸和監控.此系統包含集中管器和單燈控制器等。

集中管理器：

主要功能有：接收和發送J-BUS自組網內的所有路燈信號、數據記錄、報警處理等。它負責監控自組網內的路燈管理器的運行，將系統中心的命令下達給路燈管理器，將路燈管理器及線路信息反饋管理中心系統。網絡管理器處于系統中心和自組網內路燈管理器的中間，向上通過GPRS/CDMA、TCP/IP、RS232等方式同系統中心通信，向下則是通過J-BUS通訊協議方式，與各個路燈管理器進行通信。

主要功能有：路燈回路的開關控制、多路三相電采集、本地策略儲存、及串口通信。

單燈管理器：

主要功能有：控制路燈開關、亮度調節、電流采集、電壓采集、計算功率以及功率因數等。單燈控制器分為模塊式（內置燈具中）和外掛式（可內置燈桿中），分別滿足路燈企業和工程商的使用需求。在有限的路由深度和網絡容量的前提下，不但具有路燈控制器的各項功能，而且還具備中繼路由功能。

（四）、系統功能特點

  巨川電氣-系統具有友好的人機界面和完善的圖形數據處理功能，方式靈活、簡單。地理信息（GIS）圖形處理系統使操作人員可以在屏幕上實現圖形的縮放、平移、導航及各種監視、操作、修改和定義功能。 整個系統具備的功能特點如下：

（1）遠程控制

系統可以根據不同類型的監控終端控制要求，采用時控和光控相結合的控制方案，自動、手動、遙控開/關終端，或按需開關。

（2）自動巡測

監控終端能按設定的時間周期自動進行定時巡測。也可隨時手動巡測和選測各監控終端的運行情況。包括電壓、電流、開關狀態、故障信息等。

（3）報警處理

當監控終端主動報警或調度端在巡測時發現有數據異常時，自動發出語音報警、自動存盤并在地圖上顯示相應的位置和故障類型。可通過設定的手機號碼，向有關人員短信報警。

（4）自動計算數據

根據現場運行電壓、電流等參數能自動計算相應數據，耗電量、亮燈率等。

（5）獨立運行

當指揮中心管理系統或通信線路發生故障時，終端會根據預先設定的程序自動運行，確保路燈的正常運行。

（6）終端斷電運行

監控終端內裝有不間斷電源，具有斷電運行功能，能在供電線路斷電、缺相時及時報警，使有關部門在第一時間獲知并搶修。

（7）遠程實時查詢

通過因特網，實現微機或便攜式筆記本遠程實時查詢，查詢內容包括各終端的最新以及歷史數據和故障情況，實現異地遠程接入訪問。

（8）查詢打印

可以對各監控終端任意定時數據和年、月、日統計數據進行查詢，顯示的表格、曲線圖、直方圖均可打印；可以對歷史故障進行查詢和打印。

（五）、主要產品介紹

1、巨川電氣-系統管理軟件

目前我國的城市道路照明管理信息化程度還較低，基于GIS的巨川電氣-系統管理軟件為路燈管理部門的信息化建設提供了一套全面的解決方案。

1、路燈自動巡檢模塊：監控中心能對安裝了路燈監控器的路燈進行自動巡檢，查報故障并自動生成報修單；

2、路燈控制模塊：能實時對安裝了路燈監控器的路燈進行開、關、調節亮度等功能，或預設控制方案，使路燈按照預設方案進行亮燈。

3、設備管理模塊：對燈桿、燈具、電線、控制箱、變壓器、電表、開關、監控器等路燈設備實現計算機信息化管理，具有設備安裝、報廢、維修、更換、出入庫等功能。

4、多媒體模塊：具有圖片庫管理功能、視頻管理功能，使管理更具直觀化、形象化和親和化。

5、輔助分析模塊：具有統計、報表、分析、查詢、負荷計算、實時讀表、用電分析、電纜長度計算等功能。

6、Web信息發布模塊：與網站實現無縫對接，進行遠程管理的功能。

2、控制箱-集中管理器

集中管理器：

巨川電氣-集中管理器是實現路燈單燈監控的重要硬件設備，它使用J-BUS無線技術和路燈管理器通信，與系統中心的通信可以使用CDMA、以太網，同時采集路燈控制箱內相關的電壓、電流等數據，電纜報警信號，室外控制箱門開關等其它需要接入的模擬量和開關信號。

集中管理器內置多種功能，包括：時序調度功能、報警功能、類型轉換功能、內部實時時鐘，數據采集等功能。

一般情況下，一個集中管理器可以管理200至500個左右的路燈監控器。

性能特點：

     針對（ ）區一些公共場所的景觀燈管理，由于燈的種類繁多，不需要做單燈控制，方案中采用回路控制方式實現，按區域時段進行整體管理控制 。

1、具有三路電壓、電流、頻率、溫度、有功功率、無功功率檢測功能；

2、具有4/8路回路開關的功能；

3、向上可通過GPRS/CDMA、以太網等方式和管理中心通訊；

4、具有水浸檢測、門開檢測等功能；

5、可以存儲網內路燈、控制箱的管理方案，網內路燈、控制箱可以按存儲的管理方案進行工作；

6、具有自檢功能保證設備安全：具有故障自動診斷、自動恢復功能，通過指示燈的閃爍，能確保系統運行的可靠性；

7、數據保護功能：在掉電后數據不會丟失。

性能指標 指標內容

輸入電源 AC220V、AC380V、50Hz、0.2A

工作環境溫度 -40℃～+80℃

無線通訊 GPRS/CDMA

無線通訊 2.4G ZJ-BUS線協議

物理結構 鋁合金殼體

4、單燈控制器

性能特點：

控制路燈開關、亮度調節、電流采集，并預留了溫度采集、燈桿傾斜檢測等功能。路燈管理器分為模塊式（內置燈具中）和外掛式（可內置燈桿中），可分別滿足路燈企業和工程企業的使用需求。

1、通過J-BUS無線自組網進行通信連接，實時在線收發信息；

2、高性能嵌入式微處理器技術，先進的電能測量計量專用芯片，大容量存儲器技術；

3、自診斷和自恢復功能；

4、斷電數據保持功能；

5、遠程或就地自動調光實現路燈的亮燈、暗燈的節能控制；

6、無線路由功能，實現通號中繼功能。

技術參數：

傳輸距離：200m/800m/2000m 無線頻率：2.4G ISM免費頻段

輸入電壓：AC85V～AC265V 平均功耗：0.4W/0.5W/0.7W

觸點容量：250VAC 10A 設備尺寸：150×62×37mm

工作溫度：-40℃～80℃ 防護等級：IP65

功能類型：232/TTL/485/PWM/0～10V/開關量

（六）、系統優勢

(1)節省成本：路燈管理器采用先進的J-BUS無線通信技術，安裝施工簡易快捷，無需鋪設專線, 模塊化安裝，可以系統自動檢測生成故障報表。每個路燈只需要一個路燈監控器，每200至500個左右的路燈配備一臺集中管控器，節省了CDMA流量。不用改變既有的電力線架設和配電監控網絡，一方面節省了人力物力；一方面自動組網的J-BUS模塊不受天氣和地形的影響，也保證了通訊的可靠性。

(2)每天可進行自動通、斷電操作；可保證工作日、節假日按不同的時間自動通、斷電；可對用電設備進行分區、分線路管理。 

(3)監控燈具的開/關和亮度，從而可以顯著延長燈具的有效壽命，減少燈具更換次數，節約資源，減少有害氣體污染環境。可以遠程設置節點監控參數，實現節點的靈活監控。在后半夜車稀人少時，則監控路燈保持較低照度的照明（或者實行“半夜燈”調節監控）。這樣做主要優點就是在調光的同時，也大幅降低了電耗，節約用電，同時還可以延長燈源壽命。

(4)根據天氣情況和實際光的照度，自動監控燈具的開/關和燈具的亮度，如在不好的天氣時及時打開路燈，對于安裝在橋下或隧道的路燈，路據實測光強，來自動以最佳的亮度打開路燈，提高公眾滿意度，在災害天氣使路燈更人性化。 

(5)通過系統中心設置，防止非授權人操作，確保系統監控安全可靠。依據采集數據情況，可判斷終端設備運行狀態情況。所有運行參數（自動通斷電時間，區域劃分）可在管理終端隨時設置，隨時啟用，管理方便。

(6)節能功效：路燈管理器帶有節能模塊，可以分時段進行調光，綜合節電率可達30%。

(7)告警信號反饋：根據用戶需求，告警可設置為一般告警、嚴重告警、緊急告警三類，系統可設置緊急告警通過短消息方式發送給相關人員，方便管理人員及時處理。