城市路灯监控管理系统方案.docx
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城市路灯监控管理系统方案
城市路灯监控管理系统
方案
一、前言
近年来，随着我国城市市政建设快速发展，城市道路景观照明的建设得到重视，实施和管理水平也得到提高，现代化的道路景观照明将城市装扮得更美更亮，将更有利于繁荣城市生活，提高城市形象，促进经济发展。
现代化的城市道路景观照明需要现代化的监控管理，建立城市道路景观照明监控管理系统，用高科技手段，依据科学的运行方式，对城市路灯、景观灯实行自动化监控和管理，克服了传统控制方式存在的缺陷，极大提高运行效率和服务管理水平，并节约电能，取得显著的社会效益和经济效益。
城市路灯照明监控管理系统综合运用GPRS通信技术、远程在线监测、自动化控制、地理信息系统（GIS）等先进技术，建立起一个连接整个城市路灯照明设备的载波网络通信平台、资源管理平台与控制管理平台。
该系统面向城市路灯设施管理、城市路灯监控及管理、规划与辅助决策、呼叫中心、客户服务、车辆管理及应急指挥等业务的应用系统，为城市路灯的控制调度指挥与规划决策提供强大实用的手段，全面提高城市路灯综合控制管理的效率。
系统功能如下图所示：
二、城市道路景观照明监控管理系统特点
RTLIT型城市道路景观照明监控管理系统（以下简称RTLIT系统）是采用最新技术开发成功的新一代远程监控系统，与早期控制系统相比技术上有重大进步，系统功能完善、先进可靠、操作简便，RTLIT系统具有如下特点：
1、先进性：
RTLIT系统融合了无线通信技术、计算机技术、自动控制技术于一体，将分散在城市各点的路灯、景观灯现场情况通过无线通信网络汇集到中心主站，实现集中监控。
所有控制点的参数状态信息均以定时上报到中心主站，进行分析，显示和判断，并生成统计报表存储在计算机中；所有站点的开关均有中心主站统一下发命令，确保在开关时间上准确无误，保证了全部站点开关灯的统一性。
2、实时性：
RTLIT系统以中国移动通信无线网络平台进行命令传输，完全能够满足监控系统可靠性、实时性要求；能够保证中心主站命令能够及时下达了执行，控制点的数据、状态及异常报警信息能立即传送到中心站。
3、灵活性：
系统采用时间控制和光控相结合的方式执行开关灯控制操作，可以在中心站计算机中设定每天开关灯时间，也可以根据天气启动光控方式下达开灯命令。
在阴雨天气，光照度低，系统提前开灯，方便市民出行；在晴朗天气，光照度高，系统可以延迟开灯，节约大量电费。
在重大活动时，也可以通过计算机人工干预，随时进行手动开关灯操作。
4、智能性：
RTLIT系统的中心站和现场控制终端均具有智能化运行和自动检测的功能。
当系统中心主站发现控制终端出现故障时，会将故障信息及时通知值班人员；当现场控制终端发现中心主战有故障时，自动根据预设的时间开关灯。
极大提高了整个监控系统的可靠性，保证正常的开关灯操作。
5、可靠性：
RTLIT系统在设计上增加了各种防范措施和纠错措施，具有良好的电磁兼容性和异常情况下的后备处理能力，确保系统和设备能够承受高低温、电磁干扰、冲击耐压、静电辐射、震动等恶劣环境的考验，确保开关灯正常操作。
6、开放性：
监控系统的建设是不断扩充和完善的过程，随着监测点的逐步增加,系统规模和信息量会越来越大。
RTLIT系统遵循开放性的TCP/IP协议，可与路灯管理部门内部局域网、市政公用信息网联接，实现网络的数据共享和查询。
7、灵活的通信方式：
城市路灯现场监控点量大面广，信息传输量大，监控系统是否能够实现功能目标的要求，关键在于是否具有实时可靠快捷的传输信道。
RTLIT现场测控终端可以支持GSM、GPRS、CDMA等多种通信方式，用户可以根据实际情况灵活选择。
8、社会效益：
提高相关部门的工作成效，更好维护政府形象。
RTLIT系统具有在线巡测和自动告警功能，值班人员可在故障发生后数秒中内及时发现故障地点和故障原因，可以及时进行维护，极大提高了路灯管理部门的应急能力，缩短了维修时间，提高了工作效率，提高城市形象。
9、经济效益：
RTLIT系统对全市路灯和景观等进行智能化管理，通过合理设置开关灯时间，并设置全夜灯、半夜灯运行方式，充分达到节能效果，全年可节约大量电费。
监控将光控和时控结合在一起，实行人性化管理，根据光照度高低发出开关灯命令，在晴朗天气，自动缩短了亮灯时间，起到节能效果。
采用集中控制后，中心主站可以对各站点巡测，各参数、状态、故障告警信息会及时传送到中心站，无需再安排人员车辆外出巡查，大大降低了成本，可以节约维护费用。
三、城市道路景观照明监控管理系统简介
RTLIT系统适合站点遍布范围广、实时性要求高的综合性集中监控系统。
系统由中心主站、传输信道、分布在城市的现场工作站组成，现场工作站的采集对象包括开关控制箱主线路和各分支回路的电量、开关状态量、线路电缆通断状态和其他环境设备的运行状态、控制对象为各回路的接触器和其他环境控制设备。
每一台路灯控制箱配备一个RTLIT现场工作站。
1、系统功能
系统技术先进、功能完善，具有实施监控、数据库管理、生产管理、网络信息服务等功能。
基本功能如下表：
序号
功能
说明
备注
1
采集测量
采集线路交流模拟量、开关状态量、环境设备运行状态及主战光照度、GPS时钟等数据。
标准功能
2
遥信
接触器分合状态、环境状态的远程传输，提供开关量输入
标准功能
3
实时控制
采用时控合光控相结合方式对路灯进行开关灯控制；可以按预设方案对景观灯、节日灯进行控制。
标准功能
4
后备控制
在系统主站出现故障时，现场工作站自动根据预设时间控制灯光开关
标准功能
5
分组控制
可以将全市灯光分组控制
标准功能
6
站点巡测
中心主站对现场工作站自动进行巡测，操作员可以指定测试某一站点
标准功能
7
故障告警
出现故障时，主站及时告警，并发送信息给维护人员，告警内容包括开关灯故障，白天亮灯，电流越限，电压越限，熔断器熔断，亮灯率低
标准功能
8
站点检索
站点快速输入查询，在地图界面上显示
标准功能
9
数据库
实时记录数据、历史数据、告警记录、事件记录、统计报表
标准功能
10
安全管理
系统实施多级操作口令和密码保护
标准功能
11
地理信息
GIS地理信息管理
可选功能
GPRS无线灯光控制系统是通过无线方式对城市路灯、景观灯、橱窗灯进行统一管理和维护的系统。
便于城市节能和城市亮化工作。
无线灯光控制系统的功能可以简单描述为：
●接入GPRS/GSM网络，保持与服务器实时通信；
●可支持四路开关分时段控制；
●管理中心实时控制灯光的开与关；
●管理中心实时查询灯光的开关状态；
●管理中心远程设置灯光控制器的开关参数，控制器自动执行程序，并根据参数进行开关操作；
●灯光控制器可以脱离中心自动对灯光进行开关控制，自动开关控制可以根据星期对灯光进行开关控制；
2、RTLIT系统结构
RTLIT监控系统由以下三部分组成：
●系统中心主站
●移动通信网络
●现场工作站,现场工作站分布在全市路灯控制箱中
RTLIT系统由中心主站和现场工作站组成，它们通过移动通信网络建立联系。
整个系统的架构如下图所示，操作人员在中心控制室通过操作站下达命令，命令通过移动通信网络发送到灯光控制箱中的现场工作站，控制路灯的开关；开关的状态等信息同时通过移动通信网络反馈到中心控制室的服务器中分析处理。
3、系统中心主站
中心主站采用局域网方式，采用浏览器/服务器（B/S）的方式，并支持通过INTERNET进行远程查询和访问。
中心站是监控系统的核心，完成参数设置、对站点统一开关灯控制、数据采集、处理。
中心主站包括一下硬件：
●计算机：
按照功能区分有服务器、操作站、终端客户机；
●INTERNET：
主要功能是现场工作站通过GPRS接入INTERNET与服务器通信
●网络交换机：
主要功能是将计算机联成局域网；
●辅助设备：
根据需要可以配置UPS不间断电源、打印机、投影仪等。
4、移动GPRS
RTLIT系统主站和现场工作站通过移动通信网络实现互相通信，以成熟的GPRS或SMS等方式进行通信，采用TCP/IP、UDP网络通信协议，建立先进可靠、经济实用的通信方式。
5、系统软件
一、
概述
智能路灯监控平台，主要用于城市路灯控制箱监控管理。
管理设置路灯控制器的参数以及区域路段划分；采集路灯电压、电流、功率以及路灯开关状态；管理路灯的开关状态，设置路灯的开关时间。
二、
功能模块
根据功能划分为，监控首页模块；设备管理模块；地图显示模块；监控列表；故障列表；设备控制；统计分析；用户管理。
监控首页：
根据监控视图，在地图上随时观察相应设备节点，点击查询当前设备信息。
获取系统的实时报警信息。
设备管理：
设置划分设备节点对应设备区域，路段，以及对应地图上的经纬度。
设置设备参数及设备预警参数。
地图显示：
根据监控视图，在地图上随时观察相应设备节点，点击查询当前设备信息。
监控列表：
列出所有设备节点控制器的3路监控数据信息。
点击所要查看节点详情，获取节点控制器的当日的数据曲线图，以及历史数据信息。
故障列表：
根据故障类型，罗列故障类型。
罗列出有故障的设备节点，以及原因。
设备控制：
设置设备节点3路控制开关的状态。
设置设备节点3路控制开关的时间。
统计分析：
获取设备节点的数据曲线图，用以分析控制箱及路灯运行状态。
用户管理：
根据用户操作类型，进行用户管理。
三、
操作流程
初始化设备：
1）
进入设备管理，点击新增设备,输入设备节点号，点击地图设备所在位置获取经纬度，设置所在路段区域名。
2）
进入设备管理，设备列表，点击编辑，设置设备参数:
3路额定功率，设备预警参数额定百分比默认90和额定因数亮化灯默认为10，路灯默认为40。
设备监视分析控制：
3）
进入监控列表，地图显示，统计分析，对数据进行数据分析监控。
可查询当前数据，和历史数据查询分析。
4）
进入设备控制：
设置设备节点号的开关机时间，设置时间格式为hh:
mm,比如下午7点到早上6点为19:
00到06:
00。
5）
进入设备控制，对设备控制器进行开关控制。
系统监视查询设备状态：
6）
返回监控首页，对系统全部设备，进行整体监控，并监查实时报警状态。
7）
监查到报警后可进入故障列表，对故障报警设备进行排查
操作介面如图所示：
软件操作方式
中心管理软件分为服务器软件和客户机软件，主要的操作和管理功能在客户机上完成。
客户机软件的操作方式，采用WINDOWS的常规2步操作方式：
选择对象－>执行操作，选择的对象即远端控制器，可以是单个控制器，也可以是多个控制器。
执行的操作包括：
设置控制器参数、查询控制器状态、立即开关灯、设置控制器控制方式等。
选择对象时，可以从地图上使用单选或者多选选择多个终端，可以从数据库里面选择单个或者多个终端，或者，可以从控制器状态栏“在线终端”栏选择操作的单个终端，而且3种选择方式可以同时使用。
执行操作时，操作可以在主界面快捷操作界面进行，也可以在终端控制面板进行，或者在终端详细控制面板3个地方进行。
每次操作都会有相应的状态提示，状态提示包括3种：
命令成功发送，命令执行成功（失败）和命令返回数据。
状态提示可以在4个地方提示：
GIS地图上、主界面的快捷操作界面、主界面的状态栏和控制器的控制面板上提示。
同时，操作会记录在事件数据库，便于查询历史操作数据。
控制器的状态和参数设置会保存在数据库里面，在主界面的终端属性和终端状态框里面可以查看选择的终端的属性和控制器设置以及当前状态.
系统控制方式
系统有2种工作方式：
中心控制方式和本地运行方式。
默认情况下，控制器工作在本地控制方式，控制器运行程序按照设置的参数进行灯光控制，不需要中心软件参与，中心软件只查阅状态。
在控制器本地运行的情况下，中心可以随时中断控制器的程序，接替本地对灯光进行控制，直到中心退出控制，本地控制再继续运行。
比如，控制器设置的参数是晚上18：
00开灯，早上6：
00关灯，那么在中午12：
00灯是关闭的，晚上20：
00灯是开的，这是控制器根据设置的参数在自己控制。
如果我们在中午12：
00通过中心软件将灯打开，那么灯会一直打开，直到我们中心关灯，或者中心退出控制，由本地自行控制为止。
如果我们在13：
00设置为本地控制，那么灯会立即关闭，如果我们在晚上20：
00再设置为本地控制，那么灯会保持打开直到早上6：
00关灯
灯光控制参数
要使控制器正确的自动运行，我们需要设置控制器的参数，参数包括：
●控制器的时间：
控制器的正确时间，控制器会保存时间，断电也不丢失，可以中心设置和查阅，我们可以经常使用中心软件的同步时间功能，将控制器的时间同步到计算机时间；
●控制器本地工作模式：
控制器有3种本地工作模式
●工作日模式：
设置星期一至星期五每路开灯关灯时间；
●休息日模式：
设置星期六至星期日每路开灯关灯时间
●节假日模式：
设置星期一至星期五每路开灯关灯时间
●控制器远程工作模式
可对任一路进行实时开关控制
软件模块
中心管理软件包括服务器和客户机2部分。
客户机包括：
通信模块、GIS模块、协议模块、数据库模块和操作控制模块。
在操作界面上包括以下几个部分。
这些部分通过“管理”和“状态”按钮进行打开和关闭。
●选择的终端列表
●显示当前选择的终端，下一个操作，如果是针对多个终端进行操作，就是以这些列表的终端为操作对象。
●快捷控制面板
●对当前选择的终端进行基本的开关灯控制和控制方式控制。
选中的终端是通过电子地图上选择的。
●事件查看表
●显示操作记录。
●终端属性框
●显示选中的终端的编号、名称、位置、控制器数目、当前操作状态等参数。
选中的终端是选择的终端列表的第一项。
●终端状态框
●显示终端的当前控制器参数设置和控制器状态。
在选择的终端列表种双击某个终端，则出现该终端的状态参数。
●终端控制框
●显示可选用的终端控制命令。
●系统状态栏
●显示系统状况，包括：
终端数目，在线终端数目，更新终端。
更新在线终端，刷新地图显示等功能。
●系统信息栏
●显示当前操作的操作信息。
●在线列表栏
●显示当前在线的终端列表。
双击某终端，可以把地图切换到该终端的位置，右键可以把该终端添加到选择终端列表
四、现场工作站技术规范
RTLIT现场工作站是具有“四遥”（遥测、遥信、遥控、遥设）功能路灯监控终端RTU。
由现场测控终端、通信设备和其他辅助设备、外围接入设备组成。
1、现场工作站适用标准
适用标准如下：
●GB/T13730-92地区电网数据采集与监控系统通用技术条件
●《配电自动化终端设备通用技术条件》国电公司1999
●全国电力系统城市供电专业委员会《配网自动化系统设计规范》2002
●DL/T599城市中低用电改造技术导则
●DL/T814-2002配电自动化系统功能规范
●IEC870远动设备及系统
●GB/T13729远动终端通用技术条件
●GB/T721配电自动化系统远方终端
●DL/T630-1997交流采样远动终端技术条件
●DL/T614-1997、DL/T645-1997多功能电度表
●DL476-92电力系统实时数据通信应用层协议
●IEC870-5-101远动设备及系统传输规约基本远动任务配套标准
●IEC870-5-101/102/104应用层支持远动通讯协议
●TCP/IP、UDP网络通信协议
2、现场工作站功能
RTLIT现场工作站实现对路灯控制箱各条线路的参数状态采集，运行状态的检测及开关灯控制，并通过GPRS/GSM和中心主站实时通信。
基本功能有：
●GPRS/GSM保持在线控制
●支持四路开关灯控制
●模拟量、状态量（开关状态量、环境状态量）采集，满足系统设计的精度及容量需求
●主、后备操作控制方式，需要实时开关时，实时执行主站下达的开关命令，需要本地自动开关时，根据预设的时间表进行开关操作
●周期上传数据
●执行开关灯命令后上传状态信息
●现场工作站参数配置
●故障信息上传
●主动呼唤联络主站
●自备时钟及主站校时
现场工作站技术指标
●输入电压220VAC、12VDC
●额定功率：
<4W
●直流纹波系数：
<5%
内置GPRS模块技术参数
●双频：
900MHZ或1800MHZ
●数据传输速率：
GPRS10-60kbps
●灵敏度：
<-100dbm
●通信接口：
GPRS/GSM
●环境温度：
-20～75度
●环境湿度：
<95%
模拟量输入
●交流输入量：
1组三相电压，3组三相电流
●直流输入量：
2路光隔离
●额定交流电压输入：
380/220V
●额定交流电流输入：
5A（电流互感器输入）
●交流电压输入过载能力:
200%连续，250％10秒
●交流电流输入过载能力：
400％连续
●A/D转换分辨率：
16位
开关量输入
●开关量输入：
12路光隔离
●防抖动设计：
软件设置，1000ms
●输入类型：
接点状态
●接点输入电源：
12/24VDC
开关量输出
●标准：
4路控制节点输出
其他指标：
●正常工作温度：
-25～65度
●环境湿度：
95％
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