城市路燈照明

智能控制管理系統建設方案

山東貝寧電子科技開發有限公司

2017年10月

目錄

第1章建設背景3

1、1城市照明存在得問題3

1、2發展智慧照明得必要性..........................................4

第2章建設意義和建設目標5

2、1建設意義5

2、2建設目標6

第3章建設內容...........................................................6

第4章平臺建設方案.........................................................7

4、1照明智能控制管理系統7

4、2路燈集中控制器.................................................10

4、2、1遙控功能11

4、2、2遙測功能................................................12

4、2、3遙信功能12

4、2、4遙調功能12

4、2、5查詢統計分析功能錯誤！未定義書簽。

4、2、6衛星自動校時功能(GPS)............................................................12

4、2、7報警管理功能............................................13

4、2、8系統安全管理...........................................13

4、3單燈節能管理系統13

4、3、1節能規劃方案14

4、3、2單燈控制節能15

4、3、3單燈管理節能15

4、4多路電流檢測系統18

4、5路燈線纜監測報警系統18

4、5、1自動才艮警...............................................19

4、5、2抗干擾20

4、6軟件平臺........................................................20

4、6、1城市照明智能控制管理系統軟件（pc端）................20

4、6、2城市照明智能控制管理系統軟件（手機端）................21

4、7節能分析及社會效益............................................22

第1章建設背景

1.1城市照明存在得問題

隨著照明設施數量越來越多，如何有效地管理好誠市照明設施就就是城市管理部門

目前得最大課題。此外，大量得維護工作和維護成本及不宜及時發現得安全隱患,也給城

市管理帶來巨大得困難。在當前形勢下，采用以往得過于粗放、被動、無監督和評價機制

得傳統管理模式已不能滿足現代化城市照明管理得需要，創建一種全新得管理模式來推

動城市得照明管理和亮化管理已成為迫在眉睫得首要工作。

一、監控管理方式落后且維護成本高

目前城市照明管理還就就是采用比較傳統得時鐘控制方式，特別就就是重大節日或

陰雨天不能根據需要進行亮燈情況調整,不能對單燈進行控制，不能根據實際情況（例如:

天氣突變、重大事件、重要節日燈）及時校時和修改開關燈事件，無法實現按需照明;路燈

運行情況無法實時、準確監控，出現燈具故障或路燈控制器損壞造成白天亮燈情況，無法

及時反饋到監控中心;另外，缺乏路燈故障處理情況跟蹤、分析機制,影響照明生產管理考

核,從而彩響到領導得管理決策判斷;路燈得數量非常多，并且分布非常廣,而現有得照明

設施故障發現機制主要采用人工巡查模式，工作量巨大，需要投入大量得人力物力，并且還

可能留有盲區。

二、能源消耗大

隨著城市得迅速發展，城市城區道路照明和亮體工程建設得到了迅速發展，路燈和景

觀燈數量日益增力口。城市照明用電得電能消耗越發成為政府財政支出得沉重負擔，不符合

國家節能減排，低碳環保政策;目前無法實現按需照明,造成了30%-40%得電能浪費，同

時造成了光污染,并且極大縮短了燈具得壽命。

三、照明設施損壞所帶來得大面積停電等問題

照明設備和照明線纜被損壞得現象屢有發生，給當地政府帶來巨大得經濟損失。線纜

損壞后，造成路燈大面積停電,交通事故和偷搶案件發生幾率上升，嚴重影響了社會治安。

同時,裸露得帶電電纜會出現安全隱患。目前城市照明控制方式不具備設施防盜檢測，無

法及時發現并準確定位電纜盜割、燈頭被盜位置。

四、存在嚴重安全隱患

城市照明燈桿漏電、裸露電纜漏電等現象，容易造成人員觸電，無法及時發現并斷電,

造成人員傷亡。尤其就就是在雨季，觸電幾率大大增加，更加危險。目前，國內已有多個城

市因此造成了多起人員傷亡事件,已引起相關部門得高度重視，但至今仍無切實有效得解

決辦法。

1.2發展智慧照明得必要性

隨著國民經濟得不斷發展和城市規模得不斷擴大，城市公共照明設施數量急速增加,

用電量節節攀升,對城市公共照明得管理提出了更高要求,城市照明智能控制和節能管理

已成為城市照明主管部門面臨得重要任務之一。

發展智慧照明就就是建設數字化城市、智慧城市不可或缺得一部分,2016年8月,

?“十三五”城市綠色照明規劃綱要》順利驗收，該綱要全面總結了“十二五”期間全國

城市照明得發展情況，緊緊圍繞“創新、協調、綠色、開放、共享”得理念，以提升城市

照明品質和實現照明節能為核心，發揮智慧照明在智慧城市建設中得引領作用，對“十三

五”全面推進我國城市綠色照明工作具有重要指導意義。

在日照市政府得領導下，日照市得城區照明建設取得了長足得發展,形成了有點有

線、互相貫穿、風格各異得燈光景觀，為提升城市形象，保障群眾夜間生活做出了巨大貢

獻。為進一步推動日照市城市照明得發展，我公司特制定以下照明智能管理建設方案。

第2章建設意義和建設目標

2.1建設意義

建設城市照明智能控制管理系統具有以下重要意義：

1、提升科學管理能力

本系統能對城市照明實現精細化管理，將繁瑣復雜得工作通過系統實現簡單化。提供

專家分析進行提前預測，做到真正得事前預知,能有效消除安全隱患，做到防患于未然。能

根據不同得故障等級，啟動不同得處置流程，進行協同辦公，提高處置效率。

2、節約電能支出

在滿足國家標準得前提下，通過智能開關燈、降功率等管理方式，為不同得應用場合

提供不同得照明需求，減少過度照明，從而節約了大量得電能,真正實現節能減排。在響應

國家得低碳經濟得號召得同時,又能實現良好得節能效果。

3、降低運維成本

將“人工巡檢”改為“值班等待報警”得維護方式，精準巡視,有效解決了巡檢人員

得問題，將被動巡檢改為定點維護，有效減少車輛損耗，提高了維護人員及車輛得使用效率,

極大降低了維護成本。

4、減少經濟損失，降低安全隱患

當有燈桿漏電人員傷亡、線路破損、電纜盜割等現象發生時，值班工作人員會在第一

時間接到短信報警通知，方便工作人員及時處理，也避免了裸露電線對行人造成得安全隱

患。

5、提高城市形象

城市照明系統既就就是一種公益性事業，也就就是城市形象工程，城市照明智能控制

管理系統得建成，將使燈光管理水平與現代化得大都市相適應，提高亮燈率，減少各種故障,

合理照明，美化照明，安全照明，營造出智慧城市和數字城市得照明效果，樹立和提升城市

得品牌。

2.2建設目標

本方案將有助于日照市城市管理局實現以下目標：

以按需照明為理念，通過單燈調節管理功能實現城市照明智能管理目得，節約運行成

本。提高路燈管理水平和效率。

以精細管理為導向,通過照明設施資源管理系統，動態管理照明設施信息。

以主動發現為目得，通過照明移動監控系統，實現庖時隨地監控路燈運行情況，突發事

件緊急調控。

第3章建設內容

一、照明智能控制系統建設

第一部分:監控中心建設

監控中心系統用若干計算機建立一個計算機局域網絡，通過GPRS/3G/寬帶網絡，實

現遠端現場數據、處理和■!空制，并通過電腦端,將現場情況、數據報表、地理信息數據進

行反應和顯示，以供管理部門進行管理和決策。系統提供遠程服務功能，同時中心還配備

GPS校時、不間斷電源等，保障中心系統穩定可靠地運行。系統還可以將分布在全市各

角落得照明信息通過通訊網絡采集到智能路燈管理系統，并在智能路燈管理系統進行信

息得集成。

采集得信息內容包括:功率、電流、電壓、開關箱信息、電能表度數、亮燈率統計數

據等。在本系統中,也可對監控點進行分組分層，便于管理。

監控中心系統項目建成后可將城市照明得智能管理、數據采集、數據處理集一體,

并通過群控或組控實現對不同監控得控制功能。

第二部分:路燈集中控制管理器建設

在路燈箱變中，安裝“路燈集中控制器”終端，實現線路開關控制功能、監控和防盜

功能,進行遠程本地設防、撤防;實現報警功能;并通過包力載波“單燈控制器”進行通訊。

逋過Internet以及GPRS/3G網絡，智能路燈管理系統可以跟每臺“路燈集中控制

管理終端”通訊,實現如下層本功能：

1、按需控制每個控制點開關燈

2、接受各種報警信息

3、采集控制點得電流電壓

4、采集每盞燈得運行狀態（安裝單燈控制器可實現）

5、控制每盞燈得狀態（安裝單燈控制器可實現）

第三部分:單燈控制器建設

對每桿路燈加裝單燈控制器。實現開關控制、亮度調節、信息采集。

第4章平臺建設方案

4.1照明智能控制管理系統

城市照明智能控制管理系統由監控中心、路燈集中控制器、單燈控制

器及路燈電纜監測報警器組成。路燈集中控制器安裝在配電柜內，通過GPRS無線網絡與

監控中心進行通信,監控終端安裝在照明終端。集中控制器接受、執行、轉發監控中心得

命令，并通過監控終端對每盞燈進行開關控制和亮度調節，實現靈活得遠程控制。同時，路

燈集中控制器可通過內置榆出端口對各路燈回路得監控，并通過監控終端監控每盞燈得

實時狀態,還可以通過模擬量、數字量輸入端口，將現場得光照、用電量等信息反饋至監

控中心,以實現對城市路燈系統得科學管理。

系統工作原理圖

城市智慧照明監控中心

燈桿

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路燈節能模式

城市智慧照明示意圖

城市照明智能管理控制系統

城市照明智能控制管理系統一電腦客戶端登錄界面

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城市智慧照明監控軟件系統截圖

4.2路燈集中控制器

路燈集中控制器通過電力線載波通信方式實現對所屬控制節點得管理和控制，并通

過GPRS無線通信方式，實現與監控中心得通信。

路燈集中控制器內置相關軟件程序，在電力線上形成智能控制網絡,實現對所屬回

路和路燈得管理和控制。

路燈集中控制器可實現以下功能:

4.2.1遙控功能

系統提供了多種控制手段，其中既有時控、光控、手控等獨立控制方式，又有相互結

合、特殊控制等復雜控制方式。

。時控

根據當地得經緯度坐標計算計算出全年得日出日落時間，經過調整得出全年開關燈

時間表下發到智能監控終端，實現自動開關燈控制。

?光控

根據光照度實現按需開關燈控制。

令手動控制

在特殊條件下，可通過系統手動控制功能實現任意回路得開關燈控制。

令預案控制

為了滿足某些特殊時期（節假日、國家重大活動）對亮燈時間得特殊要求，系統提供預

案管理功能,可以為特殊時期專門設置一套開關燈時間，并且不會影響其她時間路燈得開

關控制。

4.2.2遙測功能

系統通過遙測功能來獲取路燈設施得運行參數信息。主要參數包括:三相電壓、三相

電流、功率因數、有功功率、無功功率、支路電流等。

監控中心有周期自動巡測機制,系統按設定得時間周期自動進行巡測,同時系統也允

許監控人員隨時進行手動巡測。

4.2.3遙信功能

系統通過遙信功能可以直接獲取路燈設施得運行狀態，一旦發現某個狀態發生異常,

會在第一時間將異常信息發送給監控中心。

4.2.4遙調功能

系統通過遙調功能可以實現對遠程監控終端得管理，可以調整監控終端得工作狀態

和工作參數,以便對路燈設施進行更好得監控和管理。

4.2.5查詢統計分析功能

系統數據分為兩種:運行參數數據、統計分析數據，這兩種數據得展示方式有所區別,

其中運行參數數據一般用數據報表得方式展示，而統計分析數據則可使用報表、圖形（曲

線圖、柱狀圖、餅圖）等方式展示。

4.2.6衛星自動校時功能(GPS)

通過安裝在監控中心得GPS設備采集衛星基準時間與服務器時間校對，保證監控中

心所有服務器時鐘得準確性和一致性。監控中心定時洽智能監控終端發送校時指令，從而

確保監控中心和智能監控終端時間得準確性和一致性。

4.2.7報警管理功能

系統報警數據有兩種來源:遙測數據、遙信數據，通過分析遙測、遙信數據，可以檢測

設備運行狀態異常并產生報警記錄，產生得報警記錄會永久保存，以供查詢、統計、分析;

同時，報警信息會通過多種方式(短信、聲音、信息提示窗口)告知用戶。

4.2.8系統安全管理

為了規范系統操作，增強系統得安全性，系統采用了嚴格得安全管理措施。

系統定義了多種用戶角色，每種角色都有自己獨立得操作權限和用戶界面，用戶登錄

系統后只能完成權限允許得各種操作。

用戶將錄系統后得所有操作都要記錄日志，并永久保存，以便在發生異常操作時追溯

問題，明確責任。

為了保證業務數據得完整性和安全性,在保存和傳輸業務數據時要對數據加密。

4.3單燈節能管理系統

單燈控制器通過電力載波通信技術與智能監控終端進行通訊,實現對每一盞燈得監

測和控制，無需布線，安裝方便，同時實現：

1、數據采集:電壓、電流、功率、用電量。

2、單燈控制:單燈定時開關，亮度調節。

3、時段控制:可按需進行時段控制。

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單燈控制器圖單燈控制器安裝在燈桿下端

4.3.1節能規劃方案

■改造后亮燈效果對比

全

全

亮效果8。％亮度效果

一亮一效果亮主滅輔效果

4.3.2單燈控制節能

系統以智能照、明控制管理為基礎，提供開關燈時間得精確控制方案，協助用戶制定分

時、分區、分季節、分路段得開關燈計劃，以單燈控制器為終端管理手段,提供單燈節能

控制方案，實現30%以上得節能,并且能有效得減少亮燈時間，延長燈具壽命。

＜單燈控制方案

借助于單燈控制器，系統可以對每盞燈進行監控,系統可以根據人流、車流、天氣等

環境條件設定合理得開關燈方案,在保證照明得前提下進行單燈節能控制。

令手動單燈控制

手動控制可以實現對單個或一條道路上得多個路燈進行靈活、簡便得控制C

4.3.3單燈管理節能

通過照明單燈節能管理系統得應用，使城市照明設施得管理具體到每一盞燈,城市照

明得管理者足不出戶即可對每一盞燈得工作狀態、電流、電壓、故障等信息實時“在線

巡測”，改變了以前路燈養護主要依靠人工巡檢,熱線報修得發現故障得方式，大量節省辦

公、車輛、人員等費用和能耗，降低整體運維成本，達到節能降耗得目得。

令單燈報警

通過單燈控制器，系統可以獲取每個燈具得電壓、電流、功率因數等運行參數，再結

合系統設置得報警判斷限值可以確定燈具就就是否存在異常，并可進一步確定異常得具

體類型。常見報警類型有:燈具損壞、燈具閃燈、電容失效等。

令單燈故障報表

對每天晚上單燈運行得情況進行分析、匯總，生成單燈故障報告，反饋給維護部門進

行故障處理，系統可以按日、月、年或者即時需要查詢、統計、打印。

流程示意圖

單燈控制及運行狀態查詢界面截圖

上副5魴計分析

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12u型路1號箱變磔路1833140100002302017-0^-2806:193劭頭捌班

13u型路1號箱變&路1773140100002252017-02-2806:193曲頭枷障

14@1路1號箱變u型路1753140100002162017-02-2806:193號燈頭挪堂

15u型路1號箱變u型路1713140100002282017-02-2806:193號燈頭胡庫

16理然1號箱變@路1673140100002122017-02-2806:193號燈頭的隙

17理路唱箱交u型路1653140100002182017-02-2806:193號燈頭故障

18理路1號箱變典路1923140100000462017-02-2806:223號燈頭m

19理路】號箱變u型路1843130200009222017-02-2806:222號燈頭故哪

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25理路2號箱變u里路1293130800019762017-02-2806:183號燈頭枷障

26理路2號箱變理路1253130800020252017-02-2806:183號燈頭故障

27u型路2號箱變逐路0993140100004732017-02-2806:191號燈頭故卿

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32聞路2號箱變u型路1143140100003282017-02-2806:173號燈頭珈障

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燈具故障統計信息截圖

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50490001長江大標號地埋變長江大橋8號地埋變2O1T/2/241：15：00電能表1372.98

50490001長江大怫號炮埋變長江大橋8號地埋變201T/2/241：00：00電箱表1372.95

50490001長江大枷號炮埋變長江大橋8號地埋變3017/2/241：00：00電器表2458.89

50490001長江大椀號城埋變長江大橋8號地埋變2017/2/240：45：00電能表2458.85

50490001長江大松號炮埋變長江大橋8號地埋變201T/2/240:45:00電靛表1972.91

50490001長江大槍號地理變長江大橋8號地埋變2017/2/240:30:00電能表1972.88

50490001長江大松號地理變長江大橋8號地理變2017/2/240:30:00電能來2458.80

5U490W1長江人橋8號地理交長江人橋8號地理交201T/2/24U：15：00電能袞Z458.76

50490001長江大槍號也埋交長江大橋8號地理變201T/2/240:15:00電能表1372.84

50490001長江大橋8號地埋變長江大橋8號地埋變201T/2/240:00:00電能表1372.81

50490001長江大桐號炮埋變長江大橋8號地埋變201T/2/240：00：00電能表2458.71

50490001長江大橋8號地埋變長江大橋8號地埋變2017/2/2323:45:00電葭表2458.67

50490001長江大椀號也埋變長江大橋8號地埋變2017/2/2323:45:00電能表1372.77

50490001長江大椀號城埋變長江大橋8號地埋變2017/2/2323:30:00電能表1372.73

50490001長江大桐號炮埋變長江大橋8號地埋變2017/2/2323:30:00電器表2458.63

50490001長江大槍號也埋變長江大橋8號地埋變2017/2/2323:15:00電能表2458.58

50490001長江大卷號地理變長江大橋8號地理變2011/2/2323:15:00電怨粗372.70

50490001長江大梅號地理變長江大橋8號地理變2011/2/2323:00:00電能來1372.66

50490001長江大桐號也埋變長江大橋8號地理交2017/2/2323:00:00電能表2458.54

50490001長江大怫號地理變長江大橋8號地埋變2011/2/2322:45:00電第表2458.49

50490001長江大橋8號炮埋變長江大橋8號地埋變2017/2/2322:45:00電能表1372.63

50490001長江大標號地埋變長江大橋8號地埋變2017/2/2322:30:00電建表1372.59

50490001長江大橋8號炮埋變長江大橋8號地埋變2017/2/2322:30:00電靛表2458.45

50490001長江大椀號也埋變長江大橋8號地埋變2017/2/2322:15:00電能表2458.41

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電量查詢截圖

4.4多路電流檢測系統

LBMCA-12型多路電流監測器集數據采集、傳輸功能于一體，多路采集，實時顯示，數

據采集和傳輸一體化設計，采用485通訊;可采集12路電流;支持遠程參數查看、設置。

多路電流監測器

多路電流監測器配合集中控制管理器使用，可以監測每個回路得電流。在軟件系統中

設置閾值，超出閾值范圍報警。工作人員可以通過多路電流監測器采集到某個周期內得電

流電壓數據進行分析，及時發現線路問題與安全隱患。

4.5路燈線纜監測報警系統

照明電纜監測報警系統可實現對城市照明電寬實時遠程監測，并能在第一時間發

現電纜斷線情況并通知監控中心。系統主要由三個部分組成:監控軟件部署在監控中心服

務器上，電纜集中監控器安裝于路燈箱內，電纜監控終端單元安裝于線纜末端。通過GPR

S通訊和電力載波兩級網絡完成路燈控制箱到路燈末端電纜全天候24小時檢測。如有

電纜盜割現象發生，系統會在第一時間報警告知監控中心值班人員，并支持短信通知報

警。系統具有投入資金少、維修方便、快捷、維修成本低、誤報率低、報警地址準確等

優點。

線路檢測報警器單燈控制器

路燈電纜監測報警系統可實現城市照明電纜實時遠程監控，當裝有電纜監控終端得

線路被切斷時會自動報警;監控中心因特殊原因無人值守時,系統可以通過預置若干個手

機號碼，以短消息方式把故障報警得時間、地點、報警類型等相關信息發送至各相關人員

得手機上;由于電纜監控終端安裝環境干擾性比較大，終端得軟硬件設計中采用了多種抗

干擾措施有效確保了系統得正常運行。

路燈電纜監測流程示意圖

4.5.1自動報警

當裝有電纜監控終端線路被切斷時會自動報警。

監控中心因特殊原因無人值