1 建設(shè)照明監(jiān)控系統(tǒng)的必要性

隨著城市建設(shè)的發(fā)展，城市照明建設(shè)越來越注重于城市的形象，道路照明和景觀照明的要求和數(shù)量不斷增加，今后城市照明管理部門除了管理城市道路照明外，還將參與城市景觀燈的管理。因此各級政府和市民對城市的建設(shè)、道路照明和景觀照明提出更高的要求。希望實現(xiàn)城市照明管理的現(xiàn)代，使城市管理水平達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。

1.1 現(xiàn)行的控制方法

現(xiàn)在采用控制方法以分散時控方式為主，即在路燈配電箱中安裝定時器，按預(yù)定的時間自行開/關(guān)燈；而有些景觀燈開關(guān)通常是人工手動控制方法。

1.2 現(xiàn)行控制方法的缺陷

現(xiàn)行的方法既不能及時調(diào)整開/關(guān)燈的時間，更無法及時反映照明設(shè)施的運行情況，并且故障率高、維修困難。隨著城市的不斷發(fā)展，控制范圍越來越大，現(xiàn)行的控制方法無法及時反映照明設(shè)施的運行情況，使得維修工作十分被動。運行過程中的故障只有等待巡視人員到達(dá)現(xiàn)場才能發(fā)現(xiàn)，或者被動地等待市民的電話反映，因此難以做到及時維修。

在遇到一些領(lǐng)導(dǎo)視察、國賓接待、舉辦大型活動等特殊任務(wù)時，由于缺乏靈活的控制手段，必須臨時派出大量的人員到現(xiàn)場手動操作照明開關(guān)箱或者臨時通知各景觀燈單位，因此在時間十分緊迫的情況下，無法滿足圓滿完成任務(wù)的要求。

此外，由于缺乏靈活的控制手段，花費大量經(jīng)費建設(shè)起來的各類景觀燈，難以充分發(fā)揮應(yīng)有的效能。

2 城市照明監(jiān)控系統(tǒng)的效益分析

2.1 社會效益分析

隨著社會文明的不斷發(fā)展，路燈已不再局限于街道照明，而是發(fā)展為表現(xiàn)城市景觀、體現(xiàn)城市形象的重要標(biāo)志。因此，現(xiàn)代社會對路燈的管理和維護也提出了越來越高的要求，這些要求包括根據(jù)光照度變化及時開/關(guān)燈、隨時調(diào)整景觀燈的開/關(guān)燈時間并進行應(yīng)急調(diào)度、及時發(fā)現(xiàn)故障并立即進行修復(fù)等。

目前各城市管理部門所采用的控制方式已很難保證城市照明系統(tǒng)的正常開關(guān)燈和運行，特別是當(dāng)照明控制箱或線路出現(xiàn)問題時，就有可能造成大面積滅燈，產(chǎn)生較壞的影響。同時由于缺少實時監(jiān)測手段，無法實現(xiàn)故障的及時發(fā)現(xiàn)和維修。隨著政府和市民對照明管理和維護要求越來越高，照明管理部門的管轄范圍也越來越大，為了及時發(fā)現(xiàn)故障并立即進行修復(fù)，仍然采用檢修車上街巡燈的方法越來越難以勝任。

采用城市照明自動化監(jiān)控系統(tǒng)以后，全市范圍的全夜燈、半夜燈和景觀燈的開/關(guān)均可實現(xiàn)自動控制。同時，由于照明自動化監(jiān)控系統(tǒng)具有自動報警和巡測、選測功能，調(diào)度人員可以在故障發(fā)生后的數(shù)秒鐘內(nèi)及時了解故障的地點和狀態(tài)，為及時進行修復(fù)提供了有力的保障。路燈維護及時，可以極大地減少對照明管理部門的投訴、減少道路交通事故的發(fā)生，有利于城市的治安，產(chǎn)生極大的社會效益，從而進一步提高城市的形象。

2.2 經(jīng)濟效益分析

2.2.1 節(jié)約路燈維護費用

   路燈自動化監(jiān)控系統(tǒng)將傳統(tǒng)的“巡燈查找故障”改為“值班等待報警”，不僅減少了“巡燈”人員和車輛損耗，降低了維修成本；而且在檢修車出所之前已經(jīng)知道了故障的準(zhǔn)確地點和基本狀態(tài)，因而縮短了維修時間、提高了檢修效率；由此將產(chǎn)生了極大的經(jīng)濟效益。

2.2.2 節(jié)約大量的電費支出

無線照明監(jiān)控系統(tǒng)能提高開/關(guān)燈的可靠性和可檢查性，避免白天亮燈情況的出現(xiàn)；同時，系統(tǒng)采用光控和時控相結(jié)合的控制方案，在預(yù)置的時間區(qū)段內(nèi)根據(jù)光照度決定路燈的開或關(guān)，既能在陰雨天自動延長照明時間，又能在晴好天氣自動縮短照明時間；這些措施既可滿足市民對道路照明的需求，又避免了路燈的無謂開啟，減少了開燈時間,從而節(jié)約了大量的電能。

根據(jù)已建的照明監(jiān)控運行表明，采用照明監(jiān)控系統(tǒng)后，每天大概可以減少路燈開燈時間25分鐘左右。如果按每天運行十小時計算，則可節(jié)約4.2％的電費支出。

如果通過對照明線路的改進，增加路燈的半夜燈控制方案或景觀燈在非節(jié)假日采用只開部分景觀燈的控制方案，因此可節(jié)約大量的電費支出。

2.2.3 提高燈具壽命，降低運行成本

以外由于減少了開燈時間，延長了燈具壽命，降低運行成本，進一步提高了經(jīng)濟效益。

2.2.4 實現(xiàn)自動計費功能，減少電費支出

    無線照明監(jiān)控系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程自動抄表和計量電費功能，每天、每月、每年的照明用電能夠及時的自動采集、計算、存儲、打印，隨時了解用電情況，實施有效管理，降低支出，提高經(jīng)濟效益。對景觀燈還可采用雙計費功能，實現(xiàn)政府開燈與各景觀大樓業(yè)主自行開燈分別計費的方式，減少政府與大樓業(yè)主為電費的相互扯皮的現(xiàn)象，保證雙方的利益。

2.3 實現(xiàn)照明系統(tǒng)的管理現(xiàn)代化

城市照明監(jiān)控系統(tǒng)能將采集到的數(shù)據(jù)自動進行存儲、統(tǒng)計，并能隨時進行查詢和打印，為管理現(xiàn)代化提供了基本條件。

3 系統(tǒng)設(shè)計依據(jù)

本方案依據(jù)北京嘉復(fù)欣科技有限公司業(yè)已完成的照明監(jiān)控系統(tǒng)和結(jié)合當(dāng)前無線監(jiān)控技術(shù)的最新發(fā)展，并根據(jù)各城市照明管理部分對照明監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)需求編制而成。

4 設(shè)計原則

4.1 可靠性

    由于系統(tǒng)的服務(wù)對象是廣大市民，稍有差錯即會產(chǎn)生嚴(yán)重的社會后果；同時監(jiān)控設(shè)備長期在野外運行，工作環(huán)境極為惡劣；因此必須充分考慮系統(tǒng)的可靠性，要求監(jiān)控系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定地運行；同時要求監(jiān)控系統(tǒng)在個別設(shè)備出現(xiàn)故障的情況下仍能穩(wěn)定運行，不影響或者少影響照明系統(tǒng)的按時開啟和關(guān)閉。

4.2 先進性和實用性

    設(shè)備須符合相關(guān)國內(nèi)、國際標(biāo)準(zhǔn)，整個系統(tǒng)應(yīng)是目前國內(nèi)最先進的，并長期處于國內(nèi)較為先進的水平。同時，應(yīng)以實用為原則，不可脫離實用性而盲目追求先進性，從而造成華而不實、浪費資金，降低可靠性。

4.3 可維修性

    系統(tǒng)的設(shè)備模塊化設(shè)計，并且各單元部件具有故障定位指示，便于設(shè)備維修。

4.4 可擴展性

    硬件采用模塊化設(shè)計，軟件采用組態(tài)化設(shè)計，使得系統(tǒng)擴展、升級均不必改變現(xiàn)有設(shè)備的狀態(tài)。

4.5 通用性

    硬件設(shè)備具有通用性，通過不同的軟件參數(shù)設(shè)置，可以實現(xiàn)不同的功能。

4.6 經(jīng)濟性

    盡可能采用成熟的先進技術(shù)，選擇性價比高的方案和設(shè)備，既要考慮初期建設(shè)費用，也要降低今后的運行維修費用。

5 系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)

5.1 系統(tǒng)容量：1個主站，1萬個監(jiān)控點。

5.2 可以實現(xiàn)群控和組控

    系統(tǒng)終端根據(jù)需要可以把全夜燈、半夜燈、各種景觀燈分為不同功能組，實現(xiàn)群控和組控。

5.3 通信方式

根據(jù)用戶的具體情況、通信技術(shù)的發(fā)展，本方案建議采用GPRS通信方式。

5.4 工作環(huán)境溫度

照明監(jiān)控端的工作環(huán)境溫度范圍滿足 －30℃ ～ +65℃。

主臺為0℃ ～ +40℃。

5.5 數(shù)據(jù)采集精度

    為了保證亮燈率的統(tǒng)計，交流電流、電壓、有功功率、功率因數(shù)采集精度優(yōu)于 1.0 %。

6 照明控制方案

6.1 分組控制

系統(tǒng)可以根據(jù)不同類型的照明控制要求，把全市路燈和景觀燈分成若干組，分別采用時控方案或時控和光控相結(jié)合的控制方案，自動遙控開/關(guān)全夜燈、半夜燈和景觀燈；也可以手動對全夜燈、半夜燈和景觀燈進行遙控開/關(guān)操作；在特殊情況下，可以實現(xiàn)白天亮燈。

6.2 時控和光控相結(jié)合的路燈控制方案

目前,路燈控制方案主要有時控法和光控法兩種。

時控法的主要缺點是不考慮天氣對光照度的影響，每天在固定的時間開/關(guān)燈；從而造成陰雨天光照度嚴(yán)重不足但沒有開燈，或者晴朗天氣雖然到了固定開燈時間但光照度仍然充足，白白浪費電力；關(guān)燈時間的固定不變，同樣出現(xiàn)類似的不合理現(xiàn)象。此外，隨著季節(jié)的變化，定時器需要人工頻繁地調(diào)整。光控法的主要缺點是在光線不足的白天，或者夜晚有強光照射時都有可能發(fā)生誤動作。

為了克服兩者的不足，本系統(tǒng)采用時控和光控相結(jié)合的路燈控制方案。該方案基于模糊控制理念，以當(dāng)?shù)?SPAN lang=EN-US>365天日出日落的時間作為基本條件，設(shè)定一個有效的開/關(guān)燈時段，在此時段內(nèi)根據(jù)光照度的具體情況自動執(zhí)行相應(yīng)的開/關(guān)燈命令；若該時段結(jié)束時光控仍未起作用，則在該時段結(jié)束時，監(jiān)控終端自動按時控方式開/關(guān)燈。

 光控時段值和光照度值均可在線修改，軟件界面如右圖所示。此方案可根據(jù)當(dāng)天的實際光照度及時地開/關(guān)燈，既可節(jié)省大量電力，又可產(chǎn)生較好的社會效益。

在特殊情況下，系統(tǒng)也可以實現(xiàn)白天亮燈。

根據(jù)已建的照明監(jiān)控運行表明，如果原來是采用日出日落時間作為開關(guān)燈時間的話，則在采用時控和光控相結(jié)合的控制方案后，每天大概可以減少路燈開燈時間25分鐘左右。如果以每天平均開燈10小時計算，則可節(jié)約4%左右的電費。

6.3 景觀燈控制方案

景觀燈控制采用分組定時控制方案，即可以把不同地理位置和要求的景觀燈分成若干組，對不同組采用不同的定時控制方案。

采用先進的全組態(tài)設(shè)計，通過中央控制室微機的設(shè)置程序，可任意設(shè)置一年中的開/關(guān)燈時間以及每周固定的開/關(guān)燈時間。通過群控方式，可將景觀燈進行分組，不同組采取不同的控制方案；也可通過選控方式，將相應(yīng)的飾燈逐點控制，更增強了系統(tǒng)的靈活性。

7 照明監(jiān)控通信系統(tǒng)

7.1 系統(tǒng)通信方案的選擇

正確選用系統(tǒng)通信方案，是城市照明監(jiān)控系統(tǒng)得以成功運行的必要前提，在照明監(jiān)控系統(tǒng)中目前可采用的通信方案主要有無線專用網(wǎng)、移動通信網(wǎng)中的GSM短消息、USSD和GPRS通信方式。根據(jù)要求本系統(tǒng)通信方案選擇無線移動公用網(wǎng)的GPRS通信方式。

更多詳情請見：http://www.gfdtu.com/