安科瑞楊婷婷→18702111592

概述

由于我國智慧城市建設的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的路燈系統(tǒng)存在缺少遠程控制手段、電能浪費、故障處理不及時等問題，本文提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術的路燈監(jiān)控系統(tǒng)，在每個路燈上加裝一個路燈控制器，路燈控制箱里面加裝照明回路控制器、三相電能表和漏電保護，通過物聯(lián)網(wǎng)技術將分散在城市各個街道的路燈連接形成網(wǎng)絡，實現(xiàn)對城市道路照明的線路狀態(tài)監(jiān)測、定時開關策略配置及后臺遠程管理和移動管理等，降低路燈設施的維護難度和成本，提升管理水平，實現(xiàn)節(jié)能減排。

本文通過采用新型的物聯(lián)網(wǎng)、“云計算”和移動通信等技術，針對城市公共照明存在的一系列問題，提出了回路控制的照明智能管理和控制解決方案。通過在原有路燈設備中加裝路燈控制器，路燈控制箱里面加裝照明回路控制器、三相電能表和漏電保護，即可實現(xiàn)對城市道路照明的線路狀態(tài)監(jiān)測、定時開關策略配置、電能計量、漏電保護，降低路燈設施的維護難度和成本，提升管理水平，實現(xiàn)節(jié)能減排。

一、總體框架設計

本文以城市路燈為基礎，逐步建成國內先進、功能齊全的智慧城市物聯(lián)網(wǎng)應用大平臺管理中心，每個路燈上加裝一個路燈控制器，路燈控制箱里面加裝照明回路控制器、三相電能表和漏電保護，路燈控制系統(tǒng)可以對路燈進行分組，實現(xiàn)對待改造地區(qū)的任何一組路燈的遙測、遙控、遙信、遙調、遙視“五遙”功能，實現(xiàn)路燈的分組智能及精細化管理，系統(tǒng)結構圖如圖1所示。

路燈監(jiān)控系統(tǒng)總體框架設計包括感知層、基礎設施層、數(shù)據(jù)層、應用層與展現(xiàn)層5個部分，總體框架設計圖如圖2所示。

感知層主要包括單燈控制器、雙燈控制器、三相電能表、漏電保護、照明回路控制器、戶外照度傳感器等。

基礎設施層支撐設施主要包括共有云和私有云服務器。

數(shù)據(jù)層依托于數(shù)據(jù)中臺，主要完成數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)交互的工作。

應用層主要包括數(shù)據(jù)監(jiān)控、智能策略、報警管理、能耗分析、統(tǒng)計分析、運維管理等功能。

展示層包括PC端和移動APP端。

二、系統(tǒng)功能實現(xiàn)

1、可視化大屏

通過采集道路集中控制器的經(jīng)緯度信息，錄入到后臺管理系統(tǒng)，實現(xiàn)在后臺管理系統(tǒng)的地圖功能中對設備進行可視化定位和操作。監(jiān)控路燈正在使用情況、具體位置、亮燈時長、報警日志、能耗曲線等信息，如圖3所示。

2、路燈監(jiān)測

通過在道路線路安裝路燈控制器及電流互感器，實時監(jiān)測和分析線路的電流、電壓和功率，當線路狀態(tài)出現(xiàn)異常時，出現(xiàn)漏電、線纜被盜、線纜異常斷電、部分燈具損壞等情況時，實時檢測出來，并通過短信、郵件、手機APP、語音外呼等多種方式主動上報，維護人員可以及時發(fā)現(xiàn)，進行處理，如圖4所示。

3、智能策略

通過在后臺管理系統(tǒng)中制定和下發(fā)定時開關燈策略或臨時開關燈策略，實現(xiàn)對單個或一組道路照明的智能開關調光功能，如圖5所示。用戶無需到現(xiàn)場開關燈，增強城市路燈管理的突發(fā)情況處理能力，提升路燈管理的體驗效果及管理水平。同時可根據(jù)日出和日落情況進行開關燈，減少因固定開關燈時間帶來的過度照明，增加額外的節(jié)能收益。

4、報警管理

終端設備檢測到報警實時上報后臺管理系統(tǒng)，生成報警后在系統(tǒng)中可進行工單派發(fā)功能，將相關的故障通過派工單的方式派發(fā)給維護人員，工單提醒方式包括郵件方式和手機短信方式。同時可在系統(tǒng)中對故障進行GIS定位，如圖6所示。

5、統(tǒng)計分析

系統(tǒng)支持對節(jié)能數(shù)據(jù)、故障信息等進行直觀的報表統(tǒng)計分析，包括曲線圖及柱狀圖方式，并可導出Excel報表，如圖7所示，也可以通過遠程抄表對電量進行統(tǒng)計，并可針對歷史用電量的節(jié)能率進行統(tǒng)計，保證采集到的用電量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計的準確性，強化節(jié)能數(shù)據(jù)檢測分析為科學決策提供有力支持。

6、運維管理

對路燈控制器、路燈燈具、燈桿、多功能電力儀表及路燈配電箱等進行統(tǒng)一管理。系統(tǒng)可以對這些設備巡查計劃，設備巡檢采用NFC射頻卡標簽，手機掃描標簽進行巡檢工作，系統(tǒng)也可以自動記錄巡檢人員的巡檢軌跡，代替了傳統(tǒng)紙質檢查記錄，改變了傳統(tǒng)巡查不到位、巡檢記錄不真實的現(xiàn)狀，如圖8所示。

三、路燈監(jiān)控系統(tǒng)的意義及收益

路燈監(jiān)控系統(tǒng)對提升城市的路燈信息化和管理水平、提高城市路燈的亮燈率、監(jiān)控EMC節(jié)能、減少路燈電能浪費、降低維護成本等方面有著重大的意義。

1、路燈監(jiān)控系統(tǒng)是提高路燈運維監(jiān)管能力的科學手段

目前，國內大部分城市都缺少統(tǒng)一的通過信息化方式對路燈監(jiān)管和調度系統(tǒng)，對路燈各類設備進行管理，無法迅速、實施和直觀的收集和統(tǒng)計路燈相關的用電、故障率數(shù)據(jù)，對路燈的管理決策的時效性、精準性支撐乏力。通過建設路燈監(jiān)控系統(tǒng)，可以有效解決上述問題，提高管理部門對路燈資產(chǎn)、運維等的監(jiān)管能力。

2、路燈監(jiān)控系統(tǒng)是提升路燈照明“亮燈率”的有力保障

城市道路的面積廣闊，路燈的巡檢和維護成本較高，傳統(tǒng)巡查方式的時間和空間覆蓋面有限，很難進一步提高路燈的亮燈率。通過實施本路燈監(jiān)控系統(tǒng)，可以及時、準確報告和定位全鎮(zhèn)范圍內路燈的燈具、線路故障，從而迅速排除故障。

3、路燈監(jiān)控系統(tǒng)是增強城市照明應變能力的智慧大腦。

目前，基于配電柜的路燈人工調節(jié)方式不夠靈活，不能根據(jù)日落時間/環(huán)境對路燈進行精準調控，存在一定電能浪費。此外，在各類突發(fā)狀況時（惡劣天氣），無法實時調控路燈。路燈監(jiān)控系統(tǒng)實施后，可以在后臺管理系統(tǒng)靈活制定和修改定時控制策略，提升突發(fā)事件的應急能力，提高節(jié)能率。

審核編輯 黃宇