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| 远程监控路灯节电器 |
| 深圳市倍通电子技术有限公司 |
| 加入时间：2008-02-26 来源：本站 作者：王亚杰 |
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一、需求背景
随着改革开放的不断深入和国民经济的迅速发展、城市建设日益现代化和人们生活品味不断提高，近年来,城市灯光设施建设有了很大的发展,也面临着更高的要求。道路照明路灯、装饰彩灯、音乐灯光喷泉、彩灯草坪、彩灯树丛、大厦射灯、大厦灯光轮廓线等各有特色的灯光构成了美丽的城市灯光夜景系统。然而，在美化城市生活的同时，这些灯光设备的维护工作显著增加，成为路灯管理部门的沉重负担，同时路灯消耗大量的电能也成为市政的负担。而且,对于路灯和灯光照明的智能监控和节能指标的完成已成为大中城市政府相关部门管理现代化的重要标志。
1.1"倍通"城市夜景灯光自动化集中监控及节电系统(路灯控制,景观灯控制,广告灯控制和视频图像等)，是我司针对城市管理部门的需求而开发的，它能够高度智能化管理灯光和路灯设施，降低路灯的用电能耗，不但能减少工作人员的劳动强度，大大的提高工作效率，降低了用电成本，而且还可以有效的改善城市环境，创造更多的社会效益，为响应国家号召的“节能减排”工作出一份力。
我公司长期以来致力于智能控制系统及节能系列产品研发及生产,在智能控制领域本着“诚恳、务实、创新”的精神，经过多年的努力，积累了许多宝贵的经验。公司坚持以最新的科技成果，最优的产品质量，最完善的售后服务来为用户服务。
我公司所生产的“倍通牌”监测控制及节电管理系统，经过多年的市场考验，已经成为非常成熟的系列产品。在国内多个城市工程使用中，均受到用户的一致好评。
1.2设计原则
系统工程设计本着以安全可靠性、技术先进性、经济和理性、节约能源、为前提，兼顾维护简便、维护费用低、实用性、先进性的原则制订本系统设计方案。
1)先进性：整个系统在五年内保持先进，系统所采用的设备与技术能适应以后发展。
2)合理性：系统软硬件配置科学合理，选用主流产品，保证系统有效可靠地运行，不会成为系统响应时间的瓶颈。以硬件配置为例，按公式CPU负荷==基本系统耗费+系统软件耗费+我司应用软件耗费计，保证系统运行峰值时CPU负荷<70%；同时，系统运行一年的保存数据占用不到硬盘容量的80%。
网络以100M-Base连接,监控中心数据的传输速率为10Mb/S,中心与分控点间的传输速率是1000b/S,系统提供一个TCP/IP协议的接口。
3)可扩展性：能够适应不断增加的业务需求。当增设新的分控点时，只需简单地增加少量部件。
4)软件的健壮性：全部采用主流的软件系统和产品。
5）开放性：整个网络是一个开放系统，对不同厂商的系统平台、产品开放，而不是由个别供应商提供的系统；保证满足系统今后升级的需要。
6）灵活性：系统组网方式灵活，系统功能配置灵活，利用现有资源灵活，将各类型资源的利用，都溶入组网方案之中。能满足不同分控点的业务需要，软件功能全面，配置方便；
7）安全性：组网设备可靠，组网方案可靠，对应用服务器、数据库、接口机实行双机冗余备份，切换时间小于1.5秒，采用用户管理、防火墙和通讯加密的方式防止意外攻击；可根据路灯管理处需要采用备份路由。
8）可操作性和可维护性：系统操作简单易学，操作人员可快速掌握使用方法。监控器本身和现场设备之间具有明晰的接口，出现问题时可迅速找出故障原因，便于使用维护。
9）实用性：从用户角度出发，系统使路灯和灯光控制箱少人值守或无人值守成为可能。充分利用现有资源，尽量降低选购设备成本，使系统具有较高的性能价格比。
10）实时性：系统具有很快的响应性能。
11）节电显著性：通过计算机实施跟踪调整，处于所有灯具正常的额定供电电压范围之内，最大节电率可达35%，但不影响灯具的正常工作。
二、系统结构
根据对城市路灯控制管理系统的需求了解，本系统主要实现城市路灯监控功能和图像监控功能。系统能够实现各种灯光的遥控、遥信、遥测、遥视和管理等功能;选用GPRS方式组网传输监控数据。
系统设计目标是建设成为目前国内最先进、功能最齐全、同时又具有高度可靠性、实用性和经济性的综合监控系统，并在若干年内处于国内领先水平。
本系统采用“指挥中心+控制终端”的两级监控结构,即:
系统最多支持9999个监控终端同时运行，可满足各城市长期发展的需求。
每个监控终端主要监控的参数量有：
配电箱运行状态（工作电压、各支路电流、各支路有功功率、无功功率、亮灯率、电度表电量、各支路通断状态、路灯开关灯控制）、节电设备的控制和参数检测
其它可选参量：
配电箱环境温度
烟雾告警（具有变压器的配电箱用）
水浸告警（落地式配电箱用）
三、系统主要功能
3.1路灯监控系统功能概述
监控系统能显示其监控范围内的全部被监控对象(如路灯,景观灯等)的工作状态、巡测数据(如电压、电流、功率因素等)、运行状态画面等。利用监控系统提供的功能，能产生规定的各种统计资料、图表、交接班日志、派修工单等。
监控系统以GIS地理信息地图为显示平台,能够显示其管理范围内的全部被管理对象的各种信息，可自动在监控系统数据库中调用数据，方便灵活地编辑地图，修改信息，准确定位并生成相关报表;同时可提供相关的工程设计功能。
监控系统的生产管理功能以地理信息系统为图形界面，实现对路灯和灯光系统日常工作的全面运行管理,具有运行管理、统计、故障管理、报表统计、网络互联、电费管理、维护管理、材料管理、人员管理、新改建设计等功能。
监控系统还支持语音查询、远程电话语音告警、远程短消息告警等功能。
3.2自动控制和应急调度功能
置修改各个控制终端模拟量的量程和亮灯率因子、监控终端的运行参数和名称、修改开关灯期间的定时监控周期、修改全年的日出日落时间、修改夜景装饰灯的开关灯时间等。
监控中心根据时间曲线（春夏秋冬季节变化）预先计算出每天开关灯的准确时间并存储在系统数据库中并下传至控制终端，实现对所有分控点的自动（或遥控）群开，群关,每组分控点的自动（或遥控）群开、群关,以及单个分控点的自动（或遥控）开关灯。
系统具有应急调度功能,能够任意地随时对各控制点进行手动遥控开/关操作,保证实际使用的需要。
监控终端根据收到的开关灯准确时间来预先设定时间参数,当控制中心发生故障时,能根据预先的设定自动进行当地开/关灯控制。
由于彩灯控制经常是不定时的，因此,除了可远程遥控彩灯开关以外，对于彩灯的控制时间表还可预置一周。
3.3巡测、手动巡测和选测
系统能按设定的时间周期自动进行定时巡测，实时监视各监控终端工作状态和运行参数，并接收故障告警信息。控制中心工作人员可中断系统巡测过程，巡测数据可按要求永久保留以备追溯查询。
巡测数据包括：电表电量数据、事件报警、电压、电流、功率因素、亮灯率等。
系统可根据需要随时手动巡测和选测各监控终端的运行情况，查询控制终端采集的各种监测数据和告警信息，并可在屏幕显示或打印输出。
3.4自动报警处理
当监控终端主动报警或调度端在遥测时发现有警时，调度端能自动用语音和短消息方式报出故障的具体内容。可实现电话语音查询、语音告警上报及短消息远程告警。
报警内容包括：错误亮灯、熄灯、空开跳闸、线路被盗、接触器失控、停电或高压熔断器烧坏、失压、电压/电流越限、控制柜/箱变非正常开门等。
系统可根据需要设定告警等级、用户操作密码等级。
当监控终端主动报警或中心控制调度端在遥测时发现有故障，信号调度端自动发出语音报警和声光报警，每隔几秒钟重复一次，自动存盘，同时显示故障类型，在电子地图以及大屏幕模拟屏上显示相应位置，并能通过发送自动传呼或手机短信方式通知相关人员。能够实时向上一级监控中心转发紧急告警信息和报送上一级监控中心所要求的数据信息。
同时,值班人员通过数据监控业务台发出监控命令，进行监控处理。在重要告警产生时可根据用户的设置，近程采用警笛告警和发光闪烁告警，远程利用语音卡自动呼叫工作人员，并以语言提示的方式告诉用户告警的名称及告警发生的时间、地点、类别、级别。例如，当XX路发生3号柜掉电告警时，值班人员或相关维护人员的手机立即振铃，维护人员摘机后即可听到语音告警“路灯监控中心报告：紧急告警，XX路3号柜掉电，请立即处理”，反复播放三遍。告警解除后，维护人员可以收到告警解除的语音提示。
当监控中心操作人员确认告警信息以后（按下告警确认按钮），告警声音消除，远程语音告警停止，告警指示灯依然闪烁，直到新告警发生，才重新打开告警声音。
系统也可以利用手机发短消息的方式向用户告警，告警时维护人手机的屏幕上可以直观显示告警时间、地点、级别、类型等。
除了上述主动告警功能以外，系统还支持电话语音查询功能。维护人员可以拨通监控中心自动维护服务电话，根据电话语音提示完成菜单式查询，获取各种运行信息和故障信息。同时,也可以通过短消息方式用手机查询各种运行信息和故障信息。
3.4.1告警等级
A紧急告警：已经或即将危及设备及通信安全，必须立即处理的告警。
B普通告警：可能严重影响设备及通信安全，需要尽快处理的告警。
C预告警：可能影响设备及通信安全，需要安排处理的告警。
3.4.2告警功能
a.无论监控系统处于任何画面，均自动提示告警，显示并打印告警信息。所有告警一律采用可视、可闻声光告警信号；
b.三级告警信号采用三种不同的显示颜色和告警声响（或语音）；
c.告警确认功能：告警发生后，操作人员可在任何画面按下确认键，关闭可闻告警声响，但不关闭灯光闪烁，故障排除后，恢复原状态。
d.紧急告警发生时，通过电话网自动拨号（BB机或电话机、手机），向相关人员发出告警信息，告警具有语言提示，告诉相关人员告警的名称、发生的地点、时间、级别等；故障排除后，自动解除声光告警，并通过电话网自动拨号，向相关人员发出告警解除信息。
3.4.3告警门限值设定
根据现场情况由系统管理员设置。告警限分为预告警限、普通告警限、紧急告警限。
3.5图文地理信息系统(GIS)
系统采用可以无极缩放的城区电子地图，在地图上标注控制终端安装点，并和终端数据、运行状态关联，实现地理信息的查询。
根据要求，我司GIS城市夜景灯光地理信息系统支持Arcinfo下开发的电子地图，并提供以下功能：
1与城市灯光设备（灯光配电设备，支回路走线，监控设备，灯杆，灯具等）紧密结合，可方便的编辑地图和信息内容，建立可视化的桌面地图系统。
2与监控系统建立对应关系，可调用数据库服务器中所有与地理信息系统有关的监控数据。能读取数据库服务器中的实时数据、历史数据、过负荷信息、主要告警信息等。
3电子地图分层管理，监控设备、支路走线、灯杆、灯具可由用户根据实际情况进行增加、删除和修改，并可进行统计和计算，可对地图任意范围内线路，变压器，开关，电缆进行用户选定的条件进行统计。可根据需要查询符合统计条件的路灯设备并在地图中定位。
4除了与监控系统建立对应关系外，与路灯管理系统也能建立可靠的数据库连接，可查询地图中各类路灯设备的资源配置和管理情况，并方便地生成报表。
5提供多种形式的图形格式转换，保证数据的兼容性，可根据用户需要实现部分工程设计功能。
3.6卫星自动校时系统(GPS)
系统监控主机连接一部GPS卫星定位仪，该定位仪可准确获取经度、纬度、速度、时间等信息，并通过RS232接口传送给监控主机。
监控主机获取该时间信息后，以广播方式发送校时消息给局域网上的其它电脑（服务器或工作站），确保所有电脑的实时时间保持准确及同步;同时,监控中心定时向分控点控制终端下发时钟校准命令,用于校正分控点自动控制的时间。
系统运用全球卫星定位系统与计算机技术，实现对系统的准确校时，保证前置机和局域网内所有微机时钟的准确性与一致性。
3.7远程实时查询
系统监控中心是整个监控系统的操作、维护、处理、统计、分析和监管的中心，肩负着与其它网络互联的任务。后台工作站支持基于Web浏览器InternetExplorer的网络版操作软件，全网络化的设计使得任何一台联网的电脑都可以实时浏览监控系统的运行（当然，必须具有监控中心赋予的操作权限），并且可以方便地实现远程联网实时查询。
监控系统具有微机远程查询功能，查询内容包括终端的最新以及历史数据和故障情况，实现异地远程接入访问。
3.8投影显示功能
监控系统配有投影仪显示接口,用于连接投影仪，实时显示系统运行状态,能够得到高亮度、高清晰度、真彩大画面效果,提高调度指挥的效率。
投影系统具有以下性能：
1分辨率1024X768点，亮度为3800ANSIlm。
2视频信号线路倍加器通过在两列显示之间增加新的显示行，将显示行数加倍，可有效提高分辨率。
3通过独有的2D图点压缩系统，将图像当作一个完整的资料进行处理，以保持图像的完整性，因此不会丢失任何画面资料。
4配备光学引擎，而且采用了全新液晶平面显示器，对比度显著提升30%，画面更加清晰，明亮。
5通过数码梯形矫正功能，可提供15度角以内的矫正功能，避免画面变形、扭曲。
6透过可变的数码放大功能，令显示效果大大增强，更具感染力。
7可连接2路电脑信号，2路视频信号。
本系统采用双背投方案,除了监控投影外，系统还具有图像监控投影的接口,以供系统扩展图像监控功能时使用。
3.9远程抄表功能
由于采用了模块化结构，扩展十分灵活,通过RS485总线扩展外围测量板，最大可扩展32块扩展测量板;并且支持多种类型扩展板或智能变送器工作，如模拟量测量扩展板、开关量输入扩展板、控制量输出扩展板、脉冲计数扩展板、遥调扩展板等。
这样,监控系统可以将每个控制箱上的脉冲电表数据远程抄录到调度端并向局营销系统发送。系统设有自动计费功能,可按月结、季结、年结计费并稽核计费的正确性。同时,预留图像查询接口。
3.10移动调度功能
监控中心的计算机系统，是以浏览器/服务器（B/S）与客户机/服务器（C/S）相结合的组网方案组成的局域网系统。这种全网络化的设计使得任何一台联网的计算机(工作站)都可以实现浏览（当然，必须具有监控中心赋予的操作权限），随时了解监控系统的工作情况，并且可以方便地完成远程联网,实现远程查询和访问,在获得监控中心赋予的调度权限的情况下,计算机还具有调度功能。
监控系统还可以通过移动控制站(与控制中心计算机网络连网),实现移动调度功能。
3.11节电控制功能
节电控制具有两种工作模式，一为手动模式、一为自动模式、。当节电控制模块的继电器工作于自动模式时，用户不可以进入手动模式从而操作控制.而当运行于自动模式时，除非用户强制进行模式切换，否则不会进入手动模式。
（1）手动模式控制
手动模式下控制的可以通过通讯口实施，用户可以采用我公司提供的软件进行，也可以根据通讯协议自行开发。
手动控制可以通过通讯或显示面板来完成。通过显示面板，可以手动直接调整档位。
（2）自动模式控制
自动模式分电压控制和时间控制电压-时间混合控制模式三种模式电压-时间混合控制模式。
节电自动控制可以通过通讯或显示面板来完成。通过显示面板，会自动完成档位切换为自动模式，手动模式自动失效。
电压控制监视的电压可以使三相的最低值，也可以设为单独的某一相。时间控制下，每天24小时，可以分成5段。每10分钟分一最小间隔段，每天共分144段，分段的起始点为0：00，可以设每一段内的档位。每次动作有一段时间间隔，每次自动动作后也都会有这个时间间隔。在自动设置下，没有电流的时候档位自动跳入旁路。当回路有电流时，要经过一段时间才会进入相应的档位。
时间、电压和时间+电压的自动控制模式则为本系统特点，在时间控制模式内可交叉进行电压控制，在电压控制模式中也可按交叉采用时间控制；计算机控制模式则系统完全根据检测到的用户用电系统状态，自动给出一最优的节电设置。以上各种控制模式用户可根据自身的用电和节电需要任意选择。操作介面直接、通俗、人性化，简单易行。
3.12节电保护功能
产品具有故障自动旁通、欠压自动旁通、小电流或过电流自动旁通功能，当电网电压或负荷电流恢复正常后自动进入节电状态，同时还具有启动延时预热、短路保护功能，确保用户供电系统在任何情况下均能正常工作。
3.13管理功能
城市夜景灯光生产管理系统（PMS）采用成熟的商用地理信息系统Mapinfo5.0为开发平台，路灯设备信息可分为监控终端层、回路走线层、灯杆层等，并根据具体使用情况，灵活地添加层次，如灯饰层、开关柜层、用户自定义层等。
PMS系统以照明地理信息系统（GIS）为图形界面，调用地理信息系统数据和监控数据，实现对全市夜景灯光系统目前工作的全面运行管理，具有以下功能：能实现路灯、亮化点的计算管理，能对系统档案数据、运行数据、读表数据进行储存，统计分析和Web发布，包括：亮灯率统计、电量统计、运行报表、事故报表、操作记录、电压电流报表曲线、控制点设备参数表、控制箱一次图、设备分区分类统计等，系统具备权限管理和数据备份恢复功能，终端地图位置和控制点设备、运行参数、运行数据相关连，可通过地图进行查询。 |
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