路灯单灯控制系统在北京顺义区路灯监控项目中的应用

导语
     路灯照明是日常生活不可缺少的公共设施。当前，各个城镇都面临着电力资源紧张、节能减排、旧城改造和新城区建设，对道路照明提出了更高的要求。原来城镇道路照明的管理模式比较粗泛，与智慧城市和低碳城市的建设理念存在着差距。随着电子技术、通信技术和计算机技术的发展，智能路灯照明精细化管理系统和方案成为可能。利用该系统方案可以收集各盏路灯运行过程的信息和周边环境的信息，制定合理的路灯运行模式来提高路灯管理水平，降低电力消耗和管理成本。
     显然，手动、时控、光控、短信控制等传统的路灯控制方式已经远远不能满足现代化道路照明需求，市场上普通的三遥控制系统虽然在功能上有所提高，但只限于粗泛化的回路控制和管理，不能精细到单盏灯具的控制和管理，不能满足更高要求的节能需求和公众需求。因此，需要结合远程通信技术和单灯控制技术对道路照明实现自动化、智能化科学管理，达到路灯管理水平与现代化城区相适应，提高路灯管理水平，做到合理照明，美化照明，安全照明，降低运营和维护成本。开开物联路灯单灯控制系统方案应运而生。

方案简介
     路灯单灯控制系统方案是路灯控制管理最高效、最精细化的解决方案，该方案以现有的低压电力线为基础，将单灯控制器安装在灯头或灯杆内，每个控制器控制1个或多个光源。利用载波通讯技术对每个光源进行状态检测、开关控制、调光控制，利用GPRS无线通信技术实现计算机远程实时监控，能够远程实时监测每一盏路灯的电压、电流、功率、功率因数等电量参数，及时发现灯具故障、电路故障、控制器故障及盗窃电缆等问题。路灯单灯控制系统可以做到按需开闭、按需调光，达到分散节能，定位方便、节约维修管理、巡查成本，保证亮灯率等目的。下面以北京顺义区路灯监控项目为例来详细说明精细化的路灯单灯控制系统方案。

     改造前顺义区路灯控制采取光控、定时及人工开关的方式，不能满足特殊天气条件下开关灯及节能要求。2012年顺义区建设局对行政区内所有主次干道和大街小巷内的道路照明配电设施进行升级改造，拟对整个顺义区的路灯实行集中控制和节能管理。改造后的顺义区路灯部署了路灯单灯控制系统，采用傍晚高亮度开灯、夜间中亮度保持、黎明低亮度关灯的控制方案，既适应了不同时间人眼对光线的敏感度，保证了行车安全，又达到了节电节能的目标。路灯单灯控制系统对辖区内所有的照明设施实现了网络化、信息化、自动化管理，使路灯管理人员在监控中心即可掌握照明状态和故障信息，远程控制照明灯光，有效提高管理人员的工作效率，进一步提高整体“亮灯率”和“设备完好率”。

系统拓扑图

系统功能说明

（1）远程智能监控。通过路灯单灯控制系统，用户可使用中央计算机、手机、电脑等智能终端对路灯、控制器的工作状态进行远程监控，支持微信操作。通过图形化界面可以直观得获得灯具的运行状态和参数，并随时随地对照明系统进行远程干预。
（2）上行支持GPRS、以太网、wifi三种通信方式便捷接入云平台，下行支持电力线载波通信，为系统部署提供选择性方案。
（3）超级定时机制。支持每日方案、周方案、节假日方案、特殊时间方案、超级天文钟，包括半夜灯时间规则。用户可远程预设开关灯时间规则，并实时查看照明状态。
（4）场景模式预设。用户可根据实际需要远程配置灯光场景，例如普通模式、临时模式、节假日模式、节能模式等。
（5）运行方案的存储及调用。支持包括场景模式及定时设置在内的整套运行方案的存储功能，并在需要的时候一键调用。
（6）单灯开关和调光控制。支持对每一盏路灯的开关和调光，包括手动和自动化控制。以单盏灯具为单位，按路段、按区域进行任意分组，按需设置不同的控制方式，实现零限制的照明精细化管理。
（7）回路扩展。支持回路扩展功能，对于部分仅需要以回路为单位的控制区域，可便捷地接入至回路扩展模块，以降低投入成本。

（8）异常及故障报警：支持灯具故障报警、设备故障报警、通讯故障报警、线路故障报警以及配电箱门开、雨水、温度越限等开关量报警。当报警发生时，系统将及时地向指定用户的手机发送报警信息，并作相应记录。　　　
（9）电缆防盗：路灯单灯控制系统可自动甄别电缆被盗的可能性，当发生电缆被盗事件时系统将及时通知相关管理人员，避免造成重大经济损失。
（10）电量采集与分析。可实时采集电能、电压、电流、功率、功率因数等电量信息，根据电压、电流、功率因数的变化自动计算出亮灯率，并支持能耗预警。
（11）能耗管理：具有电能的分析和管理功能，形成数据图表化管理。支持分时分区查询，提供配电系统月报和年报分析统计，便于管理者对中长期用电情况的掌握，加强对用电的节能管理。
（12）IOT卡管理。IOT卡信息归档、数据查询、流量预警、在线续费，解决IOT卡信息混乱、过期失效和流量盗用等问题。
（13）GIS电子地图管理：在电子地理地图上能够直观的了解设备和灯具的位置、状态以及线路的走向，用户可直接对地图上的终端设备进行添加、删除、修改、参数设置和开关灯操作，实现图形可视化操作。

系统特点

（1）控制方式灵活。一般城市半夜灯节能采取了关闭一部分接触器来达到关闭一部分路灯的效果，这就对路灯线路要求严格，需分清每个接触器所接管的路灯，以避免进入半夜灯状态后单相线路负荷过重或三相严重不平衡导致线路故障。采用了路灯单灯控制系统后，可以根据实际情况制定符合需要的关闭方案；甚至对于单个路灯上的快车道，慢车道及景观灯都可以制定相关的开关模式；对于某些特殊功能的路灯，比如带有调光功能的LED路灯，还可以附加调光输出控制来进行节能；有些人流车流量变化差异大的路段还可以采用黎明前恢复亮灯等模式。
（2）节能降耗效果显著，减少二氧化碳排放，提高绿色照明指标。以试点路段为例，每套路灯含有1火250W和2火150W的光源，每天6点开灯，11点实行节能模式，早上6点关灯为例，如果采用下半夜只保留250W光源的节能方式，其节电率可以达到约31%，节能效果显著。在非重要路段甚至还可以采用隔二亮一的控制方式达到更大的节能效益。
（3）单灯故障监测，地理定位，减少巡修成本。路灯单灯控制系统在实际施工过程中必须涉及到道路的每一个灯杆，因此对于每个路灯灯杆都可以获得他固有的地理位置信息、内部接入电源相序、所安装灯具类型等等，在实施过程中把这些积累的信息输入到计算机监控软件中，即可形成现场路灯信息档案库，软件处理报警故障信息时，对应提供相关信息即可快速定位故障点，故障类型，方便维修人员快速查找和解决路灯故障。
（4）实现科学管理。路灯单灯控制系统能将采集到的数据自动进行存储、统计，能随时进行查询和生成各种统计报表，为管理人员提供详实地决策依据。

总结
     基于电力载波技术的路灯单灯控制系统是一个集成化的解决方案，可以实现节约能源成本，降低系统维护成本，同时构建一个完备的监控网络，依托网络可以实时获取环境数据，实现对网络上的任意设备的控制。实践证明，基于电力载波技术的路灯单灯控制系统，完全能够有效地对路灯的工作状态进行监控。它具有造价低廉，安装简单，传输线路广泛等优点。不但可以节能，还可以实时检测每盏灯的运行状态，可以在最短时间内发现故障，使得故障能够得到及时处理。路灯单灯控制系统方案的应用加强了城市照明管理的手段和方法，提高了城市照明管理的工作效率，值得推广使用。