基于无线监控技术的县级城市照明系统研究

2022-09-10

近些年县城市化进程在不断加快, 路灯和景观灯数量和质量都有了很大的提高。但路灯和景观灯控制和管理未实现网络自动化, 谈不上科学有效的监控, 现有路灯和景观灯的开关由每台箱变或配电柜独立时钟控制, 方式落后, 随意性大, 无法做到精确的统一控制, 从而造成“东方不亮西方亮”、“有令不开”的现象和电力浪费。根据建设部、国家发展和改革委员会《关于加强城市照明管理促进节约用电工作意见》 (建城[2004]204号) 文件要求大城市亮灯率要达到97%, 中小城市亮灯率要达到95%的要求, 仅凭维护人员夜晚开车巡查和市民举报方式, 因此, 建立一个基于无线技术的照明系统的经济效益和社会效益都显而易见。

1 经济效益

(1) 电费的节省。电费的节省是由夜灯控制和开/关灯时间的最优控制来实现的。县级城市现有的路灯大多采用半夜灯控制, 全年可节省1/4的电费。

采用时间曲线和光控相结合的方式集中控制全市路灯的开/关, 可避免早开灯和晚关灯, 按平均每天缩短亮灯时间30min计, 全年也可节省可观的电费。

(2) 维护费用的节省。采用照明无线监控系统后, 每晚的人工巡检由计算机自动完成, 也可节约可观的人工和车辆的开支。

(3) 电缆防盗的节省。在一些城乡结合部、工业园区路段、等其它边远地区电缆偷盗猖獗, 也带来了不小的经济损失。

2 设计原则

根据个县级城市的具体需求以及参照大中型城市自动化照明控制系统的工程经验, 把握好该系统设计和施工的五个关键原则:可靠性原则:将系统顺利开通并长期稳定运行;先进性原则:将上高县城市照明无线监控系统建成目前国内最先进、功能最齐全的照明无线监控系统;扩展性原则:系统平台通用, 无站点容量限制;经济性原则:经济适用, 节约投资;易用性原则:使用维护简单方便。

3 系统功能

县级城市照明无线监控系统建成后将具有以下先进功能。

遥控:按时间曲线和光照度由控制中心计算机统一自动控制 (群控) 各站点路灯和景观灯 (全夜灯、半夜灯、时段灯) 的开/关, 并能实现手动遥控、组合控制等功能。遥测:按设定的时间周期自动巡测 (2s一个站点) 或随机手动检测各站点路灯和景观灯线路的电压、电流等工作参数, 自适应计算亮灯率。遥信:能随时获取各站点的报警信息和开关状态。遥调:可实现节电器等设备的远程调压功能。无线控制和站点自身控制相结合, 确保无线通信不畅时正常开/关灯。大屏幕动态显示各站点路灯工作情况和参数, 操作非常简便。数据存储、查询和各种报表打印。8种路灯故障的发现和诊断。并用声光、语音和短消息报警, 做到快速抢修。电子地图和设施管理。GPS卫星自动校时。与公网的互连, 可实现远程访问。软地址设计, 无站点容量限制, 系统扩容方便。有数字远传电表的RS-485接口, 方便实现远程抄表计量功能。有扩展接口, 可方便实现分层控制、节能控制和电缆被盗报警。

4 系统组成

照明无线监控系统主要由监控中心、无线通信系统和遍布全市的照明监控终端三大部分组成, 见图1。

4.1 监控中心

监控中心主要由两台工控机 (相互冗余备份) 、数据库服务器和交换机构成的100M以太网组成。另外可按需配置一些外围设备和照明监控的专用设备, 如打印机、UPS电源、大屏幕投影机、GPS卫星校时系统、光敏开关等。

4.2 采用C D M A公网的无线通信系统

城市照明智能监控系统利用电信的核心网络C D M A以及S D H传输网进行组网, 首先利用电信SDH传输网实现监控中心局域网与电信CDMA核心网络接入平台的专线链接。在远程监控终端的通信模块上配置电信S I M卡 (S I M卡只开启数据传输功能) , 采用动态或静态IP地址分配方式。远程监控终端在配置和获取IP地址后, 接入电信C D M A无线网络, 即可实现和监控中心的数据传递, 达到远程监控的目的。

4.3 照明监控终端 (RTU)

监控终端由测控电脑板、美国AnyDATA公司CDMA模块、三合一电源和互感器等组成。

理科照明监控终端主要完成遥控、遥测、遥信和遥调等“四遥”功能, 当无线通信失败时, 具有自控功能;具有白天亮灯、晚上灭灯、电压/电流越限、供电线路停电、电压缺相、开关跳闸 (保险熔断) 、通信失败、电缆被盗等多种故障报警;还具有现场显示和人机对话功能, 方便现场工人的调校和维护;它有效地解决了高低温、雷击、电磁干扰和无线通信干扰的问题。

4.4 电缆被盗报警装置

路灯电缆被盗报警装置, 由位于路灯配电柜处的信号转换器和位于电缆末端的电缆被盗报警器组成, 可实现路灯线路白天无电和夜间带电情况下的路灯电缆被盗或剪断的报警。1只电缆被盗报警器对应1根路灯电缆, 它可通过监控终端向监控中心发出报警信号, 也可直接向设定的值班人员手机发出报警短信。

5 结语

凭借CDMA网络分组数据技术的先进性, 并借助各种网络安全技术, 可以为客户构建各种无线解决方案, 无论在数据传输速度上, 还是在网络的安全性方面都具有日前其他网络不可比拟的优势。该方案具有组网简单、节省投资、能源节约显著、功能完备、结钩合理等优势, 在技术和实现上完全可行。相信城市照明网络化管理水平将达到新的高度。

摘要:随着社会的发展和生活水平的提高, 公共设施建设显得尤为重要, 城市照明作为城市的重要组成部分, 其质量和水平体现了城市形象和社会进步的一个标志, 本文基于CDMA无线监控技术提出了县级城市的照明解决方案。

关键词:CDMA,城市照明,智能调控

参考文献

[1] 许炜.基于网络化分布的城市照明系统智能调控技术分析[J].仪表技术, 2009, 1.

[2] 曾文莲.基于网络的照明智能调控技术分析[J].电脑与电信, 2008, 4.

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