智慧公共照明管理系统方案可行性研究报告.docx

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智慧公共照明管理系统方案可行性研究报告

智慧公共照明管理系统方案可行性研究报告

（综合版）

　　一、智慧公共照明管理系统方案介绍

　　二、智慧公共照明管理系统应用价值

　　三、智慧公共照明管理系统方案优点

　　四、智慧公共照明管理系统方案功能

　　五、智慧公共照明管理系统APP开发

　　六、智慧公共照明管理系统方案特点

　　七、智慧公共照明管理系统组成架构

　　八、智慧公共照明管理系统技术原理

　　九、智慧公共照明管理系统技术架构

　　十、智慧公共照明管理系统发展前景

前言

　　随着智慧城市的发展，城市路灯照明对人民生活和交通安全起着非常重要的作用。

作为城市公共照明体系及智慧城市的重要组成部分，采用智能化的路灯管理系统不仅要达到能源节约、减少能源浪费的目的，还体现在智能调光、创造更好的光环境以及提升运作效率上，为人们的生活提供更高的便利度、加强市民的安全，实现现代化城市靓丽风景。

城市智慧照明系统采用当今最新的软硬件技术，系统智能化水平高、稳定可靠，开放式接口，方便与相关系统融合及扩展。

系统可以实现照明远程控制、远程设置、电力监控、移动控制终端、数据记录及统计等基本功能外，还可以实现路灯巡检、电缆防盗、视频监控等功能。

同时，系统还内嵌GIS地理信息系统，可以对路灯等照明设施进行全面管控。

该系统是一套先进的、完整的城市智慧照明解决方案。

正文

一、智慧公共照明管理系统方案介绍

　　智慧照明又叫智慧公共照明管理平台、智能路灯或智慧路灯，是通过应用高效、可靠的电力线载波通信技术和无线GPRS/CDMA通信技术等，实现对路灯的远程集中控制与管理，具有根据车流量自动调节亮度、远程照明控制、故障主动报警、灯具线缆防盗、远程抄表等功能，能够大幅节省电力资源，提升公共照明管理水平，节省维护成本。

智慧照明系统可根据车流自动调节亮度。

当你走近时，它们会亮起，并会逐渐达到最大强度，与此同时，你身后的灯光开始慢慢变暗。

这样，灯光就不必一直亮着，从而减少了电力消耗，节省了资金，并有助于改善环境。

智慧照明可监测到空气污染，测量空气污染并不会神奇地让污染消失，但是能够找出哪些地方空气最糟糕的，并可以帮助社区更有效地应对它。

二、智慧公共照明管理系统应用价值

　　智慧照明主要通过应用先进、高效、可靠的照明技术和电力线载波通信技术，利用3G、4G无限通信技术等，实现多维动态可视化智能管理，节省运营和维护成本，提升公共照明能效，实现节能减排，树立现代城市智慧管理新形象。

　　集中控制:

全线路隧道中心监控，无需另设监控所。

　　图形化显示:

实时的GIS大屏幕显示，控制器状态直观方便。

　　移动控制:

手机和PAD手持移动设备均可控制。

　　现场控制:

可以在现场对每个控制柜设置控制策略，设备会按照设置好的控制策略自动运行，节约费用。

智能调光:

可根据光照度、时间，自动设定照度，无级调光。

　　状态查询:

可对线路中电流、电压、功率、温湿度、光照度等参数进行实时的查询。

　　定时控制:

设定单次模式、每天模式、节约模式、经纬度和日出日落模式。

　　故障报警:

灯故障时，监控中心进行故障报警显示及故障地理位置显示。

　　报表功能:

电流、电压、功率等电量报表和运行日志报表。

　　数据存储:

存储系统设备的执行历史记录。

　　维护拓展:

可进行远程参数设置及其它功能拓展。

　　自动校时:

整个系统可自动校时，保证所有设备时间和服务器时钟同步。

　　集中控制:

全线路隧道中心监控，无需另设监控所。

　　图形化显示:

实时的GIS大屏幕显示，控制器状态直观方便。

　　移动控制:

手机和PAD手持移动设备均可控制。

　　现场控制:

可以在现场对每个控制柜设置控制策略，设备会按照设置好的控制策略自动运行，节约费用。

智能调光:

可根据光照度、时间，自动设定照度，无级调光。

　　状态查询:

可对线路中电流、电压、功率、温湿度、光照度等参数进行实时的查询。

　　定时控制:

设定单次模式、每天模式、节约模式、经纬度和日出日落模式。

　　故障报警:

灯故障时，监控中心进行故障报警显示及故障地理位置显示。

　　报表功能:

电流、电压、功率等电量报表和运行日志报表。

　　数据存储:

存储系统设备的执行历史记录。

　　维护拓展:

可进行远程参数设置及其它功能拓展。

　　自动校时:

整个系统可自动校时，保证所有设备时间和服务器时钟同步。

三、智慧公共照明管理系统方案优点

　　智慧公共照明管理系统通过应用先进、高效、可靠的电力线载波通信技术和无线GPRS/CDMA通信技术等，实现对路灯的远程集中控制与管理，具有根据车流量自动调节亮度、远程照明控制、故障主动报警、灯具线缆防盗、远程抄表等功能，能够大幅节省电力资源，提升公共照明管理水平，节省维护成本。

　　1、智能管理

　　智慧公共照明管理平台具有全面和优化的路灯智能控制功能，为路灯管理人员提供更高效的管理和维护手段，主要体现为:

　　1）实时监控:

可以对任意一盏、一路或任意自定义组的路灯进行开关灯、调光。

　　2）地图监控:

提供GIS定位，对每盏路灯进行定位并在地图上显示，并在地图上对路灯进行开关灯等操作，大大方便对路灯的管理。

　　3）视频监控:

能自动检测路段是否有车经过，根据情况自动调节路灯照明亮度，可以进行来车数量统计、节能率统计，可以对视频信息进行管理，对道路区间可执行开启监控和关闭监控功能。

　　4）主动报警:

具体节点主动上报过载、欠载等故障，同时具有失压报警功能，支持通过手机短信、邮件等方式发送报警信息，向路灯管理部门提供路灯故障的精确位置及设备被盗的准确有效判断依据，从而免除了路灯管理部门繁杂的巡查工作，降低因路灯故障及设备被盗造成的经济损失。

　　5）支持多终端:

支持基于Android操作系统的移动终端远程控制，可采用平板电脑、手机等终端下发开关灯、调光等控制命令等。

　　6）节能统计报表:

可统计和查询历史电流电压，自动统计节能率，形成节能分析报表。

　　2、高效节能

　　通过分时段亮度控制，配合来车感应技术，在钠灯基础上可节能78.73%;还可实现在LED灯基础上的二次节能，节能率介于35%-40%。

　　3、稳定可靠

　　智慧公共照明管理平台的通讯机制、软硬件平台均采用了国内外先进成熟的技术，具有独有的嵌入式系统设计，系统可靠性高。

　　产品的稳定可靠主要体现在以下四个方面:

　　1）采用电力载波通讯技术，比ZigBee等无线通信方式成本更低且更安全可靠;

　　2）集中控制器的内核固件采用双备份，设备固件故障可自行修复;

　　3）集中控制器有网络时钟自动校时功能，可不依赖服务器常年准确运行;

　　4）基于云计算底层架构的软件平台具备高可靠性、负载均衡等优势。

四、智慧公共照明管理系统方案功能

　　智慧公共照明从多种方面实现了常规照明控制系统不能实现的功能，其中包括照明远程控制、远程设置、电力监控、移动终端监控、数据记录及统计、能效管理等，并结合GIS地理信息系统实现灯具故障巡检、电缆防盗、视频监控等功能。

　　1、照明控制

　　1）照明根据光照自动控制

　　在路灯路段内安装光照度传感器，当光照度检测到的光照度低于设定的光照度值（经验值）时，该段路灯由程序自动开灯。

　　当光照度传感器检测到的光照度高于设定的光照度值（经验值）时，该段路灯由程序自动关闭。

　　2）照明根据时序自控控制

　　按照当地的日出日落时间，系统自动分配路灯开关的时间段，控制器根据系统分配的时间段来自动开关灯。

当系统分配的时间段有误差时，操作员可以进行微调时间段。

　　3）照明根据事先预案控制

　　操作员可以预设开关灯方案，在某情况下，操作员可以任选预设方案，系统会根据该预设方案来开关灯。

　　4）手动控制

　　系统还设有手动控制，操作员可以随意的对路灯进行单灯控制或支路控制，满足客户不同时间段的不同需要。

　　5）分组控制

　　根据不同类型的照明控制要求，可对照明设施按照照明类型（全夜灯、半夜灯、景观灯、其他等）控制终端进行分组;对不同分组的路灯照明设备，按时间、地点、应用场合的不同，控制其开关，达到“按需照明”的目的，避免不必要的照明浪费，节约照明费用。

　　2、报警故障管理

　　当现场终端出现停电、缺相、错误亮/灭灯、过/欠电压等等故障时，系统根据故障类型和紧急情况，及时将报警和事件信息通过多种方式（声音、微信、短信、电子邮件等）通知相关人员，结合GIS地图实时定位故障位置以便快速响应，进行故障原因排查。

　　系统可根据不同的报警级别自动产生联动，包括数据系统和视频系统的联动，用户能通过预设方式自动启动多种预案，如报警消息提示、弹出报警画面、报警相关视频群组播放、弹出报警地图、自定义的声音提示、电视墙播放画面，等等。

　　同时，系统支持工程回放功能，可以任意指定历史时间进行画面的回放，在发生事故时，可以配合进行事故事件的调查、取证等。

　　3、安全管理

　　系统提供的安全功能能够设置具有不同操作权限的用户，从而实现对用户权限的管理，避免误操作、越权操作等。

　　系统提供多级电子签名安全机制，对一些非常重要的操作，系统运行时即使已经具有操作权限的用户登陆，在每次操作时仍需要再次对该用户或是更高级别的管理人员进行登陆及安全验证。

　　4、查询报表

　　系统可以对各监控终端任意时间的数据按照年、月、日进行查询、统计;可以定时将各监控终端的电压、电流、亮灯率等运行情况进行查询、统计;可以对任意一天的实际开关灯时间等记录进行查询、统计;可以对历史故障、登陆信息进行查询和打印。

　　系统提供的报表完全兼容Excel格式，提供丰富的报表编辑方式、强大的图表功能、实用的数据计算公式以及灵活的报表生成方式，帮助用户实现各种样式和功能的报表。

　　5、设备管理

　　系统支持对路灯设备部件详细的地理信息管理，包括信息的添加、修改、删除、查询、定位、统计和分析。

　　系统可通过无线网络远程抄表，及时掌握电能消耗，实现分时电量统计，时段电量控制;改善了原有的人工抄表方式，节约了大量的人力资源。

　　城市智慧照明系统有大量的电力设备，如高低压柜、变压柜、UPS等，系统通过对这些电力设备的监控能够了解电力系统的运行状态和照明设备的用电量等信息。

　　6、卫星自动校时

　　系统配备卫星自动校时系统，利用全球卫星定位系统所提供的准确计时，实现对系统的准确校时，保证系统内的所有计算机设备以及照明控制终端设备在时间上具有完全的准确性与一致性。

　　7、地理信息管理

　　系统提供的GIS地图功能，能够将所有照明设备地点在GIS地图上显示，可根据电力管网地理信息在GIS地图上绘制管网路线，方便用户查看，GIS地图支持移动、放大、缩小、点击等操作。

　　系统的电缆防盗功能可对路灯电缆施行全天候的防盗监测，当检测到终端设备、电缆、或变压器等设备被偷盗时，系统立即自动发出语音报警，并在GIS地图上显示相应的位置或设备类型，并可以自动与城市管理其他系统进行联动，如:

110指挥中心、交通信息系统等。

　　8、视频监控

　　系统能够将照明设备的视频信息采集到监控中心的视频服务器计算机中，视频服务器计算机为监控中心平台提供视频服务，操作人员能够根据需要随时查看视频信息。

　　系统的视频功能能够与数据监控很好的融合，通过OSD字幕能够将照明设备数据显示在视频画面中。

此外，视频功能允许将视频设备的报警接入到系统中来，从而能够实现视频报警和自动化报警的联动。

　　随着城市的建设和照明设备的增多，监控照明系统的视频设备也会越来越多，系统的视频功能具有易于扩展的架构，能够很方便的扩充多个视频服务计算机。

　　9、远程运维

　　1）Web发布

　　系统具有web服务器的功能，可将监控中心的内容进行web发布，在互联网上打开网页浏览器，输入移动维护服务器的地址或域名，即可实现对监控中心系统的远程访问。

　　2）手机访问

　　系统还具有手机访问服务器的功能，可为手机访问提供服务，在手机中安装APP客户端，并在客户端中填写移动维护服务器的地址/域名、端口信息等，即可通过手机对监控中心系统进行远程访问，支持Android、IOS系统。

　　10、能效管理

　　通过建设单灯智能调光系统，能让每盏LED路灯完全按照管理人员的意图进行:

开灯、关灯、调光节能、故障检测等动作，在实现城市照明设施精细化管理的同时，又通过合理的照明管理实现了路灯节能。

五、智慧公共照明管理系统APP开发

　　智慧公共照明管理系统APP开发，通过应用先进、高效、可靠的电力线载波通信技术和无线GPRS/CDMA通信技术等，实现对路灯的远程集中控制与管理，具有根据车流量自动调节亮度、远程照明控制、故障主动报警、灯具线缆防盗、远程抄表等功能，能够大幅节省电力资源，提升公共照明管理水平，节省维护成本。

　　1、智能管理

　　智慧公共照明管理平台具有全面和优化的路灯智能控制功能，为路灯管理人员提供更高效的管理和维护手段，主要体现为:

　　1）实时监控

　　可以对任意一盏、一路或任意自定义组的路灯进行开关灯、调光。

　　2）地图监控

　　提供GIS定位，对每盏路灯进行定位并在地图上显示，并在地图上对路灯进行开关灯等操作，大大方便对路灯的管理。

　　3）视频监控

　　能自动检测路段是否有车经过，根据情况自动调节路灯照明亮度，可以进行来车数量统计、节能率统计，可以对视频信息进行管理，对道路区间可执行开启监控和关闭监控功能。

　　4）主动报警

　　具体节点主动上报过载、欠载等故障，同时具有失压报警功能，支持通过手机短信、邮件等方式发送报警信息，向路灯管理部门提供路灯故障的精确位置及设备被盗的准确有效判断依据，从而免除了路灯管理部门繁杂的巡查工作，降低因路灯故障及设备被盗造成的经济损失。

　　5）支持多终端

　　支持基于Android操作系统的移动终端远程控制，可采用平板电脑、手机等终端下发开关灯、调光等控制命令等。

　　6）节能统计报表

　　可统计和查询历史电流电压，自动统计节能率，形成节能分析报表。

　　2、高效节能

　　通过分时段亮度控制，配合来车感应技术，在钠灯基础上可节能78.73%;还可实现在LED灯基础上的二次节能，节能率介于35%-40%。

　　3、稳定可靠

　　智慧公共照明管理平台的通讯机制、软硬件平台均采用了国内外先进成熟的技术，具有独有的嵌入式系统设计，系统可靠性高。

产品的稳定可靠主要体现在以下四个方面:

　　1）采用电力载波通讯技术，比ZigBee等无线通信方式成本更低且更安全可靠;

　　2）集中控制器的内核固件采用双备份，设备固件故障可自行修复;

　　3）集中控制器有网络时钟自动校时功能，可不依赖服务器常年准确运行;

　　4）基于云计算底层架构的软件平台具备高可靠性、负载均衡等优势。

六、智慧公共照明管理系统方案特点

　　智慧公共照明管理系统在保障正常照明的同时，也降低了人工巡检成本，让操作更便捷，管理更高效。

智慧公共照明管理系统广泛应用于城市、园区、社区、道路照明;隧道照明;景观亮化照明;工业照明;大桥照明;小区照明等场景。

　　1、定时控制

　　通过日程管理模块，可以对照明设置定时开关。

根据实际照明需求，不同区域的路灯可设置不同的开关灯时间。

　　2、多终端、分区域管理

　　每个区域根据需求，可设置多名管理员;管理员通过电脑、平板、智能手机等多种终端，通过WIFI、移动网络、宽带网络等连接灯光控制系统，随时随地监测照明设备状态，及时处理照明问题。

　　3、软启功能

　　通过集中控制器或简单按键，调节智能灯光照亮度。

开灯时，灯光由暗渐渐变亮;关灯时，灯光由亮渐渐变暗，避免亮度的突然变化刺激眼睛。

同时避免大电流和高温的突变对灯丝的冲击，保护灯泡，使光源寿命延长2-4倍。

　　4、场景控制

　　对于固定模式的场景，无需逐一开关灯源和调节光亮度，一键可控制一组灯。

　　5、安装便捷、无需管线施工

　　智慧城市道路照明系统安装时不必考虑任何控制关系，在整个系统安装完毕后再通过软件设置各个单元的地址编码，从而建立对应的控制关系。

与传统控制方法相比节省了大量原本要接到普通开关的线缆，即用即安装，缩短了安装施工时间，节省人工费用。

七、智慧公共照明管理系统组成架构

　　智慧公共照明管理系统具有灯光亮度的强弱调节、灯光软启动、定时控制、场景设置等功能，并达到安全、节能、舒适、高效的特点。

智慧公共照明管理系统组成包括:

智能灯杆系统简单地由硬件和软件组成。

　　1、硬件组成:

硬件应包括杆体，底座，安装设备和配套设施。

应根据实际应用场景和需求进行切割。

　　1）杆体:

由杆体，悬臂和其他部件组成。

　　2）底座:

支撑杆体的结构部件，可集成配电，通讯，防雷，接地等单元。

　　3）安装设备:

由智能照明设备，视频采集设备，移动通信设备（基站），公共WiFi设备，公共广播设备，气象环境检测设备，一键呼叫设备，信息等各种功能设备组成。

发布屏幕。

，充电设备，网关模块，电源模块，防雷模块等

　　4）配套设施:

各种服务设施，如水浸传感器，倾斜传感器，电力线，通信线路和土木工程基础，旨在满足智能杠杆智能系统的需求。

　　2、软件:

组合软件系统是感知交互层，网络传输层，数据支持层和业务应用层的数据和指令的集合。

　　1）管理平台:

主要管理，控制，运行杆体和安装设备的监控和数据操作维护。

　　2）典型系统功能:

通过配置智能灯杆上各种接口的网关或路由接入设备，可以提供智能照明，智能交通，移动通信基站，视频采集，公共WLAN，公共广播，气象环境。

监控，一键通话，信息发布，电动汽车和移动终端充电。

八、智慧公共照明管理系统技术原理

　　智慧公共照明系统主要由节点控制器、集中控制器、视频车辆检测器和云控制中心四部分组成，同时支持web平台和android平台，web平台采用B/S架构，android平台支持android2.2及以上版本系统。

智慧照明平台具有高效节能、管理优化、稳定可靠、配置灵活的特点。

可实现远程监控和可视化操作，可以对任意一盏、一路或任意自定义组的路灯进行开关灯、调光;允许在地图上对每盏灯进行操作，可以完成关、开灯、调光灯功能，每个单灯的故障报警信息可以在地图上动态显示。

同时还具备来车来人检测、智慧调光、主动报警、设备信息维护、系统管理等众多人性化功能。

九、智慧公共照明管理系统技术架构

　　智慧照明系统是在基本的智能控制中，通过运用可见光通信Li-Fi、光传感器、调光调色模块等创新技术，再集成信息采集、人员定位、安防监控、交通控制、气象监测、人员疏导、公共安全等物联网相关的功能与特性。

在整个系统框架中，该系统架构包括四个层，分别是终端层、网络层、平台层和应用层。

　　终端层:

包括NB-IoT模组，智能控制硬件及固件、LED电源及灯具等。

该层主要完成智能硬件的控制及照明功能的输出。

　　网络层:

包括NB-IoT网络，运营商物联网平台等。

该层的主要目的就是把终端的信息上传或者下载，解决平台和终端间的数据通讯和信号控制。

　　平台层:

包括整个智能灯具的管理，控制，API，规则引擎，大数据分析及运营支持等。

该层主要是整个系统的人机界面，对外通讯API，系统管控等功能。

　　应用层:

包括GIS、能效管理、ERP界面，EMS设备管理等。

该层主要是利用智能化的数据和运维，形成一些有增值的应用和应用数据接口。

十、智慧公共照明管理系统发展前景

　　智慧照明的出现，意味着照明已不仅限于“照明”。

如何利用智慧照明为人创造更多、如何通过智慧手段实现环保、如何通过智慧照明让人与人、人与社会、人与世界之间沟通更紧密……这些都是智慧照明的目的，而节能是其中的一个方面。

智慧照明是“照明”和“智控”的产物。

智能系统的引入，使照明可以根据日光变化、区域划分、使用地点而定制不同的灯光效果，甚至构建中央控制室统一控制，覆盖面可广达整座城市。

道路照明标志着城市建设的形象和发展，是城市密度最大、数量最多的市政基础设施之一。

在高速公路或城市道路上，用智能路灯代替传统路灯，使用智慧城市道路照明系统，通过电脑、手机、平板等终端实现路灯远程控制，按需照明，实时状态监控等。

未来智慧公共照明会越来越广泛。