城市照明监控防盗系统技术方案

城市照明监控防盗系统技术方案

谢锡明

珠海市路灯管理处直属路灯所

摘要：分析了城市照明监控系统选择应考虑的因素，结合路灯照明监控系统设计要求，阐述了路灯照明系统设计的重点及监控终端技术的主要指标，对城市路灯照明运行管理水平的提高具有重要意义。

关键词：城市照明；监控系统；技术方案

城市路灯照明系统是靠路灯照明监控系统来控制管理和监测的。城市路灯照明中对自动控制系统的应用，如遥信、遥控及遥测等技术，同时对计算机信息管理技术、无线通信技术等也会涉及到，按照城市监控站点的数量与分布、城市的实际情况、考虑系统的运行技术和系统运行所需花费的经济费用来设计这个系统，对各个路灯监控点的远程监控以及数据的采集确保实现准确无误，并且设计维护功能来保护本地系统。同时实现对收集的数据进行存储、处理、报表生成、打印等功能。要求系统应该具备容量大与覆盖范围广的特点，要有足够强大的管理功能。在系统的构建中，应用到诸多先进科学技术及手段，保证了路灯照明的高效运行与简便的管理，能够及时的得到各站点的信息反馈，帮助其进行更有效的分析管理。不断完善系统，对城市路灯照明运行管理的提高也有重要的作用和意义。

城市照明监控防盗系统技术方案

城市照明自动化监控与管理系统，在全国近八十个城市正在运行的路灯和灯饰自动化监控系统。经过十多年演变，我国在监控技术领域的研发优势和专业积累，不断开拓创新，全面发展了城市照明监控与管理的范畴和理念。

一、城市照明监控与管理系统原理

城市照明监控与管理系统由调度端的微机系统、无线数传系统、现场智能终端以及路灯开关箱组成。系统根据本地日出日落时间和光照度值，采用时控或时控与光控相结合的控制方案，通过无线信道自动遥控开关灯，遥测现场的工作参数（电压、电流、有功功率和功率因数等数据），可对采集的数据进行分析，自动计算亮灯率，从而判断照明系统的运行情况。系统可实现各种故障报警、防盗报警等，全面提高城市照明系统运行的可靠性。

二、系统主要功能

自动或手动遥控全夜灯、半夜灯和景观灯的开灯和关灯。自动、手动巡测、选测控制箱电压、电流、有功功率、功率因数和接触器状态等参数。采用时控或时控和光控相结合的控制方案，满足各种控制要求。系统支持多种通信方式，如230MHz无线专用数传网、无线公网中的GPRS、USSD、GSM短消息和电力载波等多种通信方式。本方案建议采用GPRS通信方案。独立运行功能，通信系统出现故障时，可以根据预先设置的时间，自动定时开/关灯。监控终端具有停电运行功能，停电后自动向监控中心报警，并能继续运行10分钟以上。系统根据需要可把路灯或景观灯控制终端可分为不同功能组，以实现群控和组控等多样化控制；景观灯的开/关灯时间可任意组态设计；分组方式可以在监控中心任意设置。监控终端具有智能中继路由功能，可扩展无线通信系统覆盖范围（应用于无线专网）。数/话兼容通信设计，实现勤务通话功能（应用于无线专网）。具有长和短等多种指令结构，缩短系统巡测一周的时间。系统报警采用终端主动报警和调度端报警相结合的报警方案。利用卫星定位系统（GPS）自动对全系统校时。计算、统计、查询各路灯控制箱的亮灯率。查询打印各路灯控制箱的任意时间的定时数据与统计数据。网络系统具有可靠的防范和安全措施。具有异地实时查询模块。系统增加防盗线模块，可以实现路灯电缆的防盗报警功能。系统增加视频图像监控子系统，支持大屏幕投影系统。系统可以增加GPS车辆定位系统，并与其联合运行。系统可选配远程调压接口，实现智能调压设备联合运行。系统可扩展智能抄表系统，随时了解照明系统用电情况。

三、智能照明控制方案

（一）分组控制

系统可以根据不同灯型的控制要求，把全市的路灯和景观灯分成若干组，分别采用时控方案或时控和光控相结合的控制方案，自动遥控开/关全夜灯、半夜灯和景观灯；也可以手动对全夜灯、半夜灯和景观灯进行遥控开/关操作；在特殊情况下，可以实现白天亮灯。

（二）路灯采用时控和光控相结合的控制方案

目前，路灯控制方案主要有时控法和光控法两种。

时控法的主要缺点是不考虑天气对光照度的影响，每天在固定的时间开/关灯；从而造成阴雨天光照度严重不足但没有开灯，或者晴朗天气虽然到了固定开灯时间但光照度仍然充足，浪费电力；关灯时间的固定不变，同样出现类似的不合理现象。光控法的主要缺点是在光线不足的白天，或者夜晚有强光照射时都有可能发生误动作。

为了克服两者的不足，本系统采用时控和光控相结合的路灯控制方案。该方案基于模糊控制理念，以当地365天日出日落的时间作为基本条件，监控微机根据光照度的具体变化自动调整开关灯的时间，并向监控终端发送调整后的开/关灯命令。

根据已建的路灯监控系统运行情况统计，相对于原来采用日出日落时间作为开/关灯时间的时控方案，则在采用时控和光控相结合的控制方案后，每天大概可以减少路灯开灯时间25分钟左右。如果以每天平均开灯10小时计算，则可节约4%的电费。

（三）景观灯采用分组定时控制方案

景观灯控制采用分组定时控制方案，即把不同地理位置和要求的景观灯分成若干组，对不同组采用不同的定时控制方案。

采用先进的全组态设计，通过中央控制室微机的设置程序，可任意设置一年中的开/关灯时间以及每周固定的开/关灯时间。通过群控方式，可将景观灯进行分组，不同组采取不同的控制方案；也可通过选控方式，将相应的饰灯逐点控制，更增强了系统的灵活性。

四、路灯电缆线防盗报警系统

由于城市照明电缆线和变压器一般都是架设在户外，特别容易发生偷盗现象，造成市政设施的损失。为了保证照明系统电缆线的安全运行，照明监控系统配上防盗线报警装置，可以实现防止照明电缆线的偷盗，保护照明设施的安全。

（一）防盗线报警装置的工作原理

组成框图和系统连接关系见下图：

防盗线报警装置主要适用于路灯电缆线的监测，当设备安装后，监测器监测线路末端模块的运行情况，当发生剪断电缆线时，防盗线监测器能够立即向监控终端发出报警信号，并经无线通信方式送到监控中心通知值班人员及时处理，实现全方位的照明线路的监测。

同样可以将末端模块安装在路灯专用变压器端，监测器监测末端模块和变压器工作状态，当发生偷盗变压器时，状态发生变化，监测器监测后同样能够发出报警信号，实现对变压器的防偷盗报警。

（二）防盗线报警装置的配置

在防盗线报警装置的使用中，应在所需保护的每一根照明电缆线的末端上加装一个末端模块，在照明控制箱中需安装防盗线监测器，该监测器输出端连接到路灯终端的报警输入端，当发生报警时，通过路灯终端把报警信号送入监控中心。

如果监控中心安装了短消息报警系统，则可通过监控中心微机，将报警信号由短消息方式发送到相关人员手机上，实现实时监控。短消息可以显示报警的路灯葙名称、输出的第几路、报警的内容等信息。同样如果系统配置语音电话拨号卡，则可实现语音报警功能，可以将报警信息（如名称、路段，线路位置等）通过话音方式送到110等值班电话，通过与110电话联动，有效的保证路灯设施的安全。

（三）防盗线报警装置的特点

设备采用工业级芯片，能在－35℃～+65℃的环境温度下的连续运行。在关灯的条件下，线路末端模块无需供电，即可实现防盗线功能。电缆盗线检测与电缆状态，包括：线路长短、灯型、灯具数量、电容补偿情况等无关，适应性较强。电缆盗线检测与供电方式无关（即专用变压器供电方式或公用变压器供电方式）。对于路灯专用变压器安装变压器防盗模块后可以实现变压器防盗报警功能。末端设备和控制箱前端设备具备防浪涌等多种防护措施。具有系列化产品，满足不同场合的需求。

五、智能照明节电装置

如果在完成照明监控系统的基础上，采用稳压降压的节能设备，实现远程了解节能设备的输入、输出电压等运行状态；并通过远程控制指令调节节电设备的输出电压，使其达到最合适的位置。系统也可根据城市道路和景观照明的不同情况，将节电设备的调压运行可以分成若干组分别控制。

稳压降压节能的原理是利用供电电压的不稳定性和后半夜负荷进入低谷，电压升高的情况，通过前半夜稳压，后半夜降压的原理实现节能的目的。

具体运行时在前半夜，供电电压一般在220V左右时，节能设备进入一级节电方式，把供电电压稳定在210V左右，可以节电10％左右；在后半夜，由于电网负荷较轻，供电电压一般会升高到240V左右，节能设备进入二级节电方式，同时由于半夜街道行人和车辆较少，可以适当的降低路面的照度，因此节电器输出供电电压降到200V左右，可以节电30％左右。为此经过稳压、降压的方式，可以节省大量的电能。

同时节能设备可以通过监控系统实现自动监控功能，因此系统操作人员可以随时根据需要对节能设备进行节能器投入时间、运行模式进行控制，实现按需节能的目的。

智能照明调控装置通过微电脑控制，实时采集输出、输入电压信号与最佳照明电压比较，通过计算进行自动调节，从而保证输出最佳的照明系统工作电压。当出现电流、电压、温度等超限时，可主动报警，以保证设备的安全运行。设备的主要具体以下三个方面特点：

（一）优化电力质量，节约照明用电

1.稳定最佳工作电压

针对电网电压偏高和波动等现象，调控装置可根据用户现场实际需求，实时在线调控输出最佳照明工作电压，并能将其稳定在±2%左右，有效提高电力质量，从而达到节电10%~40%的效果。

2.多时段节能运行

根据用户实际的照明需求，调控装置还可通过程序进行多时段节能电压设置，从而满足用户不同光源、不同时间的需求，实现最佳照明状态和最大节电率。

3.实时稳压、控压

在电压波动很大的地方，如电气设备比较多的厂区，电压波动达到±15%；路灯后半夜的供电电压也会达到250V。智能调控装置高稳定的最佳照明电压，能够延长电光源寿命2~4倍，减少照明运行、维护成本30%~50%。

（二）智能照明调控

为了满足不同用户对照明灯具控制的需要，智能调控装置有三种运行模式可供选用：

节能设备根据设定的输出电压值稳压输出。节能器根据设定的时间进行稳压、调压输出。由监控中心微机可直接对节电器进行稳压、调压控制。

（三）适用性、可靠性

节能装置对每相都可以独立调节，可操作性强，可以承受三相100%的不平衡负载，且保证单相的故障绝不影响其它两相的正常运行。同一个装置可以带不同类型光源负载，还可以独立调节每相的输出电压。

调控装置采用手动和自动双旁路系统，以保证照明设备不断电，正常安全运行；当节电装置出现问题旁路时设备能够主动报警，使监控中心及时了解节电器的工作情况。

结语；城市道路照明系统的管理与设计要坚持以人为本，对道路照明系统的功能性要重点对待，重视人们对道路照明系统的安全感与舒适性，还要注重路灯设计的艺术性，在一定程度上要与城市本身的文化底蕴相协调。积极实施城市路灯照明系统的设计，完善设计思想，重视设计要点是城市照明系统各项工作中的重点。本文主要描述了路灯照明监控系统的设计特点，设计要求及设计思想，路灯照明监控系统的主要任务。随着社会的进一步发展，路灯控制技术将进一步沿着智能化、节能环保的智慧城市方向进行演变和研究开发。节能与减排已成为当今世界的一个重要措施。

参考文献；

（1）市政路灯照明监控系统的设计思想及要点分析_冯振国

应用于城市路灯照明监控系统中的无线通信技术_吴亮