路燈照明系統(tǒng)的規(guī)模日益擴大,照明管理的復(fù)雜和難度也隨之增加,而傳統(tǒng)的照明控制方式和管理手段較為單一,存在照明效率低、故障率和成本較高、無法監(jiān)控等問題。通過智能照明管理系統(tǒng),路燈聯(lián)網(wǎng)可以同步實時控制、智能調(diào)光、全自動控制以及遠程統(tǒng)一集中管控。在實現(xiàn)路燈照明安全、方便、節(jié)能的同時簡化控制回路和日常管理,降低使用及維護成本,以智能化的照明管理實現(xiàn)路燈照明系統(tǒng)經(jīng)濟性和安全性的統(tǒng)一。
分析制定改造方案
1.能耗及智能化分析。中華玉蘭燈照明燈具為高壓鈉燈,非常耗電,且因其光源特性影響,地面照度水平還存在提升空間,應(yīng)納入節(jié)能智慧化改造范圍。除中華燈外的高壓鈉燈、無極燈及金鹵燈,均采用能耗較高的照明燈具,照度水平嚴重不足(低于國標至少 20Lx 的要求),某些路段(如興業(yè)路高壓鈉燈路段)照度水平很高,但從節(jié)能性、安全性來看,應(yīng)納入節(jié)能智慧化改造范圍。節(jié)能燈路段單燈額定功率較低,已有一定的節(jié)能特性,但不具備照明智慧化管理條件。LED 燈照明路段較多,在照明控制上,這些路段實現(xiàn)了不同程度的組控,有一定的智能管理手段,從節(jié)能特性和智慧化管理來看,可以考慮更換燈具后再進行智慧化改造。區(qū)內(nèi)風(fēng)景區(qū)、公園等照明環(huán)境下有數(shù)量不等、類型不同的 LED 景觀燈,均有較好的節(jié)能特性,從實際效果和安全性來看,風(fēng)景區(qū)、公園路燈不宜做進一步改造?,F(xiàn)有197 個配電柜,其中122 個已由華體進行簡單的智能化改造,其余75 個待改造,對待改造及簡單改造的配電柜交給企業(yè)進行智慧化管理改造與整合。
(1)通訊與數(shù)據(jù)處理
物聯(lián)網(wǎng)關(guān)與照明燈具、級聯(lián)網(wǎng)關(guān)之間雙向通訊,實現(xiàn)照明燈具運行狀態(tài)的搜集、對單燈的無線遠程動態(tài)調(diào)光;物聯(lián)網(wǎng)關(guān)、智能監(jiān)控單元通過運營商網(wǎng)絡(luò)與云平臺雙向通訊,實現(xiàn)照明燈具、照明線路等運行狀態(tài)的搜集上報;云平臺根據(jù)接收到的照明系統(tǒng)狀態(tài)信息,下達調(diào)光指令。系統(tǒng)支持本地數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)管理及云端數(shù)據(jù)管理。數(shù)據(jù)處理方式包括Web 頁面管理、專用平臺管理、多種終端管理等,支持數(shù)據(jù)分析、遠程操作、實時監(jiān)控等智慧化應(yīng)用。
(2)功能部件
物聯(lián)網(wǎng)關(guān):管理和配置區(qū)域內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點,包括控制節(jié)點的工作狀態(tài)、收集節(jié)點的工作信息等,并將節(jié)點數(shù)據(jù)處理后經(jīng)運營商網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給云平臺。
級聯(lián)網(wǎng)關(guān):利用多傳感器技術(shù),感知區(qū)域內(nèi)車輛及行人的移動狀態(tài),組控單燈的亮燈規(guī)則,實現(xiàn)動態(tài)調(diào)節(jié)和靈活配置。路燈模塊:內(nèi)置物聯(lián)網(wǎng)智慧模塊和可調(diào)光LED 路燈。當單燈工作狀態(tài)發(fā)生變化時,內(nèi)置物聯(lián)網(wǎng)智慧模塊主動上報工作參數(shù),內(nèi)置傳感器通過檢測車輛及行人狀態(tài)變化自主調(diào)節(jié)路燈照度。智能配電監(jiān)控終端:在原有配電柜中,增加市電電流、電壓、功率因素、漏電等功能檢測單元,并通過運營商網(wǎng)絡(luò)將線路信息實時上報云平臺。
云平臺和監(jiān)控中心:不同地域不同物理特征的數(shù)據(jù)均可經(jīng)運營商網(wǎng)絡(luò)接入云平臺。監(jiān)控中心分析、處理路燈和網(wǎng)關(guān)上報的數(shù)據(jù),融監(jiān)控、指揮、運營為一體。
2.節(jié)能智慧改造方案
(1)照明系統(tǒng)硬件的升級改造:對于LED 燈,一是配置單燈控制模塊,實現(xiàn)智能控制管理;二是配置聯(lián)動控制模塊,靈活調(diào)光。達到顯著降低能耗、智能管控的目標。對使用年限較長、已出現(xiàn)光衰的 LED 燈具的路段,需先更換高可靠性LED燈具。對于中華玉蘭燈,一是以高可靠性LED 燈替代高壓鈉燈;二是配置單燈控制模塊,實現(xiàn)智能控制管理;三是配置聯(lián)動控制模塊,靈活調(diào)光。達到提高照度水平、顯著降低能耗、智能管控的目標。對于除中華燈外的高壓鈉燈、無極燈及金鹵燈,一是以高可靠性LED 燈替換原有燈;二是配置單燈控制模塊,實現(xiàn)智能控制管理;三是對背街小巷、居民區(qū)的路段配置感應(yīng)模塊,實現(xiàn)自主調(diào)光;四是對主干道、次干道、支路等路段配置聯(lián)動控制模塊,實現(xiàn)靈活調(diào)光。達成提高照度水平、顯著降低能耗、智能管控的目標。對于節(jié)能燈,一是以高可靠性 LED 燈替代節(jié)能燈;二是配置單燈控制模塊,實現(xiàn)智能控制管理;三是配置聯(lián)動控制模塊,靈活調(diào)光。達到提高照度水平、顯著降低能耗、智能管控的目標。并在相應(yīng)路段固定距離增加移動偵測傳感器,檢測行經(jīng)車輛與行人運動狀態(tài)。對于配電柜,在整體更換傳統(tǒng)配電柜的同時,進行智慧化改造:一是配置企業(yè)自主研發(fā)生產(chǎn)的Mnova 智能監(jiān)控終端,監(jiān)控配電柜和線纜運行狀態(tài);二是協(xié)同燈的改造及Mnova智能照明管理系統(tǒng),達成靈活管理、安全智能管控的目標。主要功能為漏電檢測、功率因素檢測、遠程控制等。(2)照明系統(tǒng)管理平臺的升級改造。部署 Mnova 照明智能管理平臺及云平臺,對照明實行統(tǒng)一精細化管理,實現(xiàn)不同地域不同物理特征數(shù)據(jù)的集中監(jiān)控、分析、處理及應(yīng)用,并可擴展與其他智慧城市應(yīng)用協(xié)同。物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的部署確保照明系統(tǒng)各部件的實時、可靠通訊,并可適應(yīng)后續(xù)網(wǎng)絡(luò)升級和擴展。部署物聯(lián)網(wǎng)關(guān),管理和配置區(qū)域內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點,包括控制節(jié)點的工作狀態(tài)、收集節(jié)點的工作信息等,并將節(jié)點數(shù)據(jù)處理后經(jīng)運營商網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給云平臺。部署級聯(lián)網(wǎng)關(guān),利用多傳感器技術(shù),根據(jù)聯(lián)動控制和感應(yīng)控制狀態(tài)變化,實時組控單燈的亮燈規(guī)則,實現(xiàn)動態(tài)調(diào)節(jié)和靈活配置。