城市智慧路灯介绍

根据《住房城乡建设部办公厅关于开展国家智慧城市2013年度试点申报工作的通知》（建办科函[2013]275号）要求，各省级住房城乡建设主管部门开展了基于数字化城管系统的智慧城市试点申报的组织、初审和推荐工作。2013年8月经综合评审，住房城乡建设部办公厅公布了江西省上饶市婺源县等103个城市（区、县、镇）为2013年度国家智慧城市试点。

智慧城市是在物联网、云计算等新一代信息技术的支撑下，形成的一种新型信息化的城市形态，重点发展智慧电网、智能楼宇、智能卡、智能环境监测、智慧照明、智慧管网、轨道交通等领域，让城市更快捷、更“聪明”。智慧路灯是智慧城市的重要组成部分。

 城市照明路灯目前从传统的高压钠灯，到LED路灯、太阳能路灯，再到智能LED路灯，智能化终将成为路灯行业发展的一种趋势。随着行业的不断发展，技术的不断革新，尽管LED路灯本身所具有的优越性已得到大家的认可，但是新的需求又逐渐出现了。人工控制开关路灯的时间设置是固定的，由于季节更换、昼夜交替、阴天雾雨等因素造成每天的开关灯时间、亮暗程度不一；且设备也易出现跳闸、灯具损耗大等现象，不能保证及时修理和更换损坏的灯具。通过智能管理平台，通过电脑就能精细化控制每一盏路灯，实现灵活的开与关、调光，故障预警，在保证照明质量的同时，最大限度地节约能源，真正的实现节能和环保。

同时互联网+和大数据应用成为智慧城市各层次包括智慧路灯关联的趋势，在路灯智能化基础上，实现和智慧城市总平台的无缝对接成为必然。

智慧系统方案说明

  彩易智慧路灯是通过应用先进、高效、可靠的通信技术，实现对路灯的远程集中控制与管理，同时具有收集环境信息数据（车流量、PM2.5等）自动调节亮度、故障主动报警、灯具线缆防盗、远程抄表、远程照明控制、电动汽车充电、降雾霾、城市安防监控、大数据采集存储应用等功能，能够大幅节省电力资源、社会资源，提升公共照明管理水平，节省维护成本，增值路灯城市服务职能。

彩易智慧路灯系统采用了国内最先进的电力线载波通信技术，能通过现有路灯供电电力线对每盏路灯进行远程监控，进而实现对路灯系统的智能化管理，彩易提供完整的智能化设备管理的科学解决方案。

系统的建立无需另外铺设通信控制线，具有易于安装实施的优点，可广泛应用于城市道路路灯的控制、监测、计能和故障诊断等，在节约能源和提高管理效率的同时为公众提供更人性化、更安全的公共照明服务。

具体功能包括三个层次：

l 路灯上网，智能控制；（属于基本功能）；

l 性能升级、功能扩展；（根据客户需求定制）

l 数据收集存取应用。（根据客户需求定制）

1） 路灯上网，智能控制（属基本功能，里面功能客户也可选）

u 调光控制：任一盏、一路或某自定义路灯的调光

u 开关控制：任一盏、一路或自定义的路灯通断电 

u 状态查询：查询路灯开关状态、电流电压、电量等数据

u 定时控制：定时控制如定时开关灯、分时段调光等

u 故障报警：路灯故障时向监控中心报警显示故障灯号

u 系统监测：显示照明系统的电量、电压、电流、功率等多项数据统计

u 数据报表：生成电能、点亮率等分析曲线和报表

u 数据存储：存储系统设备的执行历史记录

u GIS管理：支持GIS信息显示，操作控制更直观

2） 性能升级、功能扩展（根据客户需求定制）

u 环境检测传感器（PM2.5检测，风速检测、环境温度等）。 

u 降雾霾装置 

u 电动汽车充电 

u WIFI功能（移动互联网的必须品），小型微基站 

u 城市安防（摄像头、报警警务点）

u 道路车流及人流实时监控（流量监控） 

u 车速识别及违章记录 

u 广播播音器（特殊信息发布器）

u 地图位置感应器（地理位置感知器），提供地理位置的定位服务

u 主动广告或城市地图推送

u 数字广告展板

3） 数据收集存储应用（根据客户需求定制）

u 数据收集、存储与上传对接 

u 数据分析反馈产品路灯性能改进 

u 数据挖掘路灯功能延伸 

u 数据挖掘扩展功能升级

2、系统组成

2.1系统结构图

该系统主要由路灯灯具、路灯控制器、集中器、主站系统和灯具电力电缆组成。

2.2关键设备

1）LED灯具

 LED路灯即半导体照明灯，以发光二极管作为光源，以定向发光、功率消耗等优势逐渐走入人们的视野、成为目前世界上最具有替代传统光源优势的新一代节能光源，因此，LED路灯将成为道路照明节能改造的最佳选择。

★优点1、高光效

LED整灯效率≥95lm/W，而且还有很大的发展空间。

★优点2、超节能  

相对于传统高压钠灯能节能70%以上。

★优点3、寿命长

设计使用寿命在5万小时以上。

★优点4、光衰小

一年的光衰不到3%，使用10年仍达到道路使用照度要求，而高压钠灯光衰大，一年左右已经下降30%以上。

★优点5、显色指数高

LED路灯的光显色性比高压钠灯高许多，高压钠灯又分普通型（标准型），其发光效率为130lm／W，显色指数Ra＝25；改进型，其发光效率为75lm／W，显色指数Ra＝60；高显色型，其发光效率为45～60lm／W，显色指数Ra＝80～85。

★优点6、绿色环保

2）路灯单灯控制器

  路灯控制器与LED电源配合控制路灯的开关及亮度调节，以载波通信为通信信道，对每盏灯的电压、电流、功耗及故障状态进行检测，便于及时、方便、准确的发现故障灯，从而实现对整个照明系统的精细化管理。  

主要指标：

l 工作温度：-40℃～+80℃

l 相对湿度：5％～100％

l 防水等级：IP67

l 工作电源额定电压：220V，允许偏差-20%～+20％

l 频率：50Hz，允许偏差-6%～+2％

l 对路灯的用电进行精确计量；可以实时监测路灯电压、电流和功率，计量级别0.5级

3）路灯集中器

路灯控制集中器是路灯控制系统的核心管理设备，主要实现路灯控制系统中所有路灯节点的远程开关控制、自动巡检管理、节能方案实施以及远程的人工控制等功能。通过对远程主站下发的任务定时执行或远程控制指令实施，进行巡检抄读管理以及控制内部或外接继电器、载波路灯控制器等设备，实现路灯单点、分组、全局控制等应用，从而实现远程路灯开关、亮度调节、巡检管理等目的。 

通信方式：具备上行GPRS信道，下行载波信道。

路灯控制集中器功能

l 路灯数据采集、处理 

系统采集的主要数据项有：

电能量数据：总电能示值、各费率电能示值、总电能量、各费率电能量、最大需量等；

交流模拟量：电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等；

状态量采集：终端实时采集开关位置状态和其它状态信息，发生变位时应记入内存并在最近一次主站查询时向其发送该变位信号或终端主动上报。

电能质量越限统计数据：电压、电流、功率、功率因数、谐波等越限统计数据；

事件记录数据：终端和电能表记录的事件记录数据。

l  路灯和分组控制

单灯控制：可以针对某盏灯进行开关及亮度调节。

实分组控制：可以对所有的灯或满足分组条件的路灯进行开关及亮度调节。 

l  路灯分段控制

路灯时段控制功能即通过定时任务设置，集中器自动按任务时间执行对应的对整条线路路灯控制操作，主要包括开灯和关灯应用。 

l 路灯巡检功能

集中器执行时段定时任务控制路灯开启后，集中器需执行自动巡检功能，自动完成对所属路灯载波节点的载波抄读，读取所有路灯的开关、亮度、电量等信息数据，以供路灯主站系统查询，检查每个路灯节点的运行状态数据以及成功率统计等。

l   路灯节能控制

通过节能方案任务配置，实现集中器对各个分组下的路灯进行定时自动控制，调节路灯的亮度或控制开关状态，从而达到系统节能目的。 

l   自诊断和异常信息记录功能

自动进行系统自检，发现设备（包括通信）异常进行事件记录和报警。 

2.3智慧+路灯管理平台

主要功能为提升管理效率，扩展增值服务。

l 路灯相关数据存储

l 路灯管理

l 对分段任务、节能任务、分组任务、巡检任务进行统一分配

l 准确分析出故障点的具体位置及相应的设备

3、智慧路灯核心技术优势

1）、电力线载波通讯技术：国内领先的载波通讯技术、模块，以及由此延伸研发的智慧路灯通信、控制设备——路灯控制器、集中器，成为智慧路灯的核心支撑底层技术。

2）、智慧路灯作为感知层多功能感知终端执行终端技术。

3）、智慧路灯软件管理平台——提升管理效率，扩展增值服务，可以根据用户需求进行扩展。

4）、我公司自主研发载波通信IC,技术为国内领先，第V代载波通信系统以 G3 标准为基础，基于OFDM 技术的窄带高速电力线通信系统，物理层完全兼容 G3-PLC 与 IEEE 1901.2 标准。

5）通信速率高，频带利用率高，最高速率可达 150kbps , 较好的支持各种应用需求。

6）通信可靠，较强的抗窄带干扰能力，保证在电力线信道中的可靠通信，实现较好覆盖。

7)通信实时，由于通信速率以及可靠性提高，通信延迟缩小。

8)稳定性强，采用对等的分布式网络，可随时随地添加、更换设备。任一设备都可主动向其他设备进行通信。

9)通信速率自适应，节点通信采用多种环境预测技术，动态调整通信速率。

10)即插即用，支持新增设备快速融入已有网络，组网快速可靠。

11)QoS通信，划分任务优先级，保障设备控制的实时响应

12)安全性高，通信采用 AES 128 加密，保证隐私数据不被泄露。

13)利用供电线路通信：无需另布线、易施工、成本低，有线通信不受天气和地形影响，保证了系统可靠性

14)环保,没有辐射，绿色健康

15)软件管理平台具有安全、共享、开放、分析功能，易操作、易扩展及升级。

16)由载波通讯技术、模块、路灯控制器、集中器、系统软件构成完善的智慧路灯系统的核心支撑，系统易维护、易扩展升级。

17）配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送。即当需要与不同变压器路段下的路灯通信时需要增设数据采集器，通过云端数据实现共享。

18）通信设备附近不能有大型电机类设施，此类设备运行时会产生干扰造成不稳定。 即项目设计初期应严谨调研及预计路段附近的工作环境是否有类似可能造成影响的设施，根据工作环境增加抗干扰阻隔器或者采用铺设屏蔽双绞线类的其它底层通信方式。

19）、三相电力线间有很大信号损失(10 dB -30dB)。通讯距离很近时，不同相间可能会收到信号，一般电力载波信号只能在单相电力线上传输，在三相电之间不能互相直接通信。即三相电路我们设计接入集中器全采集各相电路上的路灯数据。

20）电力线对载波信号造成高削减，当电力线上负荷很重时，线路阻抗可达1欧姆以下，造成对载波信号的高削减。实际应用中，当电力线空载时，我们点对点载波信号可传输到几公里。但当电力线上负荷很重时，只能传输几十米。即路灯作为轻负载不影响数据传输，远距离线路上排查注意不叠加重负载。

21）彩易致力于专注打通智慧路灯各部分技术通路，致力于建设智慧路灯专用的彩易云。

22）彩易智慧路灯通信方式以自主研发电力线载波通信为核心通信方式，以其它通信方式为补充，其它智慧路灯厂家在底层通信方式上多为应用厂家，没有固定必选方式的核心通信技术，可选择的通信方式有zigbee、电力载波、gprs等多种。

23）行业有些厂家采用进口载波芯片封装的产品反而可靠性差，国内电网环境相对于国外电网恶劣，国外产品往往不适应。

24）有些厂家芯片集成外围调制等诸多功能，通用性强，我们采用的则功能属于智慧路灯专用型。

4、智慧路灯项目推进管理过程简述

我公司针对智慧路灯工程项目的推进实施编撰有完善的过程管理流程规范，包括项目设计阶段、施工准备阶段、施工阶段、运行阶段等。

设计阶段包括：项目勘察、项目建议方案、初步设计、技术设计、施工图设计；

施工准备阶段包括：材料设备采购、生产制造以及根据施工图及现场情况编撰施工组织方案等技术性文件；

施工阶段包括：进度管理、质量管理、造价管理、现场管理、合同管理、信息管理、施工监理、竣工验收等分项。