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1、精选优质文档-倾情为你奉上大港城市夜景照明数字化监控管理系统天津开发区新泰工程有限公司2010年11月11日目 录专心-专注-专业第一部分 系统方案设计一、建设大港城市夜景照明数字化监控管理系统的必要性随着科技、经济、社会的迅速发展，数字化城市发展和城市亮化已经是城市管理的总体趋势。为了适应城市数字化发展的进程、提高市政部门的管理效率、提高城市发展的进程，大港路灯管理处适时提出了建设大港城市夜景照明数字化监控管理系统，大港城市夜景照明数字化监控管理系统工程主要完成城市景观灯监控系统平台建设建设，以后再逐步扩建。将城市照明监控、防盗、视频监控、车辆调度、地理信息系统以及生产管理平台等数字化监控管
2、理系统融合为一，建立一个综合性的城市夜景照明数字化管理平台。1现行的照明管理方法大港城市夜景照明现在采用分散时控管理方式为主，即在按预定的时间自行开/关，通过时间控制分散地控制各个控制箱的开关。在应急调度方面，只能采取人工到现场实现。2现行夜景照明管理的缺陷现行的照明管理方法既不能及时调整开/关灯的时间，更无法及时反映照明的运行情况，并且故障率高、维修困难。随着城市的不断发展，控制范围越来越大，现行的控制方法无法及时反映城市照明中路灯和景观灯的运行情况，使得维修工作十分被动。运行过程中的故障只有等待巡视人员到达现场才能发现，或者被动地等待市民的电话反映。因此难以做到及时维修，难以达到亮灯率的指
3、标。在遇到一些接待首长、迎接国宾、举办大型活动等特殊任务时，由于缺乏灵活的控制手段，必须临时派出大量的人员到现场手动操作照明开关箱；在时间十分紧迫的情况下，无法满足现代社会的要求。此外，由于缺乏灵活的控制手段，花费大量经费建设起来的景观量化灯，难以充分发挥应有的效能。3城市夜景照明数字化监控管理系统的效益分析3.1 社会效益分析随着社会文明的不断发展，城市照明已不再局限于街道照明，而是发展为表现城市景观、体现城市形象的重要标志。因此，现代社会对城市照明的管理和维护提出了越来越高的要求，这些要求包括根据光照度变化及时开/关灯、随时调整景观灯的开/关灯时间并进行应急调度、及时发现故障并立即进行修复
4、等。目前，大港路灯管理处依靠常规手段用定时器控制开/关灯，难以做到在全市范围准时开/关灯，更无法随着季节的转换或天气的变化及时调整开/关灯时间。同时，在管理和维护要求越来越高的同时，路灯管理处的管辖范围也越来越大，为了及时发现故障并立即进行修复，仍然采用检修车上街巡灯的方法越来越难以胜任。采用城市夜景照明数字化监控管理系统以后，全市范围的全夜灯、半夜灯和景观灯的开/关均可实现自动控制。同时，由于城市夜景照明数字化监控管理系统具有自动报警和巡测、选测功能，调度人员可以在故障发生后的数秒钟内及时了解故障的地点和状态，为及时进行修复提供了有力的保障。景观灯维护及时，可以极大地减少对路灯管理处的投诉、
5、减少道路交通事故的发生。3.2 经济效益分析1.3.2.1 节约城市照明维护费用城市夜景照明数字化监控管理系统将传统的“巡灯查找故障”改为“值班等待报警”，不仅减少了“巡灯”人员和车辆损耗，降低了维修成本；而且在检修车出所之前已经知道了故障的准确地点和基本状态，因而缩短了维修时间、提高了检修效率；由此将产生了极大的经济效益。1.3.2.2节约电费 城市夜景照明数字化监控管理系统能提高开/关灯的可靠性和可检查性，避免白天亮灯情况的出现；同时，系统采用光控和时控相结合的控制方案，在预置的时间区段内根据光照度决定路灯和景观灯的开或关，既能在阴雨天自动延长照明时间，又能在晴好天气自动缩短照明时间；这些
6、措施既可满足市民对道路照明的需求，又避免了路灯和景观灯的无谓开启，减少了开灯时间，从而节约了大量的电能。根据已建的照明监控运行表明，采用城市夜景照明数字化监控管理系统后，每天大概可以减少城市照明开灯时间20分钟左右。如果按每天运行十小时计算，则可节约4左右的电费支出。1.3.2.3 提高灯具寿命，降低运行成本由于采用了城市夜景照明数字化监控管理系统，减少了开灯时间，节能设备能够稳定运行电压，延长了灯具寿命，进一步了降低运行成本。1.3.2.4 实现自动计费功能，控制电费支出城市夜景照明数字化监控管理系统具有远程自动抄表和计量电费功能，每天、每月、每年的照明用电能够及时的自动采集、计算、存储、打
7、印，随时了解用电情况，实施有效管理，降低支出，提高经济效益。1.3.2.5 建立城市夜景照明数字化监控管理系统的经济效益除了能够节约城市照明维护费用和电费外，还能节约运行人员开支、提高管理效率所节约的成本、各种社会效益包括交通事故的减少、刑事案件的降低、社会公众满意度的提高和管理部门自身综合运行管理素质的飞跃。3.3 实现管理现代化城市夜景照明数字化监控管理系统能将采集到的数据自动进行存储、统计，并能随时进行查询和打印，为全面提升大港照明管理现代化提供了基本条件。二、系统设计原则与依据本方案依据国内城市路灯和夜景照明监控系统的需求，通过实地考察，并结合当前通信技术、监控技术等的最新发展编制而成
8、。1系统设计原则 安全可靠性 由于系统的服务对象是广大市民，稍有差错即会产生不良的社会效应；同时监控设备长期在野外运行，工作环境极为恶劣；因此必须充分考虑系统的可靠性，要求监控系统能够长期稳定地运行；同时要求监控系统在个别设备出现故障的情况下仍能稳定运行，不影响或者少影响路灯和景观灯的按时开启和关闭。具体体现在监控中心安全可靠性、监控点安全可靠性、数据安全可靠性、灯具安全可靠性等。 先进性和实用性 设备符合相关国内、国际标准，整个系统是目前国内最先进的，并长期处于国内较为先进的水平。 可维修性 系统的设备模块化设计，并且各单元部件具有故障定位指示，便于设备维修。 可扩展性 硬件采用模块化设计，
9、软件采用组态化设计，使得系统扩展、升级均不必改变现有设备的状态。具体体现在：软件扩展升级、功能扩展升级、通信网络扩展升级的方便。 实用性以实用为原则，不可脱离实用性而盲目追求先进性，从而造成华而不实、浪费资金。其主要体现在系统功能实用、软件操作简便性等方便。 通用性 硬件设备具有通用性，通过不同的软件参数设置，实现不同的功能。 经济性 尽可能采用成熟的先进技术，选择性价比高的方案和设备，既要考虑初期建设费用，也要降低今后的运行维修费用。2 硬件系统设计依据前后台监控微机及所有服务器的配置保证在系统峰值使用时，CPU负荷小于70%，监控软件内存占用率小于总内存的30%。设平均每个终端24个回路，
10、则每条记录的长度为0.12K，每天30条巡测记录，以1000个终端计每年的数据存储容量计算公式为：日巡测数据0.12K30条1000个终端365天=1314M=1.314G月巡测数据0.12K30条1000个终端12月=43.2M=0.0432G,硬盘空间保证1000个监控终端的年月日数据20年的容量。应用程序与服务器均有硬件运行实时看门狗监测模块，一旦CPU超负荷或系统内存占用率过高，均有记录日志，并启动重启程序。监控终端硬件配置确保在通信高峰期、采集数据高峰期时，数字处理芯片（DSP）的内存利用率低于68%，CPU负荷小于70%，并有足够的存储空间保存采集数据和设置参数。 由于运用多CPU
11、协同工作方式和先进的32位DSP（数字信号处理）技术，使监控终端具有多颗芯片的强大的计算能力和采样精度，保证终端工作的可靠性和精确性。3 软件系统设计依据计算机软件设计依据严格按照国家计算机标准和文件模板标准，即GB 8567-88之“计算机软件开发标准”执行。结合城市夜景照明监控的运行与实时监控软件的具体要求，编制软件参照中电五十所企业软件标准QN 803.02.1具体编制。终端软件设计依据严格按照国家计算机标准和文件模板标准，即GB 8567-88之“计算机软件开发标准”执行。三、系统组成设计图四、城市夜景照明无线监控子系统设计方案远程工作站大屏幕显示系统路灯监控前置工控机数据服务器监控后
12、台机管理工作站GIS工作站不间断电源不间断电源打印机卫星校时系统光照度采集系统电话网大港监控中心主干网视频显示器拨号访问图像传输网络摄像信号输入 调度端系统框图Internet代理服务器移动短消息服务中心图像工作站GSM告警备用通信模块专线网络DDN, X.251监控中心设计2 照明控制方案设计2.1分组控制方案设计系统可以根据不同灯型的控制要求，把全市的照明的路灯和景观灯分成若干组，分别采用时控方案或者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。2.2 景观灯采用时控和光控相结合的控制
13、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。此外，随着季节的变化，定时器需要人工频繁地调整。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，设定一个有效的开/关灯时段，在此时段内监控中心的计算机根据光照度的具体变化自动调整开
14、关灯的时间，并向监控终端发送调整开/关灯时间的命令。监控终端在这一时段内收到这一命令，则执行这一调整开/关灯命令；若该时段结束时，监控终端仍未收到这一调整开/关灯命令，则到该时段结束时，监控终端自动按原定时间开/关灯，光控的时间范围和光照度值可以随时调整。根据已建的城市夜景照明数字化监控管理系统运行情况统计，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20分钟左右。如果以每天平均开灯10小时计算，则可节约4% 的电能。2.3 景观灯采用分组定时控制方案设计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，通过调度中心计算机的设置程序，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，对相应的景观灯逐点控制，更增强了系统的灵活性。软件界面如下图所示。3 照明监控通信系统3.1 系统通信方案的选择正确选用通信方案，是城市照明监控系统得以成功运行的必要前提，在照明监控系统中目前可采用的通信方案主要
