城市路灯智能照明网络管理系统
城市公共照明中的景观照明，成为现代化都市中一道靓丽的风景线，而路灯照明，却是人们的日常生活必要可少的公共设施。当前，全国各地无不面对电力紧张带来的各种问题，各种临时应急节电措施被广泛采用：夜晚间隔关灯、调整路灯开关的时间、在用电紧张的日子里关闭景观照明、号召居民在用电高峰时关闭空调、公共设施和写字楼等空调温度调高一度等等，当用电高峰过后，这些措施可能就被束之高阁，明年的用电高峰来临，一切又会重新开始。这样的节电措施，在缓解用电紧张的同时，却带来资源的浪费和对人们日常生活的负面影响。缓解用电紧张的最佳和有效的办法是对用电实施智能化管理，减少浪费，使我们的每一度电都能物尽其用。
对于城市公共照明系统来说，采用智能化的管理系统是实现能源节约、减少资源浪费、满足人们生活要求、显示现代化城市靓丽风景的科学解决方案。
对于公共照明管理部门来说，降低系统的能源成本的重要一点就是能有效并且经济的收集到、做出合理规划决策所需的关键性数据。使用公司开发采用的LONWORKS®设备联网方案（Smart Lighting Networks）的城市路灯智能照明网络系统，是一个优秀实用的方案。该公共照明系统网络控制方案已经应用在世界各国一些城市，效果非常明显：首先可以大幅度节约运行成本，节约有功电耗达40%以上，其次增进公共照明系统的安全性与易操作，第三同时给路灯管理者带来很多意想不到的附加实用功能。
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Smart Lighting Networks 城市路灯智能照明网络系统简介
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Smart Lighting Networks城市路灯智能照明网络系统采用全分布网络架构，结合先进的通讯技术、GIS技术、网络技术、视频技术，实现全城级的城市照明系统（路灯和夜景照明）的远程监控，实时掌握照明系统的运行状况，快速发现照明系统故障，方便维护人员及时检修。
Smart Lighting Networks城市路灯智能照明网络系统具有监测、控制、计量和诊断等功能用途，可以节约能源，节约有功电耗达40%以上，降低维护费用，增进系统的可靠性，提供更好的公共照明服务，同时为处理突发事件和人为原因的故障响应提供可靠的保障。
Smart Lighting Networks城市路灯智能照明网络系统可实现整个城市的每一盏路灯，每座建筑、每个桥梁照明的实时监控，管理部门可在值班室、在家、在路上随时了解现场情况，接收报警。大大提高了管理水平，节约了人力物力。在满足城市公共照明功能的前提下，通过合理科学的控制策略，挖掘节能潜力。
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Smart Lighting Networks 城市路灯智能照明网络系统结构
Smart Lighting Networks城市路灯智能照明网络系统由监控中心、控制信号传输系统、照明子系统组成（视频监控子系统、客户端等子系统可选），可以采用GPRS、电力载波、WLAN、ADSL、短信、宽带等多种通讯手段实现混合组网。（见下图）
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Smart Lighting Networks城市路灯智能照明网络系统主要采用LONWORKS®设备联网方案，网络拓扑结构灵活多变，可以根据已建成或新建的路灯电力布线方式的结构特点采用灵活、可靠的网络连接方法，可以最大限度的降低布线系统的复杂性和工作量，提高系统可操作性、可维护性。LONWORKS®支持任意网络拓扑结构。
Smart Lighting Networks 城市路灯智能照明网络系统特点
1． LONWORKS®技术数字信号传输抗干扰能力强、精度高，无需采用抗干扰和提高精度的措施。不但降低了成本，而且LONWORKS集成系统的抗干扰能力是其它分布式控制系统所不及的。采用LONWORKS技术实现住户智能控制终端联网，技术成熟，通讯可靠，使我们专心于用户智能控制方面的功能开发，体贴用户的每一种要求。
2． LONWORKS®技术的应用，可以很容易的实现各种功能，整个网络结构相对简单，网络布线相当容易。对于用户的不同功能需要，只需选用不同的控制节点，编写相应的程序，直接连接到控制网络上就完成了，在物理上不必对网络结构做任何修改，而且LONWORKS®网络扩充性很好，扩充子系统，增加功能，连接两个控制网非常方便。
3． 采用先进的本地分站网络控制器(segment controller)，能够实现管理路灯照明系统所需的一切重要功能。并且该产品具备的可编程性、独立运行模式以及内置的网络管理特性使得远程能源诊断或现场监视控制变的简而易行。
4． 在路灯网络管理控制中心，基于企业级平台与GIS（地理信息系统）软件开发的路灯管理软件系统管理所有的分站控制器以及所有的连接在路灯网络上的电力载波通讯模块。GIS软件将每个路灯上最新的、实时的状态信息连接到标准化位置坐标，它们的精确位置可以方便地综合在优先维护和整修路线计划中，实际效率可提高50%。GIS管理系统中的图像用户接口可用于检测断电和通知用户，为特殊活动制订专门照明计划或给予对安全关键的预警和告警。
5． 通过Smart Lighting Networks 城市路灯智能照明网络系统中智能的本地分站网络控制器(segment controller)和、基于电力线通信的控制模块、以及管理软件平台灵活方便的控制策略，可直接定义每一盏灯的开关时间和方式，延长了灯的使用寿命；本地的节电器自动化控制，远程自动抄表和计量电费的功能，能随时了解用电情况，降低支出，提高经济效益，一座城市能够减少大约50%的路灯电力能耗并节省30%运营成本。
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Smart Lighting Networks 城市路灯智能照明网络管理功能
--GIS（地理信息系统）主界面图显示设备分布位置
--GIS（地理信息系统）主界图上设备的定位、增减
--权限管理：用户对终端设备的所有操作、系统维护、设备维护均记录在数据库中，设定有权限管理员
--运行模式设定： 根据天文钟、不同季节的变化、以及路灯系统的地理位置，自动计算出每天的日升/日落时间，由此制定每天的路灯的开/关时间，以及逻辑的设定相应节能模式。
--运行模式设定： 根据气候和不同情景模式进行节能模式设定 （备选）
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--自动数据采集与故障自诊断功能
(对各节点端的运行状态、电压、电流、功率因数、
有功功率、视在功率、低压侧各相熔断保险状态、
供电线路是否有故障、故障情况等数据进行采集)
--自动亮灯率计算
--模拟电压电流表
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--各设备节点端显示功能，数据暂存功能
--历史数据保存与数据库管理
--电力消耗数据图表化，有利于检讨电力需求
--视频图像窗口
--动画故障报警图标
--数据分析及报表打印
--具有手动/自动切换功能
--电压感测：监控电压高低，同时进行数据撷取以利往后分析
--电流感测：监控电流状况，同时进行数据撷取以利往后分析
--电压、电流超上下限报警，内置智能消抖算法，杜绝误报
--具有节点计量功能：可与供电部门的电子计量装置互动实现远程抄表
--能源计量系统可选，PDA、手机WAP报警可选
--本地网络具有独立的运行能力
当本地网络控制器(segment controller)与监控中心通信中断时，不影响本地网络控制器的数据采集和自动控制功能；当监控中心或通信网络发生故障时，本地网络控制器按照已经设定的实时时钟与时序调度也能独立完成数据采集和自动控制功能
A. 基于GIS的动画人机对话界面
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B. 模块化设计
用户可以根据系统造价与功能的平衡，选择单灯节能控制组网或者回路节能控
单灯控制终端设备组网通信方式 （电力线载波）
回路控制终端设备组网通信方式 （无线通讯）
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Smart Lighting Networks 城市路灯智能照明网络系统的控制结构
该系统由三级部分构成：最低层，每一路灯均包含一个基于电力线载波通信技术的智能控制模块；中间层的本地分站网络控制器(segment controller)为主构成的路灯中间管理单元，实现通过电力线载波和每一个路灯通信，同时可以通过TCP/IP、有线电话或外配GPRS Modem与路灯监控中心通信；系统管理层，路灯照明监控中心，基于企业级平台与GIS（地理信息系统）软件开发的路灯管理软件进行实时管理。
Lighting Networks 城市路灯智能照明网络系统维护
Smart Lighting Networks 城市路灯智能照明网络系统通过强大的控制与服务功能，通过监控中心工作站、移动工作站、智能手机、短信等多种类型客户端进行访问，实现遥测、遥信、遥控、遥调、遥视。先进的软件管理服务平台通过人机界面让使用者和管理人通过简单操作，实现最具效率的管理及监控，从而全面提升管理水平与工作效率。
Smart Lighting Networks 城市路灯智能照明网络系统实现全城市级的公共照明系统（路灯和夜景照明）的远程监控，实时掌握照明系统的运行状况，有效快速发现照明系统故障，方便维护人员及时检修。
基于LONWORKS®技术的Smart Lighting Networks 城市路灯智能照明网络系统能在灯源4-6年的工作寿命期间减少能耗40%以上。此外，通过延长灯源的寿命和优化修理计划，使得维护工作能节约50%费用。电力过压保护延长灯具使用寿命 30%；灯源的合理有效调光，结果是光源发出更少的热量，这样光源中的所有组件的老化速度均得到降低。恒定照度输出，实际灯具功率测量，低交通流量时调光，最终的结果就是：把照度调整到正好满足需求的程度。
LONWORKS®设备联网方案典型应用
挪威首都奥斯陆市的路灯照明系统使用LONWORKS®网络
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大幅度削减能源的消耗
在一个典型的北欧的城市中，室外照明系统通常占该城市总能源消耗的38%。为了实现节能，新颁布的欧盟法律要求所有的路灯系统使用电子整流器。挪威的首都奥斯陆市希望寻找一种能够满足该项法律以及欧洲和全球规范的解决方案，以实现节省能源的消耗并减少二氧化碳的排放。市政府还希望该系统能够削减路灯的运营成本、确保司机和行人的安全，并可以远程监控。
奥斯陆市最终选择了采用了LONWORKS技术的智能路灯系统，该技术提供的开放的、可扩展的体系结构允许来自不同厂商的控制设备之间实现相互作用。该项目——是路灯照明应用领域中第一个、大规模的采用LONWORKS控制网络实现的——其中包括将奥斯陆市55,000盏路灯中的旧的、低效能的机械整流器替换成电子整流器。电子整流器利用电力线技术通过已有的电力线进行通信。
先进的Internet网络服务器在该系统中作为分段控制器，它管理着每盏路灯，并使用移动电话数据网络和奥斯陆市的监控中心进行通信。Internet网络服务器记录并报告每盏路灯的能源使用情况以及工作了多长时间，它还可以通过交通流量和气象传感器采集相关的信息，并利用其内置的天文时钟计算来自太阳和月亮的自然光照，这些数据能够自动地调节部分或所有路灯的亮度。控制光照亮度不仅仅节省了大量的能源消耗，还延长了路灯的使用寿命，从而降低了替换成本。
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卓越的节能效果
奥斯陆市需要一种能够满足欧洲和全球规范的路灯照明解决方案，以减少能源的消耗和二氧化碳的排放。市政府还希望该系统能够削减路灯的运营成本、确保司机和行人的安全，并可以远程监控每盏路灯；依据交通流量、天气气象和自然光自动地调节路灯的亮度。该系统还可以分析路灯的工作状况以及识别哪一盏灯出现故障。
市政工作人员使用监控软件远程控制灯的开关、分析路灯工作状况以及识别哪一盏灯出现故障。他们还使用能源管理软件测量并显示能源使用状况。“在过去，我们不得不通过市民和移动的维护车辆报告哪盏灯出现故障，”市政府能源高级顾问Eirik Bjelland介绍说，“LONWORKS®技术让我们实现远程的识别哪一盏灯出现故障，而且在许多情况下，我们甚至可以在市民注意到出现故障的路灯之前就对它们进行维修”。“减少路灯不能正常工作的时间对司机和行人安全的影响是非常重要的，”他补充道。“由于还能够将路灯的实际工作时间和预期的工作寿命进行对比实现预先的故障分析，因此使得维修人员能够更加有效的工作。”
迄今为止，奥斯陆市已经节省了62%的能源消耗：其中15%是由于设备的更新，其余的是由于减少了路灯的工作时间。当民众适应了光照亮度的变化，奥斯陆市期待再节省10%-15%能源消耗。“我们希望这一节省能够支付新系统的投入，并在五年内回收全部的投资费用，”奥斯陆市运营和维修部门的负责人Tom Kristoffersen说道。
市政府正在考虑将LONWORKS技术作为另一个超过100,000盏路灯项目的基础架构，该项目中也将采用今天所建立的基础架构。“在奥斯陆市的项目中，LONWORKS®的技术和产品为路灯照明管理提供了非常稳定的基础架构，”Eirik Bjelland说，“作为一个优秀的现场总线技术，这个网络控制系统提供了我们需要的灵活性，在实现用户所有需求的同时还能够最大化的实现节能和安全维护。”
英国米尔顿凯恩斯市利用LONWORKS®技术削减能源的消耗
由于道路照明设备的老化使得这座位于英国伦敦西北45英里的、拥有216,000人口的米尔顿凯恩斯市(Milton Keynes)面临着能源消耗和维护成本不断增加的危机，因此他们决定改进这个网络。现在，配备了全新的道路照明监视系统的米尔顿凯恩斯市正朝着他们的口号前进：“一个不同理念的城市（The city that thinks differently.）”。这个全新的系统采用了LONWORKS®技术——开放的、可扩展的体系结构使得来自不同厂商的控制设备可以相互协同工作。
智能化的思想理念
这个道路照明监视系统使用新型的低功耗的照明设备，不仅可以工作得更长久还能提供更高的照明质量，并可通过网络相互通信。每一盏灯都包括一个智能电子镇流器以识别灯和镇流器的故障；还可测量每盏灯的能源消耗、工作时间以及电压状况；并还能够远程地通过电力线网络发送指令。智能收发器与网络服务器通过LONWORKS®网络进行通信。这个服务器在网络中作为分段控制器，它和配备有GIS-(地理信息平台软件)的中央计算机设备进行通信，该软件记录着每一盏灯的能源消耗、工作状态和故障信息。
每个网络服务器都包括以一个内置的天文时钟，它可以根据日照等级进行自动地调整。这个功能使得照明设备可以从午夜到黎明自动地调整自身的光照亮度，这不仅仅节省了能源的消耗，还可以延长灯泡的工作寿命。此外，市政管理员能够使用网页远程地控制每一盏灯，还可以得到每一盏灯的故障信息和能源消耗的数据。
智能化的结果
作为试验性项目，米尔顿凯恩斯市的这个道路照明系统中改造了超过4000盏的路灯。到目前为止，这个解决方案比以前的系统实现节省了40%的能源消耗——节省的费用将用于支付新系统的成本支出，这些信息来自于负责市政高速公路和交通运输的总工程师Kevin Whiteside先生，他还说道：“更高效的能源利用还能帮助我们节省二氧化碳气体的排放，这正是社会和当地政府最关心的事情。”
