一、目前路灯管理系统概况及所面临的问题
1.1概述
随着我国经济的高速发展，建筑能耗，特别是大型公共建筑高耗能的问题日益突出。高校属大型公共机构建筑，其特点是占地面积广，建筑物种类、数量多，能源消耗很大。而在整个能源消耗中，路灯照明占据了较大的一部分，随着道路照明逐步改造为LED光源，早期路灯落后（巡线的高成本、盲目性及不及时性）的管理方式已被淘汰，新型路灯管理正越来越集中化、智能化。
中联正德智能路灯管理系统以电力线载波通讯为核心，利用电力线载波通讯实现对远端灯光的控制，系统可以实现对路灯、学校、广场、码头等需要长时间照明的场合的灯具控制，远程控制灯具的开关、检测灯具的工作状态，从而实现高效率、低成本的管理。以电力线载波通讯为核心的智能路灯控制系统，具有易实施、免布线等特点，可以节省大量的电费成本和管理成本，系统整体效益非常显著。
1.2当前路灯管理系统存在的问题
1) 控制落后：当前路灯控制，还停留在手动、本地控制方式。受季节、天气和人为因的素影响，自动化管理水准低，经常该亮时不亮，开关灯不及时，造成极大的能源浪费，增加费用负担。
2) 操控不便：实时操控能力不足：无法远程修改开关灯时间，不能根据实际情况（天气突变，重大事件，节日）及时修改开关灯时间及灯具亮度。
3) 状态不明：不具备灯具状态监测，現有的照明设施管理工作主要采用人工巡查模式，不仅工作量大，还浪费人力、物力、财力。故障依据主要来源巡线人员上报，缺乏主动性、及时性和可靠性，不能即时、准确、全面地掌握路灯状态，缺乏有效的故障预警机制。
4) 设备损坏：不具备设施损坏监测，校区道路广泛，但因管理手段落后，无法准确定位故障，一旦出現以上情况，将影响学生的正常出行。
二、 项目改造的意义
采用集散式控制的监控方式提高了路灯控制的实时性，可以根据季节、气候以及特殊节假日的需要，随心所欲地控制管辖内的任何一盏路灯的开关、亮度，提高亮灯的一致性，又可避免由于钟控器走时不准或失控而造成的电能浪费，做到适时、适度照明。
采用电脑智能化控制系统后，每个单灯的状态可以及时反馈到控制中心，运行和管理人员足不出户即可了解到各处开关灯情况，既节省了巡灯维护费用，又大大缩短响应处理时间，并可通过完善的故障诊断功能，及时发现故障隐患，做到防患于未然。
可以估计的经济效益包括节省的电费开支和运行维护费用两大部分。
2.1降低电费开支
电费开支的节省，一方面主要通过自动跟踪当地日出日落来合理设置开关灯时间，避免电能浪费。另一方面，根据照度及各处电路供电情况自动调整照明电压，实现节电节能。
以大型校区为例，若路灯数量为500盏，灯具功率平均为250W，开灯时间19：00分，关灯时间7：00分。因采用单灯控制后开关灯模式可任意设置，现以几种模式为例计算日、年用电量：
Ø 全亮时总功率：500×250×12h=1500KW, 年用电量为1500KW×366=54900KW
Ø 隔杆亮时功率：500/2×250×12=750KW，年用电为750KW×366=22450KW
Ø 通过适时开关灯节电：设通过适时开灯、关灯节约开灯时间30分钟。全亮时节电500×250=62.5KW,一年节电 6125×365=22875KW。
Ø 夜间管理模式：根据夜间时间段的不同，如19:00-00:00,00:00-04:30、04:30-07:00，设置不同的亮灯模式，如关闭部分道路，隔盏亮、调节灯具亮度等手段实现节电。
由于采用单灯控制能灵活控制各杆灯灯头亮灭模式，因而能在不明显影响总体照度的前提下有效节电，或者在用电量大致相同的情况下，明显提高道路照明效果，因而在取得较好经济效益的同时取得良好社会效益。
2.2减少运行维护费用
采用灯光自动监控系统后，每夜巡灯由电脑实现，如无故障，则不必出动车辆，节省大量的人力物力。监控系统自动控制开关灯操作，取消了每半月或更高频率的人工修改时钟的传统控制方式，亦可节省大量的人力物力。主要体现在以下两个方面：
建立监控系统后，免去巡线费用，一般情况下不需要人工巡灯，只需要在监控中心显示故障时由人员前往排除故障即可。
由于采用经济运行方式，让路灯科学地轮换“休息”和稳压运行，还可大大延长灯泡使用寿命，一般可节约15%左右费用。
2.3 社会效益
该系统是解决全球电力短缺的手段之一，可以通过采用先进的节电设备和完善的电力方案来节省有限的电力使用量，有效地缓解全球能源紧缺的现状，达到节约能源的目的。
系统是一个网络通信控制系统，建设好这个网络系统，可以为整个校区的路灯数字化实现提供有力的保障。
系统能够有效降低运营成本及供电成本，具体如下：
Ø 监控中心可以通过电力线主动查询每盏路灯的开关状态、电流电压、电量等数据；
Ø 可对灯具进行单灯以及分组控制﹐单个集中控制器器最多可以控制1023个单灯﹐以满足不同场所应用；
Ø 可随季节变化设定灯具电源开启和关闭的时间﹐可在灯具开启的任意时间段设定不同的功率输出值﹐其范围可在0%~100%内任意调节；
Ø 可对灯具亮度、温度、电压、电流、功率和功率因数进行检测并控制，实时掌握灯具工作状态；
Ø 具有单灯记忆功能﹐能脱离控制系统独立进行工作﹐每盏灯在改变其工作参数前都会一直按上一次设置的参数进行反复的开灯﹑关灯和亮度调节等工作；
Ø 自动控制功能：现场按季节变化自动调节路灯开关时间，并按照开关路灯；
Ø 通信中断、亮灯率过低、未按时开关等情况出现时，灯具可主动上报至监控中心。
Ø 另外，一个好的路灯控制系统不仅可以提供现有的服务外，还可以提供和发展各种高附加值的增值服务，这个功能除成本低廉的优点之外，可以推动路灯行业多方面发展
² 各类故障或异常情况报警
² 多种报警方式供用户选择
² 远程报警信息送至控制中心或值勤人员手机
可与110等紧急呼救系统联网
三、方案系统介绍
3.1系统架构
图1 系统结构图
3.2系统功能特点
3.2.1系统功能
Ø 主动问询功能：监控中心可以主动问询每盏路灯的开关状态、电流电压、电量等数据
Ø 主动控制功能：监控中心可以随意开关任何一路路灯
Ø 自动控制功能：现场按季节变化自动调节路灯开关时间，并按照计划开关路灯
Ø 报警功能：通信中断、亮灯率过低、未按时开关等情况出现时，监控中心有报警显示
Ø 显示功能：电子地图上显示每路路灯的开关状态及其它重要信息。
Ø 数据存储功能：现场监控设备和服务器上的数据库中存储历史记录
Ø 数据查询功能：监控中心可以查询任意时间段每路路灯数据信息
Ø 曲线报表功能：可以生成电流、电压、电能、亮灯率、开关时间的分析曲线和报表
Ø 远程维护功能：监控设备中的采集和通信模块具备远程参数设置和维护功能
Ø 拓展功能：系统可自由增减监控设备的数量；监控设备可以扩展其它功能
3.2.2系统特点
Ø 安装施工简易快捷，无需铺设专线，节省成本。
Ø 每天可进行自动通、断电操作；可保证工作日、节假日按不同的时间自动通、断电；可对用电设备进行分区、分线路管理。
Ø 控制灯具的开/关和亮度，从而可以显著延长灯具的有效寿命，减少灯具更换次数，节约资源，减少有害气体污染环境。可以远程设置节点控制参数，实现节点的灵活控制。在后半夜车稀人少时，则控制路灯保持较低照度的照明。这样做主要优点就是在调光的同时，也大幅降低了电耗，节约用电，同时还可以延长灯源寿命。
Ø 根据天气情况和实际光的照度，自动控制灯具的开/关和灯具的亮度，如在不好的天气时及时打开路灯，对于安装在桥下或隧道的路灯，路据实测光强，来自动以最佳的亮度打开路灯，提高公众满意度，在灾害天气使路灯更人性化。
Ø 通过微机、集中器设置，防止非授权人操作，确保断路器安全可靠。依据用电情况，可判断无人值守的用电设备运行情况。所有运行参数（自动通断电时间，区域划分）可在管理终端随时设置，随时启用，管理方便。
3.3系统组成
3.3.1系统基本功能组成
（一）、照明智能监控系统功能
Ø 开关灯时间动态遥控：
Ø 单灯开启关闭
Ø 开关全夜灯；
Ø 开关半夜灯；
Ø 开关时段灯；
Ø 二次亮灯或多次亮灯；
Ø 根据地理经纬度，自动计算当地日出日落时间，按日（节季变化）动态精确调整开关灯时间，以达到节电节能、提高道路照明质量的目的；
（二）、多种控制开关灯方式
Ø 自动遥控─按控制中心设定的开关灯作业程序，自动运行；
Ø 手动遥控─在控制中心点击任一开关灯作业程序动作；
Ø 定时控制─根据规定的时点开关灯：如12月31日零时，或节庆日特定时段；；
Ø 协作方式─上述控制方式可互补互救、自动切换。
（三）、多种开关灯执行方案
Ø 普通执行方案；
Ø 周执行方案（可设定以周为单位的任意一天或几天为执行日期）；③ 节日执行方案（可设定若干节日为执行日期）；
Ø 临时执行方案（设定一年中的某几天为执行日期）；
Ø 执行方案执行方式及优先级可设定，执行方式可自动切换，无需人工干与；
Ø 在每一执行方案的基础上，可设定临时开关灯执行时间。
（四）、区域控制功能
Ø 全部区域─对所有设定的全部控制区域进行控制；
Ø 部分区域─对所控区域内的部分区域进行控制；
Ø 选择组单位─如可以路段或片区为单位编组，对某组或某几组进行控制；
Ø 单点或单灯开关─可对单点或单灯进行精确控制；
（五）、自动检测功能
Ø 自动巡检、随机检测或按时段定时巡检：
Ø 各单灯、各回路是否按中心指定开关操作和运行，并取得相应状态；
Ø 各单灯的电流、电压值、电量等；
Ø 在箱变柜加装具有485接口的数字电量表以后，可取得各箱变的用电量，并合计为总电量；
Ø 上述数据及时上传至控制中心。
（六）故障报警功能
Ø 系统对自动或手动检测各单灯或回路状态进行自动判别，发现故障时将及时以声光方式报警，或设定为手机短信等方式向有关人员进行远程报警。
Ø 白天亮灯；
Ø 夜晚灭灯；
Ø 停电（或断电）；
Ø 线路断路或电缆被盗，在装有单灯控制器的路段，当发生线缆被盗时，可以手机短信方式向值班人员或当地派出所报警；
Ø 监控终端故障；
Ø 通信故障；
Ø 单灯故障；
Ø 其它系统认为有必要报告的故障。
Ø 所有故障报警都带有时标、地点、故障类型、单位名称等信息，并作为档案记录在数据库中。
（七）数据处理、储存、查询和打印功能
Ø 查询当前各监控点运行工作参数；
Ø 查询任意历史时段、任意监控点的运行情况数据；
Ø 分类查询各类故障报警，如电控箱、远程监控终端、单灯监控终端有关故障报警（可选）等。
Ø 故障报警报表。
Ø 各类数据曲线图表。
（八）地理图文显示功能
Ø 采用简易地理图文显示，可实现城区矢量化电子地图，达到图文并茂、界面美观和使用方便的效果。
Ø 通过数字标定，将所控区域的集中控制器单元及其控制区域标定在电子地图上；
Ø 激活地图上任一集中控制器时图标，可显示所选集中控制器有关数据或参数；
Ø 电子地图可无级缩放与平滑浏览，可以不等比例要求同屏显示地图，通过大屏幕系统，可同屏或分屏显示多个终端运行情况；
Ø 使用电子触摸屏时，可更方便地进行有关监控、操作和查询；
Ø 能实时直观显示各集中控制器有无开灯回路；
Ø 当系统检测到某个集中控制器单元有故障报警时，系统将及时标定并显示警告标志。
Ø 显示单灯工作状态。
（九）远程抄表功能：
Ø 监控终端备有数字接口，可与数字电表通讯，实现自动远程抄表，并可根据需要对路灯照明用电、公交站台用电及广告灯箱用电分别计量。
（十）监控终端（集中控制器）现场调试和维护接口功能：
Ø 每一个远程监控终端集中控制器都具有调试和维护接口和按钮。便于单调和统调。
（十一）系统增容扩容功能：
Ø 系统具有灵活的远程终端增减扩容功能，可动态增加、删除终端设备，无需修改地图；可动态更换地图，无需重新组建数据库等。
Ø 系统所采用的中心数据库、无线通讯方式及模块化监控终端结构，均能满足大中城市路灯及有关灯光系统长期的发展和扩容要求。
（十二）单灯控制运行功能：
Ø 通过采用电力载波技术，在无需加铺电缆的情况下，利用原有电力线即可实现远程单灯控制。实现各种不同的开关灯组合。如隔杆亮，隔几杆亮，交叉亮等多种亮灯模式，或自定义亮灯模式。