城市照明節(jié)能調(diào)研報告
淺談利津縣城市照明節(jié)能工作
----利津縣城市管理局城市照明管理處
科學合理的城市照明不僅可以美化城市,而且城市交通、治安等方面也能帶來相關(guān)效益。一個城市照明的好壞,重點取決于一個城市的專項規(guī)劃,城市照明是城市建設(shè)的重要組成部分,只有整體美,一個城市才真的美。時下,能源緊張已成為人類社會面臨的一大難題,節(jié)約資源、保護環(huán)境已成為各城市共同關(guān)注的一個主題。下面是圍繞調(diào)研情況,就我縣城市照明現(xiàn)狀及今后照明發(fā)展趨勢談一下五點看法。一、專項規(guī)劃和政策標準的制定
為規(guī)范我縣城市道路照明和夜間燈光的建設(shè)、管理和維護,加快城市基礎(chǔ)設(shè)施配套速度,提高照明質(zhì)量,為美化我縣城市夜景,增強城市現(xiàn)代氣息和綜合功能,改善城市環(huán)境,提升城市品位,按照安全、環(huán)保、節(jié)能的要求,根據(jù)城市路燈管理的相關(guān)法律法規(guī),借鑒其他城市路燈管理經(jīng)驗,結(jié)合我縣實際,在201*年5月制定了《利津縣道路照明和夜景燈光管理暫行辦法》,現(xiàn)在一直遵循該辦法開展縣城域的照明節(jié)能工作。
二、城市照明能耗及經(jīng)費情況
目前我縣城市照明路燈總盞數(shù)6726盞,涉及縣城23條路,照明道路總里程60余公里,照明總功率201*KW;201*年照明總能耗367.6萬度,單燈平均能耗547度;201*年度
我們深挖照明節(jié)能潛力,照明總能耗降為360萬度,單燈平均能耗降為535度。城市照明管理維護經(jīng)費30萬元,路燈維護經(jīng)費和電費統(tǒng)一由縣財政按時撥付,確保了城區(qū)的正常照明工作。
三、節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品推廣情況及我們實際工作中的有關(guān)節(jié)能措施
目前我縣城市照明主要節(jié)能措施從管理節(jié)能和技術(shù)節(jié)能兩方面著手,管理節(jié)能是通過加強對城市照明的設(shè)計、施工、養(yǎng)護和運行等各環(huán)節(jié)管理,主要是設(shè)計優(yōu)化、控制智能、管理科學等方面的措施。技術(shù)節(jié)能是通過開發(fā)和推廣節(jié)能技術(shù)和節(jié)能產(chǎn)品,提高電能的利用效率,主要應用在供配電和光源燈具等方面。
縣城工作中我們采取了以下四方面措施。
一是優(yōu)先選用節(jié)能型的照明設(shè)計方案。照明設(shè)計方案是實施照明工程的綱領(lǐng)性文件,也是實現(xiàn)節(jié)能成效的綱領(lǐng)性文件,我們在這一源頭上就十分注重節(jié)能。在設(shè)計時嚴格遵守設(shè)計規(guī)范,依照道路性質(zhì)、幅寬、人行流量及所處地理位置,合理地確定照度,在保證一定的照度時嚴格控制功率密度(每平方米的功率),避免為“求亮”而浪費能源。同時設(shè)計時統(tǒng)籌考慮節(jié)能方式,如:無功功率的補償、半夜燈分線控制、合理的供配電方式等。
二是推廣使用高光效電器產(chǎn)品。光源和燈具是城市照明
的核心要素,燈具的效率、光源的光效直接影響到能源的合理利用。在光源上,用高光效、低能耗的高壓鈉燈、金鹵燈、節(jié)能燈等取代低光效、高能耗的光源,目前高壓鈉燈和節(jié)能燈已是我縣城市照明主流光源,其光效是普通鎢絲燈泡的610倍,即在同等功率的條件下能發(fā)出高出數(shù)倍甚至十多倍的光能。同時近年來,景觀照明成為城市照明中的新興分支,我處在不斷摸索中尋求節(jié)能點,主要是著力于功耗小、壽命長的LED應用。在燈具上,我縣道路照明尤其是主干道上采用的都是功能型、防護等級高、反射效率高的燈具,確保有限能源和光源被充分照射到被照面上。在電器上,我們針對氣體放電燈負的伏安特性,進行電容補償,將功率因數(shù)提高至90%以上,不僅降低了無功損耗,而且可以適度減小電纜截面,降低工程造價。
三是積極采用科學有效的控制系統(tǒng)。根據(jù)每個季節(jié)日出日落的不同時間進行開關(guān)燈控制,又可根據(jù)不同使用要求和不同地理位置進行分組開關(guān),使城市照明開關(guān)更為科學合理,減少因開關(guān)燈時間誤差造成的電費損失。以開燈時間為例,使用老式定時鐘,每天多亮5-10分鐘,通過概率計算,使用經(jīng)緯度定時控制儀全年可節(jié)電1%。當然在后半夜人、車流量普遍減少,對照明要求不高的情況下,啟動半夜燈控制模式,關(guān)閉部分照明設(shè)施,也可以有效地節(jié)約電能。按照多年來綠色照明始終如一的貫例,節(jié)能措施堅持不移的實施,
城市照明的節(jié)能工作呈良性發(fā)展態(tài)勢,節(jié)能效果十分明顯,經(jīng)測算,我縣照明設(shè)施年平均節(jié)電率達20%以上。四是規(guī)范執(zhí)行日常維護管理制度。運行中的光源和燈具會受到空氣的污染,使光通降低,從而造成能源浪費。因此我們制定合理的照明設(shè)施維護管理制度,及時修復故障燈,定期更換壽命到期、光通量降低的光源,同時不定期清潔燈具,確保照明設(shè)施發(fā)揮最大發(fā)光效率,使城市照明設(shè)施亮燈率達到98%以上、設(shè)施完好率達到90%以上。
為及早推廣節(jié)能燈新產(chǎn)品的應用,201*年我們在城區(qū)西外環(huán)路段新安裝LED路燈43盞,節(jié)電率達55%,效果明顯。只是初期投資過大,終因我縣財政資金有限,至今沒有得到城域主干道路的全面推廣。
四、對國家明令禁止的高耗光源在我縣城區(qū)早已得到整改。五、對城市照明節(jié)能工作的建議。
城市照明節(jié)能工作是一個任重道遠的系統(tǒng)工程,它涉及到一個城市的整體功能提升,這就需要我們強化規(guī)劃和管理,逐步加大節(jié)能投入,不斷挖掘節(jié)能潛力。
一是對城市照明加大專項規(guī)劃。規(guī)范執(zhí)行照明規(guī)劃是節(jié)能工作的前提和基礎(chǔ),尤其是要按照規(guī)劃對道路、區(qū)域的分類,科學設(shè)定照明方式和照度標準等,杜絕“太亮”和“太暗”等,突出城市照明專項規(guī)劃引導、控制節(jié)能工作的前瞻性和權(quán)威性,從源頭上把好資源節(jié)約和有效利用關(guān),實行科
學長效管理。
二是逐步推廣太陽能和LED路燈。積極關(guān)注太陽能和LED路燈的技術(shù)推廣和利用,隨著太陽能電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)技術(shù)和大功率LED照明的完善和價格的逐步降低,對具備初步條件的路段和居民小區(qū),嘗試太陽能和LED路燈的試用及推廣,力盡節(jié)能新產(chǎn)品的更新和運用。
三是積極應用新技術(shù)、新材料、新產(chǎn)品。綠色照明是一個新興產(chǎn)業(yè),節(jié)能產(chǎn)品層出不窮,積極采用在節(jié)能技術(shù)成熟、節(jié)能效果明顯的新產(chǎn)品、新材料上做文章,如變功率鎮(zhèn)流器、調(diào)光控制器、單燈控制等,進一步挖掘節(jié)能潛力。同時積極籌集資金,不斷實施節(jié)電改造工作,有針對性地對一些設(shè)施較為陳舊、節(jié)能不明顯的照明系統(tǒng)進行徹底改造,全面確保上級下達的城市照明節(jié)能目標的實現(xiàn)。
擴展閱讀:調(diào)研報告和實施方案(煤礦綠色照明節(jié)能)
兗州煤業(yè)股份有限公司興隆莊煤礦
201*年科技項目
項目名稱:興隆莊煤礦綠色照明節(jié)能技術(shù)應用與研究承擔單位:興隆莊煤礦環(huán)?
合作單位:
編寫時間:
實施方案
5所電訊有限責任公司目錄
一、項目的必要性1二、研究開發(fā)內(nèi)容3三、主要經(jīng)濟技術(shù)指標、項目最終目標7四、關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點8五、研究或研制開發(fā)的技術(shù)路線,實施方式、方法、步驟8六、技術(shù)、經(jīng)濟可行性及可靠性分析、論證9七、對安全、環(huán)境、健康的影響性分析9八、現(xiàn)有基礎(chǔ)、技術(shù)條件,保證體系10九、經(jīng)濟、社會效益分析11十、項目實施進度計劃12十一、經(jīng)費計劃12十二、項目負責人、項目組成員及分工一、項目的必要性
隨著城市經(jīng)濟和社會生活的快速發(fā)展,人民群眾對城市照明的要求逐漸提高。為提高城市照明的管理水平,通過使用計算機技術(shù)、無線通訊技術(shù)、視頻管理技術(shù)、遙測、遙控等技術(shù)管理城市照明越發(fā)必要,在本工程項目系統(tǒng)建成后,將徹底更替現(xiàn)行照明系統(tǒng)采用的分散定時控制方法(即在每個控制箱內(nèi)安裝一個定時器,按照人工設(shè)定的時間自行開關(guān)燈),全礦道路照明及夜景亮化將實現(xiàn)計算機遠程自動監(jiān)控和管理,監(jiān)控系統(tǒng)通過將自動化控制技術(shù)與計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、無線通信技術(shù)及全球衛(wèi)星定位技術(shù)相結(jié)合,達到對道路照明、夜景亮化的高效、可靠、全方位的管理。
城市照明智能化系統(tǒng)的建設(shè)將堅持和把握“可靠性、先進性、擴展性、經(jīng)濟性、易用性”五個關(guān)鍵原則。本系統(tǒng)將通過監(jiān)控終端、通信網(wǎng)絡、計算機控制系統(tǒng)、圖像傳輸系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)(GIS)等模塊實現(xiàn)礦區(qū)范圍內(nèi)的照明(路燈及亮化系統(tǒng))遙控、遙信、遙測、遙視、電纜防盜和管理等功能。該系統(tǒng)建成后,可實現(xiàn)一秒鐘內(nèi)全礦所有或部分(按需設(shè)置)城市道路照明及夜景亮化的自動開關(guān),既可節(jié)約大量電能,又可延長燈具的使用壽命,從根本上實現(xiàn)了電費、燈具費、維修費等費用大量節(jié)省的目標。
二、研究開發(fā)內(nèi)容
通過本項目,礦區(qū)將建成一個綜合的綠色照明、節(jié)能、防盜的路燈管理平臺,通過新的節(jié)能技術(shù)的應用和科學管理,全面提升路燈的管理水平,實現(xiàn)高效節(jié)能。
5所城市照明智能控制系統(tǒng)包括照明智能控制中心、照明智能控制終端(RTU)、單燈控制終端等。
1)照明智能控制中心
系統(tǒng)采用局域網(wǎng)方式,可擴展為相應的客戶機/服務器(C/S)模式,并與各類數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)連接共享。采用視窗化語言設(shè)計,運用路燈地理信息系統(tǒng)(GIS),中文人機界面,系統(tǒng)在“遙控、遙測、遙信、遙調(diào)、遙視”等“五遙”方面,對每一個功能都進行了針對性的細化。包括下達開關(guān)燈指令、接收照明智能控制終端(RTU)數(shù)據(jù)等。能夠?qū)螣、整體和分區(qū)實現(xiàn)年定時控制、日定時控制、預案定時控制、強制控制、光控、時控結(jié)合等控制方式,除了固定監(jiān)控中心,還能夠?qū)崿F(xiàn)移動控制中心控制。
現(xiàn)代地理信息技術(shù)的發(fā)展為城市照明管理提供了強有力的支持。系統(tǒng)全面采用GIS技術(shù),城市照明的所有部件都可以在電子地圖上進行顯示和管理,控制功能的操作也可以便捷地在地圖上完成,極大地提高了管理效率。由于采用了GIS技術(shù),城市照明管理系統(tǒng)可以方便的融合于其它市政管理系統(tǒng),例如數(shù)字化城市管理系統(tǒng),智能交通管理系統(tǒng)等。
軟件采用組態(tài)化設(shè)計,將不同燈型的監(jiān)控和管理融為一體,且系統(tǒng)的擴容和修改均無需編程,為操作人員提供了極大的方便,在已完成的系統(tǒng)中獲得了良好的運行效果。軟件包括如下部分:
照明監(jiān)控系統(tǒng)/地理信息系統(tǒng)/生產(chǎn)管理系統(tǒng)/調(diào)度端組態(tài)報警和處理/衛(wèi)星定位校時/遠程訪問系統(tǒng)/移動控制中心
2)照明智能控制終端(RTU)
照明智能控制終端(RTU)采用當今最先進的ARM及神經(jīng)元處理技術(shù),集照明遙測、遙信、遙控、節(jié)能控制、電纜防盜報警、載波通信與遠程通信接口與一體。通過交流采樣的方法完成現(xiàn)場電流、電壓及有功功率、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)的采集、運算、處理、存儲、顯示;并根據(jù)調(diào)度端的命令,完成數(shù)據(jù)的傳送和對各種城市照明燈的控制;當現(xiàn)場發(fā)生故障、盜竊或數(shù)據(jù)超限時能主動報警,保證系統(tǒng)安全正常運行;當與調(diào)度端通信中斷時,可根據(jù)存儲的開/關(guān)燈最后時限自動獨立運行,絕對保證路燈運行的可靠性。智能控制終端(RTU)根據(jù)不同要求,可靈活配置,以滿足各種城市照明燈的控制方案。
主要特點如下:
硬件設(shè)計模塊化、軟件設(shè)計組態(tài)化、設(shè)備設(shè)計系列化、通用化。智能控制終端機內(nèi)含不間斷電源,具有掉電運行功能。
具有智能路由中繼功能,路由方案可調(diào),可以實現(xiàn)靈活的通信組網(wǎng)方案。
數(shù)/話通信兼容設(shè)計
采用軟、硬件相結(jié)合的防雷、抗干擾多重保護措施,提高了設(shè)備的可靠性。
采用全隔離、低功耗的電流、電壓變送器,提高數(shù)據(jù)采集的精度和可靠性。
智能控制終端具有現(xiàn)場顯示功能。
控制箱可以脫離系統(tǒng),具有本地開/關(guān)燈的獨立運行功能。照明電纜帶電與不帶電被盜自動報警。照明回路定時變功率節(jié)能控制。線性調(diào)光節(jié)能控制。單燈變功率節(jié)能控制。
全圖形化顯示/地圖漫游/縮放。單燈控制功能。
3)單燈控制終端
單燈控制終端采用當今最先進的數(shù)字信號處理(DSP)技術(shù)及神經(jīng)元處理技術(shù),基于窄帶雙頻電力載波傳輸技術(shù),集單燈遙控、遙測、遙信、故障報警與一體的單燈控制終端。
單燈的開、關(guān)控制。
單燈變功率節(jié)能控制,過壓自動變功率節(jié)能控制,欠壓自動全功率控制。
測量單燈電壓、電流、功率、功率因數(shù)等參數(shù)。
三、主要經(jīng)濟技術(shù)指標、項目最終目標
興隆莊煤礦綠色照明節(jié)能技術(shù)應用與研究是在5所城市照明單燈智能調(diào)光節(jié)能系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,由興隆莊煤礦與5所合作研發(fā)的符合礦區(qū)的照明管理與節(jié)能系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過無線通信、電力通信等技術(shù)能夠最終實現(xiàn)對礦區(qū)中任意一個照明光源進行開啟、關(guān)閉和運行狀態(tài)的檢測,實現(xiàn)狀態(tài)顯示、報警功能;系統(tǒng)將路控和燈控相結(jié)合,在實現(xiàn)照明管理控制、節(jié)能的同時,保證照明效果的均勻性,并且延長路燈的使用壽命。在使用系統(tǒng)的過程中,可以有效節(jié)省電費與管理費用的支出,節(jié)能效果可達到30%以上。
本系統(tǒng)同時檢測路燈配電箱及線路的電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等電參數(shù),系統(tǒng)同時對過壓、過流、欠壓、欠流等進行實時監(jiān)測和報警,如線路存在偷電或漏電現(xiàn)象,系統(tǒng)將主動報警,以便維護人員及時進行處理,在一定程度上解決外環(huán)路村民亂偷電而不敢送電的現(xiàn)象。系統(tǒng)同時可以對非正常時段開燈和關(guān)燈進行實時報警,如晚上滅燈、白天亮燈等。
1、研發(fā)一套監(jiān)控中心軟件,具體功能如下:
自動靈活控制城市任一盞燈、一組燈、任一道路的開燈、關(guān)燈及運行
模式(隔一亮一、隔二亮一及分時段亮燈)設(shè)置;實時檢測燈具的工作狀態(tài)、采集和統(tǒng)計電參數(shù);實現(xiàn)相關(guān)的節(jié)能設(shè)置;
實時獲取報警信息并具有聲光報警功能。
2、研制一套智能監(jiān)控終端設(shè)備(RTU),具體指標如下:內(nèi)嵌多協(xié)議控制功能的嵌入式軟件系統(tǒng)。
可操控多種節(jié)能設(shè)備、聯(lián)接電纜防盜設(shè)備、具備數(shù)傳電臺、GPRS和
短信多種通信手段。
可安裝在各類箱式變壓器機柜內(nèi)或桿上變壓器箱內(nèi)。
自防護標準:室外防雨防雷防塵防磁環(huán)境,工作溫度-20~+60℃。供電220伏交流電,±20%。
3、研制一套單燈控制器,具體指標如下:
單燈的開、關(guān)控制。
單燈變功率節(jié)能控制,過壓自動變功率節(jié)能控制,欠壓自動全功率控
制。
測量單燈電壓、電流、功率、功率因數(shù)等參數(shù)。
四、關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點
針對上述城市照明線路狀況困擾業(yè)界多年的低壓電力線數(shù)據(jù)通信技術(shù)一直無法突破,5所電訊組織精干隊伍投入大量資金用于研發(fā),取得了多項單燈控制與節(jié)能產(chǎn)品全國發(fā)明專利。區(qū)別于其他基于擴頻的相關(guān)器電力線通信技術(shù)和基于窄帶方式的鎖相環(huán)技術(shù)的電力線通信技術(shù),我們采用基于BPSK方式的數(shù)字信號處理技術(shù)的電力線通信技術(shù),主要技術(shù)創(chuàng)新如下:
獨特的雙載波模式
雙載波頻率
當?shù)谝惠d波頻率由于噪聲而阻塞時,會自動切換到第二載波頻率。兩個載波頻率選擇時,考慮了避免由于諧波而導致兩個頻率同時被阻塞。這些,確保了即使在有噪聲的情況下,數(shù)據(jù)包仍能可靠地接收。
專利的低開銷糾錯算法
基于專利技術(shù)的數(shù)據(jù)糾錯技術(shù),利用DSP的數(shù)據(jù)處理運算能力,采用糾錯編碼和幀間交織相結(jié)合的糾錯編碼技術(shù),對數(shù)據(jù)糾錯前后的誤碼性能進行比較分析,提高了數(shù)據(jù)的傳輸性能。
基于DSP的噪聲消除和失真校正
數(shù)字信號處理技術(shù)可以消除脈沖噪聲對電力載波窄帶通信帶來的不利影響。
自由中繼算法
當單燈之間不能實現(xiàn)可靠通信時,系統(tǒng)自動尋找可靠通信的節(jié)點,使之自動把有用信號放大并發(fā)送到下一個節(jié)點實現(xiàn)可靠通信。
該系統(tǒng)通過無線通信、擴頻電力載波等技術(shù)對城市中任意一個照明光源進行開啟、關(guān)閉、分時降功率運行控制和運行狀態(tài)的檢測,實現(xiàn)狀態(tài)顯示、報警功能;將路控和燈控相結(jié)合,在實現(xiàn)照明管理控制、節(jié)能的同時,保證照明效果的均勻性,并且延長路燈的使用壽命。
該系統(tǒng)可以通過系統(tǒng)控制中心能對城市中任意一個照明光源進行聯(lián)網(wǎng)控制和運行狀態(tài)檢測,并具有狀態(tài)顯示、報警功能;可按用戶要求,在保證滿足道路照明要求的前提下,任意組合控制路燈的工作狀態(tài),真正實現(xiàn)按需照明;使用國內(nèi)首創(chuàng)的燈控、節(jié)能技術(shù),讓城市照明系統(tǒng)進入綠色、環(huán)保領(lǐng)域,保證在實現(xiàn)照明節(jié)能的同時不損害光源的使用壽命;采用先進的擴頻電力載波通訊技術(shù),對電力線系統(tǒng)無污染,同時具有很強的抗干擾能力;系統(tǒng)具有很好的兼容性和擴展性,可實現(xiàn)路控和燈控相結(jié)合,其規(guī)模、容量可因地、因時擴展。
五、研究或研制開發(fā)的技術(shù)路線,實施的方式、方法、步驟
本課題研制開發(fā)的技術(shù)路線就是采用成熟理論與實際應用相結(jié)合的方式,通過應用創(chuàng)新達到課題目標。
實施分為以下七步:
第一步,需要對興隆莊煤礦綠色照明節(jié)能項目應用需求和實施環(huán)境進行充分的調(diào)研分析,對礦區(qū)照明控制與路燈照明控制進行差異化分析;
第二步,制定可行的技術(shù)方案和工程方案,并且根據(jù)相關(guān)理論對方案進行充分的論證;
第三步,編制軟硬件開發(fā)的需求規(guī)格和系統(tǒng)概要設(shè)計方案,并實施開發(fā);第四步,分別在實驗室和現(xiàn)場有代表性的應用環(huán)境中進行小批量實驗驗證;第五步,在興隆莊煤礦區(qū)現(xiàn)場進行安裝與調(diào)試;第六步,撰寫研發(fā)報告進行技術(shù)鑒定;第七步,項目驗收和總結(jié)提高;
六、技術(shù)、經(jīng)濟可行性及可靠性分析、論證
5所公司具有多年城市照明智能控制系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗,擁有自制通信協(xié)議和底層硬件產(chǎn)品,并已在市場上占據(jù)多年,并取得多項專利和知識產(chǎn)權(quán)認證。知識產(chǎn)權(quán)情況如下:
1)發(fā)明專利《節(jié)能型智能照明控制系統(tǒng)及其方法》專利號H05B37/022)實用新型專利《串聯(lián)型路燈節(jié)能控制設(shè)備》證書號ZL201*201*1413.X3)實用新型專利《環(huán)保型路燈降電流節(jié)能控制設(shè)備》證書號ZL201*201*9254.3
4)計算機軟件著作權(quán)登記證書《5所城市照明綜合管理系統(tǒng)》201*SR145145)計算機軟件著作權(quán)登記證書《5所城市照明遠程監(jiān)控單元軟件V1.0》6)證書號201*SR16119
7)國家火炬計劃項目證書《城市綠色照明管理系統(tǒng)》項目編號201*GH010153
以上知識產(chǎn)權(quán)和產(chǎn)品開發(fā)成果可以比較容易的移植到興隆莊煤礦綠色照明節(jié)能技術(shù)應用與研究項目中,對本項目具有極大的推動作用,興隆莊煤礦技術(shù)人
員結(jié)合實際需求,聯(lián)合5所電訊公司共同研發(fā)適合煤礦綠色照明的節(jié)能產(chǎn)品,此項目具有較好的技術(shù)繼承性和技術(shù)基礎(chǔ)。
1)系統(tǒng)管理功能更加強大
智能控制方面更加注重人性化設(shè)計,系統(tǒng)在“遙控、遙測、遙信、遙調(diào)、遙視”等“五遙”方面,對每一個功能都進行了針對性的細化。在故障報警方面,系統(tǒng)創(chuàng)新性地采用了報警分級功能,即對不同類型的報警進行分類,并以多樣的通信方式,通知到不同的相關(guān)責任者,極大地提高了故障排除的時效性。系統(tǒng)的管理內(nèi)容更加豐富。所管理的內(nèi)容由單一控制涵蓋到生產(chǎn)管理、人員管理、車輛定位、倉庫管理、部件管理等諸多內(nèi)容,全方位涵蓋了城市照明的所有業(yè)務環(huán)節(jié)。
2)地理信息系統(tǒng)(GIS)得到全面采用
現(xiàn)代地理信息技術(shù)的發(fā)展為城市照明管理提供了強有力的支持。本項目全面采用GIS技術(shù),城市照明的所有部件都可以在電子地圖上進行顯示和管理,控制功能的操作也可以便捷地在地圖上完成,極大地提高了管理效率。由于采用了GIS技術(shù),城市照明管理系統(tǒng)可以方便的融合于其它市政管理系統(tǒng),例如數(shù)字化城市管理系統(tǒng),智能交通管理系統(tǒng)等。
3)單燈管理
實現(xiàn)單燈的管理是城市照明管理行業(yè)的最高追求,多年來,行業(yè)內(nèi)的產(chǎn)品提供者為達到這一目標進行了不斷的探索和研究,但是一直未能開發(fā)出成功的產(chǎn)品。為了盡快完成單燈控制系統(tǒng),5所電訊投入了巨大的人力和物力。單燈智能控制產(chǎn)品的采用必將帶來城市照明管理領(lǐng)域革命性的技術(shù)變革,真正實現(xiàn)“按需照明”的理念。今后城市夜間照明針對不同屬性的道路,可以按照T/P/O(時間/地點/事件)原則,采用“啞鈴型”時間表,即夜間11點以前,可以開啟所有照明設(shè)施;11點以后,城市路燈可以逐次實行隔二滅一,隔一滅一,隔二亮一;早晨4點以后可以逐步恢復全亮,直到滅燈。實現(xiàn)單燈控制以后,既可以保證城市照明的需要,又可以有效地減少光污染,極大地節(jié)約城市照明電費支出。
七、對安全、環(huán)境、健康的影響性分析
本系統(tǒng)在現(xiàn)場的安裝的硬件產(chǎn)品都是經(jīng)過驗證的安全成熟產(chǎn)品,,因此是相當安全的。
因此,本項目的實施將很好地提高對礦區(qū)路燈的管理水平,同時達到節(jié)能降耗的效果,對工作人員的環(huán)境、健康沒有任何不利因素。
八、現(xiàn)有基礎(chǔ)、技術(shù)條件,保證體系
5所電訊有限責任公司成立于201*年7月,注冊資本金四千萬元,是省高新技術(shù)企業(yè)、雙軟認證企業(yè)、中外合資企業(yè)。201*年、201*年,公司連續(xù)被省信息產(chǎn)業(yè)廳認定為省優(yōu)秀軟件企業(yè);201*年,公司被濟南市政府授予“濟南市軟件十強企業(yè)”稱號,并被國家科技部火炬中心認定為“國家火炬計劃軟件產(chǎn)業(yè)基地骨干企業(yè)”。
5所成立以來始終秉持“理想、扎實、創(chuàng)新、誠信”的企業(yè)精神,逐步形成了以城市管理信息化和節(jié)能環(huán)保為核心的5所業(yè)務體系。作為省建設(shè)廳指定的數(shù)字化城市管理技術(shù)支持與咨詢單位,5所電訊通過運用寬帶網(wǎng)絡、大規(guī)模存儲、3S以及數(shù)據(jù)采集等技術(shù)手段,構(gòu)建包括市政基礎(chǔ)設(shè)施的智能控制與實時監(jiān)測、城市公共服務熱線、網(wǎng)格化管理等城市管理信息系統(tǒng),提升城市管理水平和效率。5所城市綠色照明智能管理系統(tǒng)是5所在總結(jié)國內(nèi)多年城市照明實踐基礎(chǔ)上,以創(chuàng)新性提出的第三代城市照明智能管理系統(tǒng)理論為指導,進行規(guī)劃、設(shè)計和研發(fā)的,系統(tǒng)涵蓋城市照明智能控制、生產(chǎn)管理、電纜防盜和節(jié)能等,目前已發(fā)展成為國內(nèi)同行業(yè)中功能最全、技術(shù)應用領(lǐng)先的重點產(chǎn)品之一。
5所創(chuàng)立伊始,便十分重視公司技術(shù)力量的儲備和科研開發(fā)的創(chuàng)新工作。公司目前擁有專利技術(shù)及獲著作權(quán)登記的軟件產(chǎn)品近十項,公司科研開發(fā)項目歷年來多次獲得高新區(qū)、市、省及國家級別專項基金支持。201*年、201*年公司兩項涉及信息技術(shù)與節(jié)能應用的開發(fā)項目被列為當年度中國科技部國家火炬計劃項目。201*年和201*年5所電訊連續(xù)兩年成功入選由德勤(Deloitte)中國組織評定的中國高科技、高成長企業(yè)50強及亞太地區(qū)高科技、高成長企業(yè)500強。5所電訊被政府相關(guān)部門先后認定為省軟件工程技術(shù)中心和濟南市企業(yè)技術(shù)中心。
5所把為用戶提供高品質(zhì)的可靠產(chǎn)品始終作為自身的質(zhì)量目標。公司通過了
ISO9000認證和CMMI3軟件成熟度模型認證,并嚴格按照質(zhì)量體系要求管理和運行。
兗州煤業(yè)股份有限公司興隆莊煤礦負責項目的資金投入和科技立項,并制定出該項目的整體方案,參與項目的開發(fā);負責項目的安裝試運行。
5所電訊有限責任公司負責該項目的具體實施方案以及項目的開發(fā)。
申報單位和協(xié)作單位都投入一些高技術(shù)的科研人才,并且以5所已有的技術(shù)成熟的智能照明產(chǎn)品為基礎(chǔ),采用成熟的理論和設(shè)備,因此完全具備開發(fā)成功的條件。
九、經(jīng)濟、社會效益分析
1)社會效益
⑴符合國家產(chǎn)業(yè)政策和技術(shù)發(fā)展方向
國家確定了“十一五”時期單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗降低20%的目標,強調(diào)要落實節(jié)約資源和保護環(huán)境的要求,建設(shè)低投入、高產(chǎn)出、低能耗、少排放、能循環(huán)、可持續(xù)的國民經(jīng)濟體系和資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會。
在上述背景下,為了實現(xiàn)城市照明集中控制與節(jié)能的目標,我公司經(jīng)過廣泛地市場調(diào)研和論證,在借鑒國內(nèi)外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上,組織精干有力的技術(shù)力量,推出了具有時代特色的5所城市照明單燈智能調(diào)光節(jié)能系統(tǒng),該系統(tǒng)在物理節(jié)能、管理節(jié)能、光源節(jié)能、燈具節(jié)能等方面,多方位利用現(xiàn)代化管理理念、計算機自動管理技術(shù)和遠近程通訊技術(shù)對城市照明實現(xiàn)自動化、智能化的科學管理,從而提高系統(tǒng)整體的社會效益、管理效益、經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。從控制的實時化、高效化、信息化、系統(tǒng)化、低成本化考慮,采取控制、傳輸、數(shù)據(jù)信息技術(shù),達到節(jié)能、高效、綠色環(huán)保等目標。⑵節(jié)約能源,改善環(huán)境
我國路燈數(shù)量已達一千萬支,并且以每年20%的速度在增長。隨著各種休閑度假、風景藝術(shù)、主題公園、旅游設(shè)施等如雨后春筍般涌現(xiàn),這就需要設(shè)計創(chuàng)意美觀、時尚的路燈和庭院燈來裝飾,這都給路燈行業(yè)帶來新的發(fā)展機遇。
5所城市照明單燈智能調(diào)光節(jié)能系統(tǒng)不需更換原有燈具及光源,同樣可達到節(jié)能25-46%,并延長燈具的使用壽命,實現(xiàn)對路燈一對一的監(jiān)控管理,安裝施工簡易快捷,不破壞設(shè)備現(xiàn)狀,不破壞環(huán)境,不影響正常的生活和工作秩序,無需輔設(shè)專用線路,易于安裝和改造,即裝即用,無需調(diào)試,使用方便,大大降低了節(jié)能與施工成本。⑶提高電網(wǎng)設(shè)備和燈具壽命
傳統(tǒng)路燈管理(人工或鐘控)要燈就全開,要關(guān)燈就全關(guān),對電網(wǎng)負載及燈具有很大的沖擊,采用該系統(tǒng)后,可顯著減輕對電網(wǎng)及燈具的沖擊,能夠使燈具的有效使用壽命延長,大大降低維護成本。⑷提升城市品牌形象
城市照明系統(tǒng)既是一種公益性事業(yè),也是城市形象工程,城市燈光監(jiān)控系統(tǒng)的建成,將使城市的燈光管理水平與現(xiàn)代化的大都市相適應,提高亮燈率,減少各種故障,該亮的亮起來,該暗的暗下去,合理照明,美化照明,安全照明,營造出現(xiàn)代城市科學和藝術(shù)完美結(jié)合的照明效果,樹立和提升城市的品牌形象。⑸改善人居環(huán)境
通過系統(tǒng)的功能,能夠根據(jù)實際情況進行不同組合的亮燈,更可將城市建筑物、景觀、綠化、廣告照明統(tǒng)一管理,使平常日期和節(jié)假日、周末的燈光具有不同效果,使城市的夜晚更美美麗,并充分改善人居環(huán)境。⑹提高交通安全和社會治安水平
通過系統(tǒng)的改造,合理布燈、開燈,使城市各街道、小巷的路燈合理的亮起來,避免老系統(tǒng)一些地區(qū)無燈或“半夜燈”帶來午夜后整個地區(qū)一片漆黑,給人們的夜間出行帶來不便的現(xiàn)象,同時將可明顯減少交通安全事故和乘黑作案的發(fā)生,提高交通安全和社會治安。2)經(jīng)濟效益
我公司經(jīng)過廣泛地市場調(diào)研和論證,在借鑒國內(nèi)外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上,組織精干有力的技術(shù)力量,開發(fā)時代特色的5所城市照明單燈智能調(diào)光節(jié)能系統(tǒng),該系統(tǒng)在物理節(jié)能、管理節(jié)能、光源節(jié)能、燈具節(jié)能等方面,多方位利用現(xiàn)代化管理理念、計算機自動管理技術(shù)和遠近程通訊技術(shù)對城市照明實現(xiàn)自動化、智能化的科學管理,從而提高系統(tǒng)整體的社會效益、管理效益、經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。從控制的實時化、高效化、信息化、系統(tǒng)化、低成本化考慮,采取控制、傳輸、數(shù)據(jù)信息技術(shù),達到節(jié)能、高效、綠色環(huán)保等目標。
5所城市照明單燈智能控制系統(tǒng)是以自動控制為主、人工控制為輔的系統(tǒng)。在一般的情況下,不需要有人的參與,就能通過城市戶外泛光照明管理處的中控電腦來實現(xiàn)對照明系統(tǒng)的自動開關(guān)和調(diào)光功能,既大大減少了管理人員的數(shù)量,也排除了由于人為因
素而出現(xiàn)的不定時開關(guān),影響城市泛光照明系統(tǒng)的正常工作、生活秩序的情況。
5所城市照明智能控制系統(tǒng)在節(jié)能和節(jié)省燈具使用的同時,有效節(jié)省了電費與管理費用的支出,節(jié)能效果可達到30%以上。
節(jié)能數(shù)據(jù)分析。通過對城市照明系統(tǒng)進行集中控制的具體的案例予以分析:假設(shè)某一城市現(xiàn)有250W燈光5萬盞,按一年四季平均每晚6:00次日清晨5:00全亮計算,電費按0.7元/度計算,一噸標準煤發(fā)電2777KWh,每燃燒一噸煤產(chǎn)生3.6噸二氧化碳計算。
節(jié)能前消耗電能
類別每天消耗電能每月消耗電能全年消耗電能全年需發(fā)電燃煤全年二氧化碳排放全年電費耗費50000×0.25×11=137500kWh137500×30=4125000kWh137500×365=50187500kWh50187500÷2777=18072噸181×3.6=65061噸50187500×0.7=35131250元根據(jù)黑夜和白天外界光線及人們?nèi)粘I盍晳T,我們作出如下控制調(diào)節(jié):安裝了5所城市照明智能控制系統(tǒng)后,每天夜晚從6:0010:30,燈光開啟100%的亮度(或數(shù)量),夜晚10:30次日凌晨5:00,燈光僅開啟50%的亮度(或數(shù)量)。
節(jié)能后消耗電能
類別每天消耗電能每月消耗電能全年消耗電能全年需發(fā)電燃煤全年二氧化碳排放全年電費耗費0.25×100%×50000×4.5+0.25×50%×50000×6.5=96875kWh94875×30=2906250kWh96875×365=35359375kWh35359375÷2777=12733噸12733×3.6=45838噸35359375×0.7=24751563元通過安裝5所城市照明智能控制系統(tǒng)后,用電耗費的前后反差對比圖:
60000000500000004000000030000000201*0000100000000一月一年節(jié)能前消耗電能(KWh)節(jié)能后消耗電能(KWh)
智能化前后節(jié)約的電能
類別每天節(jié)約電能每月節(jié)約電能全年節(jié)約電能全年節(jié)約電費全年節(jié)約發(fā)電燃煤全年減少二氧化碳排放
節(jié)約電能或費用137500-96875=40625kWh40625×30=1218750kwh40625×365=14828125kwh14828125×0.7=10379688元14828125÷2777=5339噸5339×3.6=19220噸14828125kwh50187500kwh節(jié)約電能==30%
智能前消耗電能以上僅以調(diào)光分析,如果再計算后半夜燈光實現(xiàn)“隔一亮一”或“隔二亮一”等方式,將會有更好的節(jié)能效果,節(jié)能效果會在30-50%之間。
我國是以火力發(fā)電為主的國家(據(jù)統(tǒng)計,201*年全國發(fā)電總量2.83萬億kWh,其中火電占83.2%,水電占14.7%),同時,火力發(fā)電廠所使用的燃料基本上都是煤炭,全國煤炭消費總量的49%用于發(fā)電。如果全部城市照明使用5所城市綠色照明控制系統(tǒng)后,其節(jié)能效果將給國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟效益和環(huán)境改善。
因此,本項目的社會效益與經(jīng)濟效益十分顯著,系統(tǒng)也具有較高的推廣應用價值。
十、項目實施進度計劃
201*.1~201*.2對興隆莊煤礦綠色照明節(jié)能技術(shù)應用需求進行調(diào)研、方案設(shè)計、方案論證及方案評審。
201*.2~201*.3對興隆莊煤礦綠色照明節(jié)能系統(tǒng)進行詳細需求規(guī)格分析、實驗驗證、系統(tǒng)概要方案設(shè)計和工程方案準備。
201*.3~201*.5興隆莊煤礦綠色照明節(jié)能系統(tǒng)軟硬件開發(fā)、測試和現(xiàn)場實測。201*.5~201*.6興隆莊煤礦綠色照明控制系統(tǒng)試運行、項目總結(jié)、驗收及鑒定。201*.6~201*.10根據(jù)實際需求進行項目應用推廣和工程實施。
十一、經(jīng)費計劃
項目經(jīng)費預算表金額:萬元(一)序號1費用性支出費用項目名稱及計算基礎(chǔ)科研業(yè)務費(1)項目需求、工程調(diào)研、項目方案論證與資料費(2)現(xiàn)場實驗驗證(3)階段性技術(shù)文檔評審費(4)軟件研發(fā)人員及設(shè)備使用消耗(5)硬件研發(fā)人員及材料費(6)項目驗收費(7)(8)(二)儀器、設(shè)備費規(guī)格型號單位數(shù)量單價金額11.021.51.52.02.02.0金額備注備注序號設(shè)備名稱1服務器DELL2950,2U機架式,Dual-CoreIntel(R)Xeon(R)E5205,6MBCache臺2CPU/4G/300G*4/RAID5/1000M*2/COMBO/雙電/導軌12.52.523
主臺GPRSPX6005,GPRS含短塊通訊模塊消息模塊GPS時鐘發(fā)U-BLOXTY3001,L1臺生器頻率:1575.4215
110.70.190.70.MH,C/A碼:1.023MHzchiprate,通道數(shù):20,刷新速率:1次/秒研祥810,CPU:P43.0G/內(nèi)存:2G/硬盤:160G*2(串口硬盤)/光驅(qū):DVD-RW/鍵監(jiān)控主機4盤鼠標,主板集成顯臺(工控機)卡、網(wǎng)卡、聲卡、串口、并口和USB口/硬件看門狗/19液晶顯示器LS-2126-EI-ENT-AC-H3,24個10/100Base-TX,臺COMBO/基于端口VLAN的流限速功能/交流供電標準機柜:600mm*600mm*180個0mm10.780.7810.250.255交換機10.30.320.150.36機柜TES-1339R,準確度:0.5%,波長范圍:380~730mm;測量7光敏探測器個范圍:0.01~201*0LUX;數(shù)據(jù)接口:RS232三相電壓輸入、1路三相電流輸入;33路單相電流輸入、10路開關(guān)量輸入、8路開智能監(jiān)控終8關(guān)量輸出;含進口臺端RTUGPRS通訊模塊;12小時不間斷電源及配套中間繼電器、交流互感器接口電力線;2路開智能網(wǎng)絡管關(guān)量輸入、2路開關(guān)9臺理服務器量輸出、2路脈沖量輸入10單燈節(jié)能控
11.151.1511.21.216
臺200.071.制器11
小計金額合計8.7719.77合計:197700元
十二、項目負責人、項目組成員及分工
項目負責人(單位、姓名、職稱、職務、分工):
興隆莊煤礦閆欽運副研究員項目負責人5所電訊高工副總經(jīng)理技術(shù)負責人
課題工作人員(單位、姓名、職稱、職務、分工):
興隆莊煤礦王守龍工程師現(xiàn)場負責人興隆莊煤礦宋錫來工程師現(xiàn)場負責人興隆莊煤礦張瑞山工程師現(xiàn)場監(jiān)督興隆莊煤礦馬廣田工程師現(xiàn)場監(jiān)督興隆莊煤礦張剛高工現(xiàn)場協(xié)調(diào)5所電訊高工事業(yè)部副總經(jīng)理研發(fā)負責人5所電訊高工項目經(jīng)理軟件開發(fā)及軟硬件總聯(lián)5所電訊高級硬件工程師硬件設(shè)計、開發(fā)、調(diào)試5所電訊高級硬件工程師硬件設(shè)計、開發(fā)、調(diào)試5所電訊硬件工程師硬件設(shè)計、開發(fā)、調(diào)試5所電訊硬件工程師硬件設(shè)計、開發(fā)、調(diào)試5所電訊高級軟件工程師軟件設(shè)計、開發(fā)、調(diào)試5所電訊高級軟件工程師軟件設(shè)計、開發(fā)、調(diào)試5所電訊高級軟件工程師軟件設(shè)計、開發(fā)、調(diào)試5所電訊軟件工程師軟件設(shè)計、開發(fā)、調(diào)試
5所電訊軟件工程師軟件設(shè)計、開發(fā)、調(diào)試5所電訊軟件工程師軟件設(shè)計、開發(fā)、調(diào)試
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