CN112055451B - 具有智能化故障甄别和智能化故障分析的路灯监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有智能化故障甄别和智能化故障分析的路灯监控系统及操作方法，该路灯监控系统包括软件平台、路灯控制器、集中控制器，软件平台设有路灯的智能警报设置策略参数阈值，并可生成含有动作策略的警报方案；路灯控制器安装在路灯上，集中控制器安装在配电柜内，且集中控制器与路灯控制器进行通信连接；路灯控制器、集中控制器分别设有用于采集路灯各种实时数据信息的路灯实时数据采集模块，软件平台根据该实时数据信息生成警报方案，集中控制器接收、执行警报方案，同时将该警报方案所涉及的路灯控制器动作策略转发至路灯控制器，从而对每个路灯控制器进行控制。本发明的路灯监控系统具有自定义智能警报功能，从而实现用户的自定义警报解决方案。

Description

具有智能化故障甄别和智能化故障分析的路灯监控系统
技术领域
本发明涉及城市智慧照明领域，具体涉及一种具有智能化故障甄别和智能化故障分析的路灯监控系统，以及该路灯监控系统的操作方法。
背景技术
随着城市规模的不断攀升与城市标准的逐渐完善，城市道路照明对于安全性、智能化及差异化的需求日益强盛，给路灯照明系统的管理和维护带来了巨大的工作量。
目前城市照明领域，涉及的警报主要采用两种方式：(1)大多是通过设备主动上报，平台存库展示；(2)个别警报平台也会做简单的逻辑判断、触发展示，但均为写死，用户不可自定义修改。
以上两种传统警报方式均存在局限性强、灵活性低等问题，无法满足个性化管理和按需定制以及未来新增警报的需求。并且，当涉及电流、电压等越限警报时，传统警报方式设置过程繁琐，需人工计算出各设备回路的合理值，再分别填入、下发阈值至设备进行对比判断，整体人工工作量大且错误率高。由此可见，单靠传统的照明设备主动上报警报已无法满足管理需求。因此，如何结合各种参数通过设置不同阈值触发照明系统的各种警报，从而实现城市道路照明的自定义警报，就成了本领域技术人员所要解决的技术问题了。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种可以实现自定义警报的具有智能化故障甄别和智能化故障分析的路灯监控系统，以及该监控系统的操作方法。
具体方案如下：
本发明的目的之一在于提供一种具有智能化故障甄别和智能化故障分析的路灯监控系统，包括软件平台、路灯控制器、集中控制器，所述软件平台设有路灯的智能警报设置策略参数阈值，并可生成含有动作策略的警报方案；所述路灯控制器安装在路灯上，所述集中控制器安装在配电柜内，且所述集中控制器与所述路灯控制器进行通信连接；所述路灯控制器、所述集中控制器分别设有用于采集路灯各种实时数据信息的路灯实时数据采集模块，所述路灯实时数据采集模块包括电参数测量模块、温湿度采集模块、水位监测模块、柜门状态监测模块、继电器输入输出控制模块、GPS模块、终端控制器；所述电参数测量模块用于测量包括三相电压、三相电流、漏电流、功率因素、谐波的信息，并完成电能计量和故障判断、电网质量判断，所述温湿度采集模块用于采集路灯配电柜内部温湿度和关键节点温度信息，所述水位监测模块用于监测配电柜所处位置的水位状态，所述柜门状态监测模块用于监测配电柜柜门状态，所述继电器输入输出控制模块用于根据故障类别执行所述软件平台的动作策略，并采集远程控制结果状态反馈信息，所述GPS模块用于获取经纬度地理数据信息，所述终端控制器用于采集包括倾斜、漏电的路灯状态信息和包括开关状态、电参数、灯具内部温度、灯具灯盖状态的灯具状态信息；所述路灯控制器通过所述集中控制器将实时数据信息上传至软件平台，所述集中控制器通过通信模块结合设备层通道将实时数据信息上传至软件平台，所述软件平台采用流式处理方式将收到的实时数据信息与所述软件平台的智能警报设置策略参数阈值进行对比，判断是否触发警报/是否消警，并生成警报方案，所述集中控制器接收、执行所述警报方案的动作策略，同时将该警报方案所涉及的路灯控制器动作策略转发至所述路灯控制器，从而对每个路灯控制器进行控制。
进一步的，所述集中控制器与所述路灯控制器通过PLC/ZIGBEE/LORA/CAN中的一种或多种方式进行通信连接。
本发明的另一目的在于提供一种上述的具有智能化故障甄别和智能化故障分析的路灯监控系统的操作方法，包括以下步骤：
(1)在软件平台设置智能警报设置策略参数的采集参数历史平均值、参数理论值；
(2)在软件平台设置智能警报设置策略参数、智能警报设置策略参数阈值、执行时段，并设置某个参数或多个关联参数作为警报值和消警条件，用于获取警报生成时的警报值及判断消警的条件；
在软件平台中设置警报名称、警报等级，用于在触发警报后，按该设置的警报名称和警报等级展示警报；
在软件平台中设置应用设备、执行周期和时间，定义判断的设备、时间范围；
(3)路灯接入软件平台，采集并上传路灯的实时数据信息，软件平台将该实时数据信息与步骤(2)、步骤(3)所设置的预设数值进行对比，判断是否触发警报/是否消警；
若判断为触发警报，则将按警报方案分别标记为待生成项，并根据步骤(2)中设置启用警报值的参数按设备获取警报值，执行步骤(4)；
若判断为消警，则将按警报方案分别标记为消警项，并执行步骤(5)；
(4)获取警报方案，触发警报；
(5)获取警报方案，进行消警。
进一步的，所述步骤(1)的采集参数平均值由系统根据历史数据进行数据清洗和分析之后自动计算，并支持手动校正；
该系统的自动计算方式是：先设置取值天数和取值时段，各采集模块上传实时采集参数数值，由系统计算出每天不同时段的日平均值。
进一步的，计算每天的日平均值时先剔除最大值和最小值，并结合理论值，以降低陡降和陡升数据的干扰。
进一步的，所述步骤(2)中系统可设置不同的阈值及大于等于、等于、小于等于、区间对比关系，并以此来设置不同警报的充分、合理的判断条件。
进一步的，所述步骤(3)中路灯的每次实时数据上报需对比当前数据上报时间在执行周期及执行时段范围内的警报方案，按警报方案、设备类型、设备名称、警报对象分别对比其设置参数阈值和运算符，不在范围内的警报方案不对比，满足设置参数阈值和运算符的设备将按警报方案分别标记为待生成项，并根据步骤(2)设置启用警报值的参数按设备获取警报值；警报方案中启用消警条件的参数阈值和运算符不满足的设备将按警报方案分别标记为消警项。
进一步的，所述步骤(4)中，对于在步骤(3)中对比后被标记为待生成项的警报方案和设备，先判断该警报方案和设备是否已生成警报记录并未消警：
如是，则不生成该警报方案和设备的警报记录，以实现警报排重；
如不是，则通过对比警报方案已设置的应用设备、警报名称和警报等级去生成该设备的警报记录，并按设备展示已获取警报值。
进一步的，所述步骤(5)中，对应步骤(3)中对比后被标记为消警项的警报方案和设备，则获取该警报方案和该设备已生成并未消警的警报记录进行消警；如该警报方案和该设备不存在已生成并未消警的警报记录，则标记为不生成不消警项。
进一步的，所述步骤(3)中的数据对比方式是基于大数据流式处理方式，以确保数据处理的高效及准确。
有益效果：
本发明的路灯监控系统结合实时设备采集的各种参数实时数据、平均值、理论值、历史平均值，结合自定义警报功能，具备对故障进行二次甄别和智能化故障分析功能、结合各种不同报警信息生产新警报信息的功能、根据需求把单个事件或多个事件结合定义成对应警报功能，实现预警及消警，降低安全隐患，使预警管理更全面、更高效、更准确，更智能。
本发明的路灯监控系统具有自定义智能警报功能，从而实现自定义警报解决方案。本发明通过健全的参数搭建了一套灵活性高、通用性高、扩展性强的警报体系。用户可按需配置不同的警报方案，实现更自主、更全面、更智能的城市照明预警管理，满足了个性化预警需求，降低了人工巡检、预警分析的工作量，整体提升了安全管理能力及管理效率，很好的解决了现有技术中存在的人工工作量大，错误率高等的技术问题。
具体实施方式
现结合具体实施方式对本发明进一步说明。
实施例1：
本实施例1涉及一种具有智能化故障甄别和智能化故障分析的路灯监控系统，该路灯监控系统包括软件平台、路灯控制器、集中控制器。
本发明的软件平台设有路灯的智能警报设置策略参数阈值，并可根据故障类别等信息生成含有动作策略的警报方案。
本发明的路灯控制器安装在路灯上，集中控制器安装在配电柜内，且所述集中控制器与所述路灯控制器进行通信连接；所述路灯控制器、所述集中控制器分别设有用于采集路灯各种实时数据信息的路灯实时数据采集模块。
作为本发明的一个优选方案，所述路灯控制器通过PLC/ZIGBEE/LORA/CAN等多种通讯方式连接所述集中控制器。
本发明的路灯实时数据采集模块包括：
电参数测量模块，用于测量三相电压、三相电流、漏电流、功率因素、谐波等信息，并完成电能计量和故障判断、电网质量判断；
温湿度采集模块，用于采集路灯配电柜内部温湿度和关键节点温度等信息；
水位监测模块，用于监测配电柜所处位置的水位状态；
柜门状态监测模块，用于监测配电柜柜门状态；
继电器输入输出控制模块，用于根据故障类别执行所述软件平台的动作策略，并采集远程控制结果状态反馈信息；
GPS模块，用于获取经纬度地理数据信息；
终端控制器，用于采集包括倾斜、漏电的路灯状态信息和包括开关状态、电参数、灯具内部温度、灯具灯盖状态的灯具状态信息。
上传信息时，本发明的路灯控制器通过所述集中控制器将实时数据信息上传至软件平台，所述集中控制器通过通信模块结合设备层通道将实时数据信息上传至软件平台。
作为本发明的优选方案，所述集中控制器通过无线网络或有线网络通信通道连接所述软件平台。
本发明的软件平台采用流式处理方式将收到的实时数据信息与软件平台所设置的智能警报设置策略参数阈值进行对比，判断是否触发警报/是否消警，并生成警报方案，所述集中控制器接收、执行所述警报方案的动作策略，同时将该警报方案所涉及的路灯控制器动作策略转发至所述路灯控制器，从而对每个路灯控制器进行控制。
实施例2：
本实施例2提供一种实施例1的具有智能化故障甄别和智能化故障分析的路灯监控系统的操作方法，包括以下步骤：
(1)在软件平台设置智能警报设置策略参数的采集参数历史平均值、参数理论值；
(2)在软件平台设置智能警报设置策略参数、智能警报设置策略参数阈值、执行时段，并设置某个参数或多个关联参数作为警报值和消警条件，用于获取警报生成时的警报值及判断消警的条件；
在软件平台中设置警报名称、警报等级，用于在触发警报后，按该设置的警报名称和警报等级展示警报；
在软件平台中设置应用设备、执行周期和时间，定义判断的设备、时间范围；
(3)路灯接入软件平台，采集并上传路灯的实时数据信息，软件平台将该实时数据信息与步骤(2)、步骤(3)所设置的预设数值进行对比，判断是否触发警报/是否消警；
若判断为触发警报，则将按警报方案分别标记为待生成项，并根据步骤(2)
中设置启用警报值的参数按设备获取警报值，执行步骤(4)；
若判断为消警，则将按警报方案分别标记为消警项，并执行步骤(5)；
(4)获取警报方案，触发警报；
(5)获取警报方案，进行消警。
作为本发明的一个优选方案，所述步骤(1)的采集参数平均值由系统根据历史数据进行数据清洗和分析之后自动计算，并支持手动校正；
该系统自动计算方式是：先设置取值天数和取值时段，各采集模块上传实时采集参数数值，由系统计算出每天不同时段的日平均值。并且，计算每天的日平均值时先剔除最大值和最小值并结合理论值，以降低陡降和陡升数据的干扰。其中，所述电参数平均值的设置参数包括三相电流、三相电压等参数信息，所述电参数理论值的设置参数包括总空支、分支空开等参数信息。
作为本发明的另一个优选方案，所述电参数理论值通过现场人工普查后分设备、分回路一一抄录至系统。
作为本发明的另一个优选方案，所述步骤(2)中系统可设置不同的阈值及大于等于、等于、小于等于、区间对比关系，并以此来设置不同警报的充分、合理的判断条件。
作为本发明的另一个优选方案，所述步骤(3)中路灯的每次实时数据上报需对比当前数据上报时间在执行周期及执行时段范围内的警报方案，按警报方案、设备类型、设备名称、警报对象分别对比其设置参数阈值和运算符，不在范围内的警报方案不对比，满足设置参数阈值和运算符的设备将按警报方案分别标记为待生成项，并根据步骤(2)设置启用警报值的参数按设备获取警报值；警报方案中启用消警条件的参数阈值和运算符不满足的设备将按警报方案分别标记为消警项。
作为本发明的另一个优选方案，所述步骤(4)中，对于在步骤(3)中对比后被标记为待生成项的警报方案和设备，先判断该警报方案和设备是否已生成警报记录并未消警：
如是，则不生成该警报方案和设备的警报记录，以实现警报排重；
如不是，则通过对比警报方案已设置的应用设备、警报名称和警报等级去生成该设备的警报记录，并按设备展示已获取警报值。
作为本发明进一步的一个优选方案，所述步骤(5)中，对应步骤(3)中对比后被标记为消警项的警报方案和设备，则获取该警报方案和该设备已生成并未消警的警报记录进行消警；如该警报方案和该设备不存在已生成并未消警的警报记录，则标记为不生成不消警项。
作为本发明的另一个优选方案，所述步骤(3)中的数据对比方式是基于大数据流式处理方式，以确保数据处理的高效及准确。
本发明的技术方案结合实时设备参数及电参数平均值、理论值实现预警及消警，降低安全隐患，使预警管理更全面、更高效、更准确，更智能。
对本发明的具有智能化故障甄别和智能化故障分析的路灯监控系统进行使用检测：
1.电流越限警报方案检测
软件平台设置的智能警报设置策略参数阈值为电流平均值相差数值大于等于10，且该参数同时启用警报值和消警条件，警报名称设为：电流越上限10A以上，警报等级设为：紧急故障，警报对象设为：回路，执行周期设为：长期有效，执行时间设为全天。
路灯上传实时数据信息(具体是实时回路电流数据信息)至软件平台，即，与软件平台已计算的设备回路电流平均值进行计算对比(按设备回路分别计算)。以“实时回路电流值减去回路电流平均值”，得出差值后再与设置的智能警报设置策略参数阈值进行对比，如大于等于10则生成该设备回路“电流越上限10A以上”的警报记录，并取计算差值作为警报值；如未大于等于10则获取该设备回路已生成未消警的“电流越上限10A以上”进行消警；如该设备回路不存在已生成未消警的“电流越上限10A以上”警报记录，则该设备回路不生成警报记录、不消警。如需设置越下限警报，则仅需参数阈值调整为小于等于负值，其余同理。
通过以上方式，本发明可很好的对偷电、线路稳定性、短路等情况进行预警，相比传统手动计算合理阈值并下发至设备对比的方式，大大的提升了准确性及减少人工成本。
2.设备防盗警报方案
软件平台设置智能警报设置策略参数阈值为GPS偏移大于等于100m，并同时启用警报值和消警条件，警报名称设为：设备防盗警报，警报等级设为：一般故障，警报对象设为：回路监控箱，执行周期设为：长期有效，执行时间设为：全天。
路灯上传实时数据信息(具体是实时经纬度数据信息)至平台，即，与平台手动定位保存的经纬度进行计算对比(按设备回路分别计算)。以“实时经纬度值减去手动保存定位的经纬度”，得出差值后再根据地图比例计算出距离。与设置的智能警报设置策略参数阈值进行对比，如大于等于100则生成该设备“设备防盗”的警报记录，并取计算差值作为警报值；如未大于等于100则获取该设备已生成未消警的“设备防盗”进行消警；如该设备不存在已生成未消警的“设备防盗”警报记录，则该设备不生成警报记录、不消警。
通过以上方式，本发明可很好的对偷盗监控设备行为进行预警。
本发明可广泛应用于道路照明领域中的回路控制、智慧灯杆、生产运维等多个系统，扩展性强。
本发明的智能警报设置策略参数、智能警报设置策略参数阈值和警报方案的动作策略为系统自定义添加配置，可按需给不同的客户配置不同的参数和动作以供实施，灵活性高、定制化程度强。
本发明的实施方式为警报配置触发警报方案，由系统管理员按需配置警报、经测验通过后投放至客户，客户仅需傻瓜式的选择是否启用警报及修改常规简单的阈值及执行设置，可有效降低误操作率及人员学习成本！
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有智能化故障甄别和智能化故障分析的路灯监控系统，其特征在于，包括软件平台、路灯控制器、集中控制器，所述软件平台设有路灯的智能警报设置策略参数阈值，并可生成含有动作策略的警报方案；所述软件平台设有路灯的智能警报设置策略参数阈值包括：在软件平台设置智能警报设置策略参数的采集参数历史平均值、参数理论值，在软件平台设置智能警报设置策略参数、智能警报设置策略参数阈值、执行时段，并设置某个参数或多个关联参数作为警报值和消警条件，用于获取警报生成时的警报值及判断消警的条件，软件平台中设置警报名称、警报等级，用于在触发警报后，按该设置的警报名称和警报等级展示警报；在软件平台中设置应用设备、执行周期和时间，定义判断的设备、时间范围；
所述路灯控制器安装在路灯上，所述集中控制器安装在配电柜内，且所述集中控制器与所述路灯控制器进行通信连接；所述路灯控制器、所述集中控制器分别设有用于采集路灯各种实时数据信息的路灯实时数据采集模块，所述路灯实时数据采集模块包括电参数测量模块、温湿度采集模块、水位监测模块、柜门状态监测模块、继电器输入输出控制模块、GPS模块、终端控制器；所述电参数测量模块用于测量包括三相电压、三相电流、漏电流、功率因素、谐波的信息，并完成电能计量和故障判断、电网质量判断，所述温湿度采集模块用于采集路灯配电柜内部温湿度和关键节点温度信息，所述水位监测模块用于监测配电柜所处位置的水位状态，所述柜门状态监测模块用于监测配电柜柜门状态，所述继电器输入输出控制模块用于根据故障类别执行所述软件平台的动作策略，并采集远程控制结果状态反馈信息，所述GPS模块用于获取经纬度地理数据信息，所述终端控制器用于采集包括倾斜、漏电的路灯状态信息和包括开关状态、电参数、灯具内部温度、灯具灯盖状态的灯具状态信息；所述路灯控制器通过所述集中控制器将实时数据信息上传至软件平台，所述集中控制器通过通信模块结合设备层通道将实时数据信息上传至软件平台，所述软件平台采用流式处理方式将收到的实时数据信息与所述软件平台的智能警报设置策略参数阈值进行对比，判断是否触发警报/是否消警，并生成警报方案，所述集中控制器接收、执行所述警报方案的动作策略，同时将该警报方案所涉及的路灯控制器动作策略转发至所述路灯控制器，从而对每个路灯控制器进行控制。
2.根据权利要求1所述的具有智能化故障甄别和智能化故障分析的路灯监控系统，其特征在于，所述集中控制器与所述路灯控制器通过PLC/ZIGBEE/LORA/CAN中的一种或多种方式进行通信连接。
3.一种权利要求1或2所述的具有智能化故障甄别和智能化故障分析的路灯监控系统的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在软件平台设置智能警报设置策略参数的采集参数历史平均值、参数理论值；
(2)在软件平台设置智能警报设置策略参数、智能警报设置策略参数阈值、执行时段，并设置某个参数或多个关联参数作为警报值和消警条件，用于获取警报生成时的警报值及判断消警的条件；
在软件平台中设置警报名称、警报等级，用于在触发警报后，按该设置的警报名称和警报等级展示警报；
在软件平台中设置应用设备、执行周期和时间，定义判断的设备、时间范围；
(3)路灯接入软件平台，采集并上传路灯的实时数据信息，软件平台将该实时数据信息与步骤(2)、步骤(3)所设置的预设数值进行对比，判断是否触发警报/是否消警；
若判断为触发警报，则将按警报方案分别标记为待生成项，并根据步骤(2)中设置启用警报值的参数按设备获取警报值，执行步骤(4)；
若判断为消警，则将按警报方案分别标记为消警项，并执行步骤(5)；
(4)获取警报方案，触发警报；
(5)获取警报方案，进行消警。
4.根据权利要求3所述的具有智能化故障甄别和智能化故障分析的路灯监控系统的操作方法，其特征在于，所述步骤(1)的采集参数平均值由系统根据历史数据进行数据清洗和分析之后自动计算，并支持手动校正；
该系统的自动计算方式是：先设置取值天数和取值时段，各采集模块上传实时采集参数数值，由系统计算出每天不同时段的日平均值。
5.根据权利要求4所述的具有智能化故障甄别和智能化故障分析的路灯监控系统的操作方法，其特征在于，计算每天的日平均值时先剔除最大值和最小值，并结合理论值，以降低陡降和陡升数据的干扰。
6.根据权利要求3所述的具有智能化故障甄别和智能化故障分析的路灯监控系统的操作方法，其特征在于，所述步骤(2)中系统可设置不同的阈值及大于等于、等于、小于等于、区间对比关系，并以此来设置不同警报的充分、合理的判断条件。
7.根据权利要求3所述的具有智能化故障甄别和智能化故障分析的路灯监控系统的操作方法，其特征在于，所述步骤(3)中路灯的每次实时数据上报需对比当前数据上报时间在执行周期及执行时段范围内的警报方案，按警报方案、设备类型、设备名称、警报对象分别对比其设置参数阈值和运算符，不在范围内的警报方案不对比，满足设置参数阈值和运算符的设备将按警报方案分别标记为待生成项，并根据步骤(2)设置启用警报值的参数按设备获取警报值；警报方案中启用消警条件的参数阈值和运算符不满足的设备将按警报方案分别标记为消警项。
8.根据权利要求3所述的具有智能化故障甄别和智能化故障分析的路灯监控系统的操作方法，其特征在于，所述步骤(4)中，对于在步骤(3)中对比后被标记为待生成项的警报方案和设备，先判断该警报方案和设备是否已生成警报记录并未消警：
如是，则不生成该警报方案和设备的警报记录，以实现警报排重；
如不是，则通过对比警报方案已设置的应用设备、警报名称和警报等级去生成该设备的警报记录，并按设备展示已获取警报值。
9.根据权利要求3所述的具有智能化故障甄别和智能化故障分析的路灯监控系统的操作方法，其特征在于，所述步骤(5)中，对应步骤(3)中对比后被标记为消警项的警报方案和设备，则获取该警报方案和该设备已生成并未消警的警报记录进行消警；如该警报方案和该设备不存在已生成并未消警的警报记录，则标记为不生成不消警项。
10.根据权利要求3所述的具有智能化故障甄别和智能化故障分析的路灯监控系统的操作方法，其特征在于，所述步骤(3)中的数据对比方式是基于大数据流式处理方式，以确保数据处理的高效及准确。
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