FR2893197A1

FR2893197A1 - Lampposts monitoring method for e.g. external public lighting installation, involves recording actual power consumption of lampposts based on time to establish load learning curve, and defining alarm thresholds for different time slots

Info

Publication number: FR2893197A1
Application number: FR0511224A
Authority: FR
Inventors: Jean Paul Michel; Laurent Schnepf
Original assignee: D M SARL
Current assignee: D M SARL
Priority date: 2005-11-04
Filing date: 2005-11-04
Publication date: 2007-05-11
Anticipated expiration: 2025-11-04
Also published as: FR2893197B1

Abstract

The method involves recording actual power consumption of lampposts based on time for establishing a load learning curve, and defining alarm thresholds for different time slots. An alarm is transmitted through a global system for mobile communication (GSM) network when the thresholds are exceeded. The time slots, alarm thresholds and the consumed power are parameterized and treated by an algorithm or program which can be altered based on season, external temperatures, lighting-up or shutdown times, geographical position and complementary instructions provided by a user.

Description

DISPOSITIF DE DETECTION DE PANNES ET DE SURVEILLANCE D'ECLAIRAGE PUBLIC LaDEVICE FOR DETECTING FAULTS AND PUBLIC LIGHTING MONITORING

présente invention concerne un dispositif de détection de pannes d'éclairage public et plus particulièrement un dispositif permettant de surveiller à distance un éclairage public. Les lampadaires électriques sont commandés par des armoires qui commandent l'éclairage public, par exemple les armoires commandent 20 à 30 points lumineux. Une armoire comporte généralement deux parties fermées chacune par une porte. La première partie comporte un compteur électrique et la deuxième partie comporte une platine de commande de départs d'alimentation vers les candélabres. Lorsqu'il fait jour, l'alimentation électrique est coupée, alors que lorsqu'il fait nuit, l'alimentation électrique allume les 20 à 30 points lumineux. L'armoire fournit une alimentation par tranches, par exemple par rues, ou par quartiers. Cependant, l'alimentation électrique peut être défaillante. Par exemple, les fils électriques qui relient un lampadaire peuvent être coupés, l'ampoule du lampadaire peut être grillée. Dans ce cas, l'éclairage public sera défaillant et la consommation électrique nocturne sera diminuée de manière anormale. Un composant de l'armoire peut être défaillant et entraîner un allumage du lampadaire pendant le jour. Dans ce cas, la consommation électrique diurne sera augmentée de manière anormale. II est donc particulièrement important de contrôler et de surveiller le fonctionnement correct d'un ensemble de lampadaires d'éclairage public d'une part pour fournir un service d'éclairage public correct et d'autre part pour maîtriser la consommation électrique des éclairages publics. De même, les feux tricolores doivent être alimentés de jour comme de nuit et une panne du système entraîne une consommation électrique qui sera diminuée de manière anormale. La surveillance des feux tricolores est particulièrement nécessaire dans le but de prévenir des accidents de la route. The present invention relates to a device for detecting public lighting failures and more particularly to a device for remotely monitoring public lighting. Electric street lamps are controlled by cabinets that control public lighting, for example cabinets order 20 to 30 light points. A cabinet usually has two parts each closed by a door. The first part comprises an electric meter and the second part comprises a control panel for supply feeds to the candelabra. When it is daytime, the power supply is cut off, while at night, the power supply turns on the 20 to 30 light points. The cabinet provides a slice of food, for example by streets, or by neighborhoods. However, the power supply may be faulty. For example, the electrical wires that connect a lamp can be cut, the bulb of the lamp can be burned. In this case, the street lighting will fail and the nighttime electricity consumption will be abnormally reduced. A component of the cabinet may fail and cause the lamp to light during the day. In this case, the daytime power consumption will be abnormally increased. It is therefore particularly important to control and monitor the correct operation of a set of street lighting lamps on the one hand to provide a proper public lighting service and on the other hand to control the power consumption of public lighting. Similarly, the traffic lights must be powered day or night and a system failure leads to an electricity consumption that will be reduced abnormally. The monitoring of traffic lights is particularly necessary in order to prevent road accidents.

On connaît dans la technique antérieure des dispositifs qui permettent de surveiller chaque lampadaire ou chaque feu tricolore. Chaque lampadaire est équipé d'un module qui surveille ce lampadaire. Un tel dispositif est par exemple décrit dans la demande de brevet français No. 2 624 335. Cette demande de brevet français décrit un ensemble de détection et de signalisation de défauts de fonctionnement pour éclairage collectif ou public distribué en zones, caractérisé en ce qu'il comprend d'une part un module émetteur équipant chaque lampadaire, ledit module émetteur possédant un détecteur de courant consommé dont le signal pilote un oscillateur en vue de transmettre un signal de détection par le réseau alternatif d'alimentation de l'éclairage, et d'autre part un module récepteur prévu dans l'armoire d'alimentation de zone comprenant un analyseur et un échantillonneur de fréquence suivi d'un encodeur pour la transmission par les lignes téléphoniques d'informations codées correspondant à la signalisation des défauts et leur localisation à l'ordinateur de la salle de contrôle, l'ensemble de réception étant piloté par un microprocesseur. Le module émetteur est logé dans le fût du lampadaire et le module récepteur est intégré dans l'armoire. Un tel dispositif présente l'inconvénient qu'il faut équiper chaque lampadaire d'un module émetteur ce qui entraîne de nombreuses manipulations de montage et adaptation du fût du lampadaire. On connaît par ailleurs un dispositif de contrôle de lampadaires comportant une station de commande munie d'un ordinateur, et d'une pluralité de stations de base reliées par téléphone ou par SMS (short message service) ou par GMS à la station de commande. Un tel dispositif est décrit dans la demande de brevet international WO 03/034570. Chaque station de base est en communication avec une pluralité d'appareils comme des lampes et chaque lampe contient un poste terminal pouvant communiquer avec la station de base. Ainsi chaque lampadaire est commandé individuellement. Devices are known in the prior art that make it possible to monitor each lamppost or each traffic light. Each lamppost is equipped with a module that monitors this lamppost. Such a device is for example described in the French patent application No. 2,624,335. This French patent application describes a set of detection and signaling of malfunctions for collective or public lighting distributed in zones, characterized in that it comprises on the one hand a transmitter module equipping each lamppost, said transmitter module having a consumed current detector whose signal drives an oscillator for transmitting a detection signal by the AC power supply of the lighting, and on the other hand a receiver module provided in the zone supply cabinet comprising an analyzer and a frequency sampler followed by an encoder for the transmission by telephone lines of coded information corresponding to the signaling of defects and their location at the computer of the control room, the receiving assembly being controlled by a microprocessor. The transmitter module is housed in the lamp post and the receiver module is integrated in the cabinet. Such a device has the disadvantage that it is necessary to equip each lamppost of a transmitter module which leads to many manipulations of mounting and adaptation of the barrel of the lamppost. Also known is a lamp control device comprising a control station provided with a computer, and a plurality of base stations connected by telephone or SMS (short message service) or by GMS at the control station. Such a device is described in the international patent application WO 03/034570. Each base station is in communication with a plurality of devices such as lamps and each lamp contains a terminal station that can communicate with the base station. Thus each lamppost is individually controlled.

Un système comparable au précédent est décrit dans la demande de brevet GB 2 403 357. Ce document décrit un système de surveillance d'une série de lampes en communication avec un ordinateur via un réseau GSM. Chaque lampe est contrôlée individuellement. A system comparable to the previous one is described in patent application GB 2 403 357. This document describes a system for monitoring a series of lamps in communication with a computer via a GSM network. Each lamp is individually controlled.

La présente invention a donc pour but de mettre à disposition un procédé et un dispositif de surveillance d'une installation d'éclairage public intérieur ou extérieur comportant des postes d'éclairage multiples. Selon le procédé de l'invention, on enregistre en fonction du temps la consommation d'énergie électrique réelle pour établir une courbe de charge. C'est la phase dite "d'apprentissage". On définit des seuils pour différentes plages horaires pour lesquels une alarme sera déclenchée. Ces seuils sont dits seuils "d'alarme". Lorsque ces seuils sont dépassés, on envoie une alarme. Les plages horaires, les seuils d'alarme, la puissance ou l'énergie consommée sont paramétrés et traités par un algorithme ou programme embarqué qui peut changer en fonction des saisons, des températures extérieures, de l'heure d'allumage et d'extinction, de la position géographique et d'instructions complémentaires données par l'utilisateur. On transmet l'alarme par un réseau GSM, qui déclenche l'émission d'un message d'alarme SMS (Short message service). On conserve les données (courbe de charge, consommation, seuils d'alarme) en mémoire et on peut éventuellement les consulter à distance. L'invention concerne en outre un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus. The present invention therefore aims to provide a method and a monitoring device of an indoor or outdoor public lighting installation with multiple lighting stations. According to the method of the invention, the actual electrical energy consumption is recorded as a function of time in order to establish a load curve. This is the so-called "learning phase". Thresholds are defined for different time slots for which an alarm will be triggered. These thresholds are called "alarm" thresholds. When these thresholds are exceeded, an alarm is sent. The time periods, the alarm thresholds, the power or the energy consumed are parameterized and processed by an embedded algorithm or program which can change according to the seasons, the outside temperatures, the time of lighting and extinction. , geographical position and additional instructions given by the user. The alarm is transmitted via a GSM network, which triggers the transmission of an SMS message message (Short message service). The data (load curve, consumption, alarm thresholds) are stored in memory and can be consulted remotely. The invention further relates to a device for carrying out the method described above.

Le dispositif comporte un module GSM qui permet de communiquer les SMS, un microcontrôleur capable de gérer l'algorithme de fonctionnement, des mémoires conservant les données (temps, puissance consommée, seuils d'alarme). Il dispose également d'une connexion qui permet une consultation ou son paramétrage localement. The device comprises a GSM module that communicates SMS, a microcontroller capable of managing the operating algorithm, memories retaining data (time, power consumed, alarm thresholds). It also has a connection that allows a consultation or its setting locally.

Le dispositif est relié à un ordinateur externe qui permet de faire l'acquisition des messages SMS. Le dispositif comporte en outre une horloge astronomique. Les moyens de transmission de données relatives à la courbe de charge sont choisis parmi des moyens de communication par radiotélégraphie, par téléphone filaire, par GSM, par SMS. Le dispositif enregistre donc la consommation d'électricité et si celle-ci diminue, dans la période pendant laquelle les multiples postes d'éclairage doivent être actifs, ce qui signifie qu'un poste d'éclairage est tombé en panne, le dispositif active les moyens d'alarme. Le dispositif selon la présente invention établit donc une courbe de charge au cours du temps, à savoir la consommation d'électricité consommée en fonction du temps. Pendant une certaine période, par exemple la nuit, cette consommation doit être égale à un seuil préétabli, c'est-à-dire la somme de la consommation des postes d'éclairage multiples. Si cette consommation enregistrée est inférieure au seuil de consommation prévu au préalable pour la totalité des postes d'éclairage, cela signifie qu'un poste d'éclairage est défaillant. Au contraire, pendant la journée, la consommation enregistrée doit être pratiquement nulle puisque les postes d'éclairage sont normalement éteints et inactifs. Dans le cas d'un vandalisme, par exemple, d'une prise de courant sauvage ou d'une fuite de courant, où au cas d'une intervention d'un réparateur qui n'aurait pas remis le dispositif en marche correcte, la consommation d'électricité enregistrée des postes d'éclairage multiples est supérieure à la consommation d'électricité prévue. Ainsi, dès que le seuil d'alarme est dépassé un signal d'alarme est émis. La présente invention permet donc de détecter une panne d'un éclairage public possédant des postes d'éclairage multiples en détectant la consommation totale d'électricité de ces postes d'éclairage et non pas en détectant un disfonctionnement de chaque poste d'éclairage. Il n'est donc pas nécessaire de munir chaque lampadaire d'un dispositif de surveillance, mais uniquement de munir de ce dispositif l'armoire électrique qui est en liaison avec un ensemble de lampadaires. Il en résulte une économie de matériels et de main d'oeuvre par rapport aux dispositifs de la technique antérieure qui prévoient un dispositif de surveillance par lampadaire. La présente invention sera mieux comprise à l'aide des dessins annexés dans lesquels : La figure unique est une vue d'une courbe de charge de la consommation réelle d'un lampadaire en fonction du temps. The device is connected to an external computer that can be used to acquire SMS messages. The device further comprises an astronomical clock. The data transmission means relating to the charge curve are chosen from means of communication by radiotelegraphy, wired telephone, GSM, SMS. The device thus records the consumption of electricity and if it decreases, in the period during which the multiple lighting stations must be active, which means that a lighting station has failed, the device activates the lights. alarm means. The device according to the present invention therefore establishes a load curve over time, namely the consumption of electricity consumed as a function of time. During a certain period, for example at night, this consumption must be equal to a preset threshold, that is to say the sum of the consumption of the multiple lighting stations. If this recorded consumption is lower than the predicted consumption threshold for all the lighting stations, this means that a lighting station has failed. On the contrary, during the day, the recorded consumption must be practically zero since the lighting stations are normally off and inactive. In the case of vandalism, for example, a power socket or a current leak, or in the event of an intervention by a repairer who has not turned the device back on properly, the Recorded electricity consumption of multiple lighting stations is greater than expected electricity consumption. Thus, as soon as the alarm threshold is exceeded an alarm signal is emitted. The present invention thus makes it possible to detect a failure of a street lighting having multiple lighting stations by detecting the total electricity consumption of these lighting stations and not by detecting a malfunction of each lighting station. It is therefore not necessary to provide each streetlight with a monitoring device, but only to provide this device the electrical cabinet which is in conjunction with a set of streetlights. This results in a saving of materials and labor compared to the devices of the prior art which provide a surveillance device by lamppost. The present invention will be better understood with the aid of the accompanying drawings in which: The single figure is a view of a load curve of the actual consumption of a lamppost as a function of time.

Sur la figure unique, on voit que la courbe de charge de la consommation réelle d'électricité a été portée en ordonnées. Cette consommation est mesurée en watts. En abscisses on a porté différentes dates et heures. On peut constater que la courbe au moment de l'allumage les 2, 3, 4, 5, 6, 7 février 2005 comporte un pic qui monte à 7500 watts environ. En effet, les lampes électriques étant froides, au moment de l'allumage, elles consomment plus puis, la consommation revient à un niveau inférieur, aux environs de 2000 û 2500 watts. L'allumage se fait aux environs de 19 heures et l'extinction aux environs de 7 û 8 heures. Ces heures d'allumage et d'extinction sont cependant variables, car elles sont fonction de la saison, de l'éclairage de la journée. La consommation est variable en fonction du temps, de la température extérieure. L'été les périodes de marche et arrêt des lampes sont différentes de celles en hiver. Toutes ces variables sont enregistrées et traitées dans un microcontrôleur. Selon l'invention, on enregistre donc les courbes de charge de consommation réelle pendant une phase d'apprentissage et on fixe les seuils de consommation au-delà desquels une alarme sera déclenchée, c'est-à-dire qu'un SMS sera envoyé à un ordinateur externe. Le microcontrôleur est capable de traiter un algorithme de fonctionnement des seuils d'alarme et des plages horaires qui génère l'envoi de SMS. In the single figure, we see that the load curve of the actual electricity consumption has been plotted on the ordinate. This consumption is measured in watts. On the abscissa, different dates and times were worn. It can be seen that the curve at the time of ignition on 2, 3, 4, 5, 6, 7 February 2005 has a peak that rises to 7500 watts. Indeed, the electric lamps being cold, at the time of the ignition, they consume more then, the consumption returns to a lower level, around 2000 - 2500 watts. The ignition is done around 19 hours and the extinction around 7 - 8 hours. These times of ignition and extinction are however variable, because they are a function of the season, the lighting of the day. Consumption varies according to the weather and the outside temperature. In summer the periods of walking and stopping lamps are different from those in winter. All these variables are recorded and processed in a microcontroller. According to the invention, therefore, the actual consumption load curves are recorded during a learning phase and the consumption thresholds are set beyond which an alarm will be triggered, that is to say that an SMS will be sent to an external computer. The microcontroller is able to process an operating algorithm of the alarm thresholds and time slots that generates the sending of SMS.

Le dispositif peut comporter une horloge électronique qui permet de mesurer l'heure exacte selon la position géographique de l'appareil. Le fonctionnement du mode de réalisation le plus préféré du dispositif de la présente invention est le suivant. Le dispositif reçoit les impulsions (via un capteur optique installé sur la face avant du compteur électrique de l'installation) et enregistre l'index (indicateur de la consommation facturable), la consommation et les informations qui lui sont associées à intervalles réguliers. Le dispositif est conçu pour recevoir également des informations aux formats ASCII, analogique ou un signal modulé (exemple : sortie télé-info des compteurs électriques). Des seuils d'alarmes (haut et bas) sont paramétrés dans l'appareil qui se connecte en cas de dépassement de la puissance consommée sur le réseau GSM, déclenchant l'émission d'un message d'alarme SMS (Short Message Service, dont le contenu est identifié comme tel par la plateforme de réception) vers l'ordinateur externe d'acquisition ou directement vers un téléphone mobile. A la demande, dans le cas d'une alimentation du dispositif par piles, le dispositif se "réveille" lors de fenêtres d'écoute du réseau prédéfinies, déclenchant l'émission d'un message SMS (Short Message Service). The device may include an electronic clock that measures the exact time according to the geographical position of the device. The operation of the most preferred embodiment of the device of the present invention is as follows. The device receives the pulses (via an optical sensor installed on the front of the electrical meter of the installation) and records the index (indicator of the billable consumption), the consumption and the information associated with it at regular intervals. The device is designed to also receive information in ASCII format, analog or modulated signal (example: output tele-info of the electric meters). Alarm thresholds (up and down) are set in the device that connects when the power consumed on the GSM network is exceeded, triggering the transmission of an SMS message message (Short Message Service, the content is identified as such by the receiving platform) to the external acquisition computer or directly to a mobile phone. On demand, in the case of a battery powered device, the device is "waking up" during predefined network listening windows, triggering the issuance of a message SMS (Short Message Service).

Les données sont transmises vers une plate-forme (nationale, régionale ou locale) de réception des données dont les coordonnées ont été mises en mémoire dans chaque dispositif. Un ordinateur (type PC) équipé d'un simple MODEM GSM de réception (exemple : Fastrack Wavecom) permet de faire l'acquisition des messages SMS pour plusieurs dizaines d'appareils. Afin de gérer de plus importants volumes, une connexion vers le SMS Center de l'opérateur retenu est préconisée (plusieurs centaines ou milliers). Un logiciel dans l'ordinateur permet de lire les informations envoyées par le dispositif via le réseau GSM. Cette application informatique met les données reçues à disposition de l'exploitant sous forme de base de données (format ACCESS) et de fichier de transfert (*.txt) de type CSV (texte avec séparateurs point-virgule). Les données de comptage ou d'alarmes sont traitées par le logiciel. La prise en charge de ces fichiers permet de façon très simple de traiter, stocker, analyser les données et d'établir l'exploitation du réseau Le dispositif dispose d'une alimentation en énergie électrique 220 V AC raccordée sur l'armoire surveillée. Un système d'accumulateur le rend suffisamment autonome en cas de coupure du secteur pour lui permettre d'envoyer un SMS d'alarme coupure secteur . Le dispositif étant destiné à une exploitation dans le métier de l'éclairage public, il est livrable monté sur une platine EP, pré-paramétré (prêt à l'emploi) pour optimiser sa prise en mains par des électriciens. L'étage d'acquisition permet d'enregistrer des informations en provenance des capteurs optiques ou par un raccordement direct par deux fils sur la sortie télé-info des compteurs électriques du marché (tarifs bleu, jaune et vert). Pour tous les types d'impulsions reçues, une double filtration des rebonds est assurée (matérielle et par algorithme). Une détection coupure câble est intégrée au produit. Elle assure la surveillance de l'intégralité des capteurs raccordés. The data is transmitted to a platform (national, regional or local) for receiving data whose coordinates have been stored in each device. A computer (PC type) equipped with a simple GSM reception MODEM (example: Fastrack Wavecom) can be used to acquire SMS messages for several dozen devices. In order to manage larger volumes, a connection to the SMS Center of the selected operator is recommended (several hundred or thousands). Software in the computer makes it possible to read the information sent by the device via the GSM network. This computer application puts the received data at the disposal of the operator in the form of database (format ACCESS) and transfer file (* .txt) of type CSV (text with separators semicolon). Counting or alarm data is processed by the software. Support for these files makes it easy to process, store, analyze data and establish network operation. The device has a 220 V AC power supply connected to the monitored cabinet. An accumulator system makes it sufficiently autonomous in case of power failure to enable it to send a SMS power failure alarm. The device is intended for use in the public lighting business, it is available mounted on an EP board, pre-parameterized (ready to use) to optimize its handling by electricians. The acquisition stage makes it possible to record information coming from the optical sensors or by a direct connection by two wires on the tele-info output of the electric meters of the market (blue, yellow and green tariffs). For all types of pulses received, a double filtration of rebounds is ensured (hardware and algorithm). Cable cut detection is integrated into the product. It monitors the entire connected sensors.

La gestion des modes de transmission, son efficacité et son niveau de sécurité pour l'intégrité des informations est celle du réseau GSM : lors des envois, prise en charge du statut de l'appareil appelé, gestion des collisions, renvois automatiques, etc.... Le dispositif est bidirectionnel (appareil appelant mais pouvant être appelé). Un paramétrage très simple qui ne nécessite pas de logiciel ou de pilotes informatiques, qui n'entraîne pas d'oubli, qui réalise un contrôle de pertinence de la saisie des paramètres et propose des saisies par défaut est effectué sur site ou en usine au préalable à l'aide d'un PC portable ou de bureau . The management of transmission modes, its efficiency and its level of security for the integrity of information is that of the GSM network: during sending, support of the status of the called device, management of collisions, automatic returns, etc. ... The device is bidirectional (calling device but can be called). A very simple parameterization that does not require any software or computer drivers, which does not entail forgetting, that carries out a control of relevance of the entry of the parameters and proposes default entries is carried out on site or in factory beforehand using a laptop or desktop.

Claims

1. A method of monitoring an indoor or outdoor public lighting installation with multiple lighting stations according to which the actual electric energy consumption is recorded as a function of time to establish a "learning" load curve, thresholds are defined for different time slots for which an alarm will be triggered, an alarm is sent when these thresholds are exceeded.

2. Monitoring method according to claim 1, characterized in that the time periods, alarm thresholds, power or energy consumed are parameterized and processed by an algorithm or embedded program that can change depending on the seasons, external temperatures, time of ignition and extinction, geographical position and additional instructions given by the user.

3. Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that transmits the alarm via a GSM network, which triggers the issuance of an SMS message message (Short message service).

4. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the data (load curve, consumption, alarm thresholds) are stored in memory and can optionally be viewed remotely.

5. Device for implementing the method according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a GSM module that can communicate SMS, a microcontroller capable of managing the operating algorithm, memories retaining the data (time, power consumed, alarm thresholds).

6. Device according to claim 1, characterized in that it is connected to an external computer that can be used to acquire SMS messages.

7. Device according to any one of claims 5 and 6, characterized in that it comprises an astronomical clock.