GBT 40785-2021 信息技术 城市路灯接入控制系统技术要求

信息技术城市路灯接入控制系统技术要求2021-10-11发布2022-05-01实施GB/T40785—2021 I 2规范性引用文件 3术语和定义 14系统结构 25技术要求 25.1系统接口 25.2系统容量 25.3功能要求 35.4性能要求 45.5通信要求 55.6环境适应性 75.7电磁兼容性要求 85.8可靠性要求 I本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国信息技术标准化技术委员会(SAC/TC28)提出并归口。本文件起草单位：中国电子技术标准化研究院、安徽德诺科技股份公司、深圳市力合微电子股份有限公司、深圳赛西信息技术有限公司、中国电子技术标准化研究院华东分院、北京卓越信通电子股份有限公司、深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司、珠海中慧微电子有限公司、江苏赛西科技发展有限公司、厦门瑞德利校准检测技术有限公司。1信息技术城市路灯接入控制系统技术要求本文件给出了城市路灯接入控制系统的结构，规定了应用于城市路灯接入控制系统的技术要求。本文件适用于应用低压电力线(220V/380V电压等级)实现城市路灯与接入控制系统的设计、制造及应用。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T4208—2017外壳防护等级(IP代码)GB/T40779—2021信息技术系统间远程通信和信息交换应用于城市路灯接入的低压电力线通信协议DL/T381—2010电子设备防雷技术导则3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。将数据以某种方式调制到合适的载波频率上，以电力线作为物理媒体进行传输，实现在数据终端之间的通信或控制。采用通信技术进行数据传输和控制，从而实现道路照明智能控制的电子系统。路灯控制管理单元streetlightmanagementunit在一定区域内通过网络远程控制管理本区域内数据，实现区域内的数据传输、调度、处理等功能的设备单元。主站monitorcenter用于用户及路灯控制管理单元进行数据交换的管理控制中心。路灯控制器terminalcontroller对单相线或多相线接入的路灯运行及故障状态进行实时监控的设备。24系统结构城市路灯接入控制系统由部署于主站的路灯监控软件、路灯控制管理单元和路灯控制器组成，通过低压电力线通信方式进行信息交互，形成独立的控制系统，同时具有远传功能。通过低压电力线通信方式实现的城市路灯接入控制系统结构示意见图1。主站层控制器路灯控制器控制器路灯控制器控制器路灯控制盎路灯路灯控制管理单元图1城市路灯接入控制系统结构城市路灯接入控制系统由主站、路灯控制管理单元、路灯控制器等部分构成，功能如下。a)主站是整个路灯接入控制系统的管理中心，用于系统的信息采集、路灯照明控制以及数据管理和数据应用，管理系统的数据传输以及与其他系统的数据交换。b)路灯控制管理单元用于路灯相关信息采集与监控、控制策略管理与执行、数据传输、状态监测等。c)路灯控制器用于路灯开关控制、亮度调整、开关状态监测等。d)远程通信网络，可能涉及多种无线、有线数据传输网络，用于实现主站与路灯控制管理单元或路灯控制器之间的数据传输。e)通信网络，可能涉及电力线载波及其他有线或无线网络，用于实现路灯控制管理单元与路灯控制器之间的通信。5技术要求5.1系统接口路灯控制管理单元与主站之间的通信传输媒体应采用无线通信或有线通信等方式。5.2系统容量系统容量应满足以下要求：a)城市路灯接入控制系统至少能支持60000个可访问的终端控制器。b)单个路灯控制管理单元至少能支持3000个可直接访问的终端控制器。c)系统的设备容量(路灯、终端控制器、路灯控制管理单元等所有设备之和)小于系统总容量35.3功能要求5.3.1路灯控制管理单元功能路灯控制管理单元应能将一个或多个终端控制器进行分组并以组为单位统一管理。每个终端控制器可同时属于多个组，支持的分组应不少于64个。路灯控制管理单元应能预先设定定时开关，定时方式包括基于经纬度、节假日等。路灯控制管理单元应能支持自动控制方式，如光感反馈等。路灯控制管理单元应能支持对诸如灯源故障、镇流器故障、线路故障、漏电故障及补偿电容故障等故障的识别和判断。5.3.2终端控制器功能终端控制器应能对开关状态、电流值、电压值及功率因数等参数进行现场随机监测。监测精度应满足以下要求：a)电流测试精度应小于5%;b)电压测试精度应小于5%;c)有功功率测试精度应小于10%;d)功率因数测试精度应小于10%。终端控制器应能预先设定定时开关。在断网状态下，应具备本地策略自动运行的能力。终端控制器应具有独立的手动开关功能。终端控制器应能在出现灯源故障、镇流器故障、线路故障、漏电故障和补偿电容故障时报警，将故障相关数据并传递给路灯控制管理单元。主站应运行在主流计算机平台上，并具备以下功能：a)支持多通信传输媒体接入多个路灯控制管理单元；支持异构网络接入；对通信质量和接入的数据完整性安全性校验；应包含数据打包解包(含加解密);链路均衡；通信协议解析等模块构成；4b)对数据进行加工(如数据合法性检查)和分类存储。支持建立、管理路灯对象模型；支持路灯网络通信拓扑模型；包含基于事务的模型概念；并提供标准的开放数据库互连与其他系统交换数据的能力；c)应具备路灯控制功能、节能分析；放切点分析；故障处理报警、地理信息系统(GIS)应用以及系统管理等功能。5.4性能要求5.4.1路灯控制管理单元性能路灯控制管理单元可采用交流三相四线供电或单相供电，并符合下列规定：a)额定电压为220V/380V,允许偏差范围应不大于±15%;b)频率允许偏差范围为50Hz±1Hz。在通信状态下，路灯控制管理单元有功功率损耗应不大于10W。城市路灯接入控制系统数据保存应符合下列规定：a)路灯控制管理单元供电电源中断后，内部时钟正常运行；b)具有掉电保存数据功能，时钟保持至少15000h;c)电源恢复后恢复数据继续正常工作；d)在一40℃~85℃范围内计时精度不低于±5×10-12。路灯控制管理单元室内安装情况下，外壳防护性能应符合GB/T4208—2017的要求，防护等级应不低于IP50。5.4.2终端控制器性能终端控制器宜采用单相供电，并符合下列规定：a)额定电压为220V,允许偏差范围应不大于±15%;b)频率允许偏差范围为50Hz±1Hz。在通信状态下，终端控制器有功功率损耗应不大于3W。终端控制器室外安装的情况下，外壳防护性能应符合GB/T4208—2017的要求，防护等级应不低55.4.3雷击和过电压保护终端控制器安装在路灯灯杆电器仓或者附属控制盒内，宜采用S星型等电位连接保护。路灯管理控制单元在路灯照明控制柜内采用，宜采用S星型等电位连接，控制单元外壳及电缆屏蔽层经接地基准点连接到共用接地系统中。根据不同施工地区情况，应按照DL/T381—2010所述方法评估雷暴等级，配备适用的浪涌保护器。城市路灯接入控制系统主站应具有抗攻击和抗渗透的能力，对于伪造的数据能识别和防范；具备数据备份和恢复机制；能够对日志进行管理。主站主要设备(服务器、工作站、网络设备等)应采用冗余方式配置，易于维修，且具备自检和自诊断功能；有完整的检测和维护工具及诊断软件，能快速准确地定位故障，恢复系统运行；具备故障隔离，主备自动切换的能力，切换过程不应影响系统的连续运行。主站的软硬件采用可升级的模块化设计；系统单独升级功能模块时不应影响系统的运行。宜优先采用主从式通信结构。路灯管理控制单元为数据请求的发起方，终端控制器为应答方。每个通信周期内宜包含用于传递报警消息的时隙。应用于城市路灯接入控制系统的低压电力线通信协议格式规定如下：a)路灯管理控制单元与终端控制器之间应采用二进制非明文格式数据通信；b)路灯管理控制单元与监控中心之间宜采用非对称加密格式数据(如JSON语言);c)电力线通信协议栈应符合GB/T40779—2021中第7章、第8章的要求。宜采用具备存储/转发机制的中继器扩展网络结构，最大级数不宜超过2级。载波信号频率范围应为3kHz～500kHz。5.5.5最大输出信号电平最大输出信号电平在不同频段的要求见表1。6表1最大输出信号电平频段kHz最大输出电平dB(μV)单相设备三相设备中性线与所有相线间同时发送无中性线与所有相线间同时发送仅在单一相线发送9～95(带宽<5kHz)128～114*9～95(带宽≥5kHz)95～150(122级设备)95～150(134级设备)随频率的对数呈线性减小。b使用200Hz带宽的峰值检波器测量，5.5.6信号频带外的干扰电平信号频带外干扰电平的要求见表2。表2干扰电平限值频率范围MHz5.5.7载波通信速率载波通信速率应不小于500bit/s。5.5.8通信正确率在城市路灯接入控制系统的无中继直连线路中，路灯管理控制单元与终端控制器之间的数据报文交换，其数据完整性及正确率应在95%以上。75.6环境适应性5.6.1气候环境适应性设备正常运行的气候条件见表3,终端控制器正常工作环境湿度分类为C3级，路灯控制管理单元正常工作环境湿度分类为C2级。表3气候环境适应性场所级别温度湿度范围℃最大变化率相对湿度%最大绝对湿度室内—5～45—25～55室外—40～701注1:温度变化率取5min时间内平均值。注2:相对湿度包括凝露。注3:除特殊要求外，海拔4000m及以下，大气压力为63kPa～108kPa。设备在正常运行环境下的振动适应性要求见表4。表4振动适应性要求试验项目试验内容参数初始和最后振动响应检查频率范围Hz扫频速度oct/min驱动振幅mm定频耐久试验驱动振幅驱动振幅扫频耐久试验频率范围Hz驱动振幅扫频速度oct/min循环次数2注：表中驱动振幅为峰值。8设备冲击适应性要求见表5。表5冲击适应性要求峰值加速度m/s²脉冲持久时间冲击波形半正弦波设备跌落适应性要求见表6。表6跌落适应性要求跌落高度5.7电磁兼容性要求5.7.1电压暂降和短时中断要求在电源电压突降和短时中断(t≤20ms)时，路灯控制管理单元和终端控制器不应发生死锁、数据错误或损坏。电源回复正常后，路灯控制管理单元和终端控制器存储的数据应无变化，且工作正常。5.7.2工频磁场抗扰度在频率50Hz和磁场强度400A/m的工频磁场影响下，路灯控制管理单元和终端控制器不应发生死机、数据信息错误和损坏，并能正常工作。5.7.3射频辐射电磁场抗扰度路灯控制管理单元和终端控制器除应能承受工作频带外，在表7规定的射频辐射电磁场骚扰下，不应发生死机、数据信息错误和损坏，并能正常工作。表7辐射骚扰功率限值频率范围MHz准峰值限值平均值限值45～55300～100095.7.4射频场感应的传到骚扰抗扰度在频率150kHz～80MHz、试验电平为10V的射频场感应的电磁骚扰下，路灯控制管理单元和终端控制器不应发生死机、数据信息错误和损坏，并能正常工作。5.7.5静电放电抗扰度在正常工作条件下，路灯控制管理单元和终端控制器外壳上和人员操作部分(如果有)应能承受8kV直接静电放电，以及邻近设备的间接静电放电。路灯控制管理单元和终端控制器不应发生死机、数据信息错误和损坏，试验后通信数据准确，设备工作正常。5.7.6电快速瞬变脉冲群抗扰度在规定的电快速瞬变脉冲群的骚扰下，路灯控制管理单元和终端控制器不应发生死机、数据信息错误和损坏，并能正常工作。路灯控制管理单元和终端控制器的抗扰度应符合表8的要求。表8电快速瞬变脉冲群抗扰度限值抗扰度要求等级回路电快速瞬变脉冲群抗扰度1.0kV(耦合)通信线、信号输入线开关信号输入端电源回路5.7.7高频阻尼振荡波抗扰度在规定的高频阻尼振荡波抗扰度强度下，由电源回路或信号、控制回路传入的1MHz的高频衰减振荡波骚扰下，路灯控制管理单元和终端控制器不应发生死机、数据信息错误和损坏，并能正常工作。路灯控制管理单元和终端控制器的高频阻尼振荡波抗扰度应符合表9的要求。表