GB/T 40785-2021 信息技术 城市路灯接入控制系统技术要求

　　ICS 35 . 1 10 CCS L 77

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 40785—2021

　　信息技术

　　城市路灯接入控制系统技术要求

　　Informationtechnology—

　　Technicalrequirementsofurbanstreetlightaccesscontrolsystem

　　2021-10-1 1 发布 2022-05-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 40785—202 1

　　GB/T 40785—202 1

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 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/TC 28)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。

　　本文件主要起草人：卓兰、孙伟、寿佳宇、寇宏、杨宏、韩丽、郜红兵、张弛、彭波、郭雄、雷根、朱永、徐文学、李先怀、刘鲲、陈丽恒、谢映海、张晓春、林涛、徐少辉。

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　　信息技术

　　城市路灯接入控制系统技术要求

　　1 范围

　　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(220 V/380 V 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/T 4208—2017 外壳防护等级(IP代码)

　　GB/T 40779—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/T 381—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。

　　3.1

　　电力线通信 powerlinecommunication

　　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。

　　3.2

　　城市路灯接入控制系统 urbanstreetlightaccesscontrolsystem

　　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。

　　3.3

　　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。

　　3.4

　　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。

　　3.5

　　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。

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　　4 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 。

　　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 60 000 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 3 000 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)小于系统总容量的 70% 。

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　　5 . 3 功能要求

　　5 . 3 . 1 路灯控制管理单元功能

　　5 . 3 . 1 . 1 分组管理

　　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 。

　　5 . 3 . 1 . 2 定时

　　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。

　　5 . 3 . 1 . 3 控制方式

　　路灯控制管理单元应能支持自动控制方式，如光感反馈等。

　　5 . 3 . 1 . 4 故障判断

　　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

　　5 . 3 . 2 . 1 现场检测

　　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%。

　　5 . 3 . 2 . 2 定时

　　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。

　　5 . 3 . 2 . 3 手动控制

　　终端控制器应具有独立的手动开关功能。

　　5 . 3 . 2 . 4 故障报警

　　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。

　　5 . 3 . 3 主站功能

　　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;

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　　b ) 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

　　5 . 4 . 1 . 1 工作电压

　　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 220 V/380 V,允许偏差范围应不大于 ±15% ;

　　b ) 频率允许偏差范围为 50 Hz±1 Hz。

　　5 . 4 . 1 . 2 功耗

　　在通信状态下，路灯控制管理单元有功功率损耗应不大于 10 W。

　　5 . 4 . 1 . 3 数据保存和时钟保持

　　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 15 000 h ;

　　c) 电源恢复后恢复数据继续正常工作;

　　d) 在 -40 ℃ ~85 ℃范围内计时精度不低于 ±5 × 10- 12 。

　　5 . 4 . 1 . 4 防护性能

　　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/T 4208—2017 的要求，防护等级应不低于 IP50 。

　　5 . 4 . 2 终端控制器性能

　　5 . 4 . 2 . 1 工作电压

　　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 220 V,允许偏差范围应不大于 ±15% ;

　　b ) 频率允许偏差范围为 50 Hz±1 Hz。

　　5 . 4 . 2 . 2 功耗

　　在通信状态下，终端控制器有功功率损耗应不大于 3 W。

　　5 . 4 . 2 . 3 防护性能

　　终端控制器室外安装的情况下，外壳防护性能应符合 GB/T 4208—2017 的要求，防护等级应不低于 IP65 。

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　　5 . 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/T 381—2010 所述方法评估雷暴等级，配备适用的浪涌保护器。

　　5 . 4 . 4 主站性能

　　5 . 4 . 4 . 1 安全性

　　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。

　　5 . 4 . 4 . 2 维护性

　　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。

　　5 . 4 . 4 . 3 可扩展性

　　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。

　　5 . 5 通信要求

　　5 . 5 . 1 通信方式

　　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。

　　5 . 5 . 2 通信格式

　　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/T 40779—2021 中第 7 章、第 8 章的要求。

　　5 . 5 . 3 网络分级要求

　　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 。

　　5 . 5 . 4 载波信号带宽

　　载波信号频率范围应为 3 kHz~500 kHz。

　　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 。

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　　表 1 最大输出信号电平

　　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

　　5 . 5 . 7 载波通信速率

　　载波通信速率应不小于 500 bit/ 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。

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　　5 . 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

　　5 . 6 . 2 振动适应性

　　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

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　　5 . 6 . 3 冲击适应性

　　设备冲击适应性要求见表 5 。

　　表 5 冲击适应性要求

　　5 . 6 . 4 跌落适应性

　　设备跌落适应性要求见表 6 。

　　表 6 跌落适应性要求

　　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≤20 ms)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 50 Hz 和磁场强度 400 A/ 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

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　　5 . 7 . 4 射频场感应的传到骚扰抗扰度

　　在频率 150 kHz~80 MHz、试验电平为 10 V 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 8 kV 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

　　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 1 MHz 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 9 高频阻尼振荡波抗扰度限值

　　5 . 7 . 8 浪涌(冲击)抗扰度

　　在规定的浪涌强度的骚扰下，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浪涌抗扰度应符合表 10 的要求。

　　表 10 浪涌(冲击)抗扰度限值

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　　5 . 8 可靠性要求

　　路灯接入控制系统的平均无故障工作时间(MTBF)应不低于 20 000 h。