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    引 言
　　
　　隨著國家的繁榮昌盛以及社會文明的不斷發(fā)展,作為城市重要基礎(chǔ)設(shè)施的路燈、景觀燈光已經(jīng)成為體現(xiàn)城市形象并展示城市文明程度的重要組成部分。城市道路建設(shè)步伐的加快,路燈的數(shù)量也急劇增長,對于路燈現(xiàn)代化管理的要求也日趨迫切,過去的人工巡檢、整條線路開關(guān)控制的方式已不適應(yīng)城市發(fā)展的需要,這對城市照明系統(tǒng)提出了更高的要求。
　　城市燈光監(jiān)管系統(tǒng)納入監(jiān)控范圍內(nèi)的有道路照明監(jiān)控、高層建筑泛光照明監(jiān)控、廣場照明監(jiān)控、橋梁照明監(jiān)控等部分,該系統(tǒng)建立是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程。采用先進(jìn)技術(shù)的全新控制方式對路燈、景觀照明實現(xiàn)智能化監(jiān)控管理,將帶來路燈管理行業(yè)的歷史性突破,在實際應(yīng)用中具有巨大的社會效益、經(jīng)濟(jì)效益、管理效益。
　　
　　1 城市燈光無線智能監(jiān)管系統(tǒng)概述
　　
　　城市燈光無線智能監(jiān)管系統(tǒng)集計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線通信技術(shù)和路燈路段檢測技術(shù)于一體,可實現(xiàn)對全市路燈的集中無線控制監(jiān)測與管理,能使所有被控制的路燈在計算機(jī)屏幕上顯示的電子地圖中標(biāo)識出來,管理人員可以在路燈管理中心的計算機(jī)房觀察到全市所有路燈的工作狀態(tài),并且能任意對某個路段的路燈進(jìn)行開啟、關(guān)斷等實時監(jiān)控,損壞的路燈在地圖相應(yīng)的標(biāo)識位置上閃爍,方便觀察、操作,還具有聲光報警、打印報表和歷史查詢等功能,并可以實現(xiàn)路燈搶修、工程預(yù)算、路燈網(wǎng)架優(yōu)化、缺陷管理的計算機(jī)智能決策。其基本功能是通過安裝在線路上的控制器完成的,控制器通過無線數(shù)傳機(jī)接收來自控制中心的指令,執(zhí)行后結(jié)果再回送到控制中心進(jìn)行信息的集中處理,并通過光控和時控技術(shù)對接觸器進(jìn)行控制,可檢測每條路段的亮燈率,可有效控制全夜或半夜燈,可對供電變壓器線路短或開路等突發(fā)事件進(jìn)行即時報警。具有自動化程度高、測控準(zhǔn)確、使用方便、造價低廉等特點(diǎn),而且具有極其方便的擴(kuò)展性,為進(jìn)一步建設(shè)數(shù)字化城市奠定基礎(chǔ)。城市燈光無線智能監(jiān)管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖1所示。
　　
　　2 系統(tǒng)工作原理
　　
　　城市燈光無線智能監(jiān)管系統(tǒng)是由中央控制室和若干集成智能燈控機(jī)、照度檢測終端、遠(yuǎn)程視頻終端組成。中央控制室與集成智能燈控機(jī)、照度檢測終端、視頻終端之間通訊是通過CDMA 2000 1X智能VPN通信平臺,使用者可以在中央控制室完成對整個系統(tǒng)的控制。
　　2.1 中央控制室。中央控制室可以根據(jù)預(yù)置序列指令自動或手動地完成對整個城市或者任一區(qū)域(群控)、任一線路的控制,可手動隨機(jī)或自動定時向分站端發(fā)出詢問指令,并通過分站端對燈控器發(fā)出詢問指令,對各分站端的運(yùn)行狀態(tài)、亮燈率、電流、電壓、接觸器吸合狀態(tài)、是否有故障、故障情況等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,也可通過分站端實時采集每盞路燈的亮滅狀態(tài)傳送到主站,系統(tǒng)軟件會以直觀的圖表形式(模擬電壓電流表、一次接線圖、曲線圖、動畫故障報警圖標(biāo)等)顯示或自動生成報表供打印機(jī)打印。主站用于運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)軟件,選用進(jìn)口工業(yè)控制機(jī)擔(dān)任系統(tǒng)監(jiān)控工作站。由于該機(jī)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和普通民用機(jī)、商用機(jī)不同,能夠適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境,無故障工作時間為3萬小時以上,大大提高了系統(tǒng)整體的安全性及可靠性。 從站機(jī)型配置與前置監(jiān)控工作站相同,在前置監(jiān)控工作站發(fā)生故障不能運(yùn)行時自動將此工作站轉(zhuǎn)為從站工作站。路燈監(jiān)控系統(tǒng)軟件是一個用于實現(xiàn)路燈運(yùn)行、控制、故障診斷、數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡(luò)通訊等功能的系統(tǒng)和相應(yīng)的組件集合,旨在提高城市路燈的可靠性和管理水平。它包括相配套的遠(yuǎn)程控制集成智能燈控機(jī)、照度檢測終端、遠(yuǎn)程視頻終端、通信通道、基礎(chǔ)軟件平臺和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等。 GIS 通用地理信息系統(tǒng)以大型全組件開發(fā)平臺SuperMap為核心開發(fā),集成了SuperMap的核心技術(shù)體系,集空間數(shù)據(jù)管理、顯示、編輯、分析和制圖輸出于一體,功能齊全,界面友好。提供了完備的圖形制作工具,操作靈活,可在任意的界面、層次上生成、修改、標(biāo)識、存儲地圖和網(wǎng)絡(luò)圖,滿面足圖形生成修改和設(shè)計。為滿足動態(tài)圖形中設(shè)備狀態(tài)改變的需要,我們擴(kuò)展了符號集,在通用GIS符號集的基礎(chǔ)上增加了路燈系統(tǒng)中經(jīng)常使用的完整符號集及其符號制作工具。
　　2.2通信平臺。通信平臺采用無線智能VPN通信平臺,該平臺基于CDMA20001X無線數(shù)據(jù)傳輸平臺,針對地點(diǎn)分散且數(shù)據(jù)量不大的企業(yè)級用戶,以低廉的運(yùn)營價格為用戶提供高速安全的無線數(shù)據(jù)傳輸,具有高安全性、高負(fù)載運(yùn)行能力、接口類型豐富、強(qiáng)擴(kuò)展性和安裝簡易等特點(diǎn)。具體特點(diǎn)如下所示:①透明數(shù)據(jù)傳輸:采用透明VPN網(wǎng)橋技術(shù),透明兼容原來系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò),企業(yè)原有軟件/系統(tǒng)/網(wǎng)絡(luò)不需要作任何改動。②多重安全機(jī)制:鏈路層數(shù)據(jù)采用C5級加密;終端接入3A鑒權(quán)管理;密鑰動態(tài)更新、雙向驗證;CDMA的UIM安全機(jī)制。③接口類型豐富: 網(wǎng)絡(luò)接口:Ethernet 10Base-T & 100Base-T;串行接口:RS232、Serial、RS422、RS485;并行接口:Parallel(PC)、Centronics Printer;總線接口:USB、PCI、PC104、PCMCIA;視頻接口:VGA、DVI;非標(biāo)接口:客戶訂制。④負(fù)載能力強(qiáng):單個VPN接入網(wǎng)關(guān)的穩(wěn)定處理能力為1000終端,處理能力可達(dá)20MB/s。⑤擴(kuò)展能力強(qiáng):不影響原系統(tǒng)正常工作情況下,進(jìn)行強(qiáng)擴(kuò)展透明升級。⑥通信費(fèi)用低:CDMA2000-1X無線傳輸業(yè)務(wù)的收費(fèi)合理,是任何有線專線不可比擬的。⑦系統(tǒng)操作簡潔、用戶界面友好。 2.3集成智能燈控機(jī)。集成智能燈控機(jī)接收中央控制室指令,可對分站的接觸器(線控)進(jìn)行實時開關(guān)燈控制;根據(jù)紫金山天文臺提供的日出日落時間表計算的開關(guān)燈時間和預(yù)設(shè)的自動執(zhí)行序列表,分站可脫離主站自動控制每天的開燈關(guān)燈;分站會循環(huán)檢測電壓電流、接觸器狀態(tài)并將數(shù)據(jù)存儲,接收到主站的即時采集指令時將數(shù)據(jù)傳送至主站;當(dāng)分站發(fā)生故障時,會自動將故障情況和運(yùn)行數(shù)據(jù)傳送至主站。
　　2.4照度檢測終端。照度檢測終端主要完成城市照度的采集功能,城區(qū)不同區(qū)域的若干照度采集終端將相關(guān)數(shù)據(jù)通過無線傳輸平臺發(fā)送到中央控制室,中央控制室再依據(jù)一套模糊智能算法,分區(qū)下達(dá)控制指令給集成智能燈控機(jī)。
　　2.5遠(yuǎn)程視頻終端。遠(yuǎn)程視頻終端用于實現(xiàn)城市多個夜景的遠(yuǎn)程遙視,是由監(jiān)控系統(tǒng)用戶界面、配置工具界面和播放系統(tǒng)界面等的客戶端應(yīng)用界面組成。對于客戶端用戶來講,可以通過Monitor界面瀏覽眾多的攝像機(jī)實時監(jiān)控畫面,控制攝像機(jī)的運(yùn)動,接收報警通知以及生成圖像書簽說明。該監(jiān)控系統(tǒng)可以同時顯示16個攝像機(jī)監(jiān)控畫面。監(jiān)控畫面可以根據(jù)需要輕而易舉地被添加或刪除,或者根據(jù)多種預(yù)先確定的格式進(jìn)行重組,并可通過設(shè)置實現(xiàn)循環(huán)顯示。
　　
　　3系統(tǒng)主要功能
　　
　　3.1遙控。按站點(diǎn)為單位的控制;將站點(diǎn)按類別(分組)為單位的控制;群控--即對系統(tǒng)內(nèi)所有站點(diǎn)的控制;智能終端自運(yùn)行功能;按年度時間序列表實現(xiàn)的控制;手動即時控制;隨意設(shè)定的不同亮燈方式的組態(tài)控制。
　　3.2遙信。當(dāng)出現(xiàn)以下報警信號時,各分站可優(yōu)先上報,主站立即顯示,儲存和通過語音處理向有關(guān)人員發(fā)送:停電時;電壓或電流超限 / 欠限時;箱門打開時;接觸器應(yīng)斷未斷或應(yīng)合未合時;保險熔絲熔斷時。
　　3.3 遙測。主站會每隔設(shè)定時間自動向各站點(diǎn)召測運(yùn)行數(shù)據(jù),包括:分站運(yùn)行數(shù)據(jù)如分站的亮燈率、電壓、電流、接觸器吸合狀態(tài);燈控器狀態(tài)即每盞路燈的亮滅狀態(tài);電力計量數(shù)據(jù),分站電度表的讀數(shù);智能終端機(jī)箱內(nèi)溫度。
　　3.4 遙調(diào)。對可調(diào)壓的智能終端站點(diǎn)實現(xiàn)無級電壓調(diào)整,使該站點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn):按預(yù)設(shè)時間自動序列表分階段調(diào)壓;主站下發(fā)的即時調(diào)壓命令執(zhí)行供電電壓。
　　
　　4 小結(jié)
　　
　　該城市燈光無線智能監(jiān)管系統(tǒng)系統(tǒng)以計算機(jī)為基礎(chǔ)實現(xiàn)了路燈管理的程序化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化,每一臺中央控制室主機(jī)、每一個集成智能燈控機(jī)、每一個照度檢測終端、每一個遠(yuǎn)程視頻終端都成為這個網(wǎng)中的一個節(jié)點(diǎn),形成一個統(tǒng)一的智能化控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該系統(tǒng)自投入使用后,具降低運(yùn)行成本的經(jīng)濟(jì)效益和提升城市形象的社會意義,值得在路燈管理工作中推廣運(yùn)用。