引 言
　　
　　隨著國家的繁榮昌盛以及社會文明的不斷發展,作為城市重要基礎設施的路燈、景觀燈光已經成為體現城市形象并展示城市文明程度的重要組成部分。城市道路建設步伐的加快,路燈的數量也急劇增長,對于路燈現代化管理的要求也日趨迫切,過去的人工巡檢、整條線路開關控制的方式已不適應城市發展的需要,這對城市照明系統提出了更高的要求。
　　城市燈光監管系統納入監控范圍內的有道路照明監控、高層建筑泛光照明監控、廣場照明監控、橋梁照明監控等部分,該系統建立是一項復雜的系統工程。采用先進技術的全新控制方式對路燈、景觀照明實現智能化監控管理,將帶來路燈管理行業的歷史性突破,在實際應用中具有巨大的社會效益、經濟效益、管理效益。
　　
　　1 城市燈光無線智能監管系統概述
　　
　　城市燈光無線智能監管系統集計算機網絡技術、無線通信技術和路燈路段檢測技術于一體,可實現對全市路燈的集中無線控制監測與管理,能使所有被控制的路燈在計算機屏幕上顯示的電子地圖中標識出來,管理人員可以在路燈管理中心的計算機房觀察到全市所有路燈的工作狀態,并且能任意對某個路段的路燈進行開啟、關斷等實時監控,損壞的路燈在地圖相應的標識位置上閃爍,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,并可以實現路燈搶修、工程預算、路燈網架優化、缺陷管理的計算機智能決策。其基本功能是通過安裝在線路上的控制器完成的,控制器通過無線數傳機接收來自控制中心的指令,執行后結果再回送到控制中心進行信息的集中處理,并通過光控和時控技術對接觸器進行控制,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事件進行即時報警。具有自動化程度高、測控準確、使用方便、造價低廉等特點,而且具有極其方便的擴展性,為進一步建設數字化城市奠定基礎。城市燈光無線智能監管系統結構如下圖1所示。
　　
　　2 系統工作原理
　　
　　城市燈光無線智能監管系統是由中央控制室和若干集成智能燈控機、照度檢測終端、遠程視頻終端組成。中央控制室與集成智能燈控機、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的控制。
　　2.1 中央控制室。中央控制室可以根據預置序列指令自動或手動地完成對整個城市或者任一區域(群控)、任一線路的控制,可手動隨機或自動定時向分站端發出詢問指令,并通過分站端對燈控器發出詢問指令,對各分站端的運行狀態、亮燈率、電流、電壓、接觸器吸合狀態、是否有故障、故障情況等數據進行采集,也可通過分站端實時采集每盞路燈的亮滅狀態傳送到主站,系統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、動畫故障報警圖標等)顯示或自動生成報表供打印機打印。主站用于運行監控系統軟件,選用進口工業控制機擔任系統監控工作站。由于該機執行標準和普通民用機、商用機不同,能夠適應復雜的環境,無故障工作時間為3萬小時以上,大大提高了系統整體的安全性及可靠性。 從站機型配置與前置監控工作站相同,在前置監控工作站發生故障不能運行時自動將此工作站轉為從站工作站。路燈監控系統軟件是一個用于實現路燈運行、控制、故障診斷、數據管理、網絡通訊等功能的系統和相應的組件集合,旨在提高城市路燈的可靠性和管理水平。它包括相配套的遠程控制集成智能燈控機、照度檢測終端、遠程視頻終端、通信通道、基礎軟件平臺和數據庫管理系統等。 GIS 通用地理信息系統以大型全組件開發平臺SuperMap為核心開發,集成了SuperMap的核心技術體系,集空間數據管理、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、標識、存儲地圖和網絡圖,滿面足圖形生成修改和設計。為滿足動態圖形中設備狀態改變的需要,我們擴展了符號集,在通用GIS符號集的基礎上增加了路燈系統中經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無線數據傳輸平臺,針對地點分散且數據量不大的企業級用戶,以低廉的運營價格為用戶提供高速安全的無線數據傳輸,具有高安全性、高負載運行能力、接口類型豐富、強擴展性和安裝簡易等特點。具體特點如下所示:①透明數據傳輸:采用透明VPN網橋技術,透明兼容原來系統與網絡,企業原有軟件/系統/網絡不需要作任何改動。②多重安全機制:鏈路層數據采用C5級加密;終端接入3A鑒權管理;密鑰動態更新、雙向驗證;CDMA的UIM安全機制。③接口類型豐富: 網絡接口: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;非標接口:客戶訂制。④負載能力強:單個VPN接入網關的穩定處理能力為1000終端,處理能力可達20MB/s。⑤擴展能力強:不影響原系統正常工作情況下,進行強擴展透明升級。⑥通信費用低:CDMA2000-1X無線傳輸業務的收費合理,是任何有線專線不可比擬的。⑦系統操作簡潔、用戶界面友好。 2.3集成智能燈控機。集成智能燈控機接收中央控制室指令,可對分站的接觸器(線控)進行實時開關燈控制;根據紫金山天文臺提供的日出日落時間表計算的開關燈時間和預設的自動執行序列表,分站可脫離主站自動控制每天的開燈關燈;分站會循環檢測電壓電流、接觸器狀態并將數據存儲,接收到主站的即時采集指令時將數據傳送至主站;當分站發生故障時,會自動將故障情況和運行數據傳送至主站。
　　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,城區不同區域的若干照度采集終端將相關數據通過無線傳輸平臺發送到中央控制室,中央控制室再依據一套模糊智能算法,分區下達控制指令給集成智能燈控機。
　　2.5遠程視頻終端。遠程視頻終端用于實現城市多個夜景的遠程遙視,是由監控系統用戶界面、配置工具界面和播放系統界面等的客戶端應用界面組成。對于客戶端用戶來講,可以通過Monitor界面瀏覽眾多的攝像機實時監控畫面,控制攝像機的運動,接收報警通知以及生成圖像書簽說明。該監控系統可以同時顯示16個攝像機監控畫面。監控畫面可以根據需要輕而易舉地被添加或刪除,或者根據多種預先確定的格式進行重組,并可通過設置實現循環顯示。
　　
　　3系統主要功能
　　
　　3.1遙控。按站點為單位的控制;將站點按類別(分組)為單位的控制;群控--即對系統內所有站點的控制;智能終端自運行功能;按年度時間序列表實現的控制;手動即時控制;隨意設定的不同亮燈方式的組態控制。
　　3.2遙信。當出現以下報警信號時,各分站可優先上報,主站立即顯示,儲存和通過語音處理向有關人員發送:停電時;電壓或電流超限 / 欠限時;箱門打開時;接觸器應斷未斷或應合未合時;保險熔絲熔斷時。
　　3.3 遙測。主站會每隔設定時間自動向各站點召測運行數據,包括:分站運行數據如分站的亮燈率、電壓、電流、接觸器吸合狀態;燈控器狀態即每盞路燈的亮滅狀態;電力計量數據,分站電度表的讀數;智能終端機箱內溫度。
　　3.4 遙調。對可調壓的智能終端站點實現無級電壓調整,使該站點能夠實現:按預設時間自動序列表分階段調壓;主站下發的即時調壓命令執行供電電壓。
　　
　　4 小結
　　
　　該城市燈光無線智能監管系統系統以計算機為基礎實現了路燈管理的程序化、模塊化、網絡化,每一臺中央控制室主機、每一個集成智能燈控機、每一個照度檢測終端、每一個遠程視頻終端都成為這個網中的一個節點,形成一個統一的智能化控制網絡系統。該系統自投入使用后,具降低運行成本的經濟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用。