引 言
　　
　　随着国家的繁荣昌盛以及社会文明的不断发展,作为城市重要基础设施的路灯、景观灯光已经成为体现城市形象并展示城市文明程度的重要组成部分。城市道路建设步伐的加快,路灯的数量也急剧增长,对于路灯现代化管理的要求也日趋迫切,过去的人工巡检、整条线路开关控制的方式已不适应城市发展的需要,这对城市照明系统提出了更高的要求。
　　城市灯光监管系统纳入监控范围内的有道路照明监控、高层建筑泛光照明监控、广场照明监控、桥梁照明监控等部分,该系统建立是一项复杂的系统工程。采用先进技术的全新控制方式对路灯、景观照明实现智能化监控管理,将带来路灯管理行业的历史性突破,在实际应用中具有巨大的社会效益、经济效益、管理效益。
　　
　　1 城市灯光无线智能监管系统概述
　　
　　城市灯光无线智能监管系统集计算机网络技术、无线通信技术和路灯路段检测技术于一体,可实现对全市路灯的集中无线控制监测与管理,能使所有被控制的路灯在计算机屏幕上显示的电子地图中标识出来,管理人员可以在路灯管理中心的计算机房观察到全市所有路灯的工作状态,并且能任意对某个路段的路灯进行开启、关断等实时监控,损坏的路灯在地图相应的标识位置上闪烁,方便观察、操作,还具有声光报警、打印报表和历史查询等功能,并可以实现路灯抢修、工程预算、路灯网架优化、缺陷管理的计算机智能决策。其基本功能是通过安装在线路上的控制器完成的,控制器通过无线数传机接收来自控制中心的指令,执行后结果再回送到控制中心进行信息的集中处理,并通过光控和时控技术对接触器进行控制,可检测每条路段的亮灯率,可有效控制全夜或半夜灯,可对供电变压器线路短或开路等突发事件进行即时报警。具有自动化程度高、测控准确、使用方便、造价低廉等特点,而且具有极其方便的扩展性,为进一步建设数字化城市奠定基础。城市灯光无线智能监管系统结构如下图1所示。
　　
　　2 系统工作原理
　　
　　城市灯光无线智能监管系统是由中央控制室和若干集成智能灯控机、照度检测终端、远程视频终端组成。中央控制室与集成智能灯控机、照度检测终端、视频终端之间通讯是通过CDMA 2000 1X智能VPN通信平台,使用者可以在中央控制室完成对整个系统的控制。
　　2.1 中央控制室。中央控制室可以根据预置序列指令自动或手动地完成对整个城市或者任一区域(群控)、任一线路的控制,可手动随机或自动定时向分站端发出询问指令,并通过分站端对灯控器发出询问指令,对各分站端的运行状态、亮灯率、电流、电压、接触器吸合状态、是否有故障、故障情况等数据进行采集,也可通过分站端实时采集每盏路灯的亮灭状态传送到主站,系统软件会以直观的图表形式(模拟电压电流表、一次接线图、曲线图、动画故障报警图标等)显示或自动生成报表供打印机打印。主站用于运行监控系统软件,选用进口工业控制机担任系统监控工作站。由于该机执行标准和普通民用机、商用机不同,能够适应复杂的环境,无故障工作时间为3万小时以上,大大提高了系统整体的安全性及可靠性。 从站机型配置与前置监控工作站相同,在前置监控工作站发生故障不能运行时自动将此工作站转为从站工作站。路灯监控系统软件是一个用于实现路灯运行、控制、故障诊断、数据管理、网络通讯等功能的系统和相应的组件集合,旨在提高城市路灯的可靠性和管理水平。它包括相配套的远程控制集成智能灯控机、照度检测终端、远程视频终端、通信通道、基础软件平台和数据库管理系统等。 GIS 通用地理信息系统以大型全组件开发平台SuperMap为核心开发,集成了SuperMap的核心技术体系,集空间数据管理、显示、编辑、分析和制图输出于一体,功能齐全,界面友好。提供了完备的图形制作工具,操作灵活,可在任意的界面、层次上生成、修改、标识、存储地图和网络图,满面足图形生成修改和设计。为满足动态图形中设备状态改变的需要,我们扩展了符号集,在通用GIS符号集的基础上增加了路灯系统中经常使用的完整符号集及其符号制作工具。
　　2.2通信平台。通信平台采用无线智能VPN通信平台,该平台基于CDMA20001X无线数据传输平台,针对地点分散且数据量不大的企业级用户,以低廉的运营价格为用户提供高速安全的无线数据传输,具有高安全性、高负载运行能力、接口类型丰富、强扩展性和安装简易等特点。具体特点如下所示:①透明数据传输:采用透明VPN网桥技术,透明兼容原来系统与网络,企业原有软件/系统/网络不需要作任何改动。②多重安全机制:链路层数据采用C5级加密;终端接入3A鉴权管理;密钥动态更新、双向验证;CDMA的UIM安全机制。③接口类型丰富: 网络接口:Ethernet 10Base-T & 100Base-T;串行接口:RS232、Serial、RS422、RS485;并行接口:Parallel(PC)、Centronics Printer;总线接口:USB、PCI、PC104、PCMCIA;视频接口:VGA、DVI;非标接口:客户订制。④负载能力强:单个VPN接入网关的稳定处理能力为1000终端,处理能力可达20MB/s。⑤扩展能力强:不影响原系统正常工作情况下,进行强扩展透明升级。⑥通信费用低:CDMA2000-1X无线传输业务的收费合理,是任何有线专线不可比拟的。⑦系统操作简洁、用户界面友好。 2.3集成智能灯控机。集成智能灯控机接收中央控制室指令,可对分站的接触器(线控)进行实时开关灯控制;根据紫金山天文台提供的日出日落时间表计算的开关灯时间和预设的自动执行序列表,分站可脱离主站自动控制每天的开灯关灯;分站会循环检测电压电流、接触器状态并将数据存储,接收到主站的即时采集指令时将数据传送至主站;当分站发生故障时,会自动将故障情况和运行数据传送至主站。
　　2.4照度检测终端。照度检测终端主要完成城市照度的采集功能,城区不同区域的若干照度采集终端将相关数据通过无线传输平台发送到中央控制室,中央控制室再依据一套模糊智能算法,分区下达控制指令给集成智能灯控机。
　　2.5远程视频终端。远程视频终端用于实现城市多个夜景的远程遥视,是由监控系统用户界面、配置工具界面和播放系统界面等的客户端应用界面组成。对于客户端用户来讲,可以通过Monitor界面浏览众多的摄像机实时监控画面,控制摄像机的运动,接收报警通知以及生成图像书签说明。该监控系统可以同时显示16个摄像机监控画面。监控画面可以根据需要轻而易举地被添加或删除,或者根据多种预先确定的格式进行重组,并可通过设置实现循环显示。
　　
　　3系统主要功能
　　
　　3.1遥控。按站点为单位的控制;将站点按类别(分组)为单位的控制;群控--即对系统内所有站点的控制;智能终端自运行功能;按年度时间序列表实现的控制;手动即时控制;随意设定的不同亮灯方式的组态控制。
　　3.2遥信。当出现以下报警信号时,各分站可优先上报,主站立即显示,储存和通过语音处理向有关人员发送:停电时;电压或电流超限 / 欠限时;箱门打开时;接触器应断未断或应合未合时;保险熔丝熔断时。
　　3.3 遥测。主站会每隔设定时间自动向各站点召测运行数据,包括:分站运行数据如分站的亮灯率、电压、电流、接触器吸合状态;灯控器状态即每盏路灯的亮灭状态;电力计量数据,分站电度表的读数;智能终端机箱内温度。
　　3.4 遥调。对可调压的智能终端站点实现无级电压调整,使该站点能够实现:按预设时间自动序列表分阶段调压;主站下发的即时调压命令执行供电电压。
　　
　　4 小结
　　
　　该城市灯光无线智能监管系统系统以计算机为基础实现了路灯管理的程序化、模块化、网络化,每一台中央控制室主机、每一个集成智能灯控机、每一个照度检测终端、每一个远程视频终端都成为这个网中的一个节点,形成一个统一的智能化控制网络系统。该系统自投入使用后,具降低运行成本的经济效益和提升城市形象的社会意义,值得在路灯管理工作中推广运用。