关键词：道路照明 监控系统 基本原理 实际应用
随着社会文明的不断发展，现代社会对照明的管理和维护也提出了越来越高的要求，这些要求包括根据太阳日出日落的时间变化及时开/关灯、随时进行开/关灯应急调度、及时发现故障并立即进行修复等。路灯设备的数量不断增加，给城市照明的管理提出更高的要求。为此，目前全国已有一百多个城市建设了路灯集中监控系统，实现城市照明管理的现代化。同时通过联网方式，将城市照明监控系统的信息送到综合城市管理平台，使城市管理水平达到新的高度。
珠海市早在上世纪九十年代就开始在主城区建设路灯集中监控系统，但珠海西部地区路灯监控系统于2012年才逐步建设完成，本文对该系统的建设进行研讨，介绍其结构及原理。
一、系统研制要求及方案
系统要求实现遥控、遥测、报警等基本功能，并进一步要求具备防盗、节能等许多新发展的功能。
1、遥控
自动或手动遥控全夜灯、半夜灯和景观灯的开灯和关灯。
2、遥测
自动、手动巡测、选测控制箱电压、电流、有功功率、功率因数和接触器状态等参数。
3、防盗报警
（1）线缆防盗报警
线缆防盗报警系统主要分为两个部分，线路检测集中单元安装于路灯箱内，信号发送单元安装于末端灯杆内。这样就能完成由路灯箱到末端这一方向上全天候24小时的断线报警功能。通过路灯无线监控系统可实现实时远程监测，在路灯电缆的断线或是盗割时能在第一时间发现从而作出相应的处理。
（2）开关箱防盗报警
本系统要求具有开关箱箱门开启报警，可以有效遏制箱门被盗的情况。
4、运行参数超限报警
监控系统不断地监测全市路灯的运行情况，监测内容包括：白天亮灯、晚上熄灯、箱门开启、线路缺相、短路、断路、漏电、电压、电流越限、亮灯率过低和供电线路停电以及保险、接触器故障等。
当监控终端主动报警或调度端在遥测时发现以上监测内容出现异常情况时，调度端微机自动对故障进行分析，同时用语音或手机短信方式报出故障的有关参数如故障原因、路段、控制箱位置等。
5、报警方式
监控中心发现情况有异，需要报警时将会用语音向值班人员报警，同时也可以向预先指定的管理人员手机用短信方式报出故障的有关参数和位置等。
对于突然发生的故障，监控终端会立即主动向监控中心发出报警信号。各种报警信息均可被监控中心屏蔽或发布，也可以根据需要用短消息方式向有关的管理人员发送。
6、路灯控制方案
采用时控的控制方案，以珠海市365天日出日落的时间作为基本条件，设定一个有效的开/关灯时间自动执行相应的开/关灯命令。
二、系统结构、原理与管理软件
1、系统主要技术指标
系统容量：1个主站、100个监控点。
无线通信方式：系统可以兼容230MHz专网和GPRS、USSD、CDMA和GSM短消息等多种通信方案。本方案采用GPRS通信方式。
数据采集精度：优于1％。
监控终端工作环境温度：－20℃ ～ + 70℃。
系统可以与其他计算机系统衔接，本系统可以与珠海市城市管理平台衔接，实现数据共享。
2、系统采用的通信方式
珠海早期使用的通信方式是VHF无线专用网，由于城市发展，无线专用网的覆盖性能会逐年下降。本次系统建设时，通信方案选择无线移动公用网的GPRS通信方式。
监控中心的前后台监控微机接入Internet（可采用DDN专线、ADSL等多种方式），GPRS终端通过GPRS网络与监控中心建立链接，监控中心通过GPRS网络与GPRS终端实时传递指令和数据。
通信系统的组成框图见下图。
3、远程监控终端系统
远程监控终端是公用网无线路灯监控管理系统中的重要终端设备之一，它主要安装于路灯控制箱或变电箱，用于对路灯运行的监控与管理。
远程监控终端原理图
路灯监控终端由无线通讯模块、电源、主机板及传感器板等组成，同时可外接液晶显示器，由此实现数据的采集、计算、显示、传送，并通过无线组网,接收调度端的指令，完成遥测、遥信、遥控等功能。
终端接通电源后，自动进入复位和程序初始化运行，若首次运行则需由主台控制中心发送一系列的运行参数给终端，之后，终端会严格按此参数有条不紊地进行工作。
主台向终端发出信号，该信号经终端天线接收、由无线通讯模块解调出数字信号送往主控单元。主控单元从异步通信接口接收每一帧数据，进行分析和识别，根据不同的命令代码执行各种操作。
终端根据命令采集必要的数据，经过处理后由异步串行接口送往无线通讯模块进行数据调制，最后通过天线将信号发向主台。终端根据主台发下的参数，测出电压、电流有效值及有功功率。
4、照明监控与管理软件
照明监控与管理软件包括操作系统与数据库软件、照明监控系统应用软件、远程实时查询模块和自动用电统计模块、短消息报警模块、卫星自动校时（GPS）软件模块等。
（1）照明监控系统应用软件（LA）
将路灯、饰灯等各种不同对象的监控和数据采集及处理融于一体，通过不同的控制方式实现对不同灯型的监控。同时支持USSD、GSM短信息、GPRS等多种通信协议。
软件主要功能：自动开/关灯；自动巡测；手动巡测、手动选测和手动遥控；查询打印监控终端的任意定时数据（包括电压、电流、功率、亮灯率、接触器状态、强电箱状态）；良好的地理图文显示。
（2）远程实时查询软件模块
运用TCP / IP和ASP技术，采用MODEM编程方法，实现对路灯当前状况的实时查询，查询内容包括各终端的最新以及历史数据和故障情况，实现异地远程接入访问，以提供更多的监测方法。通过该软件，维修维护人员或其他管理人员不到调度室也可以很方便地了解路灯运行情况。
（3）短消息报警软件模块
调度端因特殊原因无人值守时，系统可以通过预置若干个手机号码，以GSM短消息方式，按照预先设定的告警模式，把故障报警的时间、地点、内容等相关信息发送至各相关人员的手机上。
（4）卫星自动校时 (GPS)软件模块
运用卫星校时系统与计算机技术，实现对系统前置机的准确校时，防止人为或其它意外因素造成的因计算机时钟误差引起的开/关灯误操作，保证了系统时钟的准确性。
（5）防盗报警
随时监测终端供电情况和晚上开灯后的线路情况，当发现有偷电、盗变压器、路灯控制箱被外人打开等情况时，能发出报警，使维修人员能及时赶到现场查看。
三、结语
建设路灯自动化监控系统以后，珠海西部地区范围主干道的全夜灯、半夜灯和景观灯的开/关均可实现自动控制。同时，由于路灯自动化监控系统具有自动报警和巡测、选测功能，调度人员可以在故障发生后的数秒钟内及时了解故障的地点和状态，为及时进行修复提供了有力的保障。路灯维护及时，可以极大地减少对路灯管理所的投诉、减少道路交通事故的发生，有利于城市的治安，产生极大的社会效益，从而进一步提高城市的形象。