摘 要 本文介绍黄石路灯监控系统的概况，主要包括系统功能，硬件配置、软件配置、传输方式、以及系统的优缺点和改进方法。
关键词 路灯 监控 系统
为适应城市照明快速发展的需要，我部于2005年底建成投运路灯自动化监控系统，一期工程为70个监控点。这对于提高我市路灯现代化管理水平，增强快速反应能力，保障路灯运行安全，防止盗窃路灯设施，节约宝贵电能等起到很大作用。
一、概况
整个监控系统分为中央控制室和监控点两大部分。中央控制室与下面70个监控点子站组成两级集散式控制系统。中央控制室负责向各个点发送指令和开关灯的时间等数据；监控点完成路灯的开关灯控制及电压、电流、功率、功率因数、用电量等参数的检测，并接收监控站的控制命令，修正控制数据，回送有关参数。为保证系统可靠运行，监控点装有备用电池和作为备用控制的时钟控制器，当掉电或子站路灯监控机发生故障时，仍然可以正常运行48小时以上。级间通讯采用230MHZ超短波专用无线专网数传频段。
二、系统主要功能
1、遥控功能; 2、遥测功能; 3、故障分析及报警处理; 4、调度通话; 5、自动计算亮灯率；6、数据查询打印；7、控制方案; 8、自动保护恢复;9、地理信息GIS; 10、GPS卫星校时; 11、车辆定位; 12、大屏幕背投影；13、系统兼容与扩展。
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三、系统硬件配置
1、中央控制室。中央控制室是整个系统控制的核心，其设备主要由服务器、控制微机、路灯监控前、后台微机、网络浏览机等设施组成一个拓扑结构。其中路灯监控前、后台微机采取双机热备份方式，后台微机可以在前置机出现故障时自动切换为前置机，数据定时备份到服务器上。
| 1 | 服务器 | HP DL380 G4 Xeon 3.0GHz/1GB |
| 2 | 前后台监控微机 | 研华主板PCA-6006 研华底板机箱IPC-610 |
| 3 | 打印机 | HP LaserJet 5100se黑白激光打印机 |
| 4 | 不间断电源 | 山特C3KRS |
| 5 | 光敏探头 | 四方向光照度采集处理 |
| 6 | 背投影系统 | 含日立CP-HX4080 35001流明LCD投影机 超广角镜头/Scan Vision Screen120”投影硬屏幕/SMI95-B反光镜/反光镜&投影机支架/计算机信号线/视频线/中央控制系统 |
| 7 | 无线数传设备 | 25W电台，交直流切换，10小时不间断电源 |
| 8 | 天、馈线系统 | 10Bd高增益全向天线、低损耗UHF电缆 |
| 9 | GPS校时装置 | REB-12 |
| 10 | GSM调制解调器 | 含消息报警软件 |
| 11 | GPS车辆定位系统 | 含GPS定位单元和GPRS通信单元 |
| 12 | 铁塔 | 拉线针式发射塔，高度20米，加避雷针热度锌钢材料，设计抗风速>45米/秒 |
需指出的是，如果上系统之前，单位已经有功能完备的网络和服务器，就不需要另外再配置服务器。服务器的功能主要是为了保证系统不受外界恶意攻击和病毒侵入。如果采用公网等其他的无线传输方式，铁塔这项也可以省略，详细在后面的选择传输方式中介绍。
2、监控点。监控子站为直接控制工作站，执行路灯照明系统的实时在线控制和数据采集任务。为确保路灯系统的可靠运行，监控子站采用三级冗余控制：监控主站指令控制、光照度控制及节点站定时控制。
监控点的结构图如下：
四、系统软件配置
监控软件是路灯集散控制系统对整个系统的数据加以集中处理和对各节点监控站统一发布命令的工具。
1、操作系统与应用平台
路灯监控软件是基于WINDOMS环境的。软件开发、运行的操作系统均为Windows操作系统，包括Windows Server2003、Win98、WinXP，支持SQL Server2000数据库平台。整体结构采用B/S(浏览器/服务器)、与C/S(客户机/服务器)相结合的组网方案。支持Internet远程查询和访问，采用可视化语言设计，界面友好。
2、城市路灯、景观灯自动化监控系统软件
软件将路灯、景观灯（饰灯、广告灯、亮化灯）等不同灯型的监控和数据采集、处理融于一体，通过群控或组控实现不同灯型的控制。也可以根据不同时间及光照度进行控制。采取双机热备份，后备机可随时转换为前置机，并自动将数据存储到服务器。
软件系统共分为六部分：
（1）路灯、景观灯监控系统。利用Visual Basic强大的界面设计功能，对通讯返回数据进行各种方式的显示、分析，借助大量的第三方ActiveX控件实现各种内部功能，Visual Basic对数据库的访问用当今最新的ActiveX数据对象（ADO）完成，采用Visual Basic与Visual C++联手的方案，一些低层操作内容调用Visual C++编写的动态链接库（DLL）达到目的。分层技术和错误处理编码使程序比较健壮，并且通过了严格的代码测试和运行测试。
（2）GIS地理信息系统。采用Mapinfo及MapX开发的地理信息系统。该地理信息系统将实现对各种路灯资料及相关市政设施资料与地图信息相结合，各种设施分层管理并与路灯地理信息数据库紧密结合起来，既可以通过路灯地理信息数据库查询地图上的各种信息，也可以通过地图查询各种设施的属性，并且对市政设施进行各种分析统计。
（3）GPS卫星校时系统。采用Visual Basic和Flash MX开发的卫星校时系统，通过接收卫星时间使系统时间及节点站时间精确到秒级。
（4）WEB浏览查询系统。采用ASP与InterDev制作技术完成的，通过浏览器输入主站网址和密码就可以在任何一台可上网的电脑上多人同时访问监控主站的数据，进行远程浏览、查询。
（5）电话报警系统。采用Visual Basic与VCL开发的短信报警及电话语音报警对系统进行全方位管理，监控主站对子站时刻保持监控，并且与值班人员的手机保持联系，一旦系统发生故障、监控计算机立即自动给值班人员手机发送短消息报警，这样即使值班人员手机关机，也会在打开手机的第一时间收到报警信息，也可以拨通值班人员固定电话，系统故障是否发送及发送等级可以任意设置。
（6）GPS车辆定位系统。采用Mapinfo及MapX开发的车辆定位系统。可以在电子地图上显示出监控车辆的地理位置，行车路线以及历史轨迹回放等功能。
以上系统在主控机和后备机上均采用双备份安装，平时主控机的数传电台打开，后备机仅做备份用。而GPS车辆定位系统安装于后备机上使用。主机和后备机各司其责。
五、无线通信系统
在通讯方式上，究竟是无线专网方式（即自建一个无线网络）还是无线公网方式（即采用GSM短信息方式），我们经过多方面考察，最终决定采用230MHZ无线专网，其理由是：1、230MHZ无线专网技术成熟，利用230M无线专用频率进行数传电台通讯，信号发生堵塞通信中断问题将会大大降低。2、具有施工安装迅速、维护费用低、维护方便的优点，而且是一次性投资，后期增加终端都十分方便，无线专网每年的维护费用仅为公网方式的一半。3、利用邮箱中转技术，使每个节点监控站都成为中继，延长通讯距离。在中央控制室楼顶安装一座高20m的钢质通讯塔，各个终端处分别为一个定向天线就可以了。
六、系统功能图
七、系统的优点及不足
1、由监控系统根据季节的变化合理控制开关灯时间，避免由于时间差而造成的电能浪费。按平均每天误差20分钟计算，全年将节约电费（每盏0.1KW）：
0.1KW×10000（盏）×365（天）×1/3小时×0.83（电价：元）＝10万元
2、合理设置半夜灯或单侧照明，按保守数字计算，全市有2000盏可设置为此种方式，平均每天按4小时计算，全年可节省电费开支：
0.1KW×2000（盏）×365（天)×4小时×0.83（电价：元）＝24万元
3、避免人工巡视的盲目性，节省大量的人力和物力，并能延长灯具的使用寿命，预计这方面全年可减少财政支出5万元左右。
整个系统经过今年来的运行，主要存在以下几个问题：
1、黄石地区的特点是山地多，磁场比较大，而且东西两侧跨度较大（26.7Km）。由于采用的是无线专网传输，信号传输容易延迟，某些地点存在通讯盲点，我们将在通信比较畅通的高地势加设一个中继站。
2、短信报警过程中容易发生误报，尤其在前期调试过程中，不必要的短信费用很高。建议工程前期短信报警功能暂停，等系统稳定以后再开通。
3、故障率较高的是电量模块和开关量模块。由于模块都是功能封装，所以只需更换相应的模块，不要因为个别模块的功能失效而更换整套设备，预留足够的备品备件问题就不大。
4、电缆报警模块要结合实际情况。由于路灯的供电变压器大部分是单相变压器，所以路灯线路基本采用的T型分接，但易造成电缆报警模块各末端的脉冲信号互相干拢，影响报警的准确率。