摘 要 文章介绍了淮安路灯控制系统的发展历程及目前智能监控系统的控制方式，通过对智能监控系统的分析，介绍了智能监控的先进性与便利性，重点阐述了路灯自动控制的实现过程。
关键词 路灯 智能监控 技术指标 主要功能 监控终端
随着城市建设规模的飞速发展，淮安的城市照明规模也经历了前所未有的变化，2000年以前，淮安市区的路灯盏数只有5000余盏，2000年后迅速发展到目前的近30000盏，控制方式也经历了单一时钟控制——微电脑时钟+信号线控制——智能控制的阶段。由于路灯盏数的急剧增加，路灯的控制方式成为了路灯发展的重点。控制系统不仅要具有高度的可靠性，还必须具有便利性和一定的技术含量，而且随着城市路灯照明的重要性不断加大，还要求对路灯的运行状况实行实时监控，这就要求有一套新的智能的控制系统。我处在2005年，根据淮安市路灯发展的需要，投入运行了一套路灯智能控制系统，通过一年的试运行，初步实现对市区主干道的路灯智能控制，但也存在着一些问题。因此，有必要对这套系统进行分析，找出其中的优势和不足，以便更好的使用这套系统。
一、路灯智能控制系统的设计目标
统一开关、集中控制；实现遥控、遥信、遥测、遥调、遥视; 灵活设置开关时间; 自动报警。
二、系统主要技术指标
1 系统容量: 系统最大可以容纳10000个监控终端，完全可以满足城市路灯扩展的需要。
2 通讯方式: 采用基于电台的无线通讯方式。
3 通讯频段: 无线通讯频段采用230MHz超短波专用数传频段，传送数率为1200bit/s。
4 覆盖半径: 覆盖半径大于25公里的控制范围，并留有余地，确保今后各行政区能够纳入监控系统。
5 防护要求: 监控终端等室外设备，要求防护等级达到IP65的防水防尘功能，并具有防盗、防雷等安全防范措施。
6 扩展性能: 系统可配GIS（地理信息系统）、GPS（卫星定位系统）、电缆载波检测防盗装置、无线视频监控装置，具有良好的可扩展性和兼容性。
7 自动抄表: 系统配备的自动抄表功能接口，所配置的电表已征得供电部门的核准。
8 工作环境: 系统的工作环境考虑到了高温、潮湿、腐蚀等因素的影响，核心部件耐高温、耐潮湿、耐腐蚀，终端可在-30℃—+70℃正常工作。[1]
三、系统的主要功能
1 自动和手动控制: 路灯智能控制系统主要是通过调整开关灯的时间来实现控制功能，具有多路开关控制输出能力，可以根据不同的需要，采用不同的时控方案，为每路输出任意选择，实现全夜灯、半夜灯、广告灯等各种不同灯型的控制，在特殊的天气或节假日中，可以发送临时开关灯的信号，也可以实现半夜灯清晨二次开灯等分时段的开关灯设置。
在维修人员对路灯进行检修时，控制中心可以随时控制任意终端的任意一个接触器的吸合或断开，在终端现场，维修人员也可以通过手动开关对路灯进行操作。
2 自动和手动巡检: 控制中心的计算机可以按设定的时间周期对各个终端自动进行巡检，可以按制定的顺序或随机的对各个终端的状态进行遥测。检测的数据主要有电流、电压、接触器状态、有功功率、无功功率、功率因数、用电量等。通过对这些数据的分析可以得到路灯线路的状态、亮灯率、故障原因等数据资料，并在地图上显示出巡测点的位置，便于操作人员进行定位。
3 报警处理: 当监控终端主动报警或监控中心在巡检时发现故障时，控制中心的计算机能够自动进行语音报警，如在控制中心加装GSM Modem，就能够以短消息的形式将故障报于指定人员的手机，实现无人值守。报警的内容包括：（1）白天亮灯（2）夜晚熄灯（3）电压、电流越限（4）接触器故障（5）空气开关跳开（6）通讯失败（7）停电或电源侧熔断器烧断。
4 查询打印功能
(1)系统可以对各监控终端的任意定时数据和年、月、日统计数据进行查询，显示的表格、曲线图、直方图均可打印。
(2)可以对任意一天的实际开关灯时间、当时的照度和日出日落时间等记录进行查询，显示的表格、曲线图、直方图均可打印。
(3)可以对历史故障进行查询和打印。
(4)对当前数据、某日某时数据、电流电压标准数据、当地开关灯时刻表、日报表、基本配置表等均可打印。
5 图文显示功能: 路灯地理信息系统（GIS）可以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进行管理，各种设施管理并与路灯地理信息数据库紧密结合起来，既可以通过矢量地图或平面地图查询各种设施，也可以通过某种设施反向查询该设施所处的位置。
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6 远程抄表功能: 每一个控制终端的电表数据都可以远程抄录到控制中心。
7 软件系统: 智能控制系统的软件是整个系统的核心，负责对整个系统的数据集中处理并对各个终端统一发布命令。软件系统主要有以下几个部分：
(1)路灯监控系统: 利用Visual Basic程序编写，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对数据库的访问用最新的ActiveX数据对象完成，采用Visual Basic和Visual C++结合的方案，对于一些底层操作内容调用Visual C++编写的动态链接库（DLL）达到目的。
(2)地理信息系统（GIS）: 采用MapInfo开发的地理信息系统，该系统可以实现对各种路灯资料及相关市政设施资料与地理信息相结合，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，并能够对市政设施进行各种分析统计。
(3)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各个节点的时间精确到秒级。
(4)短信报警系统: 采用ActiveX短信控件技术可以对各个终端时刻保持监控，一旦发生故障可以第一时间通过监控中心计算机发送短信给值班人员。[2]
四、控制中心微机系统
控制中心采用局域网的方式，将服务区、工作站、投影系统组成一个网路，并采用了浏览器/服务器（B/S）与客户机/服务器（C/S）相结合的组网方案，系统其他的工作站可以随时了解监控系统的工作情况。
五、路灯监控终端
1 监控终端主要由负责通信的主模块，电压、电流模拟量采集模块和开关控制采集模块组成。其主要功能：
(1)模拟量输入：三相交流电压输入，3*12路交流电流输入（可扩为36路）。
(2)开关量输出：8路，用于控制灯回路。
(3)开关量输入：16路，用于检测接触器。
(4)UPS不间断电源，在主电源停电状态下为终端系统供电。
(5)预留远程抄表、节能设备、单灯测控接口。
(6)电压变送：VHJ-2型电流型电压互感器，线性度为±0.1%。
(7)电流变送：LMZJ11-0.5型，精度为0.5级。
2 监控终端硬件设备主要包括主电路、电源电路、模拟量输入/输出通道、开关量输入/输出通道、通讯模块、天线、人机接口电路、单片机电路等。
(1)主电路为终端控制柜内电气控制电路，由熔断器、主接触器、空气开关及其保护控制电路组成，用于实现路灯的开关控制及故障保护。
(2)电源电路包括模拟电路电源及数字电路电源，两部分电路互相隔离以避免干扰。采用的低功耗单片机具有极高的可靠性，并可以由纽扣电池在停电状态下保持单片机正常运行。该电源电路还具有电源电压检测及自动复位的功能。
(3)模拟量输入通道采用了传感器——多路开关——有效值测量——电压频率转换的结构，以最简的电路方式，获取较高的模拟量测量精度。经多路转换输入的模拟量送入叫做“有效值电路”的RMS电路芯片内，将输入的交流信号变换为与其有效值成正比的直流电平信号。由RMS电路输出的直流电平信号再送入V/F电压频率转换器内就将直流电平信号转化为与频率成正比的脉冲串，此脉冲串送入单片机后经程序的标度变换就彻底得到了表征各输入电压及电流等的数字量。
(4)开关量的输入通道用于检测主电路接触器的触点开闭情况，此状态与其他参量送回控制中心后，可作为判断路灯线路有无故障及分析故障类型的依据。开关量输出通道用于驱动主电路的接触器控制开关灯操作和自动与手动运行状态的转换。
3 监控终端软件部分
(1)主控程序在系统启动后立即开始运行，首先对单片机内各接口电路进行初始化，检查数储存区的内容，若参数未设置或错误，则启动数传设备上报监控中心，如一切正常则进入循环控制程序，查询有无按键命令或监控中心发来的命令及是否有中断服务的申请等。
(2)人机对话程序主要用于对控制终端系统的调试与维护，终端设置有人机对话接口，通过LED显示屏可以检查各种参数，可以对开关灯时间，站点编号等参数进行设置、调整及读出。
(3)定时采样控制程序按照固定的时间周期循环采集各模块通道的数据，进行简单运算处理后存储起来，在控制中心发来检测信号后传送至主机，对事先定义的故障如停电、缺相、短路等状态则直接发送报警信号至控制中心。
(4)通讯程序用于实现控制终端与控制中心的数据传送，在通讯信号中还采用了设置口令码和校验码的方法，确保控制和检测的准确性。
4 电缆载波检测装置。控制终端可以加装电缆载波检测装置，能够全天候判断电缆状态，出现异常时可以对线缆被盗或异常进行报警。[2]
六、结束语
路灯智能控制系统的应用，对淮安路灯的发展起到了去除瓶颈的作用，但其中也出现了系统主板小故障较多，通讯信号较弱，系统功能不能完全发挥等一些问题，随着路灯事业的不断发展，相信在今后的实践中，我们能够更好的发挥路灯智能控制系统的作用，为淮安的路灯照明事业作出应有的贡献。
参考文献：
[1] 淮安市路灯管理处照明智能监控系统技术要求
[2] 俞青.路灯计算机实时监控系统在运行管理中的运用[M].《道路照明》2004.2