城市LMAS系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與實現(xiàn)

1、城市LMAS系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與實現(xiàn)摘要：laslightsapenitringadinistratinsyste是城市照明監(jiān)控管理系統(tǒng)的簡稱。本文在研究現(xiàn)今國內(nèi)城市l(wèi)as應(yīng)用現(xiàn)狀根底上，結(jié)合城市照明網(wǎng)總線星形構(gòu)造的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造特點及目前通信技術(shù)的開展，提出了城市照明網(wǎng)智能管理的新形式及其優(yōu)化方案，以智能管理和節(jié)能控制為目的，結(jié)合工程理論，對城市l(wèi)as系統(tǒng)的工作原理和構(gòu)造進展了分析闡述，并進展了系統(tǒng)功能、體系構(gòu)造及軟件的優(yōu)化設(shè)計。關(guān)鍵詞：lasgprs智能管理節(jié)能控制引言城市照明管理是城市管理中技術(shù)含量最高、難度最大的工作之一，很大程度上反映了一個城市的經(jīng)濟實力、人文特色和現(xiàn)代化程度。九十年代起，有少

2、數(shù)城市陸續(xù)局部安裝了路燈計算機自動測控系統(tǒng)，但其自動化程度不高，系統(tǒng)可靠性低。目前國內(nèi)大局部系統(tǒng)都只能初步地實現(xiàn)“三遙控制及“線控，不具備“點控即監(jiān)控到燈的功能，且控制方法多為“鐘控和“光控，二者均不能實現(xiàn)開關(guān)燈控制的合理化、科學化，能源浪費顯著，燈具設(shè)備壽命短。其平安運行目前根本依靠工作人員夜間巡視和群眾舉報的方式，造成發(fā)現(xiàn)故障的時間長、勞動強度大、效率低。作者針對上述問題提出了城市l(wèi)as的新形式，對整個系統(tǒng)進展了功能、體系構(gòu)造及軟件的優(yōu)化設(shè)計。理論證明：系統(tǒng)除能實現(xiàn)“五遙外，還能實現(xiàn)單燈的智能監(jiān)控，其平安性和節(jié)能效果顯著。1、智能管理的優(yōu)化設(shè)計本系統(tǒng)的研究將多元化的事務(wù)形成一個統(tǒng)一的模塊化

3、、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的整體系統(tǒng)，在實現(xiàn)強大的監(jiān)控才能的同時，充分表達高度智能化、平安性、可靠性和能源的有效合理利用。本系統(tǒng)抑制傳統(tǒng)的缺乏，在優(yōu)化軟硬件構(gòu)造的同時，進一步實現(xiàn)模塊化，通過集中控制和信息交流，采用多級管理構(gòu)造，使得整個系統(tǒng)自成體系，形成全新的管理形式。其智能管理形式的優(yōu)化設(shè)計主要表達在以下幾點：其一，進步節(jié)能效果，采用先進的技術(shù)設(shè)備帶來運行管理維護本錢的降低，通過專用的路燈節(jié)電器和智能可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器的配合作用，摒棄隔盞關(guān)燈的落后設(shè)計，實現(xiàn)光照度的遙調(diào)，到達節(jié)約電能和保護設(shè)備雙重目的；其二，進步可靠性，采用“點控技術(shù)和故障冷測試技術(shù)，保證未開燈情況下也能發(fā)現(xiàn)路燈故障、老化及斷路等問題，

4、方便維護管理，確保高亮燈率，晉級“線控與“面控技術(shù)；其三，進步平安性，采用“實時監(jiān)控技術(shù)，實現(xiàn)遙測、遙信、遙控、遙調(diào)、遙視等“五遙功能，實時監(jiān)測并控制系統(tǒng)可能發(fā)生的災(zāi)變，保證系統(tǒng)正常穩(wěn)定的運行；其四，系統(tǒng)具備防竅電與防盜功能，通過對運行參數(shù)的實時監(jiān)測，異常變化時及時報警；其五，進步管理效率，采用分布式網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造，以及數(shù)據(jù)分布采集、信息集中管理的方式，主控中心可對整個所轄照明網(wǎng)進展有效管理，進步管理的自動化程度和智能化程度。2、系統(tǒng)工作原理2.1通信方案設(shè)計結(jié)合城市照明網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造特點總線星形構(gòu)造及目前通信技術(shù)的開展，系統(tǒng)通信采用gprs無線通信術(shù)1與電力載波通信相結(jié)合。gprs通信方式具有投資本

5、錢低、通信質(zhì)量可靠、通信速率高，實時在線，按流量計費或包月的特點。尤其是gprs的實時在線特性，使系統(tǒng)無時延，無需輪巡就可以同步接收、處理多個/所有終端的數(shù)據(jù)，gprs與其核心網(wǎng)絡(luò)中準確的信令處理程序相結(jié)合，以分組打包數(shù)據(jù)的形式傳遞短消息，抑制了現(xiàn)有短消息業(yè)務(wù)在延遲時間、處理才能和無線資源利用率方面存在的固有缺陷，為短消息提供更高的傳輸速率和更快的發(fā)送時間。而采用電力載波技術(shù)無需再鋪設(shè)通信電纜就可實現(xiàn)對每盞燈的檢測一般的電力載波芯片其通信間隔 不超過1千米，與目前燈具配電柜控制范圍相當。在主控中心主站與配電監(jiān)控終端分站之間采用gprs無線通信，在配電監(jiān)控終端與單燈監(jiān)控終端子機之間采用電力載波通

6、信技術(shù)。圖1為系統(tǒng)通信拓撲構(gòu)造圖。圖1系統(tǒng)通信拓撲構(gòu)造fig.1thetplgystruturefsystesuniatin2.2工作原理系統(tǒng)采用分布式主從監(jiān)控方式，主體為星型網(wǎng)，各子站構(gòu)成星型網(wǎng)的外圍節(jié)點，采用半雙工通信工作方式。每個分站和子站都有自己的專用地址，主站可對其進展選呼和群呼通信。選呼通信是針對某一特定終端的點對點通信方式，主要用于設(shè)備控制和日常維護工作；群呼通信是點對多點通信方式，主要用于參數(shù)狀態(tài)量測等工作。為了盡量縮短系統(tǒng)巡檢周期，以便能在最短時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)燈具故障，采用故障上報和巡檢相結(jié)合的工作形式。分站根據(jù)預(yù)先設(shè)定的告警限判斷站點燈具設(shè)備是否發(fā)生故障，當燈具設(shè)備出現(xiàn)故障時，分

7、站自動將故障的類型和發(fā)生故障時的狀態(tài)和運行數(shù)據(jù)打包上報主站，主站記錄并彈出報警窗口反拔號功能。站點的數(shù)量不影響故障上報時間。支持多點同時告警上報是短消息通信方式所特有的強大功能，它大大縮短了故障響應(yīng)的時間。而單頻點的無線數(shù)據(jù)傳輸電臺，那么無法實現(xiàn)故障上報，且站點數(shù)量越多，信息響應(yīng)速度越低。同時，為了在無故障時監(jiān)控中心維護人員也可以查看站點信息，系統(tǒng)也支持巡檢工作方式，即監(jiān)控中心也可以定期查詢各個站點運行信息。3、系統(tǒng)構(gòu)造設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計成分層分布式構(gòu)造，實行模塊化設(shè)計，以便于規(guī)劃和晉級。根據(jù)其通信和工作原理劃分為主控中心、配電監(jiān)控終端和單燈監(jiān)控終端三局部。主控中心位于城市路燈管理處，是整個監(jiān)控系統(tǒng)

8、的操作、維護、處理、統(tǒng)計、分析和監(jiān)管的中心。根據(jù)功能要求設(shè)計為分布式開放式體系構(gòu)造，其主要優(yōu)點是組合靈敏，功能擴展方便，通信速率快，可靠性高2.通過專線接入gprs網(wǎng)絡(luò)的ggsn，接收采集終端傳來的站點號、注冊、運行參數(shù)等信息，解析后傳給相應(yīng)管理軟件，作進一步處理與顯示。詳細組網(wǎng)構(gòu)造見圖2.圖2主控中心分布式開放式網(wǎng)絡(luò)圖fig.2thentrlentersdistributingandpeningnetrk配電監(jiān)控終端位于路燈配電柜內(nèi)，按嵌入式系統(tǒng)要求設(shè)計，既可由主站控制，也可獨立工作，實現(xiàn)對所管轄路燈的智能監(jiān)控。監(jiān)控終端采用分布式構(gòu)造，由數(shù)字單元、模擬量i/回路單元、開關(guān)量i/回路單元、非電

9、量輸入電路單元、人機對話回路單元、通信接口單元、電源單元等組成4，具有燈光節(jié)能設(shè)備控制接口。分控點傳輸設(shè)備主要為gprsde和載波通信裝置。圖3為分站硬件構(gòu)造圖。圖3分站硬件構(gòu)造圖fig.3thesubstatinshardarefraerk單燈監(jiān)控終端裝設(shè)在每盞燈的燈柱或燈罩內(nèi)，包括電力調(diào)制解調(diào)器、電源濾波器、微處理器、整流與補償單元、開關(guān)與電源單元、鎮(zhèn)流與啟輝單元等局部。采用專用可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器，它包括一個鎮(zhèn)流器和光源狀態(tài)監(jiān)視器兩局部。光源狀態(tài)監(jiān)視器用于監(jiān)測每盞燈的開關(guān)狀態(tài)，通過檢測其電流，實現(xiàn)對每盞燈的監(jiān)測，如故障準確定位及明燈率的準確計算等。增加專用的故障測試儀可作為信號源輔助實現(xiàn)對單

10、燈及相關(guān)設(shè)備、線路的故障冷測試，防止夜間開燈才能發(fā)現(xiàn)故障的情況，進步系統(tǒng)可靠性，確保高亮燈率。4系統(tǒng)軟件功能設(shè)計系統(tǒng)軟件體系構(gòu)造分為：平臺層，管理層，數(shù)據(jù)層，應(yīng)用層。每個層次內(nèi)部都由一組完成一定功能的軟件模塊構(gòu)成，各個層次互相支撐，實現(xiàn)系統(tǒng)功能需求。將軟件體系規(guī)劃為/s構(gòu)造，基于互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，支持遠程訪問，支持多臺終端同時運行客戶端軟件，實行全組件模塊化設(shè)計，劃分為五大功能模塊：通信模塊、效勞器模塊、管理模塊、監(jiān)控模塊、gis模塊3.圖4照明網(wǎng)管理軟件系統(tǒng)體系構(gòu)造圖fig.4thesysteatifraerkflightsapenetrksanageentsftare通信模塊：負責主站與分站之間

11、各種信息雙向轉(zhuǎn)發(fā)，利用gprs網(wǎng)來獲取所有終端的運行參數(shù)和告警信息，并將各種指令經(jīng)過gprs網(wǎng)傳遞給終端，對通信信息進展相應(yīng)處理并分類入庫。效勞器模塊：包括數(shù)據(jù)效勞器和eb效勞器，管理網(wǎng)絡(luò)共享資源和網(wǎng)絡(luò)通信，為網(wǎng)絡(luò)中的工作站提供各類網(wǎng)絡(luò)效勞，如數(shù)據(jù)、程序等，同時進展數(shù)據(jù)的存儲與備份工作。管理模塊：以地理信息系統(tǒng)為圖形界面，可同時調(diào)用監(jiān)控模塊和gis模塊數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對全市照明系統(tǒng)日常工作的全面運行管理及系統(tǒng)高層應(yīng)用分析。監(jiān)控模塊：是該系統(tǒng)的核心，集監(jiān)測、控制、管理于一體。監(jiān)測現(xiàn)場配電設(shè)備運行狀態(tài)，完成對現(xiàn)場設(shè)備的五遙工作。其功能包括遠程監(jiān)控、報警提示、燈具保護、動態(tài)節(jié)電、分析查詢等。gis模塊：顯

12、示管理范圍內(nèi)的全部被管理對象的各種信息，自動與監(jiān)控系統(tǒng)互相調(diào)用數(shù)據(jù)?？梢赃M展對象設(shè)置、地圖操作、分站定位功能、作業(yè)方案管理、照明設(shè)備的操作、查詢、統(tǒng)計和維護以及維修車輛的調(diào)度等功能。上述基于gprs無線通信和電力載波通信相結(jié)合的三層構(gòu)造城市l(wèi)as系統(tǒng)已在多座城市投入使用，且運行狀況良好，理論說明，該方案具有組網(wǎng)簡單、節(jié)省投資、能源節(jié)約顯著、功能完備、構(gòu)造合理等優(yōu)勢，在技術(shù)和實現(xiàn)上完全可行。結(jié)合本文的優(yōu)化設(shè)計思想，進一步的工作是其功能和構(gòu)造的深化完善，功能上如故障呼叫搶修子系統(tǒng)和高級應(yīng)用子系統(tǒng)的建立，構(gòu)造上如進一步縮小子機體積等，相信城市照明網(wǎng)管理程度將到達新的高度。5、結(jié)論本文在智能管理與節(jié)能

13、控制方面對城市l(wèi)as系統(tǒng)進展了全面的優(yōu)化設(shè)計，同目前國內(nèi)同類系統(tǒng)比較有較大改進與創(chuàng)新。理論和理論說明，城市l(wèi)as系統(tǒng)的建立應(yīng)隨著城市建立的開展不斷擴展和完善，必須全面規(guī)劃，從全局的觀點出發(fā)，既要滿足如今的業(yè)務(wù)管理需求，還要考慮到今后的信息處理增長及其技術(shù)晉級適應(yīng)性的要求。圍繞智能管理和節(jié)能控制之目的，本著保護前期投資的原那么，預(yù)留充足的設(shè)備和技術(shù)擴展裕度，到達穩(wěn)定可靠，自動化程度高，節(jié)能效果顯著的目的。參考文獻1thedresrappaprt.irelessuniatinpriniplesandpratie.beijing：publishinghusefeletrnisindustry,1999.2ranp,ter.ireless,internet-it-2000/irelesslaninter-rkingj.jurnalfuniatinsandnetrks,2000,3：147149.3奚輝,張書亮,閭國年。路燈a/f/gis建立研究j.現(xiàn)代測繪,2022,261：3