城市l(wèi)mas系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

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1、城市LMAS系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與實(shí)現(xiàn)-基礎(chǔ)理論摘要：LMAS（LightscapeMonitoring&AdministrationSystem）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LMAS應(yīng)用現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，結(jié)合城市照明網(wǎng)總線星形結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及目前通信技術(shù)的發(fā)展，提出了城市照明網(wǎng)智能管理的新模式及其優(yōu)化方案，以智能管理和節(jié)能控制為目的，結(jié)合工程實(shí)踐，對城市LMAS系統(tǒng)的工作原理和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析論述，并進(jìn)行了系統(tǒng)功能、體系結(jié)構(gòu)及軟件的優(yōu)化設(shè)計。　　關(guān)鍵詞：LMAS　GPRS　智能管理　節(jié)能控制

2、　　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(jì)實(shí)力、人文特色和現(xiàn)代化水平。九十年代起，有少數(shù)城市陸續(xù)局部安裝了路燈計算機(jī)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)大部分系統(tǒng)都只能初步地實(shí)現(xiàn)“三遙”控制及“線控”，不具備“點(diǎn)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(shí)現(xiàn)開關(guān)燈控制的合理化、科學(xué)化，能源浪費(fèi)顯著，燈具設(shè)備壽命短。其安全運(yùn)行目前基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(qiáng)度大、效率

3、低。作者針對上述問題提出了城市LMAS的新模式，對整個系統(tǒng)進(jìn)行了功能、體系結(jié)構(gòu)及軟件的優(yōu)化設(shè)計。實(shí)踐證明：系統(tǒng)除能實(shí)現(xiàn)“五遙”外，還能實(shí)現(xiàn)單燈的智能監(jiān)控，其安全性和節(jié)能效果顯著?！　?、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、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的整體系統(tǒng)，在實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的監(jiān)控能力的同時，充分體現(xiàn)高度智能化、安全性、可靠性和能源的有效合理利用。本系統(tǒng)克服傳統(tǒng)的不足，在優(yōu)化軟硬件結(jié)構(gòu)的同時，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)模塊化，通過集中控制和信息交流，采用多級管理結(jié)構(gòu)，使得整個系統(tǒng)自成體系，形成全新的管理模式

4、。其智能管理模式的優(yōu)化設(shè)計主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：　　其一，提高節(jié)能效果，采用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備帶來運(yùn)行管理維護(hù)成本的降低，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(shí)現(xiàn)光照度的遙調(diào)，達(dá)到節(jié)約電能和保護(hù)設(shè)備雙重目的；　　其二，提高可靠性，采用“點(diǎn)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，方便維護(hù)管理，確保高亮燈率，升級“線控”與“面控”技術(shù)；　　其三，提高安全性，采用“實(shí)時監(jiān)控”技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遙測、遙信、遙控、遙調(diào)、遙視等“五遙”功能，實(shí)時監(jiān)測

5、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(yùn)行；　　其四，系統(tǒng)具備防竅電與防盜功能，通過對運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時監(jiān)測，異常變化時及時報警；　　其五，提高管理效率，采用分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，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(jìn)行有效管理，提高管理的自動化水平和智能化水平?！　?、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)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（總線星形結(jié)構(gòu)）及目前通信技術(shù)的發(fā)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通信方式具有投資成本低、通信質(zhì)量可靠、通信速率

6、高，實(shí)時在線，按流量計費(fèi)（或包月）的特點(diǎn)。尤其是GPRS的實(shí)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)中精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，克服了現(xiàn)有短消息業(yè)務(wù)在延遲時間、處理能力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(shí)現(xiàn)對每盞燈的檢測（一般的電力載波芯片其通信距離不超過1千米，與目前燈具配電柜控制范圍相當(dāng)）。在主控中心（主站）與配電監(jiān)控終端（分站）之

7、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(jī)）之間采用電力載波通信技術(shù)。圖1為系統(tǒng)通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖?！　D1系統(tǒng)通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)　　Fig.1TheTopologyStructureofSystem‘sCommunication　　2.2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(diǎn)，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(jìn)行選呼和群呼通信。選呼通信是針對某一特定終端的點(diǎn)對點(diǎn)通信方式，主要用于設(shè)備控制和日常維護(hù)工作；群呼通信是點(diǎn)對多點(diǎn)通

8、信方式，主要用于參數(shù)狀態(tài)量測等工作?！　榱吮M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)合的工作模式。分站根據(jù)預(yù)先設(shè)定的告警限判斷站點(diǎn)燈具設(shè)備是否發(fā)生故障，當(dāng)燈具設(shè)備出現(xiàn)故障時，分站自動將故障的類型和發(fā)生故障時的狀態(tài)和運(yùn)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(diǎn)的數(shù)量不影響故障上報時間。支持多點(diǎn)同時告警上報是短消息通信方式所特有的強(qiáng)大功能，它大大縮短了故障響應(yīng)的