城市路燈和景觀燈集中管理系統(tǒng)是集中并融合了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通訊技術(shù)、傳感器技術(shù)和人機(jī)技術(shù)的最新成果而構(gòu)成的計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)。這一系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)很多城市照明管理工作中都得到了不同程度的應(yīng)用，對(duì)于提高城市照明管理的現(xiàn)代化水平、節(jié)約電能、保證照明質(zhì)量、縮短故障發(fā)現(xiàn)時(shí)間和維護(hù)周期等方面都起到了很大的作用。
城市照明管理在不同的城市有不同的特點(diǎn)，比如隸屬管理部門等，但管理的基本工作內(nèi)容和模式還是相同的。下面結(jié)合深圳路燈和景觀燈集中監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)管理經(jīng)驗(yàn)，就路燈和景觀燈集中監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建設(shè)和管理方面的有關(guān)問題，略述己見，以供參考。
一、建設(shè)路燈和景觀燈集中監(jiān)控系統(tǒng)的必要性及意義
深圳在城市照明建設(shè)上立足于高起點(diǎn)、高標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)深圳的城市定位和城市特點(diǎn)，在樓宇燈光、市政燈光、商業(yè)燈光、道路照明等方面做了卓有成效的工作，景觀燈也被市民評(píng)為 “ 深圳八景 ” 之一。但越來越多的燈光管理與維護(hù)使我們的工作也日益加重。同時(shí)，深圳又是地處南方的沿海城市，夏秋又多有臺(tái)風(fēng)暴雨光顧，白晝霎時(shí)變成黑夜，此時(shí)若能及時(shí)開啟路燈，就變得非常需要了。所以從 98 年起深圳就開始逐步將舊的控制設(shè)備改造升級(jí)為 “ 遙控 ” 系統(tǒng)，新建路燈和景觀燈也都全部納入集中監(jiān)控系統(tǒng)。
采用集中監(jiān)控系統(tǒng)后，城市照明管理模式由傳統(tǒng)的 “ 巡燈制 ” 改成 “ 值班制 ” ，大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了設(shè)備消耗，提高了工作效率；監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，更是縮短了故障的發(fā)現(xiàn)時(shí)間和維護(hù)周期，變被動(dòng)管理為主動(dòng)管理。而且可隨時(shí)隨需的控制景觀燈的開啟和關(guān)閉，給國(guó)內(nèi)外賓朋留下深圳美好的印象。
二、路燈和景觀燈集中監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該具有的基本功能
許多城市建立的路燈和景觀燈監(jiān)控系統(tǒng)大都做到了遙控、遙測(cè)、遙信，俗稱 “ 三遙 ” 系統(tǒng)，隨著各種節(jié)能設(shè)備投入運(yùn)行和燈光管理工作需要，又加入了遙調(diào)和遙視， “ 三遙 ” 也升級(jí)成了 “ 五遙 ” 。其實(shí)叫 “ 三遙 ” 也好， “ 五遙 ” 也好，最主要是系統(tǒng)提供的功能是否真正滿足管理工作的需要，真正提高管理工作的效率和降低管理成本，這也是各地建立的集中監(jiān)控管理系統(tǒng)各有特點(diǎn)，集成的功能不盡相同的原因。下面就路燈和景觀燈集中監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具有的基本功能概述如下：
1. 遙控
1) 分控點(diǎn)可以手動(dòng)或根據(jù)預(yù)先的設(shè)定時(shí)間對(duì)全夜燈、半夜燈和景觀燈進(jìn)行分別控制，設(shè)定的時(shí)間可以按天、周、月、年為周期進(jìn)行設(shè)置。 2) 根據(jù)需要對(duì)不同分控點(diǎn)的開關(guān)燈時(shí)間進(jìn)行個(gè)性化設(shè)置和組合，比如按照平時(shí)、假日、節(jié)日和重大慶典活動(dòng)的不同要求，靈活調(diào)整景觀燈的開燈時(shí)間和開燈數(shù)量。
2. 遙測(cè)
1) 控制柜進(jìn)線電壓； 2) 各回路三相電流； 3) 功率因數(shù)； 4) 變壓器表面溫度。
3. 遙信
1) 各回路開關(guān)狀態(tài) ; 2) 開關(guān)柜掉電信息 ; 3) 門開告警、水浸告警等； 4) 網(wǎng)絡(luò)故障信息； 5) 電流、電壓超上、下限告警。
4. 遙視
根據(jù)需要在一些重要地段建設(shè)視頻系統(tǒng)，在監(jiān)控中心可直接看到景觀燈的整體亮燈效果，對(duì)于燈光建設(shè)的規(guī)劃和及時(shí)發(fā)現(xiàn)燈具損害，保證亮燈效果作用明顯。
5. 遙調(diào)
隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，電能供需矛盾加大，所以新建控制柜大多都安裝有節(jié)電設(shè)備，這些節(jié)電設(shè)備通過智能接口接入到監(jiān)控系統(tǒng)中，在監(jiān)控中心可以實(shí)時(shí)了解節(jié)電設(shè)備的運(yùn)行狀況，及時(shí)調(diào)整節(jié)電設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)。
6. 路燈地理信息管理功能 (GIS)
路燈地理信息管理系統(tǒng)，實(shí)際是一套燈光管理的綜合服務(wù)平臺(tái)，更類似于 OA 系統(tǒng) ( 網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化辦公系統(tǒng) ) ，作為控制柜、配電箱建設(shè)、維修和各種資料統(tǒng)計(jì)查詢的平臺(tái)，和路燈集中監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)接，對(duì)于一些信息直接從監(jiān)控系統(tǒng)中提取，不用手動(dòng)輸入。
1)GIS 地圖的無極縮放，平移等； 2) 要有多種實(shí)用編輯工具對(duì)其進(jìn)行圖形、屬性編輯 ; 3) 可在電子地圖中記錄、查詢、統(tǒng)計(jì)各種路燈資料，燈桿、基礎(chǔ)、燈具、光源、地下管線等規(guī)格型號(hào)和資料匯總統(tǒng)計(jì)； 4) 配電箱表區(qū)圖的記錄、修改、查詢； 5) 配電控制原理圖的記錄、修改、查詢 ; 6) 路燈設(shè)施維修記錄、統(tǒng)計(jì)和查詢 ; 7) 最好是 B/S 結(jié)構(gòu)，方便各個(gè)維護(hù)工區(qū)、部門使用和數(shù)據(jù)共享。
7. 各種報(bào)表的打印
能查詢、統(tǒng)計(jì)、打印當(dāng)日或歷史的運(yùn)行記錄，生成以下各種報(bào)表 : 1) 故障統(tǒng)計(jì)報(bào)表； 2) 操作記錄報(bào)表 ;3) 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) ( 電壓、電流、功率因數(shù)等 ) 統(tǒng)計(jì)報(bào)表； 4) 亮燈率報(bào)表； 5) 其他自定義的報(bào)表。
三、通訊方式的選擇
通訊是集中監(jiān)控系統(tǒng)中的重要組成部分。選擇的通訊方式不同，系統(tǒng)的建設(shè)成本、運(yùn)行維護(hù)成本和開展的業(yè)務(wù)功能等都會(huì)產(chǎn)生很大的差別。
從已建成的監(jiān)控系統(tǒng)來看，主要有前期的有線系統(tǒng)、 后期的無線系統(tǒng)。早期的有線系統(tǒng)因?yàn)椴键c(diǎn)不方便，連線時(shí)間比較長(zhǎng)，實(shí)時(shí)性比較差等原因，現(xiàn)在基本上已經(jīng)不再采用了。后期建立的系統(tǒng)大多采用無線系統(tǒng)，無線系統(tǒng)又分為自己構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)和租用運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)兩種方式。 90 年代初期，國(guó)內(nèi)無線運(yùn)營(yíng)商提供的增 值服務(wù)種類貧乏，所以建立的無線監(jiān)控系統(tǒng)多是自己構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，隨著無線運(yùn)營(yíng)商的增加，提供的增值服務(wù)越加豐富，資費(fèi)降低，對(duì)比一下，自建網(wǎng)絡(luò)就顯得投資大，可靠性差，維護(hù)成本高，而且傳輸距離有限，覆蓋不佳。所以目前建立的無線監(jiān)控系統(tǒng)，基本上都是租用無線運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)。
使用無線運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)，具體的又分為 SMS 短消息、 USSD 、 GPRS 、 CDMA 1X 、 CDPD 和諾特網(wǎng)等五種方式，目前使用比較廣和發(fā)展前景比較好的方式主要是 GPRS 。 CDPD 和 GPRS 采用的技術(shù)相似，本很適合于數(shù)據(jù)監(jiān)控，但因 CDPD 網(wǎng)絡(luò)在目前全國(guó)只有 6 個(gè)城市有建，開展的服務(wù)也沒有展開，目前網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)狀況和覆蓋不是很理想，所以使用 CDPD 網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)現(xiàn)在都轉(zhuǎn)到了到其他網(wǎng)絡(luò)，比如 GPRS 。諾特網(wǎng)和 CDPD 也一樣存在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)范圍有限的問題。下面就 GPRS 通訊方式進(jìn)行具體說明。
GPRS 是通用分組無線業(yè)務(wù) (General Packet Radio Service) 的英文簡(jiǎn)稱，是在現(xiàn)有 GSM 系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的承載業(yè)務(wù)，目的是為 GSM 用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
GPRS 采用與 GSM 同樣的無線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、同樣的頻帶、同樣的突發(fā)結(jié)構(gòu)、同樣的跳頻規(guī)則以及同樣的 TDMA 幀結(jié)構(gòu)。這種新的分組數(shù)據(jù)信道與當(dāng)前的電路交換的話音業(yè)務(wù)信道極其相似，因此現(xiàn)有的基站子系統(tǒng) (BSS) 從一開始就可提供全面的 GPRS 覆蓋。 GPRS 允許用戶在端到端分組轉(zhuǎn)移模式下發(fā)送和接受數(shù)據(jù)，而不需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡(luò)資源，從而提供了一種高效、低成本的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。
無論從功能還是從可靠性來說，沒有一個(gè)無線網(wǎng)可以與移動(dòng)通信網(wǎng)相比擬，總體來說，有以下優(yōu)點(diǎn)：一是覆蓋地域廣，目前移動(dòng)通信網(wǎng)在全國(guó)的覆蓋率 95% 以上，非邊遠(yuǎn)地區(qū)覆蓋率幾乎 100% 。二是通信距離遠(yuǎn)，在任何場(chǎng)合都可以設(shè)中心站。三是網(wǎng)絡(luò)可靠性高。首先，網(wǎng)絡(luò)有較大的亢余設(shè)備及信道；其次，設(shè)備復(fù)用；再次，一旦基站在特殊情況下?lián)p壞，搶修非常及時(shí)。四是穩(wěn)定性好，一方面抗自然干擾的能力強(qiáng)，另一方面頻段專用，不會(huì)受到人為干擾。五是不用與無線電管理部門交涉，也不需交無線電管理費(fèi)。
但 GPRS 的計(jì)費(fèi)方式是按流量計(jì)費(fèi)，所以為了降低系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用，就要求系統(tǒng)在滿足監(jiān)控要求的前提下，盡可能和監(jiān)控設(shè)備之間少發(fā)生數(shù)據(jù)交換，各種信息經(jīng)低端監(jiān)控設(shè)備處理以后再上傳到監(jiān)控中心。簡(jiǎn)單的說，一般情況下，監(jiān)控中心不讀取低端監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，這相應(yīng)的對(duì)低端監(jiān)控設(shè)備的要求就比較高，但相對(duì)于目前的技術(shù)來說還是容易實(shí)現(xiàn)的。深圳目前新的監(jiān)控設(shè)備將測(cè)量、控制、通訊等各種功能集成在一個(gè)比 A4 紙還要小的一體化箱子中，基本上不需要外接設(shè)備，直接將測(cè)量、控制引線接到智能控制器的接線端即可，安裝維護(hù)都十分方便，并且所有控制、測(cè)量信息都主動(dòng)告警，每月的數(shù)據(jù)流量很少，運(yùn)行成本比以前采用的 GDPD 還要低很多。
四、系統(tǒng)的維護(hù)管理
設(shè)計(jì)建立的監(jiān)控系統(tǒng)在滿足功能要求的前提下，操作要盡可能的簡(jiǎn)單，各種功能模塊高度集成化，穩(wěn)定性要好。這樣才能方便使用和維護(hù)，減少維護(hù)支出。深圳的監(jiān)控系統(tǒng)在使用過程中，就發(fā)現(xiàn)了一些問題。由于智能監(jiān)控器的體系結(jié)構(gòu)其實(shí)就是一臺(tái)簡(jiǎn)化了的計(jì)算機(jī)，系統(tǒng)功能有硬件和軟件結(jié)合實(shí)現(xiàn)，就是再穩(wěn)定的產(chǎn)品在使用過程中也難免出現(xiàn)程序死鎖的情況。基于這種情況，在設(shè)計(jì)智能監(jiān)控器時(shí)就加入遠(yuǎn)程復(fù)位的功能，降低工作人員要到現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)的必要，降低維護(hù)成本。
在維護(hù)過程中，我們積極探索新的管理模式，大膽創(chuàng)新，將路燈監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)公開招標(biāo)，讓專業(yè)公司來進(jìn)行維護(hù)管理。對(duì)于維護(hù)效果，我們進(jìn)行考評(píng)和定期抽查，在合同中將維護(hù)效果和維護(hù)費(fèi)用掛鉤，保證了很高維護(hù)效率和質(zhì)量，同時(shí)引入了競(jìng)爭(zhēng)，更大大降低了維護(hù)運(yùn)行成本。
五、結(jié)語
建立路燈及景觀燈集中監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于提高城市照明的管理效率、管理水平、降低管理成本可以起到重大的促進(jìn)作用，更加快了城市燈光的科技進(jìn)步和現(xiàn)代化建設(shè)的進(jìn)程。
建立路燈及燈光集中監(jiān)控系統(tǒng)不能單純從形象工程來考慮，監(jiān)控系統(tǒng)提供的功能只有結(jié)合了實(shí)際情況需要，同時(shí)建設(shè)規(guī)模達(dá)到一定程度的時(shí)候，各種好的效果和效益才能發(fā)揮出來。
讓我們的城市照明管理部門和相關(guān)行業(yè)公司一道努力，使路燈和景觀燈集中監(jiān)控更多的滲入到燈光管理工作各個(gè)方面中去，更大發(fā)揮作用，進(jìn)一步提高城市照明管理水平。
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