周 峰

空軍南京航空四站裝備修理廠，江蘇南京 210000

關(guān)于某機(jī)場(chǎng)燈光自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

周 峰

空軍南京航空四站裝備修理廠，江蘇南京 210000

目前，雖然我國(guó)許多機(jī)場(chǎng)中都有自己的燈光控制系統(tǒng)，但是都存在一些諸如自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化程度不高以及檢測(cè)能力較差等缺陷，而良好的燈光自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)能夠保證飛機(jī)在夜間以及天氣條件較差的情況下安全的起飛以及著陸，同時(shí)，對(duì)燈光監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化能夠提高管理效力、節(jié)約管理成本等。本文針對(duì)某機(jī)場(chǎng)的燈光自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀以及優(yōu)化措施進(jìn)行了論述。

燈光自動(dòng)化；網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的航空事業(yè)的規(guī)模也得到了大幅的提升，機(jī)場(chǎng)的燈光系統(tǒng)是保證飛機(jī)在夜間等可視性條件差的情況下安全飛行與降落的重要保證，而機(jī)場(chǎng)燈光會(huì)因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境以及使用時(shí)間而出現(xiàn)一定的故障，對(duì)機(jī)場(chǎng)的正常運(yùn)作起到了一定的負(fù)面影響。因此，對(duì)機(jī)場(chǎng)燈光進(jìn)行有效的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控成為機(jī)場(chǎng)管理中的一個(gè)重要問(wèn)題。

1 現(xiàn)有燈光監(jiān)控系統(tǒng)存在的不足

燈光監(jiān)控系統(tǒng)指的是通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)、通訊網(wǎng)絡(luò)以及現(xiàn)代通訊技術(shù)的綜合使用，對(duì)機(jī)場(chǎng)內(nèi)的燈光進(jìn)行有效監(jiān)控的系統(tǒng)。在目前我國(guó)的許多機(jī)場(chǎng)中，其網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)主要是通過(guò)調(diào)制耦合的方式來(lái)進(jìn)行傳送的，其工作原理是在隔離變壓器和燈泡之間構(gòu)建一個(gè)檢測(cè)電路，用于檢測(cè)等位的基本狀況，然后利用隔離變壓器的次級(jí)耦合把檢測(cè)到的數(shù)據(jù)信息傳送到主電纜的回路上，再通過(guò)載波將其傳送到調(diào)光器，隨后控制臺(tái)對(duì)其進(jìn)行接收，最后進(jìn)行解調(diào)顯示[1]。這種監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于不用再次架構(gòu)信息通道，但是也存在許多不足：

1）調(diào)光器參數(shù)差別較大。我國(guó)機(jī)場(chǎng)選用的調(diào)光器類型各不相同，其參數(shù)也存在著較大的差異，雖然主要的頻率是50Hz，但是所輸放的波形不一樣。調(diào)光器的輸出電流存在大量的雜波，嚴(yán)重影響了調(diào)制信號(hào)的解調(diào)。

2）檢測(cè)系統(tǒng)可靠性較低。機(jī)場(chǎng)采用的隔離變壓器兩端的電壓值一般為6V～30V，如果一個(gè)調(diào)光器搭載一百個(gè)隔離變壓器，那么調(diào)光器輸出的電壓值通常為3000V，在用電高峰期時(shí)電壓值甚至?xí)^(guò)3000V，在這種情況下對(duì)于次級(jí)燈位的基本信息的有效檢測(cè)結(jié)果非常不可靠，即使在檢測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)一點(diǎn)小的干擾，都會(huì)嚴(yán)重影響監(jiān)控系統(tǒng)的檢測(cè)結(jié)果，從而導(dǎo)致現(xiàn)有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可靠性較低。

3）隔離變壓器有時(shí)會(huì)起到阻礙作用。機(jī)場(chǎng)燈光的調(diào)光器的輸出電路一般會(huì)與大量的隔離變壓器相連接，而隔離變壓器在回路上的承載能力具有極大的不穩(wěn)定性，信號(hào)頻率增加時(shí)，系統(tǒng)中出現(xiàn)的組織作用就會(huì)增強(qiáng)。在這種工作條件下，隔離變壓器對(duì)檢測(cè)到的燈位信息以調(diào)制的方式傳送到監(jiān)測(cè)電腦中起著巨大的阻礙作用。

4）隔離變壓器所能通過(guò)的信號(hào)頻率有限。由于機(jī)場(chǎng)中燈光系統(tǒng)的供電信號(hào)通常為低頻，所以采用的隔離變壓器多為低頻率的，這就導(dǎo)致現(xiàn)用隔離變壓器不能通過(guò)高頻信號(hào)，其截止頻率的最高上限只有300Hz，這對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)制信號(hào)起到了嚴(yán)重的阻礙作用。

2 機(jī)場(chǎng)燈光自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

1）改進(jìn)監(jiān)控系統(tǒng)組成部分。新的監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控中心、監(jiān)控子站以及燈控節(jié)點(diǎn)三部分組成，其中，監(jiān)控中心通過(guò)GPRS來(lái)與監(jiān)控子站進(jìn)行信息的交流傳遞，監(jiān)控子站則通過(guò)Zigbee來(lái)與燈控節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息的交流傳遞[2]。監(jiān)控中心根據(jù)分布在機(jī)場(chǎng)各地點(diǎn)的信息采集系統(tǒng)傳送的信息指揮燈光的開(kāi)關(guān)，開(kāi)燈后每個(gè)監(jiān)控子站設(shè)置的聲音傳感器對(duì)機(jī)場(chǎng)的聲音信息進(jìn)行采集，隨后對(duì)相應(yīng)位置的燈控節(jié)點(diǎn)發(fā)送開(kāi)燈信號(hào)，每個(gè)燈控節(jié)點(diǎn)把機(jī)場(chǎng)各位置燈泡的電流、電壓以及功率等基本資料實(shí)時(shí)傳遞到監(jiān)控子站，而監(jiān)控子站在接到信息之后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)再將信息傳送至監(jiān)控系統(tǒng)終端，以便監(jiān)控系統(tǒng)的工作人員及時(shí)的對(duì)燈光的信息進(jìn)行了解。一旦某處的燈泡出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，監(jiān)控子站會(huì)將故障信息及時(shí)的傳送至終端系統(tǒng)，便于工作人員迅速的對(duì)故障燈泡進(jìn)行維修。

2）在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置智能調(diào)光算法。由于不同的狀況下對(duì)燈光亮度的需求不同，為了保證工作時(shí)得到的燈光亮度處于最佳狀態(tài)，所以可以采用智能調(diào)光算法來(lái)對(duì)其進(jìn)行控制。（1）這中算法的工作原理是：分布在機(jī)場(chǎng)四周的聲音傳感器獲取周邊的聲音信息，隨后采用智能調(diào)光算法對(duì)聲音信息進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的操作，最后通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器向監(jiān)控子站傳送信號(hào)，隨后監(jiān)控子站根據(jù)所得到的信號(hào)將信息傳送到燈控功率節(jié)點(diǎn)上，然后燈控功率節(jié)點(diǎn)通過(guò)改變燈泡處電壓的大小來(lái)調(diào)節(jié)燈光的亮度。（2）該算法中一共存在三個(gè)變量，即聲音輸入偏差變量E、聲音偏差變化率EC和控制輸出量U，其中E可以分為PB、PS、Z、NS和NB等不同等級(jí)，是對(duì)聲音狀態(tài)的直接體現(xiàn)；EC的變化率包括強(qiáng)、較強(qiáng)、中等、較弱和弱，與E的各個(gè)級(jí)別分別對(duì)應(yīng)；U的論域和E以及EC相同，劃分為五個(gè)等級(jí)[3]。

3）在系統(tǒng)中引入C/S模式。監(jiān)控中心把收集到的信息存入在數(shù)據(jù)庫(kù)的對(duì)應(yīng)位置中，在數(shù)據(jù)庫(kù)處理采集的信息并生成有關(guān)的數(shù)據(jù)資料時(shí)，該模式根據(jù)設(shè)定的警告條件對(duì)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行挑選，發(fā)現(xiàn)符合警告條件的數(shù)據(jù)資料時(shí)立即將信息傳遞到監(jiān)控系統(tǒng)的終端。C/S模式能夠有效地提高燈光自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的工作效率，同時(shí)能夠有助于整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息資料的共享。

4）加入備用主控機(jī)的使用。由于要承載高負(fù)荷的工作量，所以系統(tǒng)的主控機(jī)難免會(huì)出現(xiàn)故障，一旦主控機(jī)出現(xiàn)突發(fā)的故障，就會(huì)影響機(jī)場(chǎng)的整個(gè)燈光系統(tǒng)。而引入備用主控機(jī)，會(huì)在主控機(jī)出現(xiàn)故障的時(shí)候自動(dòng)連接網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)，備用主控機(jī)中的程序能夠自動(dòng)連接信息服務(wù)器，對(duì)服務(wù)器中保存的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理或者傳送[4]。這就使得主控機(jī)出現(xiàn)故障的情況下監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)依舊不受影響，能夠有效地保證機(jī)場(chǎng)整個(gè)燈光系統(tǒng)的運(yùn)行。

機(jī)場(chǎng)燈光對(duì)于整個(gè)機(jī)場(chǎng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)有著不可替代的作用，而良好的燈光自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)則能對(duì)機(jī)場(chǎng)燈光的工作情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)燈光系統(tǒng)中存在的故障和隱患，并對(duì)其進(jìn)行有效的處理?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)正在以迅猛的速度在發(fā)展，這對(duì)于機(jī)場(chǎng)的燈光自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)非常重要，因?yàn)槟壳拔覈?guó)機(jī)場(chǎng)中使用的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還不完善，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在一定的差距，而及時(shí)的引進(jìn)相關(guān)的科研成果則能顯著彌補(bǔ)監(jiān)控系統(tǒng)中存在的弊端，使監(jiān)控系統(tǒng)的工作更加高效，檢測(cè)的數(shù)據(jù)更加精確。

3 結(jié)論

同時(shí)，對(duì)機(jī)場(chǎng)燈光自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，能夠有效地降低機(jī)場(chǎng)的管理成本、提高燈光系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量。此外，良好的燈光自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)提高了對(duì)燈光系統(tǒng)進(jìn)行日常維護(hù)的便利程度，減輕了相關(guān)工作人員的工作量。

[1]米愛(ài)群，王力，高慶吉，等.機(jī)場(chǎng)多跑道助航燈光監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2013，27（7）：280-282，286.

[2]張燕妮，丁維才.OPC技術(shù)在機(jī)場(chǎng)燈光監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)工程，2005，12（1）：273-274，277.

[3]郭小琴，孫毅剛，陳維興.機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2009，24（22）：5106-5108，5143.

[4]隋江華，張均東，余劍翔.機(jī)場(chǎng)實(shí)時(shí)燈光監(jiān)控系統(tǒng)的分布式網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)[J].大連海事大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，17（1）：121-124.

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1674-6708（2015）142-0129-01