馬 超，藍 倩

（1.重慶機場集團有限公司，重慶 401120；2.重慶日報報業(yè)集團，重慶 401120）

0 引言

某機場道路路燈一直由人員巡檢維護，在以往年份一直存在路燈電纜被盜情況，說明以人力巡檢為主的傳統(tǒng)路燈管理模式仍存在漏洞，需進行改進。同時，該機場進行了擴建，擴建后其路燈規(guī)模擴大，道路路燈回路增多，且回路之間距離增大，管理難度增加。為應(yīng)對這一局面，提高路燈管理效率，降低路燈電纜被盜風(fēng)險，綜合考慮后，該機場引進了基于GPRS 的路燈監(jiān)控系統(tǒng)對全場路燈進行實時監(jiān)控。

1 路燈監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

1.1 路燈監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)

路燈監(jiān)控系統(tǒng)采用GPRS 通信傳輸方式。GPRS 具有穩(wěn)定性高、實時性強的特點，通過在移動通信公司GPRS 業(yè)務(wù)平臺構(gòu)建數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，路燈監(jiān)控系統(tǒng)可充分利用現(xiàn)有無線通信網(wǎng)絡(luò)，無需進行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及后期網(wǎng)絡(luò)維護，可節(jié)約成本。同時，GPRS 無線通信終端設(shè)備安裝簡單，有利于終端設(shè)備現(xiàn)場后期維護保養(yǎng)。

路燈監(jiān)控系統(tǒng)采用TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其工作方式為由路燈監(jiān)控終端采集數(shù)據(jù)，通過GPRS 與互聯(lián)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)與路燈監(jiān)控中心實時通信。在這個過程中，因GPRS通信依賴于IP地址進行數(shù)據(jù)分組通信，監(jiān)測中心計算機需一個固定的IP 地址。在路燈監(jiān)控終端部分，路燈監(jiān)控器則通過RS232 與GPRS DTU 終端連接，路燈監(jiān)控器采集的信息通過GPRS DTU 發(fā)送至GPRS 無線網(wǎng)絡(luò)，并上傳至于監(jiān)控中心。監(jiān)控中心則通過GPRS DTU 終端實現(xiàn)對路燈監(jiān)控器的遠程控制[1]。

1.2 路燈監(jiān)控系統(tǒng)功能實現(xiàn)

根據(jù)機場路燈回路實際情況，路燈監(jiān)控系統(tǒng)采用1 個監(jiān)控中心、多監(jiān)控終端的方式實現(xiàn)。

系統(tǒng)基礎(chǔ)功能：通過對不同回路的路燈分段管理，結(jié)合時控與光控方式，實現(xiàn)全夜燈、半夜燈定時開關(guān)燈控制；通過采集數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可實時監(jiān)測路燈配電系統(tǒng)的電壓、電流、有功功率、無功功率及功率因數(shù)狀態(tài)。

系統(tǒng)擴展功能：根據(jù)實際管理需要，通過功能組劃分，實現(xiàn)點控、組控、群控；具備停電報警功能、電纜被盜報警功能，并可通過短信等方式向值守人員及時報警；系統(tǒng)具備GIS 地理信息功能，能實時在地圖上反映出實際路燈的運行情況[2]。

系統(tǒng)安全功能：機場內(nèi)網(wǎng)配置APU 專用服務(wù)器，實現(xiàn)了內(nèi)網(wǎng)與公網(wǎng)隔離，有效防止非法入侵；系統(tǒng)采用SIM 卡手機號碼鑒別授權(quán)，只有指定的特定卡號才能呼叫SIM 卡，阻止垃圾短信；系統(tǒng)可在應(yīng)用層層面為每個GPRS 數(shù)據(jù)傳設(shè)備單獨配置DTU ID 號和密碼，防止非授權(quán)登入。

2 路燈監(jiān)控系統(tǒng)安裝及運行

2.1 路燈監(jiān)控系統(tǒng)安裝情況

表1 為某機場擴建道路路燈概況。

表1 某機場擴建道路路燈概況

根據(jù)擴建道路路燈情況可知，全場路燈數(shù)量約兩千盞，占據(jù)30 個照明供電回路，總功率約500 kW，每個照明回路需設(shè)置一個路燈監(jiān)控終端。按照功能需求及照明回路數(shù)量設(shè)計，路燈監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備安裝清單如表2 所示。

表2 路燈監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備安裝清單

其中，路燈監(jiān)控系統(tǒng)中心為路燈監(jiān)控系統(tǒng)的信息收集及處理中心，其設(shè)備包括工控機、服務(wù)器、機柜、UPS、投影儀、路由器、光敏開關(guān)、短消息報警模塊及GPS 校準(zhǔn)系統(tǒng)等；現(xiàn)場設(shè)備為路燈監(jiān)控系統(tǒng)的照明監(jiān)控終端，作用是實時收集回路電氣數(shù)據(jù)和執(zhí)行監(jiān)控中心相關(guān)指令。

采用GPRS 無線通信較傳統(tǒng)布線方式節(jié)省了光纖埋設(shè)、網(wǎng)絡(luò)調(diào)試費用。根據(jù)清單費用估算，路燈監(jiān)控系統(tǒng)采購及安裝費用占比僅為全場道路路燈采購費用的4.3%，初期投資成本較低。

2.2 路燈監(jiān)控系統(tǒng)運行情況

路燈監(jiān)控系統(tǒng)安裝調(diào)試完畢后，對其進行了運行場景測試。

（1）日常自動運行場景

設(shè)置06:00-18:00 為關(guān)燈時間，18:00-00:00 為全夜燈時間，00:00-06:00 為半夜燈時間，在06:00-18:00時間段，當(dāng)光照不足時自動開啟照明。

測試中，路燈監(jiān)控系統(tǒng)表現(xiàn)良好，可根據(jù)設(shè)置自動實現(xiàn)照明回路的關(guān)斷控制，但在測試中也發(fā)現(xiàn)個別路燈監(jiān)控器動作不及時的情況。據(jù)分析，這是由于路燈控制器GPRS 信號強度不高所致，此問題在運營商基站設(shè)置完善后得到解決。同時，經(jīng)過一段時間運行，發(fā)現(xiàn)光控傳感器靈敏度下降。經(jīng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)光控傳感器極易吸附灰塵，長時間運行不清理將會導(dǎo)致其靈敏度下降，后經(jīng)清潔光控傳感器探頭，其靈敏度恢復(fù)正常。

在測試中，路燈回路的電流、電壓的實時監(jiān)控信息，均可以通過路燈監(jiān)控中心工控機進行查詢，若有異常情況，系統(tǒng)會自動報警提醒值守人員。根據(jù)使用場景的需要，可以在工控機上將不同的路燈回路進行編組查詢，也可將組內(nèi)的路燈回路拆開為單個回路查詢，使用場景較為靈活。由于通過APU 專用服務(wù)器實現(xiàn)了內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)隔離，因此外部網(wǎng)絡(luò)無法訪問路燈監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。同時，管理人員登入均需輸入用戶名和密碼，系統(tǒng)安全性有較好的保證。

（2）故障場景

設(shè)置道路照明回路發(fā)生短路、斷線等故障，并監(jiān)測系統(tǒng)告警情況。

測試中控制器會將故障主動報到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心工控機上發(fā)出語音、文字告警等提示，同時系統(tǒng)還會將告警信息以手機短信的形式發(fā)送至監(jiān)控中心值守人員、巡檢人員手機上，有效提高了告警的信息傳達效率。

在此場景中，故障產(chǎn)生時檢修人員就能通過系統(tǒng)知悉故障地點等信息，節(jié)約了以往檢修人員尋找故障點的時間，檢修人員可快速趕赴故障點，從而根本上杜絕了電纜線路被盜的可能性。

（3）遠程控制場景

在路燈監(jiān)控中心通過工控機遠程對某路燈回路實行開關(guān)操作，并在現(xiàn)場安排人員監(jiān)視路燈情況。

經(jīng)測試，除個別回路遠程開、關(guān)操作略有延遲外，其余回路均能正常響應(yīng)監(jiān)控中心發(fā)出指令，通過排除法分析延遲原因應(yīng)為GPRS 信號較弱所致。同時，由于軟件管理優(yōu)化不足，系統(tǒng)每次僅能對其中某個回路實現(xiàn)遠程操作，但不能同時遠程操作多個回路，這是今后路燈監(jiān)控系統(tǒng)需要改進的地方[3]。

3 路燈監(jiān)控系統(tǒng)運行效益分析

在擴建以前，該機場一直有一支人數(shù)穩(wěn)定在約30人的路燈維保隊伍，而擴建后，道路路燈數(shù)量規(guī)模數(shù)倍于擴建前規(guī)模。經(jīng)過一段時間的運行檢驗，全場道路路燈在維保隊伍人員數(shù)量基本不變、維保人員平均工作量不增加的情況下依然運行良好，證明以現(xiàn)有維保隊伍人數(shù)在路燈監(jiān)控系統(tǒng)輔助作用下，其平均維保效率從約2.5 盞/（人·小時）提高至約10.8 盞/（人·小時），運維效率得到了提高。表3 為機場擴建前后維保人員數(shù)量及工作量情況。

4 結(jié)論

本文通過列舉一例路燈監(jiān)控系統(tǒng)工程應(yīng)用情況，探討了路燈監(jiān)控系統(tǒng)較傳統(tǒng)路燈管理方式的優(yōu)勢，以及其在經(jīng)濟成本上的可行性。因此，建議在機場道路路燈管理中推廣使用路燈管理監(jiān)控系統(tǒng)。

表3 機場擴建前后維保人員數(shù)量及工作量情況