概要：LMAS（LightscapeMonitoringAdministrationSystem）是城市灯光监控管理系统的全称。本文在研究现今国内城市LMAS应用于现状基础上，融合城市灯光网总线星形结构的网络结构特点及目前通信技术的发展，明确提出了城市灯光网智能管理的新模式及其优化方案，以智能管理和节约能源掌控为目的，融合工程实践中，对城市LMAS系统的工作原理和结构展开了分析阐述，并展开了系统功能、体系结构及软件的优化设计。 关键词：LMAS GPRS 智能管理 节约能源掌控 章节 城市灯光管理是城市管理中技术含量最低、可玩性仅次于的工作之一，相当大程度上体现了一个城市的经济实力、人文特色和现代化水平。九十年代起，有少数城市相继局部加装了路灯计算机自动测控系统，但其自动化程度不低，系统可靠性较低。
目前国内大部分系统都不能可行性地构建三遥掌控及线控，不具备点触即监控到灯的功能，且掌控方法多为钟控和光控，二者皆无法构建电源灯掌控的合理化、科学化，能源浪费明显，灯具设备寿命短。其安全性运营目前基本依赖工作人员夜间视察和群众检举的方式，导致找到故障的时间宽、劳动强度大、效率较低。
作者针对上述问题明确提出了城市LMAS的新模式，对整个系统展开了功能、体系结构及软件的优化设计。实践证明：系统除能构建五遥外，还能构建单灯的智能监控，其安全性和节约能源效果显著。 1、智能管理的优化设计 本系统的研究将多元化的事务构成一个统一的模块化、网络化、智能化的整体系统，在构建强劲的监控能力的同时，体现高度智能化、安全性、可靠性和能源的有效地合理利用。
本系统解决传统的严重不足，在优化软硬件结构的同时，更进一步构建模块化，通过集中控制和信息交流，使用多级管理结构，使得整个系统自成体系，构成全新的管理模式。其智能管理模式的优化设计主要反映在以下几点： 其一，提升节约能源效果，使用先进设备的技术设备带给运营管理确保成本的减少，通过专用的路灯节电器和智能固定式光电子镇流器的因应不作 用，抛弃于隔年盏关灯的领先设计，构建光照度的遥调，超过节约电能和维护设备双重目的； 其二，提升可靠性，使用点触技术和故障冻测试技术，确保并未熄灯情况下也能找到路灯故障、老化及断路等问题，便利确保管理，保证低亮灯率，升级线控与面触技术； 其三，提升安全性，使用动态监控技术，构建遥测、遥信、遥控、遥调、遥视等五遥功能，动态监测并控制系统有可能再次发生的灾变，保证系统长时间平稳的运营； 其四，系统不具备防窍电与防盗功能，通过对运营参数的动态监测，出现异常变化时及时报警； 其五，提升管理效率，使用分布式网络结构，以及数据分布收集、信息集中管理的方式，主控中心可对整个所下辖灯光网展开有效地管理，提升管理的自动化水平和智能化水平。 2、系统工作原理 2.1通信方案设计 融合城市灯光网的网络结构特点（总线星形结构）及目前通信技术的发展，系统通信使用GPRS无线通信法术[1]与电力载波通信结合。
GPRS通信方式具备投资成本低、通信质量可信、通信速率低，动态在线，按流量计费（或包月）的特点。特别是在是GPRS的动态在线特性，使系统无时延，需要轮巡就可以实时接管、处置多个/所有终端的数据，GPRS与其核心网络中准确的信令处理程序结合，以分组包数据的形式传送短消息，解决了现有短消息业务在延迟时间、处置能力和无线资源利用率方面不存在的固有缺失，为短消息获取更高的传输速率和更加慢的发送到时间。而使用电力载波技术需要再行铺设通信电缆就可实现对每盏灯的检测（一般的电力载波芯片其通信距离不多达1千米，与目前灯具配电柜掌控范围非常）。
在主控中心（主车站）与配电监控终端（分站）之间使用GPRS无线通信，在配电监控终端与单灯监控终端（子机）之间使用电力载波通信技术。图1为系统通信流形结构图。
图1系统通信流形结构 Fig.1TheTopologyStructureofSystemsCommunication 2.2工作原理 系统使用分布式主从监控方式，主体为星型网，各子车站包含星型网的外围节点，使用半双工通信工作方式。每个分站和子站都有自己的专用地址，主站可对其展开选呼和群呼通信。选呼通信是针对某一特定终端的点对点通信方式，主要用作设备掌控和日常确保工作；群呼通信是点对多点通信方式，主要用作参数状态量测等工作。
为了尽可能延长系统通判周期，以便能在最短时间内找到灯具故障，使用故障请示和通判结合的工作模式。分站根据预先原作的监测缩辨别站点灯具设备否再次发生故障，当灯具设备经常出现故障时，分站自动将故障的类型和再次发生故障时的状态和运营数据包请示主车站，主车站记录并插入报警窗口（反拔号功能）。站点的数量不影响故障请示时间。
反对多点同时监测请示是短消息通信方式所特有的强劲功能，它大大缩短了故障号召的时间。而单频点的无线数据传输电台，则无法构建故障请示，且站点数量就越多，信息响应速度就越较低。同时，为了在无故障时监控中心确保人员也需要查阅站点信息，系统也反对通判工作方式，即监控中心也可以定期查找各个站点运营信息。 3、系统结构设计 系统设计成分层分布式结构，实施模块化设计，以便于规划和升级。
根据其通信和工作原理区分居多触中心、配电监控终端和单灯监控终端三部分。 主控中心坐落于城市路灯管理处，是整个监控系统的操作者、确保、处置、统计资料、分析和监管的中心。根据功能拒绝设计为分布式开放式体系结构，其主要优点是人组灵活性，功能拓展便利，通信速率慢，可靠性低[2].通过专线接入GPRS网络的GGSN，接管收集终端传到的站点号、登记、运营参数等信息，解析后传授给适当管理软件，不作更进一步处置与表明。
明确组网结构闻图2. 图2主控中心分布式开放式网络图 Fig.2TheControlCentersDistributingandOpeningNetwork 配电监控终端坐落于路灯配电柜内，按嵌入式系统拒绝设计，既可由主站掌控，也可独立国家工作，构建对所首府路灯的智能监控。监控终端使用分布式结构，由数字单元、模拟量I/O电路单元、电源量I/O电路单元、非电量输出电路单元、人机对话电路单元、通信接口单元、电源单元等构成[4]，具备灯光节约能源设备掌控模块。
分控点传输设备主要为GPRSMODEM和载波通信装置。图3为分站硬件结构图。 图3分站硬件结构图 Fig.3TheSubstationsHardwareframework 单灯监控终端装设在每盏灯的灯柱或灯罩内，还包括电力调制解调器、电源滤波器、微处理器、整流与补偿单元、电源与电源单元、镇流与启辉单元等部分。
使用专用固定式光电子镇流器，它还包括一个镇流器和光源状态监视器两部分。光源状态监视器用作监测每盏灯的电源状态，通过检测其电流，构建对每盏灯的监测，如故障精确定位及明灯亲率的准确计算出来等。减少专用的故障测试仪可作为信号源辅助构建对单灯及涉及设备、线路的故障冻测试，防止夜间熄灯才能找到故障的情况，提升系统可靠性，保证低亮灯率。 4系统软件功能设计 系统软件体系结构分成：平台层，管理层，数据层，应用层。
每个层次内部都由一组已完成一定功能的软件模块包含，各个层次互相承托，构建系统功能市场需求。将软件体系规划为C/S结构，基于互联网架构，反对远程访问，反对多台终端同时运营客户端软件，实施仅有组件模块化设计，区分为五大功能模块：通信模块、服务器模块、管理模块、监控模块、GIS模块[3]. 图4灯光网管理软件系统体系结构图 Fig.4TheSystematicFrameworkofLightscapeNetworksManagementSoftware 通信模块：负责管理主站与分站之间各种信息双向发送，利用GPRS网来提供所有终端的运营参数和告警信息，并将各种指令经过GPRS网传送给终端，对通信信息展开适当处置并分类入库。 服务器模块：还包括数据服务器和WEB服务器，管理网络共享资源和网络通信，为网络中的工作站获取各类网络服务，如数据、程序等，同时展开数据的存储与备份工作。 管理模块：以地理信息系统为图形界面，可同时调用监控模块和GIS模块数据，构建对全市灯光系统日常工作的全面运营管理及系统高层应用于分析。
监控模块：是该系统的核心，集监测、掌控、管理于一体。监测现场配电设备运营状态，已完成对现场设备的五遥工作。其功能还包括远程监控、报警提醒、灯具维护、动态节电、分析查找等。
GIS模块：表明管理范围内的全部被管理对象的各种信息，自动与监控系统互相调用数据。可以展开对象设置、地图操作者、分站定位功能、作业计划管理、照明设备的操作者、查找、统计资料和确保以及修理车辆的调度等功能。 上述基于GPRS无线通信和电力载波通信结合的三层结构城市LMAS系统已在多座城市投入使用，且运行状况较好，实践中指出，该方案具备组网非常简单、节省投资、能源节约明显、功能完善、结构合理等优势，在技术和构建上几乎不切实际。
融合本文的优化设计思想，更进一步的工作是其功能和结构的了解完备，功能上如故障调用抢险子系统和高级应用于子系统的建设，结构上如更进一步增大子机体积等，坚信城市灯光网管理水平将超过新的高度。 5、结论 本文在智能管理与节约能源掌控方面对城市LMAS系统展开了全面的优化设计，同目前国内同类系统较为有较小改良与创意。
理论和实践中指出，城市LMAS系统的创建不应随着城市建设的发展大大拓展和完备，必需全面规划，从全局的观点抵达，既要符合现在的业务管理市场需求，还要考虑到今后的信息处理快速增长及其技术升级适应性的拒绝。环绕智能管理和节约能源掌控之目的，本着维护前期投资的原则，腾出充裕的设备和技术拓展裕度，超过平稳可信，自动化程度低，节约能源效果显著的目的。 参考文献 [1]TheodoreSRappaport.WirelessCommunicationPrinciplesandPractice[M].Beijing：PublishingHouseofElectronicsIndustry,1999. [2]ROMANP,TEROO.Wireless,internet-IMT-2000/wirelessLANinter-working[J].JournalofCommunicationsandNetworks,2000,（3）：147～149. [3]奚辉,张书亮,闾国年。
路灯AM/FM/GIS建设研究[J].现代测绘,2003,26（1）：36～39. [4]丁书文,黄训诚,胡起宙。变电站综合自动化原理及应用于[M].北京：中国电力出版社,2003：39～41. 作者简介： 吴强（1981-）,男，湖南宁乡人，硕士研究生，研究方向为电力系统自动化（Email：Wuqiang826@163.comPhone：13880955759）； 滕欢（1965-）,女，四川成都人，高级工程师，长年专门从事电力系统自动化科研、教学及工程实践中工作。 王凯富（1962-）,男，内蒙古自治区人，高级工程师，长年专门从事工业控制工程实践中工作。
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