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城市照明监控与防盗的应用分析
城市照明监控与防盗的应用分析
方 彬 淳安县路灯管理所（311700） 摘 要：本文概述了城市照明路灯监控和防盗的定义、发展历程及现有的系统模式和应用类型，根 据它们在实际应用中的情况，介绍了今后路灯监控和防盗的技术特点和发展趋势，将现有 路灯监控终端与防盗器的功能应用分析，并阐述了两者今后发展方向。 关键词：监控 防盗 发展趋势 应用分析 一、前言 随着城市道路照明和景观照明的发展，城市的亮化工程也做得有声有色，城市的路灯照明控制方式已相当成熟。路灯远程监控终端（以下简称监控终端），是一种应用于城市照明领域的远程监控终端设备。经实践检验监控终端在城市照明控制系统的应用是相当的成功。 由于近年来市政路灯、景观灯、广告灯箱等的电缆，被盗现象时有发生，且屡禁不止。电缆被盗，给国家、集体带来了重大的经济损失，给人民生活带来了极大的不便，给现代化城市治安管理蒙上了阴影，盗窃分子不定期作案和盗窃手段的提高，又使得管理部门防不胜防。一旦电缆被盗，路灯的监控设备也无用武之地。因此，电缆防盗器（以下简称防盗器）成为路灯照明控制系统必不可少的安保设备。 监控终端与防盗器都是城市照明监控系统两个不可或缺的功能部分，前者相当于系统的指挥员，能够根据具体情况来调度整个系统，而后者是整个系统的警卫员，确保照明系统不被不法分子破坏，给予照明系统一个安全的运行环境。 二、路灯远程监控器的应用 1.1路灯监控器的定义与类型 （一）路灯监控终端的定义 路灯监控终端就是一种安装在配电箱内，根据道路上亮度情况，用来开启和关闭路灯的装置。 （二）路灯监控系统结构 目前一个简单的监控系统一般由三部分组成： （一）监控中心，包括监控计算机及相应的软件；（二）数据通信网络；（三）多台远端监控终端。复杂的系统会有多个监控中心。监控中心运行的监控软件是由多个中心的多台计算机组成的分布式计算机网络。数据通信部分系用卫星、光纤、有线、无线等多种混合的通信方式。 （三）路灯监控终端的类型和特点 随着科学技术的进步，为满足不断升级的照明需求，人们研制出各种方式、不同结构的监控终端，目前路灯监控终端按其功能可分四大类：时控、光控、集中监控和单灯监控。 集中型路灯监控终端主要完成现场电压电流信号的采集与处理，设备状态的检测，并控制开关量输出，实现对路灯开关控制。即实现三遥功能：遥控、遥测、遥信。数据采集由监控终端来完成，通过监控终端的数据采集端口接入各种开关量、模拟量，同时输出各种逻辑的控制量。监控终端通过各种通讯介质将采集到的各个开关量、模拟量传输到监控中心，完成远程数据采集功能；同时将监控的控制命令通过同样的通信链路送到相关控制设备，完成远程控制功能。 1.2路灯监控器的发展历程 （一）国内的路灯监控系统从上世纪八十年代末至今，已走过了近二十年，从数据传输方面看，共经历了四个阶段： 1、八十年代末采用220V强电有线的数据传输方式； 2、九十年代初期到中期利用电力线、电话线载波的数据传输方式； 3、九十年代中期到末期采用230MHZ专用频道进行无线数据传输方式； 4、二十一世纪初期至今采用中国移动、中国联通的短消息SMS和GPRS/CDMA无线公网进行数据传输方式。 （二）从控制技术方面看，共经历了四个阶段： 定时控制、经纬度时间控制、光照度控制、光控与时控结合。目前路灯监控终端已由初期的时控，发展成为光控与时控相结合的控制模式。 （三）从功能方面看，已经历了二个阶段：本地控制、三遥监控，现正处于五遥监控的应用和单灯监控的发展阶段。城市照明监控系统由以前单纯的本地控制技术走向网络化多功能远程监控。 1.3路灯监控器的应用趋势 对众多厂家推出的监控终端观察，不难发现路灯监控产品的技术发展趋势：数字化、无线化、集成化、多功能化。 （1）功能扩展方面。先进的监控终端要可扩展到“五遥”。除“三遥”外，应有： a.遥视：摄像头现场采集信息，视频通过光缆传送，在控制中心屏幕实时播放，并可通过互联网在远程计算机上根据权限控制、观看，可实现与公安、城管等不同部门的资源共享。 b.遥调：记录电压情况，与节能系统有效连接，远程调整供电系统电压。 c.电缆防盗：与防盗系统无缝接入，能实时检测线缆状态，防止电缆偷盗。 d.单灯监控：能远程检测任一盏路灯的参数并控制该路灯的状态。 （2）内部通讯方面。 a.板卡之间采用高速的工业总线相连，电气上相互独立，可以根据系统复杂度选择板卡。 b.板卡采用主流的热插拔技术，一个板卡损坏不影响系统运行。 （3）安全可靠性方面。 a.双电源互相备份。可以配置备用电源板，如果一个电源发生意外故障，另外一个电源立刻无缝切入开始工作，不影响整机功能。 b.通讯自恢复。在设定的时间内,如果没有收到来自监控中心的命令,则自动给通讯电源复位，以确保通讯设备不死机。 c.更强大的联网功能。相邻监控终端级联后可以共享一个通讯介质，节省通讯成本；同时可使处于通讯盲区的监控终端通过相邻的监控终端实现与监控中心通讯，大大地提高了通讯的可靠性。 d.防雷电、抗浪涌，以适应恶劣气候。 （4）维护应用方面。 a.自检。具有完善的自检能力，在发生故障时，能自动向监控中心报告以便及时维护，遇到严重故障则自动重新启动。 b.远程维护。可以采用便携机经过通讯网络远程连接到监控终端，实现故障诊断、复杂参数配置和调整，可以远程复位整个系统或复位某个板卡。 三、电缆防盗器的应用 路灯电缆防盗成为近年来一个新兴的课题，并迅速崛起，在照明领域已与路灯监控功能处同等重要的地位。 2.1电缆防盗器的定义与类型 （一）电缆防盗器的定义 电缆防盗器就是一种安装在电缆进线上，用来增加偷盗电缆难度，延长偷盗时间的装置，是电缆的保护神。一旦电缆被剪断，防盗器立即发出报警，从而可以达到防止电缆被盗、减少电缆偷盗损失的目的。 （二）电缆防盗器系统结构 电缆防盗器是一种对于线缆断线的检测报警装置。该系统分为两个层次：监测前端和监测中心。 监测前端：包括电缆防盗主机，每个主机又带若干电缆防盗末端。主机设置在监控前端，内设无线通讯单元。末端通过电力载波与监控终端主机相连，检测出线的情况。 监测中心：由通讯处理前置机、计算机主机和相关软件构成。监测中心计算机通过无线网络（公网）采集各个点的工作状态，实现数据的记录和管理，进行数据的统计，一旦发现异常情况可以及时将故障定位，同时将现状报告给相关人员，管理人员可以随时随地主动查询监测前端的运行信息。 （三）电缆防盗器的类型和特点 目前，国内已有一些厂家生产相应的路灯线路的防盗器，这些产品都采用了电力载波通讯或者检测电缆特性的方法来进行偷盗检测。按其结构可分四大类：电缆特性末端检测式、电缆特性主机检测式、传统载波检测式和改良载波检测式。 1.末端检测式（无需主机），通过检测电缆上的交流电压，判断有电压即正常。这种设计的防盗产品，误报率相对较少，但存在有警不报的情况，能解决夜间防盗，但对白天的偷盗却无能为力。事实上很多情况下，犯罪分子都是在白天电缆不带电时踩点，将线剪断，晚上用车将其拖走。同时每条电缆都需有通讯设备，无形中增加了成本和通讯费用。 2.末端检测式（改进版，末端加载电源），可实现全天候防盗，但取决于末端电源的可靠性。由于电源是在路灯电缆上充放电，受季节的干扰较大，一旦电源损坏或供电能力下降，就失去了防盗功能。同时随着防盗范围的扩大，维护更换的工作难度将会巨大。 3.主机检测式（无需末端），通过检测电缆上的交流电流，判断若是电流突减即为电缆被偷盗。这种设计的防盗产品，同样能解决夜间防盗，但对白天的偷盗却无能为力，而且受电缆线路和设备测量的精度影响，误报率较高。 4.传统的电力载波检测式，通过检测电缆上的载波，载波通讯失败即为电缆被偷盗。这种设计的防盗产品，在理想上是稳定可靠，误报率低，但由于传统的电力载波的特点，不适合超长线路，及受补偿电容的影响，实际应用效果不好，并产生谐波干扰。若能克服上述弊端，将是相对理想的防盗产品。 5.改良电力载波检测式，这种设计的防盗产品，是在传统防盗产品的基础上，针对其局限性和电力线缆的特点，研制的真正可行的全天候电缆防盗产品。 2.2电缆防盗器的发展历程 国内的电缆防盗系统从本世纪初至今，发展尚不到十年，从数据传输方面看，由采用中国移动、中国联通的短消息SMS发展到GPRS无线公网进行数据传输。从防盗技术方面看，共经历了以下几个阶段：传统电力载波检测、漏电断线检测、改良电力载波检测。从功能方面看，已有电缆防盗器，不只具有电缆防盗功能，还具备路灯监控功能。 2.3电缆防盗器应用趋势 随着防盗技术的不断发展，各生产厂商也在不断积累经验，深入研究，市场上已有效果较好的电缆防盗器，该电缆防盗器采用了传统的防盗技术、无线报警技术、电力电子技术、计算机数据处理技术、多媒体技术与线缆检测技术的结合。既具有报警功能，又具有线路状态检测功能，误报率极低，同时又增加了远程报警的功能。相比较其它的防盗器，理想的电缆防盗器具有准确性高、误报率低、具备监控功能的特点，并在以下方面有所改进： 1、系统运行稳定可靠，误报率极低，能适应不同环境条件和现场条件的变化。 2、全天侯工作，系统在白天和晚上、电缆有电和无电状态下均可正常工作，发现异常及时报警。 3、可满足各类复杂路段使用，支持线路分叉定位防盗。 4、自身防盗、防拆报警。 5、具有控制功能：可自动定时控制路灯的开闭。 6、可与用户的监控系统方便地连接兼容。 四、应用分析 在实际的照明应用中，不少路灯单位采用监控终端结合电缆防盗器（末端）的路灯照明系统，实际情况只有实现了路灯监控的功能，电缆防盗的效果不甚理想，误报率高或有警不报情况较多。有的单位为了实现防盗功能，不得不同时采用监控终端与防盗器两个独立的系统，无故添加了不必要的设备开支。而有的单位则放弃安装电缆防盗器，直接改用人防的手段，昼夜巡视，劳命伤财，更不可取。结合行业内几款主流的监控与防盗器进行功能比较，如下表所示  客观地综合了监控终端和防盗器的对比。不难看出，监控终端暂时不具备较好电缆防盗功能，而防盗器弥补了监控终端这一缺陷。优秀的防盗器已能完成监控终端“三遥”功能。但防盗器要实现“五遥”功能，虽在技术上可行，但真要在实际中应用，可能还需一段漫长的实践过程。因此“监控终端可以充当防盗器”这一论调，在现有的应用情况下是没有根据的，站不住脚的。 五、总结 监控终端与防盗器作为城市照明监控系统的主要设备，两者是互为补充，不可或缺，都有其广阔的发展空间。随着监控与防盗在各自领域深入应用及设计不断改进，不难看出，两者的功能交集将越来越大。因此，路灯监控和防盗技术必将在城市照明中取得更广泛的应用，为城市照明事业做出新的贡献。 参考文献 [1] 刘跃群,王强. 现代道路照明的发展趋势.照明工程学报，2003年01期 [2] 朱则刚. 现代智能照明的控制系统. 光源与照明，2007年03期 [3] 徐华. 浅谈照明控制及智能照明控制系统.低压电器，2008年06期 [4] 朱樱. 智能照明控制系统的实际应用. 2007中国(国际)建筑电气节能技术论坛论文汇编，2007年 
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