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【摘要】LMAS（Lightscape Monitoring & Administration System）是城市照明监控管理系统的简称。本文结合城市照明现状及目前通信技术的发展，提出了城市照明网智能管理的新模式及其优化方案，以智能管理和节能控制为目的，结合工程实践，对城市照明监控管理系统的优化进行了论述。
【关键词】照明监控 智能管理 节能控制
城市照明管理是城市管理中技术含量最高、难度最大的工作之一，很大程度上反映了一个城市的经济实力、人文特色和现代化水平。随着经济和社会的快速发展，“光彩工程”、“灯光工程”等城市亮化工程，已经成为各级政府和人民群众所关注的一大焦点，同时也是城市现代化建设和文明程度的一大象征。目前，许多城市路灯照明不具备“点控”即控制到灯的功能，还是沿用传统的灯光控制方式，如钟控，光控等，二者均不能实现开关灯控制的合理化、科学化，能源浪费显著，灯具设备寿命短。其安全运行目前基本依靠工作人员夜间巡视和群众举报的方式，造成发现故障的时间长、劳动强度大、效率低。产生了许多不必要的人力资源浪费，已经严重滞后当前科技和信息技术的发展。针对上述问题提出了城市LMAS的新模式，采用智能管理，实现对整个照明系统功能、体系结构及软件的优化。
一、传统灯光控制的弊端
1．不能实时控制
由于控制方式单一。无法实现对不同灯型、不同区域、不同时间段的照明设备的进行分类控制，从而导致资源分配不合理，造成了大量的电力浪费。
2．天气变化时无法及时开关灯
现行的控制方式在遇到恶劣的天气变化时（如强阴天）不能自动开关灯，在遇到大型庆典和政治活动、领导团体参观时也无法及时、灵活控制，影响城市照明形象。
3．信息无法反馈
当路灯发生故障时，信息无法及时传递之管理部门，从而会因故障情况不明而延误抢修时间，影响夜间照明，给过往行人，车辆造成很大不便。
4．电量浪费严重
原有人力开关灯方式需每天都要派人去现场手工开关灯，因此导致亮燈时间周期长，无法实时控制亮灯、灭灯的时间。而钟控方式又要定期去调整开关灯时间，也很不合理。
5．灯泡容易损坏，不能及时发现故障
只能依靠维护人员每天定期进行巡检，除需增加大量的人力物力财力外，还不能及时将故障排除。
在城市照明管理系统中运用智能管理，将多元化的事务形成一个统一的模块化、网络化、智能化的整体系统，本系统克服传统的不足，在优化软硬件结构的同时，进一步实现模块化，在实现强大的监控能力的同时，充分体现高度智能化、安全性、可靠性和能源的有效合理利用。通过集中控制和信息交流，采用多级管理结构，使得整个系统自成体系，形成全新的管理模式。
二、智能管理的优点
1．实时监控
系统采用时控、光控、计算机智能控制相结合的方式，实现全城灯光统一管理，根据实际需要，随时变换开关灯时间，灵活实用。
2．提高应急处理能力
可在天气突变、重大事件时，方便快捷地应对紧急事务的处理，确保亮灯时段、亮灯率，提高城市形象。
3．节能降耗
系统通过全夜灯、半夜灯、凌晨回开灯等功能，每年可节约电费20%-30%、运行及维护成本减低50%左右，从而达到节能降耗的效果。
4．故障反馈及时、降低维护费用
系统能自动判断故障位置、性质并给出具体告警信息，提示维修人员及时检修，改变以往巡检员的被动局面。并能大幅度降低运行成本和日常维护费用以及减轻工人劳动强度。
5．信息实时管理
监控中心计算机可随时查询各路段路灯的电流、电压、亮灯率、耗电量等数据，根据用户生成各种统计报表存储，供用户分析使用及存档。
6．自动校时
采用GPS系统自动校时，不需人员对系统走时偏差进行调整。可根据“紫金山天文台”给定的全国城市日出、日落时间表和本城市时间修正值实施照明设备自动控制。
7．提高经济效益与社会效益
通过自动监控系统可实现节能20%-30%，并能提高城市品位和城市的管理档次，解决了社会焦点、难点问题。
三、 照明监控智能管理系统组成
◆ 中心控制室主调度机；
◆ 城市路灯自动监控设备配置LCS-2000D型无线智能终端；
◆ 城市亮化自动监控设备配置LCS-2000M型无线智能终端；
◆ 视频监控设备配置微波和LCS-2000型无线智能终端；
主调度机与终端设备采用无线数传通信网络或公网通信（GPRS），通信协议自定义。中心控制室通过微波通信设备接收图像终端发送的现场图像信号（可选用）。LCS-2000D型无线智能终端采用RS-485通信口与现场仪表、智能控制器等连接。主调度机系统配有10/100M自适应网卡与局域网连接、配置调制解调器与无线移动路检系统进行数据交换。
城市路灯照明集中监控系统
四、系统整体功能
1、监控终端的功能
(1) 监控终端的控制输出为6 路, 并可根据当地日照时间设定一年364 天各路不同或相同的开、关灯时段, 每路控制输出可设置6 个时段的开关时间段, 可实现半夜灯、节日灯、彩灯和广告灯的自动控制；
（2） 软手操完成对照明、饰灯的随时控制；
（3）自动/手动巡测；
（4）嵌层分组多级控制/测量；
（5）检测数据、告警信息存储。 监控终端故障报警分为开关灯异常报警、遥测报警、遥信报警和监控终端内部报警。其中开关灯异常报警分为异常亮灯报警和异常灭灯报警, 大片灭灯报警; 遥测报警包括各种遥测量的上下限报警; 遥信报警为外部开关量输入变位报警。监控终端内部报警分为时钟报警、失压报警以及监控终端门禁报警。监控终端监测到报警立即通过通信网络以最优先等级报文形式上送到后台主站;
分析统计系统亮灯率、耗电量；
（6）地理信息显示、更新；
（7）卫星自动校时；
（8）在线设置系统各项运行参数、控制参数、自控时间等；
（9）对终端设备只需简单地进行远程在线设置，即可自行增减终端设备，满足系统变化要求；监控终端的通信部分采用模块化设计, 可兼容多种通信方式, 改变通信方式时只需要更换通信模块和进行简单的配置就可实现;
2. 后台主站系统功能
(1) 数据采集功能。数据采集是系统与照明监控终端进行通信处理的软件模块, 系统遥测、遥控、遥信等功能均通过此部分的软件功能实现。主要包括: 遥测、遥信、遥控命令下发。数据采集与通信功能通过通信前置机模块完成。
(2) 数据处理功能。数据处理包括对构成照明系统的所有对象的管理, 数据相关处理, 数据分类处理等, 系统的数据处理功能由实时处理模块完成。
(3)考虑到低压照明具有覆盖面积广, 数据量大, 分布分散等特点, 通过软件技术对相关的数据进行计算机管理, 使分散的监控点能够被更有效地、及时地进行集中监控和调度处理。
(4) 运行管理功能主要是实现抢修单的人工记录、打印和存档, 同时与监控系统的连接, 自动生成抢修单。
(5) 权限管理后台主站系统根据城市照明集中监控系统的功能进行授权, 设置不同级别的管理人员, 进行权限控制。不同组别的调度管理人员, 具有不同的操作控制权限。后台主站系统通过检查用户名和密码来进行调度人员的身份识别, 进行权限控制。有以下三种类型管理组:系统管理人员: 后台主站系统的组网, 服务器上的服务进程的配置、启停; 服务器、工作站IP 地址的改变。系统维护员: 进行图形资料ö拓扑结构资料的编辑、数据库表格生成、历史数据库更新操作。照明值班调度员: 唯一具有遥控操作权限。可监视接线图ö地形图、报表、曲线并打印, 照明道路模型建立与修改。
(6) 与其他系统接口，这也是城市照明集中监控系统的一个重要组成部分, 城市照明集中监控系统的很多信息需要提供给M IS 网上的用户。实时信息可以采用W eb 信息发布的方案, 将各种图形表格信息在M IS 网上发布, 这样照明调度自动化的信息发布就是M IS 网上的一个W eb 服务器站点, 从而有机地融入M IS 网中。如果M IS 网另外开发专门的管理软件需要系统为其转发实时数据, 那也可以采取城市照明集中监控系统按一定的规约向M IS 网转发实时数据。历史数据的信息发布, 一方面可以通过W eb 信息发布中的历史图形和历史报表的浏览来实现, 如果M IS 网另外开发了管理软件, 城市照明集中监控系统可以向其公开历史数据结构, 由M IS 网通过数据库查询来获取历史数据。与生产技术管理系统互连两套系统之间利用路由器实现互连, 进行数据的交换, 通过网络通信实现两套系统的互连, 便于数据交换和文件的共享。与科技管理系统互连，科技管理部门可访问城市照明集中监控系统, 实现对该系统运作的监督, 发现问题及时作出反应, 对系统的升级等进行审核和报批
照明集中监控系统以后台主站系统为核心, 通过通信网络与照明监控终端联系起来, 以地理信息为基础, 对照明配电系统实现实时监测、控制以及故障处理、分析和管理的全面功能。
城市路灯照明系统是城市街道、高速公路、机场、火车站、标志性建筑、景观性建筑等处的重要系统。建立一个实用的、可靠的数字化和网络化和路灯照明系统是非常不易的。随着城市的不断发展，城市品位的不断提高，社会和人民对城市路灯亮灯率及城市形象的要求越来越苛刻。白天巡线、夜晚巡灯的管理模式已远远跟不上现代化城市路灯的发展；同时路灯故障不可避免，日常维护不可间断，路灯的管理者责任越来越大，以上的种种矛盾日益突出。为了解决以上的种种矛盾，我们就应增加高科技含量、引进科学管理手段来减轻手工劳动的负担、降低路灯管理费用，使我们的城市变得更加现代化、信息化、智能化。
建议逐步实施路灯及亮化无线监控系统。即先在主要路段的路灯出线点（变压器）安装自动监控终端（LCS-2000D），运行一段时间后再安装另一部分自动监控终端。本着节约的前提逐步实施路灯及亮化无线监控系统。争取早日为提高城市品位、智能管理水平、节能降耗以及创造更多的经济效益和社会效益做出贡献。
【关键词】照明监控 智能管理 节能控制
城市照明管理是城市管理中技术含量最高、难度最大的工作之一，很大程度上反映了一个城市的经济实力、人文特色和现代化水平。随着经济和社会的快速发展，“光彩工程”、“灯光工程”等城市亮化工程，已经成为各级政府和人民群众所关注的一大焦点，同时也是城市现代化建设和文明程度的一大象征。目前，许多城市路灯照明不具备“点控”即控制到灯的功能，还是沿用传统的灯光控制方式，如钟控，光控等，二者均不能实现开关灯控制的合理化、科学化，能源浪费显著，灯具设备寿命短。其安全运行目前基本依靠工作人员夜间巡视和群众举报的方式，造成发现故障的时间长、劳动强度大、效率低。产生了许多不必要的人力资源浪费，已经严重滞后当前科技和信息技术的发展。针对上述问题提出了城市LMAS的新模式，采用智能管理，实现对整个照明系统功能、体系结构及软件的优化。
一、传统灯光控制的弊端
1．不能实时控制
由于控制方式单一。无法实现对不同灯型、不同区域、不同时间段的照明设备的进行分类控制，从而导致资源分配不合理，造成了大量的电力浪费。
2．天气变化时无法及时开关灯
现行的控制方式在遇到恶劣的天气变化时（如强阴天）不能自动开关灯，在遇到大型庆典和政治活动、领导团体参观时也无法及时、灵活控制，影响城市照明形象。
3．信息无法反馈
当路灯发生故障时，信息无法及时传递之管理部门，从而会因故障情况不明而延误抢修时间，影响夜间照明，给过往行人，车辆造成很大不便。
4．电量浪费严重
原有人力开关灯方式需每天都要派人去现场手工开关灯，因此导致亮燈时间周期长，无法实时控制亮灯、灭灯的时间。而钟控方式又要定期去调整开关灯时间，也很不合理。
5．灯泡容易损坏，不能及时发现故障
只能依靠维护人员每天定期进行巡检，除需增加大量的人力物力财力外，还不能及时将故障排除。
在城市照明管理系统中运用智能管理，将多元化的事务形成一个统一的模块化、网络化、智能化的整体系统，本系统克服传统的不足，在优化软硬件结构的同时，进一步实现模块化，在实现强大的监控能力的同时，充分体现高度智能化、安全性、可靠性和能源的有效合理利用。通过集中控制和信息交流，采用多级管理结构，使得整个系统自成体系，形成全新的管理模式。
二、智能管理的优点
1．实时监控
系统采用时控、光控、计算机智能控制相结合的方式，实现全城灯光统一管理，根据实际需要，随时变换开关灯时间，灵活实用。
2．提高应急处理能力
可在天气突变、重大事件时，方便快捷地应对紧急事务的处理，确保亮灯时段、亮灯率，提高城市形象。
3．节能降耗
系统通过全夜灯、半夜灯、凌晨回开灯等功能，每年可节约电费20%-30%、运行及维护成本减低50%左右，从而达到节能降耗的效果。
4．故障反馈及时、降低维护费用
系统能自动判断故障位置、性质并给出具体告警信息，提示维修人员及时检修，改变以往巡检员的被动局面。并能大幅度降低运行成本和日常维护费用以及减轻工人劳动强度。
5．信息实时管理
监控中心计算机可随时查询各路段路灯的电流、电压、亮灯率、耗电量等数据，根据用户生成各种统计报表存储，供用户分析使用及存档。
6．自动校时
采用GPS系统自动校时，不需人员对系统走时偏差进行调整。可根据“紫金山天文台”给定的全国城市日出、日落时间表和本城市时间修正值实施照明设备自动控制。
7．提高经济效益与社会效益
通过自动监控系统可实现节能20%-30%，并能提高城市品位和城市的管理档次，解决了社会焦点、难点问题。
三、 照明监控智能管理系统组成
◆ 中心控制室主调度机；
◆ 城市路灯自动监控设备配置LCS-2000D型无线智能终端；
◆ 城市亮化自动监控设备配置LCS-2000M型无线智能终端；
◆ 视频监控设备配置微波和LCS-2000型无线智能终端；
主调度机与终端设备采用无线数传通信网络或公网通信（GPRS），通信协议自定义。中心控制室通过微波通信设备接收图像终端发送的现场图像信号（可选用）。LCS-2000D型无线智能终端采用RS-485通信口与现场仪表、智能控制器等连接。主调度机系统配有10/100M自适应网卡与局域网连接、配置调制解调器与无线移动路检系统进行数据交换。
城市路灯照明集中监控系统
四、系统整体功能
1、监控终端的功能
(1) 监控终端的控制输出为6 路, 并可根据当地日照时间设定一年364 天各路不同或相同的开、关灯时段, 每路控制输出可设置6 个时段的开关时间段, 可实现半夜灯、节日灯、彩灯和广告灯的自动控制；
（2） 软手操完成对照明、饰灯的随时控制；
（3）自动/手动巡测；
（4）嵌层分组多级控制/测量；
（5）检测数据、告警信息存储。 监控终端故障报警分为开关灯异常报警、遥测报警、遥信报警和监控终端内部报警。其中开关灯异常报警分为异常亮灯报警和异常灭灯报警, 大片灭灯报警; 遥测报警包括各种遥测量的上下限报警; 遥信报警为外部开关量输入变位报警。监控终端内部报警分为时钟报警、失压报警以及监控终端门禁报警。监控终端监测到报警立即通过通信网络以最优先等级报文形式上送到后台主站;
分析统计系统亮灯率、耗电量；
（6）地理信息显示、更新；
（7）卫星自动校时；
（8）在线设置系统各项运行参数、控制参数、自控时间等；
（9）对终端设备只需简单地进行远程在线设置，即可自行增减终端设备，满足系统变化要求；监控终端的通信部分采用模块化设计, 可兼容多种通信方式, 改变通信方式时只需要更换通信模块和进行简单的配置就可实现;
2. 后台主站系统功能
(1) 数据采集功能。数据采集是系统与照明监控终端进行通信处理的软件模块, 系统遥测、遥控、遥信等功能均通过此部分的软件功能实现。主要包括: 遥测、遥信、遥控命令下发。数据采集与通信功能通过通信前置机模块完成。
(2) 数据处理功能。数据处理包括对构成照明系统的所有对象的管理, 数据相关处理, 数据分类处理等, 系统的数据处理功能由实时处理模块完成。
(3)考虑到低压照明具有覆盖面积广, 数据量大, 分布分散等特点, 通过软件技术对相关的数据进行计算机管理, 使分散的监控点能够被更有效地、及时地进行集中监控和调度处理。
(4) 运行管理功能主要是实现抢修单的人工记录、打印和存档, 同时与监控系统的连接, 自动生成抢修单。
(5) 权限管理后台主站系统根据城市照明集中监控系统的功能进行授权, 设置不同级别的管理人员, 进行权限控制。不同组别的调度管理人员, 具有不同的操作控制权限。后台主站系统通过检查用户名和密码来进行调度人员的身份识别, 进行权限控制。有以下三种类型管理组:系统管理人员: 后台主站系统的组网, 服务器上的服务进程的配置、启停; 服务器、工作站IP 地址的改变。系统维护员: 进行图形资料ö拓扑结构资料的编辑、数据库表格生成、历史数据库更新操作。照明值班调度员: 唯一具有遥控操作权限。可监视接线图ö地形图、报表、曲线并打印, 照明道路模型建立与修改。
(6) 与其他系统接口，这也是城市照明集中监控系统的一个重要组成部分, 城市照明集中监控系统的很多信息需要提供给M IS 网上的用户。实时信息可以采用W eb 信息发布的方案, 将各种图形表格信息在M IS 网上发布, 这样照明调度自动化的信息发布就是M IS 网上的一个W eb 服务器站点, 从而有机地融入M IS 网中。如果M IS 网另外开发专门的管理软件需要系统为其转发实时数据, 那也可以采取城市照明集中监控系统按一定的规约向M IS 网转发实时数据。历史数据的信息发布, 一方面可以通过W eb 信息发布中的历史图形和历史报表的浏览来实现, 如果M IS 网另外开发了管理软件, 城市照明集中监控系统可以向其公开历史数据结构, 由M IS 网通过数据库查询来获取历史数据。与生产技术管理系统互连两套系统之间利用路由器实现互连, 进行数据的交换, 通过网络通信实现两套系统的互连, 便于数据交换和文件的共享。与科技管理系统互连，科技管理部门可访问城市照明集中监控系统, 实现对该系统运作的监督, 发现问题及时作出反应, 对系统的升级等进行审核和报批
照明集中监控系统以后台主站系统为核心, 通过通信网络与照明监控终端联系起来, 以地理信息为基础, 对照明配电系统实现实时监测、控制以及故障处理、分析和管理的全面功能。
城市路灯照明系统是城市街道、高速公路、机场、火车站、标志性建筑、景观性建筑等处的重要系统。建立一个实用的、可靠的数字化和网络化和路灯照明系统是非常不易的。随着城市的不断发展，城市品位的不断提高，社会和人民对城市路灯亮灯率及城市形象的要求越来越苛刻。白天巡线、夜晚巡灯的管理模式已远远跟不上现代化城市路灯的发展；同时路灯故障不可避免，日常维护不可间断，路灯的管理者责任越来越大，以上的种种矛盾日益突出。为了解决以上的种种矛盾，我们就应增加高科技含量、引进科学管理手段来减轻手工劳动的负担、降低路灯管理费用，使我们的城市变得更加现代化、信息化、智能化。
建议逐步实施路灯及亮化无线监控系统。即先在主要路段的路灯出线点（变压器）安装自动监控终端（LCS-2000D），运行一段时间后再安装另一部分自动监控终端。本着节约的前提逐步实施路灯及亮化无线监控系统。争取早日为提高城市品位、智能管理水平、节能降耗以及创造更多的经济效益和社会效益做出贡献。