城市LMAS系统的优化设计与实现
主控中心位于城市路灯管理处，是整个监控系统的操作、维护、处理、统计、分析和监管的中心。根据功能要求设计为分布式开放式体系结构，其主要优点是组合灵活，功能扩展方便，通信速率快，可靠性高 [2].通过专线接入GPRS网络的GGSN，接收采集终端传来的站点号、注册、运行参数等信息，解析后传给相应管理软件，作进一步处理与显示。具体组网结构见图2.
图2 主控中心分布式开放式网络图
Fig.2 The Control Center‘s Distributing and Opening Network
配电监控终端位于路灯配电柜内，按嵌入式系统要求设计，既可由主站控制，也可独立工作，实现对所管辖路灯的智能监控。监控终端采用分布式结构，由数字单元、模拟量I/O回路单元、开关量I/O回路单元、非电量输入电路单元、人机对话回路单元、通信接口单元、电源单元等组成[4]，具有灯光节能设备控制接口。分控点传输设备主要为GPRS MODEM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.3 The Substation‘s Hardware framework
单灯监控终端装设在每盏灯的灯柱或灯罩内，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、开关与电源单元、镇流与启辉单元等部分。采用专用可调光电子镇流器，它包括一个镇流器和光源状态监视器两部分。光源状态监视器用于监测每盏灯的开关状态，通过检测其电流，实现对每盏灯的监测，如故障准确定位及明灯率的精确计算等。增加专用的故障测试仪可作为信号源辅助实现对单灯及相关设备、线路的故障冷测试，避免夜间开灯才能发现故障的情况，提高系统可靠性，确保高亮灯率。
4 系统软件功能设计
系统软件体系结构分为：平台层，管理层，数据层，应用层。每个层次内部都由一组完成一定功能的软件模块构成，各个层次相互支撑，实现系统功能需求。将软件体系规划为C/S结构，基于互联网架构，支持远程访问，支持多台终端同时运行客户端软件，实行全组件模块化设计，划分为五大功能模块：通信模块、服务器模块、管理模块、监控模块、GIS模块[3].
图4 照明网管理软件系统体系结构图
Fig.4 The Systematic Framework of Lightscape Network‘s Management Software
通信模块：负责主站与分站之间各种信息双向转发，利用GPRS网来获取所有终端的运行参数和告警信息，并将各种指令经过GPRS网传递给终端，对通信信息进行相应处理并分类入库。
服务器模块：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，为网络中的工作站提供各类网络服务，如数据、程序等，同时进行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，实现对全市照明系统日常工作的全面运行管理及系统高层应用分析。
监控模块：是该系统的核心，集监测、控制、管理于一体。监测现场配电设备运行状态，完成对现场设备的五遥工作。其功能包括远程监控、报警提示、灯具保护、动态节电、分析查询等。
GIS模块：显示管理范围内的全部被管理对象的各种信息，自动与监控系统相互调用数据。可以进行对象设置、地图操作、分站定位功能、作业计划管理、照明设备的操作、查询、统计和维护以及维修车辆的调度等功能。
上述基于GPRS无线通信和电力载波通信相结合的三层结构城市LMAS系统已在多座城市投入使用，且运行状况良好，实践表明，该方案具有组网简单、节省投资、能源节约显著、功能完备、结构合理等优势，在技术和实现上完全可行。结合本文的优化设计思想，进一步的工作是其功能和结构的深入完善，功能上如故障呼叫抢修子系统和高级应用子系统的建设，结构上如进一步缩小子机体积等，相信城市照明网管理水平将达到新的高度。
5 、结论
本文在智能管理与节能控制方面对城市LMAS系统进行了全面的优化设计，同目前国内同类系统比较有较大改进与创新。理论和实践表明，城市LMAS系统的建立应随着城市建设的发展不断扩展和完善，必须全面规划，从全局的观点出发，既要满足现在的业务管理需求，还要考虑到今后的信息处理增长及其技术升级适应性的要求。围绕智能管理和节能控制之目的，本着保护前期投资的原则，预留充足的设备和技术扩展裕度，达到稳定可靠，自动化程度高，节能效果显著的目的。
参考文献
[1] Theodore S Rappaport. Wireless Communication Principles and Practice[M]. Beijing： Publishing House of Electronics Industry, 1999.
[2] ROMAN P, TERO O. Wireless, internet- IMT-2000 /wireless LAN inter-working [J]. Journal of Communications and Networks,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[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.com Phone：13880955759）；
滕欢（1965-）,女，四川成都人，高级工程师，长期从事电力系统自动化科研、教学及工程实践工作。
王凯富（1962-）,男，内蒙古自治区人，高级工程师，长期从事工业控制工程实践工作。
