高速公路照明系统远程监控的探究

高速公路照明系统远程监控的探究

王潞椿

上海浦江桥隧运营管理有限公司

摘要：高速公路各立交高杆灯、收费广场中杆灯、匝道路灯用于夜间重要区域、各互通立交及各收费站的照明，指示行车路线，保障车辆安全行驶。高速公路机电照明系统的日常巡视及故障检修是保障车辆夜间安全、有序通行的一项重要工作。为了进一步提高照明系统日常巡视检修效率，保障夜间照明设备的正常运转，通过构建高速公路照明系统远程监控可以实现对照明设备的全面管控，提高机电系统的管养水平。

关键词：高速公路；机电照明系统；远程监控；

高速公路机电照明系统包括各立交高杆灯、收费广场中杆灯、匝道路灯等，高杆灯设置在各互通立交，高约30米，设计光源采用1000W/400W钠灯，照明半径可达到20至30米，主要用于夜间各互通立交的照明，为便于日常维护及检修，灯具通常采用电动升降式系统。收费广场中杆灯及匝道路灯设置在各收费站广场及匝道内，中杆灯每个收费广场设置4组，路灯布置于各收费站上下行匝道，按匝道长度设置若干，中杆灯高约12米/18米，路灯高约10米，设计光源采用400钠灯/175W卤素灯，主要用于各收费广场及匝道照明，日常维修需封闭部分车道，使用升降车进行登高作业。高杆灯供电由各收费站变电所提供，380V电源从变电所引出，通过供电电缆引至各立交高杆灯电源总配电箱处，继而由总配电箱将电源通过供电电缆引至各盏高杆灯电源箱处；中杆灯及路灯设置在收费站附近，总配电箱安装在变电所内部，日常供电由总配电箱将380V电源通过供电电缆引至各灯杆处。高杆灯、中杆灯、路灯的控制方式采用时控控制模式，当达到预设的时间后各灯具自动开启亮灯以及关闭熄灯。

机电照明系统日常维养采用人工巡视检修模式，每周定期使用光照度仪在夜间进行光照度检测，同时清点灯泡亮灯情况，当发现整盏高杆灯、各组中杆灯等光照度不达标准或者灯泡总亮灯率小于50%时，就需要进行灯具检修。随着近年来取消省界收费站工程、“全国高速公路视频联网监测”工程及各路段专项整治工程的实施，“四新”技术的大规模推广应用，机电系统设备量大幅度增加，相关技术标准不断提高，对高速公路机电系统的日常维护和检修也提出了更高的要求，原有的人工定期巡视及检修模式效率低下，已经难以满足高速公路机电系统设施设备日益发展的需求，而目前照明系统日常维护检修工作中存在的问题可归纳为以下几点：

1、高速公路路线长，灯具数量众多、分布范围广，夜间巡视耗时长、效果较差；

2、外场高杆灯布置于野外，发生故障后难以在第一时间发现；

3、灯具故障原因较多，维修耗时较长；夜间可视性较差，维修难度加大。

针对上述问题，结合高速公路机电照明系统的特点，构建照明系统远程监控将有效解决照明灯具巡视效果差、维修耗时较长等问题，保证设备的运转正常，保障驾驶员的夜间行车安全。

一、系统要求

远程监控的构建，主要通过以下几方面的目标进行。

1、统一监控、全面管理

远程监控分别通过灯具、路段管理中心二级部署，根据灯具的运行特点、季节情况，结合机电维护人员的日常巡视及检修内容，按需配置监控软硬件，实现对照明设备的统一监控管理。

2、定时传输、即时存储

远程监控实时采集灯具运行数据，定时上传至路段管理中心服务器，使灯具运行状态能够实时体现，同时对于采集的数据即时进行存储。

3、定期分析、及时维修

对于采集的数据信息，根据灯具运行特点、检修频率、维护周期，系统自动生成统计汇总报表、设备评估报表等，机电维护人员根据报表结合灯具现场巡视情况开展灯具状态分析，提出相关检修计划与方案，及时落实，保证夜间照明设备的稳定运行。

二、远程监控的总体架构

远程监控组织框图，如下图1：

图1 远程监控组织框图

通过终端监控、路段管理中心监控系统二个层面的软硬件部署，全面监控各灯具的运行状态。

1、终端监控：每盏高杆灯、每组中杆灯及路灯配置一个监控终端，负责监控灯具运行状态，记录灯具开关时间、使用时长、故障报警情况，并同步做好各类数据的采集，对于采集的数据，即时保存并同步上传至路段管理中心监控服务器。

2、路段管理中心监控系统：路段管理中心监控系统主要由监控服务器、工作站及接收端组成，负责接收下属监控终端发送的灯具运行各类数据并同步保存；根据季节变化情况，调整灯具开启及关闭时间，对下属各监控终端发送控制指令；根据下属监控终端报警情况，及时显示在监控界面上，提醒机电维护人员及时进行现场巡视及检修；对数据进行对比分析，生成各类统计汇总报表、设备评估报表等。

三、远程监控的功能

远程监控的功能主要由实时监控、统计汇总、远程控制、故障报警、灯泡寿命提醒等五大部分组成，以下就这五大部分的功能进行介绍：

1、实时监控功能：实时监控灯具日常运行数据，日常开启及关闭时间，接触器吸合及断开情况、灯泡亮灯率等，并同步进行数据采集，即时保存并上传至路段管理中心监控服务器。

2、统计汇总功能：路段管理中心监控服务器定时接收下属监控终端传送的监控数据，对各类数据进行统计汇总、比较分析，生成灯具运行报表、设备评估报表、故障率统计报表，供机电维护人员查阅。

3、远程控制功能：根据不同季节情况或者遇到恶劣天气，机电维护人员可以在路段管理中心监控工作站上修改灯具开启及关闭时间，发送指令远程控制灯具开启及关闭。

4、故障提醒功能：远程监控及时发现灯具运行过程中发生的故障并进行报警，报警提示将第一时间显示在工作站监控界面上。接收到报警提示后，机电维护人员及时赶赴现场处置维修。如发现灯具存在断电情况，及时提醒机电维护人员进行现场巡视，预防电缆被盗。

5、灯泡寿命提醒：在日常监控中，记录灯泡累计使用时长，当灯泡即将到达设计寿命时，监控系统做出提示，提醒机电维护人员近期做好灯具检修更换工作，确保夜间照明亮灯率。

通过对灯具的实时监控以及数据的采集，依据监控服务器自动生成的分析统计报表及数据图表，结合机电维护人员夜间现场巡视记录，机电维护人员能够全面掌控灯具的运行状态、故障维修记录等信息，定期做好灯具及线路的检修，灯源更换等工作。

四、远程监控的应用

远程监控在全面数据采集的基础上，通过数据的分类汇总、分析评估，有效提高照明灯具巡视检修工作的效率。

1、设备巡视效率加强

从原有人工现场巡视灯具的模式，到目前采用远程监控与人工巡视相结合的手段，使得工作效率大大提高，照明系统维养数据信息更加完整。

2、故障维修效率提高

机电维护人员接到故障报警后，查阅该组灯具运行状态及维修记录，结合此次故障报警，预判故障主要原因，合理制定维修计划及方案，配置备品备件，及时开展维修，提高了故障维修时效性、及时率。

3、运行状态分析及评估

通过查阅灯具运行情况、灯具累计使用情况、故障率统计汇总、维修记录等信息，机电维护人员定期进行灯具运行状态分析，及时开展日常维护检修；定期进行照明设备评估，针对老化情况严重，故障率较高、频发，日常检修难以解决问题的设备，及时进行专项整治及改造，保证设备正常运转。

通过技术手段对照明系统设备进行了改造与提升，改进了原有人工巡视检修存在的缺陷及不足，实现了高速公路照明设备的全面管控，提高了高速公路机电照明系统的日常管养水平。随着高速公路的不断发展建设，可以预见以信息化、智慧化管理手段与人工巡视相结合的方法将成为未来高速公路机电系统一种崭新的管理模式。在监控系统技术不断发展日益完善的今天，继续做好高速公路机电照明系统日常巡视及故障检修工作，进一步保障好机电系统设施设备的正常运转，使高速公路的运行更加快速、安全、畅通、有序。

参考文献：

[1] 李岩. 浅谈高杆灯保养与维护[J].中国电子商务.2013,(9)