關(guān)于某機場燈光自動化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計研究

周 峰

空軍南京航空四站裝備修理廠，江蘇南京 210000

關(guān)于某機場燈光自動化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計研究

周 峰

空軍南京航空四站裝備修理廠，江蘇南京 210000

目前，雖然我國許多機場中都有自己的燈光控制系統(tǒng)，但是都存在一些諸如自動化和網(wǎng)絡(luò)化程度不高以及檢測能力較差等缺陷，而良好的燈光自動化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)能夠保證飛機在夜間以及天氣條件較差的情況下安全的起飛以及著陸，同時，對燈光監(jiān)控系統(tǒng)進行優(yōu)化能夠提高管理效力、節(jié)約管理成本等。本文針對某機場的燈光自動化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀以及優(yōu)化措施進行了論述。

燈光自動化；網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國的航空事業(yè)的規(guī)模也得到了大幅的提升，機場的燈光系統(tǒng)是保證飛機在夜間等可視性條件差的情況下安全飛行與降落的重要保證，而機場燈光會因為工作環(huán)境以及使用時間而出現(xiàn)一定的故障，對機場的正常運作起到了一定的負面影響。因此，對機場燈光進行有效的自動化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控成為機場管理中的一個重要問題。

1 現(xiàn)有燈光監(jiān)控系統(tǒng)存在的不足

燈光監(jiān)控系統(tǒng)指的是通過對計算機、通訊網(wǎng)絡(luò)以及現(xiàn)代通訊技術(shù)的綜合使用，對機場內(nèi)的燈光進行有效監(jiān)控的系統(tǒng)。在目前我國的許多機場中，其網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)主要是通過調(diào)制耦合的方式來進行傳送的，其工作原理是在隔離變壓器和燈泡之間構(gòu)建一個檢測電路，用于檢測等位的基本狀況，然后利用隔離變壓器的次級耦合把檢測到的數(shù)據(jù)信息傳送到主電纜的回路上，再通過載波將其傳送到調(diào)光器，隨后控制臺對其進行接收，最后進行解調(diào)顯示[1]。這種監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點在于不用再次架構(gòu)信息通道，但是也存在許多不足：

1）調(diào)光器參數(shù)差別較大。我國機場選用的調(diào)光器類型各不相同，其參數(shù)也存在著較大的差異，雖然主要的頻率是50Hz，但是所輸放的波形不一樣。調(diào)光器的輸出電流存在大量的雜波，嚴重影響了調(diào)制信號的解調(diào)。

2）檢測系統(tǒng)可靠性較低。機場采用的隔離變壓器兩端的電壓值一般為6V～30V，如果一個調(diào)光器搭載一百個隔離變壓器，那么調(diào)光器輸出的電壓值通常為3000V，在用電高峰期時電壓值甚至會超過3000V，在這種情況下對于次級燈位的基本信息的有效檢測結(jié)果非常不可靠，即使在檢測過程中出現(xiàn)一點小的干擾，都會嚴重影響監(jiān)控系統(tǒng)的檢測結(jié)果，從而導(dǎo)致現(xiàn)有監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性較低。

3）隔離變壓器有時會起到阻礙作用。機場燈光的調(diào)光器的輸出電路一般會與大量的隔離變壓器相連接，而隔離變壓器在回路上的承載能力具有極大的不穩(wěn)定性，信號頻率增加時，系統(tǒng)中出現(xiàn)的組織作用就會增強。在這種工作條件下，隔離變壓器對檢測到的燈位信息以調(diào)制的方式傳送到監(jiān)測電腦中起著巨大的阻礙作用。

4）隔離變壓器所能通過的信號頻率有限。由于機場中燈光系統(tǒng)的供電信號通常為低頻，所以采用的隔離變壓器多為低頻率的，這就導(dǎo)致現(xiàn)用隔離變壓器不能通過高頻信號，其截止頻率的最高上限只有300Hz，這對監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)制信號起到了嚴重的阻礙作用。

2 機場燈光自動化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計

1）改進監(jiān)控系統(tǒng)組成部分。新的監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控中心、監(jiān)控子站以及燈控節(jié)點三部分組成，其中，監(jiān)控中心通過GPRS來與監(jiān)控子站進行信息的交流傳遞，監(jiān)控子站則通過Zigbee來與燈控節(jié)點進行信息的交流傳遞[2]。監(jiān)控中心根據(jù)分布在機場各地點的信息采集系統(tǒng)傳送的信息指揮燈光的開關(guān)，開燈后每個監(jiān)控子站設(shè)置的聲音傳感器對機場的聲音信息進行采集，隨后對相應(yīng)位置的燈控節(jié)點發(fā)送開燈信號，每個燈控節(jié)點把機場各位置燈泡的電流、電壓以及功率等基本資料實時傳遞到監(jiān)控子站，而監(jiān)控子站在接到信息之后通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)再將信息傳送至監(jiān)控系統(tǒng)終端，以便監(jiān)控系統(tǒng)的工作人員及時的對燈光的信息進行了解。一旦某處的燈泡出現(xiàn)問題時，監(jiān)控子站會將故障信息及時的傳送至終端系統(tǒng)，便于工作人員迅速的對故障燈泡進行維修。

2）在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置智能調(diào)光算法。由于不同的狀況下對燈光亮度的需求不同，為了保證工作時得到的燈光亮度處于最佳狀態(tài)，所以可以采用智能調(diào)光算法來對其進行控制。（1）這中算法的工作原理是：分布在機場四周的聲音傳感器獲取周邊的聲音信息，隨后采用智能調(diào)光算法對聲音信息進行相對應(yīng)的操作，最后通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器向監(jiān)控子站傳送信號，隨后監(jiān)控子站根據(jù)所得到的信號將信息傳送到燈控功率節(jié)點上，然后燈控功率節(jié)點通過改變燈泡處電壓的大小來調(diào)節(jié)燈光的亮度。（2）該算法中一共存在三個變量，即聲音輸入偏差變量E、聲音偏差變化率EC和控制輸出量U，其中E可以分為PB、PS、Z、NS和NB等不同等級，是對聲音狀態(tài)的直接體現(xiàn)；EC的變化率包括強、較強、中等、較弱和弱，與E的各個級別分別對應(yīng)；U的論域和E以及EC相同，劃分為五個等級[3]。

3）在系統(tǒng)中引入C/S模式。監(jiān)控中心把收集到的信息存入在數(shù)據(jù)庫的對應(yīng)位置中，在數(shù)據(jù)庫處理采集的信息并生成有關(guān)的數(shù)據(jù)資料時，該模式根據(jù)設(shè)定的警告條件對數(shù)據(jù)資料進行挑選，發(fā)現(xiàn)符合警告條件的數(shù)據(jù)資料時立即將信息傳遞到監(jiān)控系統(tǒng)的終端。C/S模式能夠有效地提高燈光自動化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的工作效率，同時能夠有助于整個系統(tǒng)實現(xiàn)信息資料的共享。

4）加入備用主控機的使用。由于要承載高負荷的工作量，所以系統(tǒng)的主控機難免會出現(xiàn)故障，一旦主控機出現(xiàn)突發(fā)的故障，就會影響機場的整個燈光系統(tǒng)。而引入備用主控機，會在主控機出現(xiàn)故障的時候自動連接網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，同時，備用主控機中的程序能夠自動連接信息服務(wù)器，對服務(wù)器中保存的數(shù)據(jù)進行處理或者傳送[4]。這就使得主控機出現(xiàn)故障的情況下監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)依舊不受影響，能夠有效地保證機場整個燈光系統(tǒng)的運行。

機場燈光對于整個機場的正常運轉(zhuǎn)有著不可替代的作用，而良好的燈光自動化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)則能對機場燈光的工作情況進行實時的檢測，及時的發(fā)現(xiàn)燈光系統(tǒng)中存在的故障和隱患，并對其進行有效的處理?，F(xiàn)代科學技術(shù)正在以迅猛的速度在發(fā)展，這對于機場的燈光自動化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)來說非常重要，因為目前我國機場中使用的監(jiān)測系統(tǒng)還不完善，與發(fā)達國家相比存在一定的差距，而及時的引進相關(guān)的科研成果則能顯著彌補監(jiān)控系統(tǒng)中存在的弊端，使監(jiān)控系統(tǒng)的工作更加高效，檢測的數(shù)據(jù)更加精確。

3 結(jié)論

同時，對機場燈光自動化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計，能夠有效地降低機場的管理成本、提高燈光系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量。此外，良好的燈光自動化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)提高了對燈光系統(tǒng)進行日常維護的便利程度，減輕了相關(guān)工作人員的工作量。

[1]米愛群，王力，高慶吉，等.機場多跑道助航燈光監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].計算機應(yīng)用，2013，27（7）：280-282，286.

[2]張燕妮，丁維才.OPC技術(shù)在機場燈光監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].計算機工程，2005，12（1）：273-274，277.

[3]郭小琴，孫毅剛，陳維興.機場場面無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].計算機工程與設(shè)計，2009，24（22）：5106-5108，5143.

[4]隋江華，張均東，余劍翔.機場實時燈光監(jiān)控系統(tǒng)的分布式網(wǎng)絡(luò)設(shè)計[J].大連海事大學學報，2003，17（1）：121-124.

TP3

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1674-6708（2015）142-0129-01