關于某機場燈光自動化網絡監控系統的優化設計研究

周 峰

空軍南京航空四站裝備修理廠，江蘇南京 210000

關于某機場燈光自動化網絡監控系統的優化設計研究

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，但是都存在一些諸如自動化和網絡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絡監控系統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，對燈光監控系統進行優化能夠提高管理效力、節約管理成本等。本文針對某機場的燈光自動化網絡監控系統的現狀以及優化措施進行了論述。

燈光自動化；網絡監控系統；優化設計

隨著經濟的發展，我國的航空事業的規模也得到了大幅的提升，機場的燈光系統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境以及使用時間而出現一定的故障，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絡監控成為機場管理中的一個重要問題。

1 現有燈光監控系統存在的不足

燈光監控系統指的是通過對計算機、通訊網絡以及現代通訊技術的綜合使用，對機場內的燈光進行有效監控的系統。在目前我國的許多機場中，其網絡監控系統獲得的數據主要是通過調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據信息傳送到主電纜的回路上，再通過載波將其傳送到調光器，隨后控制臺對其進行接收，最后進行解調顯示[1]。這種監控系統的優點在于不用再次架構信息通道，但是也存在許多不足：

1）調光器參數差別較大。我國機場選用的調光器類型各不相同，其參數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。調光器的輸出電流存在大量的雜波，嚴重影響了調制信號的解調。

2）檢測系統可靠性較低。機場采用的隔離變壓器兩端的電壓值一般為6V～30V，如果一個調光器搭載一百個隔離變壓器，那么調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果非常不可靠，即使在檢測過程中出現一點小的干擾，都會嚴重影響監控系統的檢測結果，從而導致現有監測系統的可靠性較低。

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定性，信號頻率增加時，系統中出現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制的方式傳送到監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，這就導致現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，這對監控系統調制信號起到了嚴重的阻礙作用。

2 機場燈光自動化網絡監控系統的優化設計

1）改進監控系統組成部分。新的監控系統由監控中心、監控子站以及燈控節點三部分組成，其中，監控中心通過GPRS來與監控子站進行信息的交流傳遞，監控子站則通過Zigbee來與燈控節點進行信息的交流傳遞[2]。監控中心根據分布在機場各地點的信息采集系統傳送的信息指揮燈光的開關，開燈后每個監控子站設置的聲音傳感器對機場的聲音信息進行采集，隨后對相應位置的燈控節點發送開燈信號，每個燈控節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控子站，而監控子站在接到信息之后通過網絡系統再將信息傳送至監控系統終端，以便監控系統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問題時，監控子站會將故障信息及時的傳送至終端系統，便于工作人員迅速的對故障燈泡進行維修。

2）在系統內設置智能調光算法。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，所以可以采用智能調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，隨后采用智能調光算法對聲音信息進行相對應的操作，最后通過數模轉換器向監控子站傳送信號，隨后監控子站根據所得到的信號將信息傳送到燈控功率節點上，然后燈控功率節點通過改變燈泡處電壓的大小來調節燈光的亮度。（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，是對聲音狀態的直接體現；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；U的論域和E以及EC相同，劃分為五個等級[3]。

3）在系統中引入C/S模式。監控中心把收集到的信息存入在數據庫的對應位置中，在數據庫處理采集的信息并生成有關的數據資料時，該模式根據設定的警告條件對數據資料進行挑選，發現符合警告條件的數據資料時立即將信息傳遞到監控系統的終端。C/S模式能夠有效地提高燈光自動化網絡監控系統的工作效率，同時能夠有助于整個系統實現信息資料的共享。

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

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

3 結論

同時，對機場燈光自動化網絡監控系統進行優化設計，能夠有效地降低機場的管理成本、提高燈光系統的服務質量。此外，良好的燈光自動化網絡監控系統提高了對燈光系統進行日常維護的便利程度，減輕了相關工作人員的工作量。

[1]米愛群，王力，高慶吉，等.機場多跑道助航燈光監控系統網絡結構設計[J].計算機應用，2013，27（7）：280-282，286.

[2]張燕妮，丁維才.OPC技術在機場燈光監控系統中的應用[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絡監控系統關鍵技術研究[J].計算機工程與設計，2009，24（22）：5106-5108，5143.

[4]隋江華，張均東，余劍翔.機場實時燈光監控系統的分布式網絡設計[J].大連海事大學學報，2003，17（1）：121-124.

TP3

A

1674-6708（2015）142-0129-01