关于某机场灯光自动化网络监控系统的优化设计研究

周 峰

空军南京航空四站装备修理厂，江苏南京 210000

关于某机场灯光自动化网络监控系统的优化设计研究

周 峰

空军南京航空四站装备修理厂，江苏南京 210000

目前，虽然我国许多机场中都有自己的灯光控制系统，但是都存在一些诸如自动化和网络化程度不高以及检测能力较差等缺陷，而良好的灯光自动化网络监控系统能够保证飞机在夜间以及天气条件较差的情况下安全的起飞以及着陆，同时，对灯光监控系统进行优化能够提高管理效力、节约管理成本等。本文针对某机场的灯光自动化网络监控系统的现状以及优化措施进行了论述。

灯光自动化；网络监控系统；优化设计

随着经济的发展，我国的航空事业的规模也得到了大幅的提升，机场的灯光系统是保证飞机在夜间等可视性条件差的情况下安全飞行与降落的重要保证，而机场灯光会因为工作环境以及使用时间而出现一定的故障，对机场的正常运作起到了一定的负面影响。因此，对机场灯光进行有效的自动化网络监控成为机场管理中的一个重要问题。

1 现有灯光监控系统存在的不足

灯光监控系统指的是通过对计算机、通讯网络以及现代通讯技术的综合使用，对机场内的灯光进行有效监控的系统。在目前我国的许多机场中，其网络监控系统获得的数据主要是通过调制耦合的方式来进行传送的，其工作原理是在隔离变压器和灯泡之间构建一个检测电路，用于检测等位的基本状况，然后利用隔离变压器的次级耦合把检测到的数据信息传送到主电缆的回路上，再通过载波将其传送到调光器，随后控制台对其进行接收，最后进行解调显示[1]。这种监控系统的优点在于不用再次架构信息通道，但是也存在许多不足：

1）调光器参数差别较大。我国机场选用的调光器类型各不相同，其参数也存在着较大的差异，虽然主要的频率是50Hz，但是所输放的波形不一样。调光器的输出电流存在大量的杂波，严重影响了调制信号的解调。

2）检测系统可靠性较低。机场采用的隔离变压器两端的电压值一般为6V～30V，如果一个调光器搭载一百个隔离变压器，那么调光器输出的电压值通常为3000V，在用电高峰期时电压值甚至会超过3000V，在这种情况下对于次级灯位的基本信息的有效检测结果非常不可靠，即使在检测过程中出现一点小的干扰，都会严重影响监控系统的检测结果，从而导致现有监测系统的可靠性较低。

3）隔离变压器有时会起到阻碍作用。机场灯光的调光器的输出电路一般会与大量的隔离变压器相连接，而隔离变压器在回路上的承载能力具有极大的不稳定性，信号频率增加时，系统中出现的组织作用就会增强。在这种工作条件下，隔离变压器对检测到的灯位信息以调制的方式传送到监测电脑中起着巨大的阻碍作用。

4）隔离变压器所能通过的信号频率有限。由于机场中灯光系统的供电信号通常为低频，所以采用的隔离变压器多为低频率的，这就导致现用隔离变压器不能通过高频信号，其截止频率的最高上限只有300Hz，这对监控系统调制信号起到了严重的阻碍作用。

2 机场灯光自动化网络监控系统的优化设计

1）改进监控系统组成部分。新的监控系统由监控中心、监控子站以及灯控节点三部分组成，其中，监控中心通过GPRS来与监控子站进行信息的交流传递，监控子站则通过Zigbee来与灯控节点进行信息的交流传递[2]。监控中心根据分布在机场各地点的信息采集系统传送的信息指挥灯光的开关，开灯后每个监控子站设置的声音传感器对机场的声音信息进行采集，随后对相应位置的灯控节点发送开灯信号，每个灯控节点把机场各位置灯泡的电流、电压以及功率等基本资料实时传递到监控子站，而监控子站在接到信息之后通过网络系统再将信息传送至监控系统终端，以便监控系统的工作人员及时的对灯光的信息进行了解。一旦某处的灯泡出现问题时，监控子站会将故障信息及时的传送至终端系统，便于工作人员迅速的对故障灯泡进行维修。

2）在系统内设置智能调光算法。由于不同的状况下对灯光亮度的需求不同，为了保证工作时得到的灯光亮度处于最佳状态，所以可以采用智能调光算法来对其进行控制。（1）这中算法的工作原理是：分布在机场四周的声音传感器获取周边的声音信息，随后采用智能调光算法对声音信息进行相对应的操作，最后通过数模转换器向监控子站传送信号，随后监控子站根据所得到的信号将信息传送到灯控功率节点上，然后灯控功率节点通过改变灯泡处电压的大小来调节灯光的亮度。（2）该算法中一共存在三个变量，即声音输入偏差变量E、声音偏差变化率EC和控制输出量U，其中E可以分为PB、PS、Z、NS和NB等不同等级，是对声音状态的直接体现；EC的变化率包括强、较强、中等、较弱和弱，与E的各个级别分别对应；U的论域和E以及EC相同，划分为五个等级[3]。

3）在系统中引入C/S模式。监控中心把收集到的信息存入在数据库的对应位置中，在数据库处理采集的信息并生成有关的数据资料时，该模式根据设定的警告条件对数据资料进行挑选，发现符合警告条件的数据资料时立即将信息传递到监控系统的终端。C/S模式能够有效地提高灯光自动化网络监控系统的工作效率，同时能够有助于整个系统实现信息资料的共享。

4）加入备用主控机的使用。由于要承载高负荷的工作量，所以系统的主控机难免会出现故障，一旦主控机出现突发的故障，就会影响机场的整个灯光系统。而引入备用主控机，会在主控机出现故障的时候自动连接网络监控系统，同时，备用主控机中的程序能够自动连接信息服务器，对服务器中保存的数据进行处理或者传送[4]。这就使得主控机出现故障的情况下监控系统的数据依旧不受影响，能够有效地保证机场整个灯光系统的运行。

机场灯光对于整个机场的正常运转有着不可替代的作用，而良好的灯光自动化网络监控系统则能对机场灯光的工作情况进行实时的检测，及时的发现灯光系统中存在的故障和隐患，并对其进行有效的处理。现代科学技术正在以迅猛的速度在发展，这对于机场的灯光自动化网络监控系统来说非常重要，因为目前我国机场中使用的监测系统还不完善，与发达国家相比存在一定的差距，而及时的引进相关的科研成果则能显著弥补监控系统中存在的弊端，使监控系统的工作更加高效，检测的数据更加精确。

3 结论

同时，对机场灯光自动化网络监控系统进行优化设计，能够有效地降低机场的管理成本、提高灯光系统的服务质量。此外，良好的灯光自动化网络监控系统提高了对灯光系统进行日常维护的便利程度，减轻了相关工作人员的工作量。

[1]米爱群，王力，高庆吉，等.机场多跑道助航灯光监控系统网络结构设计[J].计算机应用，2013，27（7）：280-282，286.

[2]张燕妮，丁维才.OPC技术在机场灯光监控系统中的应用[J].计算机工程，2005，12（1）：273-274，277.

[3]郭小琴，孙毅刚，陈维兴.机场场面无线传感器网络监控系统关键技术研究[J].计算机工程与设计，2009，24（22）：5106-5108，5143.

[4]隋江华，张均东，余剑翔.机场实时灯光监控系统的分布式网络设计[J].大连海事大学学报，2003，17（1）：121-124.

TP3

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1674-6708（2015）142-0129-01