時間：2023-01-10 23:15:46
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關鍵詞:低壓配電監控系統;電力系統;計算機;監控
配電監控系統是將智能配電設備更加數字化的信息進行采集，從而實現了配電站的成本縮減。為了滿足用戶的實際需求，筆者結合某機場建設來分析常見低壓配電系統元件的選擇、監控系統現場通信協議及總線的應用。
1監控構成與原理
配電監控系統，主要是由三個部分的工作站而組成的。這三個部分分別為打印機管理員工作站，工程師工作站以及最后的智能化開關柜。而如果想要工控機進行正常的通訊，這就需要我們結合之前所提到的三個部分中的電力儀表，由此而進行開關柜的通訊系統，以及開關系統。同時，我們還應該安裝幾個分屏，比如說功率因數補償屏以及過橋屏模塊和另外的其他分屏。
2監控系統構成
2．1服務器
如果進行監控網絡的設計，要重新配置底層配電源元件，且需要進行通信網絡的設計和施工。傳統配電系統不具備通信電纜的條件，為了保證通信的基礎，加入無線通信也是配電監控系統的發展趨勢，其可以透明地把配電系統串口信號進行雙向無線傳輸，還能使用工頻段，不需要進行申請。會隨著上網的普及，轉換器運用也會在逐步增加，對于這些產品提供標準的通信接口，還要提供雙向透明數據，讓大家不用知道復雜的通信原理協議下，不用麻煩的更改原有程序，就能讓工業串口設備的串口通信轉換為無線網絡通信，目前已經很多國內系統廠商都在實行提出了無線組網的方案。
2．2光纖交換機
該監控系統之中的光纖交換機，是由一個網絡體系而組成的，這一網絡系統的主用功能就是為了儲存。其中這一系統之中的通訊功能，都是由這一設備在網絡之中進行的。因此，光纖交換機這一設備不僅僅可以幫助我們儲存資料，而且還可以幫助我們進行大部分情況之下的監控任務。同時，可以提高了數據備份速度，更增加了對存儲系統的冗余連接，并且我們還可以通過使用循環嵌套來使得我們的光纖交換機減少用電量。作為程序中存放所采集到的電量參數的地址，我們需要使用到DB數據塊。如果要從技術上來講，連接設備、設備接口和通信控制協議，可以構成一個SAN系統。
3監控軟件系統設計
監控軟件系統的設計，主要作用是為了能夠幫助我們進行遠處信息的采集，這一系統的設計采用了獨立的運行系統以及數據庫，它的工程師工作站用的是運行Windows2000。專業網絡版組態軟件是基于組態軟件TelePower為基礎，而開發使用的監控系統。這一監控系統可以有效的降低電壓的使用度數，同時增加軟件的畫面效果。由此而使得我們所看到的，呈現出來的畫面是高配置的模擬畫面。該監控系統的主要功能是為了能夠的將登錄，以及各種表格，和各種數據，乃至于操作記錄等，其中，甚至是較為困難的，難以解決的任務，都可以使用這一監控系統。因此，這一監控系統不僅僅可以做到較為高難度的監控要求，還可以確保一定的安全;可通過網絡狀態檢測、綜合判斷等，進而提高整個配電系統的可靠性。
3．1PLC設計
筆者所在的某國際機場低壓配電監控系統所使用的軟件，其特點主要就是能依據循環嵌套的這一種模式，從而實現了這一控制系統在使用的時候能夠盡可能的較少電壓的使用。而在另外一種形態的時候，這一軟件又可以DB數據塊作為程序中存放所采集到的電量參數的地址:(1)功能塊FC31(Measurement)主要實現通過移動定義的變量P，實現開關遠程分合;(2)功能塊FC32(Commstatesum)這一功能塊的主要目的就是為了能夠更好的采取一一對應的方式，由此而進行數量的采集。
3．2人機操作界面
國際機場低壓配電監控系統是西門子的專業軟件作為使用的平臺，然后以WINDOWM7作為這一人機操作界面的操作系統的一部分，同時另外使用不同的服務器作為這一操作系統的另一部分，由此而組成的人機操作界面。(1)用戶管理及操作權限。這是需要工程師級別的用戶才可以使用的操作權限，對于一般的操作人員，是不具有這一操作權利的。這一做法的主要目的就是為了使得人機操作界面，能夠處于一個較為安全的環境之中。而這一操作權限的控制，主要原理為低電壓的配置。(2)圖形化系統。圖形化系統不僅僅可以實現傳統的監視任務，更加值得稱贊的是圖形化系統還可以實現復雜化的監控任務。這都是通過圖形化設計器這一機型，從而使得圖形化系統能夠在運行的時候，做到這一成果。在圖形化系統在進行運行的時候，可以依靠圖形化設計器呈現出現場的實時監控，這就很大程度上的保證了機場之中的安全。(3)數據的采集與處理。人機操作界面之中的數據，主要采集來源是數據庫儲存。對于數據的采集以及處理來說，正是因為配備了低電壓的系統來進行數據采集設備的開關，因此重要的信息都會被采集進數據庫之中。并且，這一設備同時配合以多功能的電力系統開關，就可以直接采集到監控系統的信息。(4)報表管理。報表管理主要使用的是電能報表，這一管理可以自動的運行關于報表的各個方面的內容，其中包括了報表的歷史，報表的操作記錄，報表的查詢以及等等其他的各個方面的報表數值。這些報表數值不僅僅可以給我們呈現出關于電能費率的相關數據的表格，還可以讓我們方便的查詢在這些數值形成過程之中的具體細節。(5)事件記錄和故障報警。事件紀錄以及故障報警，是可以詳細給我們呈現出事件發生時候的所存在的所有內容。甚至于，這一內容之中還包括了值班人員的信息等等，并且還可以自動對運行設備發送控制指令。(6)打印。對于給需要打印的作業進行打印，在這一機器進行運行的時候，需要有動態內容的設定，并且同時還需要設置打印作業的時候所需要的相對應的數據，這樣才可以在低壓的情況之下，進行打印。
4結語
由以上的實踐研究，我們可以清楚的知道，這一電子監控系統具有很高的可實用性。這一監控系統，不僅僅可以很好的做到了安全簡單這一基礎要求，同時也可以更好的提高了工作人員們的工作效率。使得工作人們能夠在遠程就可以進行這一監控系統的操作使用，并且這一設備也很好的實現了數據儲存這一要求。因此，這一電子監控設備不僅僅達到了我們所需要的設計目的，同時這一監控設備在實際的運用之中，發揮了更好的使用效果。
作者:唐瀾劍 單位:成都雙流國際機場股份有限公司
參考文獻
［1］趙文龍，趙德，許光濘，等．低壓配電監控系統的設計［J］．電氣應用，2003(06):47－49．
1.1遠程監控需求分析
1）具有遠程控制休眠、喚醒地震儀功能。地震儀在放炮之前喚醒，在停止施工期間休眠，地震儀可有選擇的進行采集工作，這樣大大節省了數據存儲空間，降低了采集系統的功耗，延長了儀器的待機時間。
2）可查詢如CF卡剩余空間，內置電池電量，位置經緯度，采集站狀態等信息。對剩余空間、電池電量不足，采集站狀態錯誤且不能遠程修復的采集站及時安排工作人員更換。提高野外勘探作業的工作效率和靈活性，增強采集系統數據的可靠性。對讀取回來的地震儀經緯度信息在上位機端進一步處理，可用于研發地震儀排列位置監測及遠程防盜系統，保障野外勘探儀器的安全性。
3）遠程控制地震儀自檢功能，并能回收自檢數據。地震儀系統自檢內容包括檢波器內阻、噪聲、隔離度測試等，一次完整的自檢過程通常需要2-5分鐘，因此無纜存儲式地震數據采集系統一般只在開機時自檢一次，之后則無自檢過程，因此采集站的部分工作狀態，如檢波器連接狀態等僅僅反映了系統開機時的狀態，不能作為現場質量監控的標準。法國UNITE系統由于沒有遠程監控功能，在自存儲模式下通常是定時自檢，自檢時間為5分鐘，在系統自檢期間，地震儀停止其它一切工作，這樣就減弱了地震儀野外勘探作業工作的靈活性。
4）有一定的遠程修復及設置功能。如配置系統采樣率、增益，系統復位等，出工前對地震儀的工作參數進行統一配置，布設到野外后，根據自檢結果對有問題的地震儀進行參數設置和系統復位等操作，遠程修復和解決問題，節省人力物力，提高無纜地震儀智能化控制程度。
1.2無線通信技術的選擇
目前成熟的無線通信技術較多，如Wi-Fi、Zigbee、Bluetooth、GPRS、3G等，這些通信技術被廣泛應用到生活及工業生產中，北斗短報文是近幾年才發展起來的一種遠距離通信技術，表1列出了應用以上幾種通信技術典型模塊的最大數據傳輸速率、傳輸距離、通信頻帶的參數值。
1.2.1Wi-Fi
Wi-Fi是IEEE802.11系列標準的統稱，其傳輸速率快、安全性高，可集成到已有的寬帶網絡中，配合路由器組建有線、無線混合網絡快捷方便。地震勘探儀器中Wi-Fi常用的組網模式有兩種，即AP（無線訪問接入點）模式和AdHoc（點對點）模式，在野外我們可以用架設AP基站的方式來拓撲無線局域網絡的覆蓋面積[3]，而AP之間可以通過網橋設備連接，從而完成更大面積的網絡覆蓋范圍，然而在實際勘探應用中AP基站和網橋設備架設困難，尤其應用于大道距的二維或者三維勘探工作中，需要更多的基站與網橋，較大的影響了施工進度。AdHoc是一種無中心、自組織、多跳移動通信網絡，結點間通過分層的網絡協議和分布式算法相互協調，實現了網絡的自動組織和數據的相互交換，這種模式下地震儀可將其采集數據及工作狀態信息接力式的傳輸回控制中心，美國WirelessSeismic公司的RT2無線遙測系統就是應用了這種多跳的數據傳輸方式，兩個節點間通信距離的范圍約為25~70m，然而這種工作模式會導致越靠近中央記錄系統的節點積累的數據量越大，且在線性的網絡拓撲結構中，數據傳輸的穩定性受通信距離與地形環境影響較大，數據通信的質量和速率難以得到有效的保證。
1.2.2GPRS、3G移動網絡通信技術
移動網絡通信技術已經成為人們工作生活中不可或缺的重要組成部分。該技術具有抗干擾能力強、傳輸速率高、網絡覆蓋面廣、接入時間短、建設成本低等特點[10]，在地震勘探中可被應用于移動網絡信號覆蓋范圍內的地震臺網遠程監控，它提高了遠程儀器維護的工作效率[11]。然而在地震勘探大道距（道距大于1km）地震深反射、折射探測作業中，由于其基站的信號覆蓋范圍有限，對于遠程監控地震采集站工作存在一定的局限性。
1.2.3北斗短報文通信技術
北斗衛星作為北斗通信技術的中繼，轉發來自地面用戶端的定位及通信請求，地面中心站控制端接收到請求后，解析消息后將解算出的位置信息傳回用戶端或將接收到的接收信息通過北斗衛星轉發至另一地面用戶端，達到衛星定位及通信的目的。北斗短報文通信技術在應用時具有信號覆蓋范圍廣、安全、可靠性高和控制簡單等特點，用戶一次最大可以傳送120個漢字的報文信息，而民用信息發送的頻度通常為30-60s，接收信息則沒有頻度的要求，對于地震儀基本的控制命令收發及狀態信息的傳送，北斗短報文通信技術可以滿足無纜地震儀基本狀態監控數據傳送的要求。
1.3系統結構設計
基于北斗的無纜存儲式地震儀遠程監控系統工作，系統由主控中心、北斗衛星、采集單元三部分組成，主控中心通過北斗指揮機完成對采集單元遠程的控制及狀態數據的回收工作，并對接收到的數據進行管理和存儲。采集單元完成地震數據采集的同時，通過北斗通信模塊可接收來自主控中心端的控制命令，并反饋執行結果信息。北斗衛星是控制命令及反饋信息傳遞的媒介。
2采集站單元設計
2.1硬件設計
地震檢波器將地面振動信號轉化為模擬電信號傳輸到FPGA數據采集單元，由FPGA完成數據的采集、緩存，并提供必要的測試、控制功能。AT91RM9200作為中央處理器，讀取FPGA中存儲的數據，并轉存到CF存儲卡中；通過SPI接口與Wi-Fi模塊連接，實現近距離的無線數據傳輸功能；通過UART與GPS、北斗模塊連接，為采集站提供高精度的授時、定位、遠程通信功能，完成數據同步采集、位置信息獲取、工作質量遠程監控。采集站也可通過以太網接口與電腦終端連接，完成數據的回收及參數設置、檢查工作。采集站在野外應用時采用太陽能和內置鋰電池兩種供電模式，電源智能管理系統會根據采集站當前工作的天氣條件轉換供電模式，保證儀器可靠、穩定的工作[12]。
2.2軟件設計
采集單元的主控制器ARM9運行嵌入式Linux內核版本為2.6.31的操作系統，北斗通信進程完成對北斗模塊接收信息的解析與執行，及執行結果的反饋。北斗短報文通信系統包括指揮機與用戶機，指揮機是北斗短報文通信系統的中央控制器，它相當于一個服務器，負責接收來自多個用戶機的報文，并可以控制多臺用戶機來完成相應的指令。用戶機是北斗短報文通信系統的子節點，相當于一個客戶端，負責將節點工作信息上傳到指揮機，和接收來自指揮機的命令。北斗用戶機在接收到指揮機傳來的信息時，用戶機會通過UART將信息內容上傳給下位機系統，下位機會根據其數據傳輸的格式將信息進行解析，并根據信息包含的指令內容來執行相應的任務。
3上位機服務器軟件設計及測試
主控中心由上位機、打印機、存儲器、發電設備、北斗指揮機組成。上位機與北斗指揮機完成命令的選擇與打包發送，及對采集站反饋信息的接收、顯示、存儲和打印處理。發電設備輸出220V的交流電壓，為上位機及其外設供電。此外上位機服務器軟件通過對GoogleEarthAPI接口的調用，實現了對野外采集站排列位置的遠程監測，為微動勘探實驗中按兩個嵌套式三角形方式排列的采集站傳回的GPS位置信息在GoogleEarth中的顯示。操作人員可根據地圖顯示軟件中采集站的排列位置了解施工進度，獲取采集站排列班報，完成布站人員調度等工作。為了了解遠程監控系統的性能及數據傳輸丟包、誤碼情況，設計如下測試實驗：將7臺內置有北斗通信模塊的采集站接好檢波器放置在室外采集，由主控中心完成與各個采集站間的數據包收發，采用60s一次通訊頻度，數據包長度為200字節，從500個樣本數據中任選7個，分別用于七個站的通訊測試，主控中心將樣本數據依次發給各個子站，并重復500次，子站收到數據包后向主控中心返回相同的樣本數據。主控中心計算從開始發包到收包完成的時間間隔作為通信的延時，主控中心與采集站分別記錄通信時丟包數，并根據與標準樣本數據對比的結果記錄錯包數。
4結論
采用結構化設計方法實現漳州市重大危險源信息管理系統的開發。這種設計方法是把系統作為一系列數據流的轉換，輸入數據被轉換為期望的輸出值，通過模塊化來完成系統的構建，每個模塊執行一個功能。自頂向下逐層分解系統工作過程，在分解的同時結合相關的數據流和數據字典等內容確定系統功能。總體技術路線如下：1）根據漳州市安監局對重大危險源企業監管的需要，確定系統的建設目標，從而獲得系統總體設計的構想。2）根據系統總體設計的構想，推導出當前系統相應的業務邏輯，并生成數據字典和基元描述。3）對邏輯模型進行系統功能模塊化，并對模塊結構進行優化，得到更為合理的軟件結構。4）為目標系統的功能模型作補充，如人機界面的要求等，從而完成系統的構建。在已有的成熟技術基礎上，引入GIS的設計思想，深入挖掘系統的業務需求，建立數據的采集及更新機制，從而確定系統的數據庫建設方案并建立重大危險源數據庫。危險源專題數據的管理采用基于元數據的數據管理方式。
2系統結構設計
基于GIS的重大危險源監控系統包括數據層、系統層和用戶層。其中，數據層是整個系統運行應用的數據基礎，統一存儲管理系統所有信息；系統層包括后臺管理子系統和瀏覽查詢子系統，實現重大危險源專題數據的采集、建庫、更新，并利用各種形式輸出信息；用戶層為使用系統的用戶根據不同權限進行相應的操作，管理員可操作業務數據，也可以進行系統的管理，授權用戶可以管理相應的數據，普通用戶只能進行數據的查詢瀏覽等操作。其總體架構如圖1所示。系統層為總體架構的核心部分，在各子系統開發過程中充分考慮到后期的擴充和升級，將各功能細化為若干個模塊，各模塊的設計和開發按照層次結構組織單獨進行，互不影響。模塊的設計采用自上而下的方法，根據用戶提供的需求，確定需求包含的信息并確定其實體屬性，再綜合具體的業務需求，針對模塊分別設計信息查詢統計、圖文互動方式。
3數據庫建設
系統所涉及到的空間數據主要包含基礎地理數據和重大危險源專題數據,其中基礎地理數據主要由數字漳州提供。作為數字城市的漳州市節點，數字漳州為漳州市各專題應用提供了權威的基礎地理數據，實現了全市專題應用的“一張圖”。漳州市重大危險源監控系統依托數字漳州提供的OGCWMTS矢量和影像地圖服務，這些基礎地圖數據能夠滿足對重大危險源監控管理的需要。系統的數據庫設計應充分考慮業務數據的存儲管理和危險源專題空間數據和屬性數據一體化管理的要求。系統采用SQLServer2012數據庫，危險源空間數據的存儲通過geometry字段類型存儲，屬性數據則通過常規的字段類型存儲。從SQLServer2008開始空間數據類型作為CLR系統類型來執行。它增加了數據庫中的CLR類型的最大規模，提高了字段的限制，可以存儲非常復雜的空間數據。通過在關系表中存儲空間數據，能做高性能查詢，而不需要結合從多個外部獲得的數據，也在一定程度上能更直觀方便地管理系統的專題數據。
4系統實現
系統的GIS地圖瀏覽及專題數據的查詢展示采用數字漳州地理空間框架提供的二次開發接口開發實現。系統包括后臺管理子系統和前臺監控管理子系統，前者主要用于重大危險源專題數據的管理、應急資源管理和應急預案的。后者主要實現危險源企業的監控管理及應急指揮。系統運行界面如圖2、圖3所示。
5結語
(1)信息采集:通過視頻監控、交通數據信息采集系統，為交通管理人員提供各路段區域的交通路段狀況。
(2)數據處理:系統通過對信息采集系統采集信息進行交通狀況監測的模型算法，能夠檢測擁擠與確認擁擠類型，提高系統的自動化程度。
(3)信息:通過可變信息標志等外場信息設備及網絡等多種方式交通信息，將實時交通信息傳遞給車輛，以便駕駛員安全、及時地適應交通變化，有利于交通流在時空上得以合理分布，充分發揮道路運行能力和交通服務水平。
(4)信息共享:形成以路段監控分中心為道路交通信息源頭，以存儲與共享平臺為樞紐的信息共享與交換體系。
2監控系統需發揮的作用
(1)重點做好立交區、長下坡、易多霧積雪結冰路段、隧道及沿線設施的交通運行狀況的監測，并注意長下坡路段降雨、橫風的情況，做好該氣象條件下的交通流疏導提示。
(2)能夠實現在大監控業務量中，快速、準確的提取出交通隱患和交通事故信息，并在第一時間發出警報，使交通管控人員能夠快速做出相應，并通過聯網監控，迅速通知監控中心，開展聯動救援，在最短時間內采取有效措施，控制住事態的范圍和規模，保證整個高速公路運營的安全有序。
(3)如果路段所在區內存在凍雨、大霧、冰凌等季節性氣象災害，運營管理宜作兩個工況考慮:①晴好天氣等條件下的正常交通;②凍雨、大霧、雪、結冰等條件下的非正常交通。
3監控外場設備布設方案
(1)攝像機
路段監控采用視頻全程監控的模式，在重點區域(連續長下坡、服務區、特大橋、小半徑路段、自救助匝道、季節性多霧及結冰路段)設置攝像機，實現無盲區覆蓋。其余一般路段每間隔2km設置1套攝像機，均采用激光夜視高清攝像機，隧道作為重點監控區域已由隧道機電專業設置了攝像機。
(2)氣象檢測系統
云南境內的重要路段，某些高速公路路線途徑的地區群山連綿，山地、溝谷、丘陵、河谷平原和山間盆地相互交錯，橋隧比極高，冬季易出現雨、霧、雪、冰等情況，再加上連續長下坡等因素，會對道路行車安全產生不利影響。按照交通運輸部及中國氣象局《公路交通氣象觀測站網建設暫行技術要求》的相關規定，結合地域氣候特點，干線公路需要設置兩種類型的氣象觀測站:局地站和普通站。局地站代表的是較短路段、特殊地形地物處或橋梁結構物的特定交通天氣狀況，如低能見度大霧頻發路段、易結冰橋梁、易發生水淹水毀路段等，主要針對局地惡劣天氣頻發且嚴重影響交通的氣象條件。普通站代表的是較大范圍或較長路段的一般天氣狀況，主要是為滿足路線、路網層次的氣象信息需求，起到加密和補充氣象觀測網的作用，支持公路及其沿線天氣狀況的監測與預報，有利于提高天氣預報的準確性和精細程度。普通站盡可能選取在相對開闊無遮擋的地方。局地站:在同樣低溫的情況下，隧道洞口路面及特大橋橋面相對路基段更易結冰。橋隧比超高，路基段少，橋隧相連的情況十分普遍，特別是海拔2000m以上的地區冬季氣溫較低，易出現大霧，上述問題將更加突出。針對上述情況，結合特大橋、隧道的分布情況，需在橋隧相連的特大橋、超過500米的單獨特大橋附近均設置了遙感式路面狀態及能見度檢測器作為局地站，使運管部門及時掌握路面狀態(干燥、濕滑、水冰雪等覆蓋物)、能見度(雨、霧、霾、沙塵等造成能見度降低的原因)，對外提供實時準確地公眾服務信息，對內及時有效地調用相應的人力物力資源，采取路面處理等措施消除危險隱患。普通站:氣候具有垂直分帶明顯、水平變化不大的特點，按照布設間距，根據海拔分布，在具有典型區域氣候特點地區均設置全要素氣象檢測器作為普通站，與路段或橋梁攝像機合并設置，配合攝像機的視頻檢測功能，及時掌握區域氣象條件，采取有效的交通控制措施，實現異常氣候條件的安全管理。
(3)信息標志
某些路段橋隧相連的情況普遍，路基段較少，上述區域發生異常事件時，車輛無法掉頭或掉頭困難，這就更加增大了緊急情況下交通組織和事故救援的難度，只有互通立交是高速公路向區域路網進行交通疏散的唯一手段，因此根據構造物的分布特點，需要砸在交通管控的重要位置設置情報板用以路況信息，引導車輛行駛，輔助完成交通組織。結合立交分布特點，立交附近設置F型情報板，在交通量較大的立交設置門架式可變情報板。服務區兩側均設置服務區信息標志，用以向駕乘人員提供路況消息，隧道洞口作為交通組織的重點區域已由隧道機電專業設置情報板。
(4)車輛檢測器
根據規范，在各立交、主線站附近均設置車輛檢測器用以反映路段內交通流分布情況，采用在云南省已廣泛使用并且效果較好的雙波長微波車檢器。
(5)交通量調查站
按照《國家高速公路網交通量調查觀測點布局規劃》的要求，屬國高網項目路段需要設置一類調查站和二類調查站。一類調查站的調查數據以反映路網宏觀交通量特征為主，主要為宏觀決策提供支撐，在功能上兼容二類調查站;二類調查站的調查數據以反映道路運行狀態和運行質量為主，主要為路網監控、應急處置、公眾出行信息服務提供信息支撐。具體設置方案如下:一類調查站:根據里程長度，設置于交通量平穩路段，與全程監控攝像機合并設置。
4傳輸模式
(1)外場設備
監控數據與視頻圖像均采用全數字的傳輸方式，所有外場監控設備通過工業以太網交換機接入收費站內的視頻傳輸交換機，再由通信系統提供的以太網電路上傳至監控分中心。各交換機之間利用主干光纜組成千兆光纖自愈環網，保證數據、圖像傳輸的穩定可靠性。
(2)隧道監控設施
各隧道視頻圖像、控制信號先傳輸至隧道管理所視頻傳輸交換機，再由隧管所上傳至站內通信點，最后經通信系統匯總至監控分中心。
(3)網絡性能要求
路段分中心內部網絡及外場設備至路段分中心互聯的IP網絡性能指標滿足《IP網絡技術要求－網絡性能參數與指標》(YD/T1171－2001)所規定的1級(交互式)或1級以上服務質量(QoS)等級要求。具體指標如下:網絡時延上限值為400ms;時延抖動上限值為50ms;丟包率上限值為1×10－3。
5高清攝像機的應用
本縣治安視頻監控系統于2008年開始構建，09年正式投入使用，它主要由三大部分組成：一是縣政府牽頭建設的平安城市“天眼”工程；二是公安機關內部自建的監控系統，用于對槍彈庫及局機關下屬各部門的重點部位進行監控（紅外定像監控頭）；三是社會單位自建自用的監控系統（正在建設屬于第三期工程尚未投入使用），其中包括金融系統、公共娛樂場所、及廠礦企業安裝的監控系統。
二、當前視頻監控系統建設應用中存在的問題
1、我縣“天眼”視頻監控系統是一期工程建設的社會治安動態視頻監控系統，共有35個視頻探頭，以單獨立桿標準安裝在縣城各個重要路口及位置，該視頻探頭雖可360度旋轉，并自動記錄圖像，但因建設模式采用的是“電信建設，公安租用”，所以在設備選型、配套設施等方面都存在有一定的局限性，首先目前電信采用的前端攝像機和編碼器等設備型號較早，參數、性能等不能滿足我縣安全監控工作需要，有些監控錄象機的參數、性能等在相關網站上查找不到。其次對監控點安裝時沒有考慮到輔助光源，造成白天圖像效果尚可，夜間因光源不足或缺少光源、監控攝像頭防護罩未及時清理灰塵，造成視頻監控成像模糊，無法辨認，大大降低了實戰效能。如所安裝的35個視頻探頭在夜晚光源不足或缺少光源、監控攝像頭防護罩未及時清理灰塵時，造成視頻監控成像模糊，無法辨認。由于以上種種原因嚴重影響社會治安視頻監控系統的實戰效能，我們建設社會治安視頻監控系統的目的不是為了看，現在連看都看不清的一個監控系統，更談不上服務于實戰、更深層次的應用了。
2、現有技防監控系統覆蓋面雖高，但單位值班人員落實不夠好。監控室內值班人員不足，無法保證夜晚值班質量，因值班人員嚴重不足，從而導致值班人員沒有足夠的時間去認真觀察監控圖像，不能及時發現犯罪，只能亡羊補牢。
3、對已建的技防監控系統使用及后期維護還存在一些問題。一是缺乏具有熟悉監控系統的專職人員對技防監控系統進行監控；二是日常線路的維護和保養工作沒有及時得到落實，導致許多監控點出現圖像不清及黑屏等問題無法及時得到解決。
4、視頻功能本身不合理，雖可以360度人工旋轉，但無法自動定時定角度旋轉，實現全天候、全方位監控。
5、監控器的位置擺放不合理，觀察不到關鍵位置和必經之路或攝像機易被破壞。主要體現在監控點施工不規范，安裝質量大打折扣，施工中直接將攝像機安裝在建筑物、路旁電桿或其它附屬物上，既不安全，也不利于全方位監控，有的監控點安裝時沒有考慮輔助光源，造成白天圖像效果尚可，夜間圖像效果模糊，大大降低了實戰效能。
6、多個新建住宅小區及重點部位未安裝視頻監控。從目前我縣社會面監控系統使用情況看，視頻監控系統建設雖然起步較早，但與經濟快速發展、農村加快建設、動態治安控制的要求相比，與發達地區相比，建設速度仍然滯后，監控探頭總量還不多、密度不大，部分重點單位、企事業機關、道路街面、公共復雜場所、居民住宅小區等還存在監控盲區，金融單位、加油站等內部監控設備安裝還沒有完全到位。特別是居民小區、企業事業等單位重點部位在主動落實技防措施上顯得力度不夠，僅靠公安機關一家“單打獨斗”，導致社會面監控系統覆蓋率不高，根本無法與當前日趨復雜的社會治安形勢相適應。
三、對技防監控系統的建議
1、在建設過程中要注重圖像存儲質量、有效畫面抓錄、圖像保存時間等，最大限度地滿足實戰需求
在技術層面上，要廣泛應用無線傳輸、網絡傳輸、移動監控、人像自動識別等高端技術，并積極協調電力部門配合支持，確保夜間監控區域光亮度達到要求，提高監控圖像清晰度。在后續維護上，要建立一支設備維護隊伍，在各個點確定一至二名維修人員，負責日常檢查督導定期維修，以確保系統正常運轉。要組織相關維修人員對監控設備的視頻功能進行合理調整，使它們自動定時定角度旋轉，達到全方位自動監控。對監控器的位置擺放不合理的地方，進行重新安裝和調整，使關鍵位置和必經之路等都能得到有效防控。
2、統一規劃，在建設布局上實現全覆蓋
縣委、縣政府要結合我縣實際，出臺全縣治安監控實施方案，限時、保質、保量完成任務。采取單位籌資、縣獎勵的辦法解決投資經費，并嚴格落實獎懲制度，鼓勵先進，鞭策后進，全面推進。在治安保衛重點單位、集鎮街道、車站碼頭、公共復雜場所，治安卡口、治安復雜地區等，要突出重點，全面安裝視頻監控。在縣道、省道要合理布建監控探頭，要合理布局，并且定時抓拍。各監控系統、監控點之間要互為補充、有機銜接、聯成網絡，做到跟蹤接力、連續拍錄，不留空白和盲區，做到全面覆蓋。
3、健全規章制度
進一步建立健全設備維護制度、值守人員工作制度、監控信息調閱復制制度、監控信息分析制度、業務培訓制度等一整套監控系統管理工作制度，把設備運轉、安全維護、服務運用、信息調閱等各個環節的工作納入規范化管理軌道，用制度強管理，確保系統高效運轉、發揮作用。對運用系統預防制止犯罪、發現重大線索證據破案或提供重要情報信息的要及時給予獎勵，并堅持監控成效與獎金福利、評先評優、年度考評相結合，激發值班及維護人員的工作積極性；對因工作失職造成嚴重后果的，要落實責任倒查，嚴肅責任追究。
1.室內設計計算溫度的取值
通常來說，進行暖通空調設計，首先就是進行建筑物室內溫度的計算取值，要從實際情況出發，根據建筑物所在地區的自然環境、室內溫度進行取值，室內溫度取值如何直接影響著暖通空調系統的耗能大小，通過對夏季制冷環境下的室內溫度調查得出，室內溫度升高一攝氏度，能源消耗就會降低10%左右；而在冬季制熱的條件下，溫度每降低一攝氏度，耗能就會較少8%左右。所以說室內溫度取值必須要做到科學、嚴禁、精確。這樣是為了能夠將我國的每一份資源都得到最大限度的使用。在我國的《公共建筑節能設計標準》中對一般民用建筑室內供暖溫度取值以及制冷取值都進行了明確規定，具體為：夏季民用建筑供暖和制冷溫度不能低于二十五攝氏度，而冬季制熱的溫度則不能夠高于二十攝氏度。
2.冷熱負荷計算
冷熱負荷計算也是非常關鍵的一個環節，一般來說，暖通空調系統的設計上針對冷熱管道的大小、源容量以及水泵配置等方面都應該進行科學地設計，而冷熱符合計算為這些設計提供了不可缺少的可靠依據，這些計算數據的準確與否，直接關系到系統地耗能問題，因此針對這方面的計算，必須要做到可靠、準確，這樣才能夠達到耗能優化，同時也為后期維修減少成本。另外，在實際的設計過程中，設計人員應該借鑒大量成功的例子以及經驗，將普遍規律進行分析，采用統計分析回歸計算來實現設計指標的確定，它雖然在具體的設計中不具有精確性但是勝在具有代表性。
二、采暖與空調冷凍水系統設計
1采暖系統設計
采暖系統設計的合理與否關系著建筑暖通空調系統是否能實現節能運行的功能。管路系統結構簡單，易于操作，相關設備耗材使用量少，前期建設成本低后期維護費用少；能夠實現不同建筑空間溫度獨立調節控制；實現熱量消耗分戶分攤功能；以上三個原則是民用住宅和公共建筑科學合理設計暖通空調系統的原則。在具體的設計過程中應當依據不同的情況而定。
2空調冷凍水系統設計
依照相關國家標準，設置多臺冷凍水系統節能設計時，以能夠跟隨負荷變化實現自動改變系統流量為目標，盡量降低系統運行中的能耗。當前我國常用的空調冷水系統有一次泵變流系統一次泵定流量系統，二次泵變流量系統，兩管制及四管制系統等。
三、采暖與空調水系統的補水及定壓設計
在實際工程設計中應當根據系統的整體規模和不同系統的實現形式按系統的用水容量來計算。封閉式采暖空調系統補水定壓點應當設置在循環水泵入口處。
四、風系統設計
空調風系統的設計關系著空調系統能耗的大小和運行的成本，同時也關系著人體的舒適度。對于人員分布比較集中的地區可以進行相應的集中供暖，這樣可以提高能源的利用率。而對于建筑面積大人員多的場合要進行集中的供暖控制時，應當采用全空氣空調系統；通風系統設計中熱量是一個主要問題，由于電氣設備在運行的過程中，必然會大量的產生的熱量，一旦這些熱量無法得到及時排除，那么就會對設備的這樣運行帶來影響，從而導致故障的發生，這樣一來節能目標要求也隨之降低。所以說做好通風系統設計，是及時排除熱量的有效手段，設計的最終目的就是將熱量全部排出，是整個系統得以有效運行的前提調教。集中空調通風系統的排風熱回收應當符合相關規定要求。在排風熱回路設備型號的選擇上也需要嚴格依據國家規定進行。
五、冷熱源設備選型
在整個暖通空調設計上，冷熱源設備的選型是最為重要的部分。這部分應該嚴格的根據建筑功能、規模以及造價等進行。具體為：充分利用毗鄰工業余熱，將其作為冬季熱源，采用溴化鋰吸附式冷水機組進行工業熱水降溫，降低成本，將其引入到空調系統中使用，這樣一來資源得到了二次利用；要根據當地的能源結構進行選擇，科學利用當地的富余能源，比如：采用風能、地熱能以及太陽能等可再生、清潔型的能源。
六、保溫與保冷
空調系統已經成為新型建筑工程的重要組成部分，對改善室內生活環境具有良好的效果，但是從實際運行情況來看，運行過程中會產生較大的能耗。造成空調系統運行高能耗的因素包括多個方面：
1.1日常管理不當
對于很多寫字樓或者商業中心建筑來說，在空調系統運行過程中，存在開窗通風以及機械排風等情況，導致室內外通風換氣形成的冷負荷占到總冷負荷的50%以上。
1．2系統設計不合理
在建筑工程施工時，空調系統設計不合理，缺乏必要的調節手段，導致系統中水泵、制冷劑以及風機長時間處于低效運行狀態，降低了能源利用效率。另外，在系統內各設備運行過程中管理不當，影響系統開關切換與匹配，也會在一定程度上增加能耗。
1．3建筑外墻設計不當
現在很多建筑工程外墻結構都是選擇用玻璃幕墻的方式，或者是窗墻比過大，且具有多個朝向。在建筑空調系統設計時，對結構內外區分設計不當，并存在設計負荷錯誤因素，導致空調系統運行存在冬季內區偏熱、外區正常甚至偏冷的情況。對于建筑工程來說，內區在使用過程中，受燈光、人員以及設備等因素影響，受到室外氣象因素的影響比較少，全年內區會長期處于冷負荷狀態，需要空調系統常年供冷；而外區在使用過程中受到室外氣象因素影響比較大，并且隨著季節的變化，室內負荷也會出現冷、熱負荷交替變化的情況，即夏季需要供冷、冬季需要供熱。
2影響建筑空調系統節能設計因素分析
2．1缺乏創新意識
對于建筑空調系統的設計，首先應保證其基本功能的正常發揮，在設計時為保證系統運行安全，一般都會將參數設計的比較大，而這樣設計也就增加了系統運行的能耗。例如，負荷計算值與實際值相差較大、冷熱源設備裝機量比較大、系統配置不合理等，都會對空調系統最終運行效率產生影響。在進行系統設計時，如果還是應用傳統設計方案，即便是選擇效率高的主機，整個系統在長時間的負荷狀態下運行，也會降低系統的整體運行效率，增加系統運行能耗。另外，如果主機余量過大，同樣會導致水泵等輸送動力設備容量過大，整個管路特性遠離最佳工作點，增加系統運行能耗。
2．2設計方案生搬硬套
隨著空調系統應用范圍的增大，現在已經形成了相對完善的設計體系，存在大量的成功設計案例。這樣就導致很多建筑空調設計人員在設計時，選擇一個成功案例生搬硬套到本工程中，并不能結合實際需求對空調系統運行原理以及運行特點進行深入的了解，影響系統最終設計效果。另外，也存在部分設計人員為追求新技術、新設備、新方案，在沒有進行綜合分析的情況下，盲目應用各項新技術，不但不能起到節能降耗的效果，而且還會增加系統設計成本。
2．3綜合設計效果低
很多建筑空調系統在進行設計時，只是以設計工況來作為依據進行設計，并沒有考慮全年空調系統節能運行需求，設計完成后綜合應用效果低。例如，未充分利用新風供冷，在設計時僅要求降冬、夏兩季的新風負荷，將新風口以及空調機組新風入口按照冬、夏兩季風量設計，最終使得過渡季節系統運行時還需要開啟冷水機組，造成空調能耗增加。
3建筑空調系統節能設計優化策略
3.1降低設計負荷
建筑空調冷熱負荷主要包括通過玻璃窗日照形成的負荷、通過圍護結構傳熱形成的負荷、處理新風形成的負荷以及室內熱源散熱形成的負荷等，其中圍護結構傳熱消耗的能量占據系統總能耗的40%左右，處理新風所需能耗大約為系統整體能耗的30%-40%左右。就建筑空調系統設計現狀來看，很多設計人員在進行系統設計時，基本上都是以符合指標作為依據進行估算，并且為滿足安全需求，將最終確定的負荷參數設計地比較大，使得系統內各設備容量遠遠大于實際運行需求，出現大馬拉小車的情況。此種設計方法不但不可以達到節能效果，反而還會增加投資，因此在進行設計時，應結合實際需求來適當降低設計負荷，提高空調系統冷熱負荷的合理性與準確性。
3．2合理確定空調形式
在確定空調形式時，應以建筑工程規模、用途、使用特點以及負荷變化等因素作為基礎，保證各項參數設計的合理性。空調形式的分類有很多種，如以空氣處理設備位置為依據，分為集中系統、分散系統以及半集中系統；以負擔室內負荷所用介質為依據，分為全水系統、全空氣系統、制冷劑系統以及空氣與水混合系統；以集中系統處理空氣來源為依據，可以分為封閉式系統、混合式系統以及直流式系統。對于空調形式的選擇，需要保證其滿足建筑工程使用要求，并且要盡量降低投資成本，并以降低能耗為主要依據。
3．3合理設定溫濕度參數
空調系統能耗與工程當地氣象參數、室內散熱散濕量以及在建筑圍護結構等因素有著直接聯系，并且設定的室內溫濕度參數會直接影響到冷負荷大小。在對室內溫濕度參數進行設定時，應在滿足人體健康與舒適性的條件下進行設計。如夏季室內空氣溫度提高1℃，則可以降低空調系統能耗10%左右，并且如果將濕度提高10%，則可以降低能耗15%左右。因此，在夏季對空調系統進行設計時，溫濕度參數應以較高的干球溫度與相對濕度為依據進行確定，而對于冬季采暖設計時，溫濕度參數則以較低干球溫度與相對濕度為依據，這樣還可以降低維護結構傳熱負荷以及新風負荷，達到降低能耗的目的。3．4應用熱回收裝置空調系統新風引入時會排出一部分的室內空氣，并且大氣溫度與排出氣溫度存在一定的溫差，例如制冷時室內溫度為25℃，室外溫度為37℃，則將25℃氣體排入大氣會帶來能量損失，通過應用熱回收裝置使得新風在處理前與排出氣進行熱交換，更進一步的降低新風溫度。通過此種設計，就可以更有效的降低新風機組負荷，達到降低系統運行能耗的目的。
4結束語
車速傳感器可以發出一定占空比的方波信號，設計采用單片機的脈沖模塊來捕捉可以用來測量信號的周期。車速采集的程序流程如圖2所示。步進電機的轉動不但代表汽車的行駛速度，還代表節氣門的開度，每轉動一定角度就相當于節氣門的開度。因此，當輸入的實際車速A等于目標車速B時，步進電機將不轉動；當輸入的實際車速A大于目標車速B時，步進電機會反轉，減小節氣門開度，從而使實際車速降低至目標車速；當輸入的實際車速A小于目標車速B時，步進電機會正轉，加大節氣門開度，使實際車速升高至目標車速，汽車進入定速巡航控制。
2軟件可靠性措施
為了提高軟件系統的穩定性和可靠性，采取以下措施：（1）封鎖。實際系統中最強的干擾來自自身，如被控的負載電機的通斷、狀態的變化等，在設計軟件時應適當采取措施避開這些干擾。如：當系統要斷開或接通大功率負載時應暫停數據采集，等到干擾過去后再繼續進行；在適當的地方封鎖一些中斷源；幾個通道互相封鎖。這些都是避免或減少干擾的有效方法。（2）程序的失控保護措施。在控制系統中，一般情況下干擾都不會造成計算機系統硬件損壞，但會對軟件的運行環境造成不良影響。表現在：數據碼和指令碼的一些位受到干擾而出現跳變，使程序出現錯誤，最典型的是程序計數器發生跳變，可能把數據當作指令碼。這種程序盲目執行的結果，一方面造成RAM存儲器的數據破壞，另一方面可能會進入死循環，使整個系統失效。因此，應采取有效措施避免程序失控。
3Proteus仿真驗證
3．1定速巡航控制系統總體仿真電路設計
設計中定速巡航控制系統的主要參數是車速值及節氣門開度，因為進行實物測試有設備要求，設備比較復雜，而且測試結果不夠直觀，所以設計最終結果通過Proteus仿真來實現。仿真電路如圖3所示。Proteus軟件的元件庫中擁有AT89C52單片機、ULN2003驅動芯片、步進電機等元件，可滿足設計研究仿真需要。Proteus軟件中的車速采集信號可通過改變脈沖而改變車速，電動機的轉速可直觀地顯示出來，還可體現節氣門開度的大小。
3．2試驗結果與分析
在Proteus仿真平臺上分別對4種情況進行仿真，即實際車速A等于目標車速B、實際車速A大于目標車速B、實際車速A小于目標車速B及實際車速大于120km／h、小于40km／h，仿真結果分別如圖4～7所示。從圖4～7可看出：當輸入的實際車速A等于目標車速B時，步進電機不轉動；當實際車速A大于目標車速B時，步進電動機反轉，節氣門開度減小；當實際車速A小于目標車速B時，步進電動機正轉，節氣門開度加大；當實際車速A超過120km／h、低于40km／h（即脈沖頻率低于100Hz、高于999Hz）時，巡航控制系統會自動退出，步進電機不轉動。表明所設計的軟件能實現簡單的巡航控制系統指令，滿足預定要求。
4結語
