АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА И УПРАВЛЕНИЯ ОСВЕЩЕНИЕМ ГОРОДОВ И АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
AUTOMATED SYSTEM FOR MONITORING AND CONTROLLING LIGHTING OF CITIES AND ROADS

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к системам контроля и управления электротехническими комплексами, и может быть использовано для мониторинга и управления осветительным оборудованием городов и автомобильных дорог, использующих, преимущественно, светодиодные осветительные устройства.
Известно техническое решение, содержащее датчики освещенности, дежурную лампу, таймер, дополнительную лампу, средства дистанционного управления и выключатели [RU 2394401, C1, H05B 37/02, 10.07.2010].
Недостатком этого технического решения является относительно узкие функциональные возможности.
Известно также техническое решение, включающее множество генераторов электрической энергии, соединенных общей энергетической сетью, множество потребителей электрической энергии, подключенных к общей энергетической сети, при этом, потребители электрической энергии содержат выделенную группу преобразователей электрической энергии в тепловую энергию, объединенную системой централизованного управления с возможностью отключения, или включения, или изменения мощности указанных преобразователей [RU 2354024, C1, H02J 13/00, 27.04.2009].
Недостатком этого технического решения также является относительно узкие функциональные возможности.
Наиболее близкой к предложенной является система, содержащая, по меньшей мере, один управляющий модуль для дистанционного управления, по меньшей мере, один исполнительный модуль, при этом, управляющий модуль включает микроконтроллер, управляющий беспроводным приемопередатчиком, индикатор и органы управления, связанные с микроконтроллером, причем, управляющий модуль посредством приемопередатчика осуществляет обмен кодированными сигналами с исполнительным модулем, а исполнительный модуль, включающий приемопередатчик, посредством которого осуществляется обмен кодированными сигналами с управляющим модулем, содержит микроконтроллер с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) и последовательно установленные разъем для подключения к электросети, датчик тока, реле размыкания/замыкания и разъем для подключения электроприбора, при этом, датчик тока связан с микроконтроллером с АЦП, микроконтроллер с АЦП связан с приемопередатчиком для передачи величины потребляемого электроприбором тока на управляющий модуль, кроме того, по сигналу управляющего модуля, принятого приемопередатчиком, микроконтроллер с АЦП управляет реле размыкания/замыкания [RU 72100, U1, H02J 13/00, 27.03.2008].
Недостатком наиболее близкого технического решения также является относительно узкие функциональные возможности.
Требуемый технически и результат заключается в расширении функциональных возможностей.
Требуемый технический результат достигается тем, что, в систему, содержащую первый, второй и третий модули дистанционного управления, а также первый, второй и третий исполнительные модули, вход-выход каждого из которых через соответствующий канал связи соединен с входом-выходом одноименного модуля дистанционного управления, при этом, первый, второй и третий модули дистанционного управления образуют центр управления и являются, соответственно, модулем дистанционного управления индивидуальными источниками освещения, модулем дистанционного управления групповыми источниками освещения и модулем дистанционного управления мобильными бригадами обслуживания, причем, первый исполнительный модуль содержит группу комплексов контроля и управления индивидуальными источниками освещения, каждый из которых содержит сетевой модем комплекса контроля и управления индивидуальным источником освещения, первые входы-выходы которых образуют вход-выход группы комплексов контроля и управления индивидуальными источниками освещения, и блок контроля и управления индивидуальным источником освещения, первый вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом сетевого модема комплекса контроля и управления индивидуальным источником освещения, а второй вход-выход - соединен с входом-выходом блока питания соответствующего индивидуального источника освещения, второй исполнительный модуль содержит группу комплексов контроля и управления групповыми источниками освещения, каждый из которых содержит сетевой модем комплекса контроля и управления группой источников освещения, первые входы-выходы которого образуют вход-выход группы комплексов контроля и управления групповыми источниками освещения, и блок контроля и управления группой источников освещения, первый вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом сетевого модема комплекса контроля и управления группой источников освещения, а второй вход-выход - соединен с входом выходом цепей питания группы источников освещения, а третий исполнительный модуль содержит группу комплексов контроля и управления мобильными бригадами обслуживания, каждый из которых содержит модем комплекса контроля и управления мобильной бригадой обслуживания, первые входы-выходы которого образуют вход-выход группы комплексов контроля и управления мобильными бригадами обслуживания, и блок контроля и управления мобильной бригадой обслуживания, вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом модема комплекса контроля и управления мобильной бригадой обслуживания.
На чертеже представлены: на фиг.1 - функциональная схема автоматизированной системы мониторинга и управления освещением городов и автомобильных дорог, на фиг.2 - комплекса контроля и управления индивидуальным источником освещения, на фиг.3 - комплекса контроля и управления групповым источником освещения, на фиг.4 - комплекса контроля и управления мобильной бригадой обслуживания.
Автоматизированная система мониторинга и управления освещением городов и автомобильных дорог содержит центр 1 управления, который образован первым 1-1, вторым 1-2 и третьим 1-3 модулями дистанционного управления, при этом, первый 1-1, второй 1-2 и третий 1-3 модули дистанционного управления являются, соответственно, модулем дистанционного управления индивидуальными источниками освещения, модулем дистанционного управления групповыми источниками освещения и модулем дистанционного управления мобильными бригадами обслуживания.
Кроме того, автоматизированная система мониторинга и управления освещением городов и автомобильных дорог содержит первый 2, второй 3 и третий 4 исполнительные модули, вход-выход каждого из которых через соответствующий канал связи соединен с входом-выходом одноименного модуля (1-1, 1-2 и 1-3) дистанционного управления.
В автоматизированной системе мониторинга и управления освещением городов и автомобильных дорог первый исполнительный модуль 2 содержит группу комплексов 2-1…2-m контроля и управления индивидуальными источниками освещения, каждый из которых содержит сетевой модем 5 комплекса контроля и управления индивидуальным источником освещения, первые входы-выходы которых образуют вход-выход группы комплексов 2-1…2-m контроля и управления индивидуальными источниками освещения, и блок 6 контроля и управления индивидуальным источником освещения, первый вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом сетевого модема 5 комплекса контроля и управления индивидуальным источником освещения, а второй вход-выход - соединен с входом выходом блока 7 питания соответствующего индивидуального источника освещения,
Второй исполнительный модуль 3 содержит группу 3-1…3-n комплексов контроля и управления групповыми источниками освещения, каждый из которых содержит сетевой модем 8 комплекса контроля и управления группой источников освещения, первые входы-выходы которого образуют вход-выход группы 3-1…3-n комплексов контроля и управления групповыми источниками освещения, и блок 9 контроля и управления группой источников освещения, первый вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом сетевого модема 8 комплекса контроля и управления группой источников освещения, а второй вход-выход - соединен с входом-выходом цепей 10 питания группы источников освещения.
Третий исполнительный модуль 4 содержит группу 4-1…4-k комплексов контроля и управления мобильными бригадами обслуживания, каждый из которых содержит модем 11 комплекса контроля и управления мобильной бригадой обслуживания, первые входы-выходы которого образуют вход-выход группы 4-1…4-k комплексов контроля и управления мобильными бригадами обслуживания, и блок 12 контроля и управления мобильной бригадой обслуживания, вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом модема 11 комплекса контроля и управления мобильной бригадой обслуживания, который может быть выполнен в виде GPRS-модема.
Система содержит отдельные элементы, охарактеризованные на функциональном уровне, и описываемая форма реализации для некоторых из них предполагает использование программируемого (настраиваемого) многофункционального средства, поэтому ниже, при описании ее работы представляются сведения, подтверждающие возможность выполнения таким средством конкретной предписываемой ему в составе данной системы функции.
Работает автоматизированная система мониторинга и управления освещением городов и автомобильных дорог следующим образом.
Центр 1 управления выполнен в виде автоматизированного устройства, основу которого составляют программируемые устройства на основе ЭВМ. Центр 1 управления образован первым 1-1, вторым 1-2 и третьим 1-3 модулями дистанционного управления, которые являются, соответственно, модулем дистанционного управления индивидуальными источниками освещения, модулем дистанционного управления групповыми источниками освещения и модулем дистанционного управления мобильными бригадами обслуживания. Центр 1 управления осуществляет контроль и управления освещением населенным пунктом в целом, крупными магистралями, автомобильными дорогами, группой малых населенных пунктов, отдельными источниками освещения и мобильными бригадами обслуживания. Он формирует команды изменения режимов освещения и ограничения или снятие ограничений. Формируемые в центре 1 управления передаются по каналам связи, в качестве которых могут быть использованы GSM-каналы, и выделяются соответствующими модемами 5, 8 и 11, которые могут быть выполнены в виде стандартных каналообразующих устройств (канальных фильтров), и поступают в блоки 6, 9 и 12, соответственно. Особенностью модемов 5 и 8 является то, что принятые сигналы вводятся в электрическое сетевое напряжение.
Например, при управлении отдельными источниками освещения формируемые модулем 1-1 сигналы по каналу связи поступают в модем 5, в котором вводятся в электрическое сетевое напряжение и совместно с ним передаются в блок 6 контроля и управления индивидуальным источником освещения. В блоке 6 осуществляется разделение управляющего сигнала и сетевого сигнала. Сетевой сигнал в виде питающего напряжения передается в блок 7 питания для преобразования в постоянное напряжение для питания источника освещения. Управляющий сигнал передается в исполнительные элементы блока 7 питания, например, на выключатель для управления блоком 7 питания источника освещения. В более сложном варианте управляющий сигнал изменяет уровень излучения источника освещения, используя питание с широтно-импульсной модуляцией. Это позволяет управлять освещением в широких пределах.
Кроме того, система при управлении индивидуальными источниками освещения может осуществляться и контроль индивидуальных источников освещения, когда, например, в блоке 6 формируется сигнал состояния источника освещения, например, состояние выключателя, уровня освещенности и т.п.Сигнал передается через сетевой модем 5 и канал связи в модуль 1-1, в котором по заданному алгоритму формируется, при необходимости, сигнал управления индивидуальным источником освещения передается. Далее происходят процессы управления, указанные выше.
Управление групповыми источниками освещение происходит аналогично, управлению индивидуальным источникам посредством использования модуля 1-2 дистанционного управления групповыми источниками освещения и задействования второго исполнительного модуля 3, содержащего группу 3-1…3-n комплексов контроля и управления групповыми источниками освещения, каждый из которых содержит сетевой модем 8 комплекса контроля и управления и блок 9 контроля и управления группой источников освещения, второй вход-выход которого соединен с входом-выходом цепей 10 питания группы источников освещения.
Для контроля и управления мобильными бригадами обслуживания используется третий 1-3 модуль дистанционного управления, который является модулем дистанционного управления мобильными бригадами обслуживания. Управление ведется через третий исполнительный модуль 4, содержащий группу 4-1…4-k комплексов контроля и управления мобильными бригадами обслуживания, каждый из которых содержит модем 11 комплекса контроля и управления мобильной бригадой обслуживания, который может быть выполнен в виде GPRS-модема.
и блок 12 контроля и управления мобильной бригадой обслуживания. Блок 12 обеспечивает связь с глобальной системой позиционирования, что позволяет в центре управления поддерживать постоянный контроль местонахождения мобильных бригад обслуживания. Кроме того, блок 12, который выполнен на основе ЭВМ обеспечивает получение команд управления (нарядов и планирование маршрутов), съем и передачу в центр 1 управления сведения из журнала обслуживания, сведения о наличии ЗиПи инструментов, квалификации и допусков на выполнение работ и т.п.
Информационный объем канала связи позволяет подключить дополнительные датчики для обработки сигналов в центре 1 управления (например - контроль состояния окружающей среды).
Таким образом, благодаря усовершенствованию известной системы достигается требуемый технический результат, заключающийся в расширении функциональных возможностей, поскольку обеспечивается контроль состоянием источников освещения, как индивидуальных, так и групповых, расширены возможности по используемому объему контролируемых параметров, расширены функциональные возможности за счет использования радиоканалов каналов связи, т.к. управление может быть осуществлено и при отсутствии наземных, например, кабельных линий связи, поскольку предполагается использование радиоканалов. В предложенной системе обеспечивается также управление мобильными бригадами обслуживания и постоянный контроль маршрутов их передвижения и состояния работ.