編者按:千里之堤,毀于蟻穴。近年來,路燈電纜偷盜現象造成的經濟損失和社會危險巨大,引起人們的警醒,“螞蟻”為生存而將生命懸于“堤”固然可悲,但“毀堤”而造成生靈涂炭卻是可恨。防患于未然是重要措施,本文介紹了一種新的路燈電纜防盜報警設計,通過安裝電纜防盜主機和內設無線通訊單元來檢測路燈電纜情況,能有效預防路燈電纜被盜。
背 景
1、近年來,路燈電纜偷盜活動日益猖獗。如下表一是根據網上調查得到歷年來各城市有報道的電纜偷盜損失統計數據。從中可以看出,路燈電纜偷盜對國家造成的經濟損失巨大。
表一 近年來路燈電纜偷盜損失
城市地區 |
時間 |
經濟損失(萬) |
上海 |
2005年11個月 |
442 |
杭州 |
2004 |
288 |
2005 |
500 |
無錫 |
2005 |
460 |
寧波 |
2002 |
300 |
天津 |
2004 |
300 |
廣州 |
2003年40天內 |
100 |
2004年上半年 |
300 |
南京 |
2004年 |
209 |
廈門 |
2005 |
600 |
煙臺 |
2004年上半年 |
153 |
深圳 |
2005年 |
200 |
2、路燈電纜偷盜的社會危害
除了直接造成經濟損失之外,路燈電纜偷盜還給城市安全帶來了極大的危害:
(1)治安和交通安全受影響:路燈大面積停電,汽車行駛在道路上,平均每幾分鐘就會遭遇黑暗,這種停電故障90%以上是由盜纜賊挖走電纜造成的。路燈不亮的情況下,潛在交通事故、客車上的偷盜案件發生比例都會上升,由此產生的社會治安問題也會層出不窮。
(2)生命安全受威脅:路燈電纜的切割口、很多裸露的線頭都是帶電的,如果經過的路人不慎踩到或碰到了這些線頭,觸電的可能性極高,嚴重時甚至會觸電身亡。
(3)自身安全受威脅:除了威脅居民人身安全,偷盜者本身在盜竊過程中也時有觸電身亡的例子。因盜竊變電器、盜竊高壓電線導致偷盜者傷亡的事件已經發生多起。
3、路燈電纜偷盜發展趨勢
近年來由于有色金屬漲價,城市規模擴大,外來流動人口增加,路燈電纜偷盜的情況在加速惡化,根據報道的數據表明2003年杭州市因路燈電纜偷盜損失共80萬元,2004年為288萬元,2005年因電纜偷盜的直接損失達500萬元。趨勢圖如圖一所示。可以看出,電纜偷盜造成的損失以每年30%以上的程度迅速惡化,成為了每一個照明管理人員心中的一塊巨大心病。
圖一、杭州市2003~2005路燈電纜偷盜趨勢圖
4、采取相應的技術措施刻不容緩
目前城市路燈線纜偷盜形勢不斷惡化,必須盡快采取相應的技術手段和措施遏止這種趨勢的蔓延。采用照明線纜防盜報警技術,通過對路燈線纜進行全天候實時監測,及時發現異常,能降低甚至防止線纜偷盜損失,是一種較好的防偷盜方案。
當前技術和路燈電纜的特殊性
目前國內已有一些生產廠家生產了相應的路燈電纜報警系統,試圖解決該問題。這些產品都采用了電力載波通訊或者檢測電纜特性的方法來進行偷盜檢測。但是由于路燈電纜存在如下特殊性,使得這些技術誤報率高。
1.照明線路晚上亮燈后通電、白天滅燈后斷電,要求全天候實現防盜報警;
2.路燈電纜的每個光源上都并聯幾十微法的補償電容,傳統的電力載波信號強度隨距離成指數規律下降,導致電力載波通訊非常不可靠;
3.高壓鈉燈壽命終了前會出現“自熄”現象(一直忽亮忽滅,間隔數分鐘),導致電纜電流不確定;
4.路燈電纜埋在地下,長期工作后受雨水、潮濕的影響導致漏電;
5.照明設備的自身故障常導致局部滅燈,電流變化大,難以根據電流分辨該情況是電纜偷盜還是滅燈所致。
一種新的路燈電纜偷盜技術
為了解決這些難題,我們應用了如下路燈電纜防盜報警系統。它是傳統的防盜技術、無線報警技術、電力電子技術、計算機數據處理技術、多媒體技術與線纜檢測技術的結合,既具有報警功能,又具有線路狀態檢測功能,誤報率低,同時又增加了遠程報警的功能。該系統分為兩個層次:監測中心和監測前端。
監測前端:包括若干電纜防盜主機(簡稱“主機”),每個主機又帶若干電纜防盜末端(簡稱“末端”)。主機設置在監控前端,內設無線通訊單元(缺省采用GSM通訊)。主機與電力電纜低壓出線相連,末端的數量由低壓側的出線數量決定。末端通過電力載波與監控終端主機相連(間距不大于3000米),同時單路檢測器與低壓出線的其中一相相連,檢測出線的情況(如圖2)。
監測中心 :由通訊處理前置機、計算機主機和相關軟件構成。監測中心計算機通過無線網絡(公網)采集各個點的工作狀態,實現數據的記錄和管理,進行數據的統計,一旦發現異常可以及時將故障定位,同時將現狀報告給相關人員,管理人員可以隨時隨地主動查詢監控前端的運行信息。報警信號具有不同形式(光、聲、手機短信報警),能夠主動報送或根據預設方案進行報送。同時,監控中心具有短信發送功能,設置好值班人員的手機號碼后,在報警時可向這些號碼發送報警短信,以便相關人員及時趕赴現場(如圖3)。
本系統與其它方案的比較
本系統具有開燈時防盜和熄燈時防盜的功能,本技術與目前國內已有技術的比較分別見表2和表3。可以看到本方案具有成本適中、準確性高、誤報率低的特點。
表二 通電條件下防盜技術比較
項目 |
電力載波法 |
測電纜電流法 |
本方案 |
拓撲結構 |
電纜兩端分別安裝“主機”和“末端” |
在電纜一端安裝主機即可 |
電纜兩端分別安裝“主機”和“末端” |
原理 |
“主機”和“末端”通過電力載波通訊檢測電纜通斷 |
檢測電纜電流是否突變 |
使用“克服補償電容影響的自激勵載波”技術 |
能否克服補償電容 |
不能 |
能 |
能 |
通訊距離 |
受電纜特性、諧波影響大,實驗表明在300-500米左右 |
不受距離限制 |
不受距離限制,供電范圍內皆可通訊 |
壽命 |
發送頻繁,功率大,元件壽命短 |
長 |
長(因設備功耗極小) |
燈具老化 |
無影響 |
導致誤報警 |
無影響 |
自熄燈 |
無影響 |
導致誤報警 |
無影響 |
滅燈故障 |
無影響 |
導致誤報警 |
無影響 |
多支路電纜防盜 |
可以 |
不可以 |
可以 |
開關燈時可靠性 |
易誤報 |
易誤報 |
無誤報 |
關鍵技術 |
通用電力載波技術不適合有補償電容的路燈電纜 |
技術簡單成熟 |
完全自己掌握,特別使用于路燈電纜 |
成本 |
高 |
低 |
適中 |
可靠性 |
低 |
低 |
高 |
誤報率 |
高 |
高 |
低 |
表三 斷電條件下防盜技術比較
項目 |
電力載波法 |
測電纜阻抗法 |
本方案 |
拓撲結構 |
電纜兩端分別安裝“主機”和“末端” |
在電纜一端安裝主機,尾部安裝直流回路 |
電纜兩端分別安裝“主機”和“末端” |
原理 |
“主機”和“末端”通過電力載波通訊檢測電纜通斷 |
主機根據直流回路判斷電纜通斷 |
采用“恒流限壓源施加低壓到電纜”技術和“能克服電纜漏電和補償電容影響的恒流源載波”技術 |
末端電源 |
電池供電,電池維護工作量大 |
無需電池 |
從主機取電,無需電池 |
能否克服補償電容 |
不能 |
能 |
能 |
通訊距離 |
受補償電容影響,實驗表明在300-500米左右 |
不受距離限制 |
不受距離限制,供電范圍內皆可通訊 |
壽命 |
發送頻繁,功率大,元件壽命短 |
長 |
長 |
電纜短路 |
無影響 |
可以檢測并報警 |
可以檢測并報警 |
電纜漏電 |
無影響 |
導致不能報警 |
無影響 |
阻性負載 |
無影響 |
導致不能報警 |
可以檢測并報警 |
多支路電纜防盜 |
可以 |
不可以 |
可以 |
開關燈時可靠性 |
易誤報 |
易誤報 |
無誤報 |
成本 |
高 |
低 |
適中 |
可靠性 |
低 |
低 |
高 |
誤報率 |
高 |
高 |
低 |
結 論
本系統目前已在杭州電力局路燈管理所的橋梁燈飾照明系統中得到了試用,多次成功發出電纜偷盜報警信號,工作人員趕到現場后及時制止了竊賊的偷盜電纜行為,挽回了經濟損失。本系統報警準確,誤報率極低,是防止路燈電纜偷盜的好幫手。
參·考·文·獻
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[2] http://www.why.com.cn/eastday/node19599/node45842/node45844/userobject1ai775642.html,《青年報》,《盜纜猖獗11個月損失442萬》
[3] http://www.zjol.com.cn/gb/node2/node802/node1155/node336771/node336786/userobject15ai4587412.html 浙江在線今日早報,《70多根景觀路燈統統“開膛破肚”》
[4] httpw.cnnb.com.cn/gb/node2/newspaper/node19917/node19921/7/node29461/node29463/userobject7ai865232.html,《電力:團伙專業作案竊案逐年上升 建設:人防技防入手難防貪婪黑手》
[5] http://news.enorth.com.cn/system/2005/05/10/001019749.shtml,北方網—每日新報,,《路燈被盜一年損失300萬 市民發現請趕快舉報》
[6] http://61.129.65.8:82/gate/big5/news.eastday.com/eastday/news/news/node4938/node33448/userobject1ai543176.html,《廣州供電設施半年被盜電纜可繞足球場兩千圈》
[7] http://www.longhoo.net/gb/longhoo/news2004/njnews/city/userobject1ai445944.html,《今年59千米路燈電纜被盜 修復金額高達209萬元》
[8] http://www.csnn.com.cn/2006/ca469210.htm,《杏林大片路燈被盜損失400多萬 市政部門防不勝防》
[9] http://www.jiaodong.net/2004/8/173656.htm,《不法分子“生財之道”“黑手”伸向市政設施》
[10] http://news.xwsx.com/news/newsShow.asp?id=207709,晶報,《為"掙小錢"偷割電纜 割掉每年200萬》
[11] http://news.xzcnc.com/news/nd.asp?id=36074, 《路燈電纜常被盜,有人偷挖請舉報》
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