编者按:千里之堤,毁于蚁穴。近年来,路灯电缆偷盗现象造成的经济损失和社会危险巨大,引起人们的警醒,“蚂蚁”为生存而将生命悬于“堤”固然可悲,但“毁堤”而造成生灵涂炭却是可恨。防患于未然是重要措施,本文介绍了一种新的路灯电缆防盗报警设计,通过安装电缆防盗主机和内设无线通讯单元来检测路灯电缆情况,能有效预防路灯电缆被盗。
背 景
1、近年来,路灯电缆偷盗活动日益猖獗。如下表一是根据网上调查得到历年来各城市有报道的电缆偷盗损失统计数据。从中可以看出,路灯电缆偷盗对国家造成的经济损失巨大。
表一 近年来路灯电缆偷盗损失
城市地区 |
时间 |
经济损失(万) |
上海 |
2005年11个月 |
442 |
杭州 |
2004 |
288 |
2005 |
500 |
无锡 |
2005 |
460 |
宁波 |
2002 |
300 |
天津 |
2004 |
300 |
广州 |
2003年40天内 |
100 |
2004年上半年 |
300 |
南京 |
2004年 |
209 |
厦门 |
2005 |
600 |
烟台 |
2004年上半年 |
153 |
深圳 |
2005年 |
200 |
2、路灯电缆偷盗的社会危害
除了直接造成经济损失之外,路灯电缆偷盗还给城市安全带来了极大的危害:
(1)治安和交通安全受影响:路灯大面积停电,汽车行驶在道路上,平均每几分钟就会遭遇黑暗,这种停电故障90%以上是由盗缆贼挖走电缆造成的。路灯不亮的情况下,潜在交通事故、客车上的偷盗案件发生比例都会上升,由此产生的社会治安问题也会层出不穷。
(2)生命安全受威胁:路灯电缆的切割口、很多裸露的线头都是带电的,如果经过的路人不慎踩到或碰到了这些线头,触电的可能性极高,严重时甚至会触电身亡。
(3)自身安全受威胁:除了威胁居民人身安全,偷盗者本身在盗窃过程中也时有触电身亡的例子。因盗窃变电器、盗窃高压电线导致偷盗者伤亡的事件已经发生多起。
3、路灯电缆偷盗发展趋势
近年来由于有色金属涨价,城市规模扩大,外来流动人口增加,路灯电缆偷盗的情况在加速恶化,根据报道的数据表明2003年杭州市因路灯电缆偷盗损失共80万元,2004年为288万元,2005年因电缆偷盗的直接损失达500万元。趋势图如图一所示。可以看出,电缆偷盗造成的损失以每年30%以上的程度迅速恶化,成为了每一个照明管理人员心中的一块巨大心病。
图一、杭州市2003~2005路灯电缆偷盗趋势图
4、采取相应的技术措施刻不容缓
目前城市路灯线缆偷盗形势不断恶化,必须尽快采取相应的技术手段和措施遏止这种趋势的蔓延。采用照明线缆防盗报警技术,通过对路灯线缆进行全天候实时监测,及时发现异常,能降低甚至防止线缆偷盗损失,是一种较好的防偷盗方案。
当前技术和路灯电缆的特殊性
目前国内已有一些生产厂家生产了相应的路灯电缆报警系统,试图解决该问题。这些产品都采用了电力载波通讯或者检测电缆特性的方法来进行偷盗检测。但是由于路灯电缆存在如下特殊性,使得这些技术误报率高。
1.照明线路晚上亮灯后通电、白天灭灯后断电,要求全天候实现防盗报警;
2.路灯电缆的每个光源上都并联几十微法的补偿电容,传统的电力载波信号强度随距离成指数规律下降,导致电力载波通讯非常不可靠;
3.高压钠灯寿命终了前会出现“自熄”现象(一直忽亮忽灭,间隔数分钟),导致电缆电流不确定;
4.路灯电缆埋在地下,长期工作后受雨水、潮湿的影响导致漏电;
5.照明设备的自身故障常导致局部灭灯,电流变化大,难以根据电流分辨该情况是电缆偷盗还是灭灯所致。
一种新的路灯电缆偷盗技术
为了解决这些难题,我们应用了如下路灯电缆防盗报警系统。它是传统的防盗技术、无线报警技术、电力电子技术、计算机数据处理技术、多媒体技术与线缆检测技术的结合,既具有报警功能,又具有线路状态检测功能,误报率低,同时又增加了远程报警的功能。该系统分为两个层次:监测中心和监测前端。
监测前端:包括若干电缆防盗主机(简称“主机”),每个主机又带若干电缆防盗末端(简称“末端”)。主机设置在监控前端,内设无线通讯单元(缺省采用GSM通讯)。主机与电力电缆低压出线相连,末端的数量由低压侧的出线数量决定。末端通过电力载波与监控终端主机相连(间距不大于3000米),同时单路检测器与低压出线的其中一相相连,检测出线的情况(如图2)。
监测中心 :由通讯处理前置机、计算机主机和相关软件构成。监测中心计算机通过无线网络(公网)采集各个点的工作状态,实现数据的记录和管理,进行数据的统计,一旦发现异常可以及时将故障定位,同时将现状报告给相关人员,管理人员可以随时随地主动查询监控前端的运行信息。报警信号具有不同形式(光、声、手机短信报警),能够主动报送或根据预设方案进行报送。同时,监控中心具有短信发送功能,设置好值班人员的手机号码后,在报警时可向这些号码发送报警短信,以便相关人员及时赶赴现场(如图3)。
本系统与其它方案的比较
本系统具有开灯时防盗和熄灯时防盗的功能,本技术与目前国内已有技术的比较分别见表2和表3。可以看到本方案具有成本适中、准确性高、误报率低的特点。
表二 通电条件下防盗技术比较
项目 |
电力载波法 |
测电缆电流法 |
本方案 |
拓扑结构 |
电缆两端分别安装“主机”和“末端” |
在电缆一端安装主机即可 |
电缆两端分别安装“主机”和“末端” |
原理 |
“主机”和“末端”通过电力载波通讯检测电缆通断 |
检测电缆电流是否突变 |
使用“克服补偿电容影响的自激励载波”技术 |
能否克服补偿电容 |
不能 |
能 |
能 |
通讯距离 |
受电缆特性、谐波影响大,实验表明在300-500米左右 |
不受距离限制 |
不受距离限制,供电范围内皆可通讯 |
寿命 |
发送频繁,功率大,元件寿命短 |
长 |
长(因设备功耗极小) |
灯具老化 |
无影响 |
导致误报警 |
无影响 |
自熄灯 |
无影响 |
导致误报警 |
无影响 |
灭灯故障 |
无影响 |
导致误报警 |
无影响 |
多支路电缆防盗 |
可以 |
不可以 |
可以 |
开关灯时可靠性 |
易误报 |
易误报 |
无误报 |
关键技术 |
通用电力载波技术不适合有补偿电容的路灯电缆 |
技术简单成熟 |
完全自己掌握,特别使用于路灯电缆 |
成本 |
高 |
低 |
适中 |
可靠性 |
低 |
低 |
高 |
误报率 |
高 |
高 |
低 |
表三 断电条件下防盗技术比较
项目 |
电力载波法 |
测电缆阻抗法 |
本方案 |
拓扑结构 |
电缆两端分别安装“主机”和“末端” |
在电缆一端安装主机,尾部安装直流回路 |
电缆两端分别安装“主机”和“末端” |
原理 |
“主机”和“末端”通过电力载波通讯检测电缆通断 |
主机根据直流回路判断电缆通断 |
采用“恒流限压源施加低压到电缆”技术和“能克服电缆漏电和补偿电容影响的恒流源载波”技术 |
末端电源 |
电池供电,电池维护工作量大 |
无需电池 |
从主机取电,无需电池 |
能否克服补偿电容 |
不能 |
能 |
能 |
通讯距离 |
受补偿电容影响,实验表明在300-500米左右 |
不受距离限制 |
不受距离限制,供电范围内皆可通讯 |
寿命 |
发送频繁,功率大,元件寿命短 |
长 |
长 |
电缆短路 |
无影响 |
可以检测并报警 |
可以检测并报警 |
电缆漏电 |
无影响 |
导致不能报警 |
无影响 |
阻性负载 |
无影响 |
导致不能报警 |
可以检测并报警 |
多支路电缆防盗 |
可以 |
不可以 |
可以 |
开关灯时可靠性 |
易误报 |
易误报 |
无误报 |
成本 |
高 |
低 |
适中 |
可靠性 |
低 |
低 |
高 |
误报率 |
高 |
高 |
低 |
结 论
本系统目前已在杭州电力局路灯管理所的桥梁灯饰照明系统中得到了试用,多次成功发出电缆偷盗报警信号,工作人员赶到现场后及时制止了窃贼的偷盗电缆行为,挽回了经济损失。本系统报警准确,误报率极低,是防止路灯电缆偷盗的好帮手。
参·考·文·献
[1] http://sh.sohu.com/20060118/n241491610.shtml,《电力设施偷盗高发 建议立法严惩电缆“土拨鼠”》
[2] http://www.why.com.cn/eastday/node19599/node45842/node45844/userobject1ai775642.html,《青年报》,《盗缆猖獗11个月损失442万》
[3] http://www.zjol.com.cn/gb/node2/node802/node1155/node336771/node336786/userobject15ai4587412.html 浙江在线今日早报,《70多根景观路灯统统“开膛破肚”》
[4] httpw.cnnb.com.cn/gb/node2/newspaper/node19917/node19921/7/node29461/node29463/userobject7ai865232.html,《电力:团伙专业作案窃案逐年上升 建设:人防技防入手难防贪婪黑手》
[5] http://news.enorth.com.cn/system/2005/05/10/001019749.shtml,北方网—每日新报,,《路灯被盗一年损失300万 市民发现请赶快举报》
[6] http://61.129.65.8:82/gate/big5/news.eastday.com/eastday/news/news/node4938/node33448/userobject1ai543176.html,《广州供电设施半年被盗电缆可绕足球场两千圈》
[7] http://www.longhoo.net/gb/longhoo/news2004/njnews/city/userobject1ai445944.html,《今年59千米路灯电缆被盗 修复金额高达209万元》
[8] http://www.csnn.com.cn/2006/ca469210.htm,《杏林大片路灯被盗损失400多万 市政部门防不胜防》
[9] http://www.jiaodong.net/2004/8/173656.htm,《不法分子“生财之道”“黑手”伸向市政设施》
[10] http://news.xwsx.com/news/newsShow.asp?id=207709,晶报,《为"挣小钱"偷割电缆 割掉每年200万》
[11] http://news.xzcnc.com/news/nd.asp?id=36074, 《路灯电缆常被盗,有人偷挖请举报》