智慧照明信息化管理系統(tǒng)研究應用

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摘要：隨著云計算、大數據、區(qū)塊鏈等技術的飛速發(fā)展,物聯(lián)網技術得到了迅速的推廣應用,智慧城市概念已從理論階段逐步發(fā)展到實現階段。將城市路燈全面納入新型的城市物聯(lián)網體系,運用先進的物聯(lián)網技術,建成集路燈監(jiān)控、生產運行管理、應急指揮及資源共享等功能于一體的照明信息化綜合管理平臺，統(tǒng)一照明監(jiān)管，提高日常管理效能、綠色照明技術支撐、照明節(jié)能減排以及應急處置能力。使照明管理與信息化建設成為智慧城市建設的重要組成部分，全面提高城市照明管理水平，減少能源浪費，提升能源使用效率，達到節(jié)能減排的目的。以期為我國智慧照明信息化綜合管理系統(tǒng)的建設達到世界先進水平做出貢獻。

關鍵詞：智慧照明;微服務；綜合管理平臺;無線組網

一、照明行業(yè)發(fā)展歷程

照明行業(yè)于上世紀80年代興起并迅速發(fā)展。90年代后期，計算機、自動控制、通信、信息處理等技術在全世界的廣泛應用，給各行業(yè)尤其照明行業(yè)都帶來了巨大變革。進入本世紀后，隨著信息時代的到來，大量新產品、新設備、新技術的出現，使智慧照明技術向著一體化集成的方向發(fā)展。由于網絡技術在照明行業(yè)的應用，使得不同控制方式系統(tǒng)之間相互關聯(lián)，實現了資源共享、遠程監(jiān)視、設定、控制及對系統(tǒng)異常信息進行一體化管理。特別是一些管理軟件的應用，用戶只需通過某個界面進行遠程監(jiān)控（如手機APP）。利用計算機、無線通訊數據傳輸、擴頻電力載波通訊技術、計算機智能化信息處理及節(jié)能型電器控制等技術組成的分布式無線遙控、遙測、遙訊控制系統(tǒng)，來實現對照明設備的智能化控制。

二、城市照明行業(yè)發(fā)展面臨的問題

隨著中國城市建設的飛速發(fā)展，裝燈數量、線路長度、覆蓋范圍都有了大幅飛躍，城市照明維護工作量加大，管理的難度越來越大，運營成本也越來越高。與此同時，設施資料復雜、數據不一致且變更頻繁，傳統(tǒng)的管理工具和管理方式存在著資產信息檢索不便、統(tǒng)計困難、管理精細化程度不足等諸多問題。因此迫切需要利用先進的信息化技術，建成集路燈監(jiān)控、生產運行管理、應急指揮及資源共享等功能于一體的綜合性數字化專業(yè)管理平臺，統(tǒng)一照明監(jiān)管，提高日常管理效能。通過先進的管理和維護理念與模式，減少光污染，為各種車輛的駕駛人員以及行人創(chuàng)造良好的視覺環(huán)境，提升城市照明品質，美化城市環(huán)境。

三、城市智慧照明信息化綜合管理系統(tǒng)

城市智慧照明是智慧城管、智慧市政、智慧城市建設的一個環(huán)節(jié)，系統(tǒng)在建設時留有與相關接口，可實現與智慧城市、智慧市政、智慧城管中道路、橋梁、給排水等系統(tǒng)的無縫連接，實現系統(tǒng)資源共享、系統(tǒng)互聯(lián)、操作互動，實現互通、互聯(lián)、互操作。通過對照明設施的遠程智能控制和統(tǒng)一監(jiān)管，可全面有效管理照明能源，避免道路照明使用中將近30%的無意義能源損耗，減少能源浪費，提升能源效率，實現綜合節(jié)能減排。城市智慧照明信息化綜合管理系統(tǒng)建設是智慧城市的重要組成部分，采用先進的信息化科學技術手段對城市照明實現現代化管理，實現全城路燈啟閉和故障的統(tǒng)一監(jiān)管，著力解決照明設施故障的發(fā)現和維護的不及時、資產信息檢索不便、統(tǒng)計困難、管理精細化程度不足等諸多問題。城市智慧照明信息化綜合管理系統(tǒng)項目集合網絡通信技術、微服務技術、工作流技術、實時監(jiān)控技術、地理信息技術、移動GIS技術、全球定位技術，通過照明“一平臺、一張圖、兩類庫、兩大標準體系、多種專業(yè)應用”建設，以及與城管、氣象等部門的信息共享交互，結合“過程管理”新模式，摸清照明“家底”信息，實現照明資產統(tǒng)一監(jiān)管、精確定位、科學評價和輔助決策。做到第一時間發(fā)現問題、第一時間處置問題、第一時間解決問題，實現照明維管“更高、更快、更準、更省”，使照明管理逐步走上資產管理精細化、工作流程標準化、應急處理智能化、決策判斷科學化管理的軌道。為保障城市運行安全和打造服務型政府提供全方位支撐，真正實現市政由被動管理向主動服務轉變，由粗放型向精細化轉變，由單一封閉管理向多元開放互動管理轉變，實現城市管理水平和城市服務功能的全面提升。城市智慧照明信息化綜合管理系統(tǒng)主要包括智慧照明綜合管理平臺、大數據資產管理系統(tǒng)、照明智能化控制系統(tǒng)、物聯(lián)網單燈管理系統(tǒng)、運維管理系統(tǒng)、工程管理系統(tǒng)、車輛調度系統(tǒng)、智慧照明移動APP、照明能耗輔助決策系統(tǒng)、照明微服務系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、照明實景三維系統(tǒng)、智慧燈桿一體化系統(tǒng)等。一平臺—城市智慧照明信息化綜合管理系統(tǒng)基礎平臺，實現照明設施的全生命周期管理，從設施安裝、歷次養(yǎng)護到設施移位、拆除，進行全過程監(jiān)管，并在統(tǒng)一接入、統(tǒng)一監(jiān)控、統(tǒng)一流程的前提下實現統(tǒng)一指揮，形成基于地理信息、照明設施、設備資產、業(yè)務運行信息的一體化模型體系。一張圖—統(tǒng)一的數據采集標準與數據庫建設規(guī)范，實現照明設施采集入庫，并基于統(tǒng)一的電子地圖，實現照明設施數據的錄入、編輯、快速定位、多樣化查詢與統(tǒng)計分析，全方位多角度的展示城市照明各項信息及運行狀況。兩類庫—通過對基礎地理空間數據、各類照明設施部件數據、業(yè)務管理數據等的采集、加工、建庫，建成照明行業(yè)地理信息數據庫和業(yè)務管理數據庫兩大支持數據庫，全面摸清照明“家底信息”，為開展各項數字化、智能化管理業(yè)務提供數據支撐。多種專業(yè)應用系統(tǒng)—城市照明多種專業(yè)應用系統(tǒng)，含城市智慧照明管理系統(tǒng)、城市智慧照明運維管理軟件、車輛定位系統(tǒng)、智慧照明移動平臺軟件、智慧燈桿一體化系統(tǒng)等，同時還可按需建設其他拓展系統(tǒng)。兩大標準體系—主要是指研究建立統(tǒng)一的數據標準體系以及管理規(guī)范和信息安全機制，不斷深化和擴展照明管理的全面應用，并且逐步推廣到整個智慧城市的建設應用中。

四、城市智慧照明信息化綜合管理系統(tǒng)應用的社會效益與經濟效益

通過系統(tǒng)的應用，提高了城市路燈的管理能力，促進城市健康、有序發(fā)展，具有多方面的經濟、社會效益。路燈照亮城市的夜晚，指引人們歸家之路。隨著城市飛速發(fā)展，市政路燈數量更是呈現出跳躍式的增長，同時其也不可避免地消耗著大量電能。城市道路照明作為城市功能性照明，是整個城市夜間運行的基礎，是不可或缺的，而城市照明系統(tǒng)的合理配置和有效運行，更是衡量一個城市市容、市貌的重要標志。政府節(jié)能工作中把政府機構本身和公共行政事業(yè)單位的節(jié)能作為工作的首要任務，用電量大、浪費電嚴重的路燈照明顯然成為政府節(jié)能工作的重中之重了。本系統(tǒng)綜合使用了時控結合光控的方式按需實現開燈，綜合合理規(guī)劃全夜燈、半夜燈實現路燈開關，啟用單燈控制精準管理路燈實現路燈全面節(jié)能。城市智慧照明管理系統(tǒng)為照明設備提供各種自動化控制功能，通過電腦控制和管理軟件實現無故障智能化和無人值守，提高安全可靠性，實現城市照明智能化管理。同時還可以平均延長燈具壽命，大量減少了燈具損耗，節(jié)省了燈具的購置費和更換工程費及維護費等。另外，也減輕了維護人員的勞動量。更重要的是，在很多場所，燈具更換有很大的難度和危險性，工傷事件時有發(fā)生，燈具壽命的延長可大大減少這種危險的發(fā)生。路燈照明設備的正常運行直接關系著城市道路交通的暢通、安全、人民群眾的正常生活。先進高效、安全可靠的城市路燈監(jiān)控系統(tǒng)可以提升城市的服務功能、提高市民出行質量、繁榮市場經濟，同時也發(fā)揮出了節(jié)約能源、降低支出成本、提高經濟效益和社會效益等顯著作用。

五、城市智慧照明信息化綜合管理系統(tǒng)推廣應用前景

新一代信息技術的發(fā)展，智慧路燈作為智慧城市的一個重要組成部分，路燈的智能化控制發(fā)展勢在必行，路燈管理部門迫切需要一套完善的現代的路燈管理平臺，使其在降低管理難度、降低運營成本并提高服務質量的同時達到智能化的控制與有效的節(jié)能減排。隨著物聯(lián)網技術、GIS技術等技術的飛速發(fā)展，路燈作為城市物聯(lián)網的重要對象，具有自帶電源、無需重復建設、分布廣泛等無與倫比的優(yōu)勢，在智慧照明、智慧市政、智慧城市的建設中發(fā)揮著越來越重要的作用。同時，隨著生活質量的不斷提高，人民對市政設施美觀與完好率提出了更高的的要求，路燈維護管養(yǎng)任務也日益艱巨，對相關部門的故障發(fā)現、維護水平、管理水平提出了更高的要求。對單個燈具控制管理技術的引入，可實現城市照明精細化、場景化管理，達到提高照明質量的同時實現綠色節(jié)能照明。全面提升城市照明管理的技術水平和服務水平，以滿足新形勢下的城市建設和發(fā)展需求。智慧照明管理系統(tǒng)，將大大提高路燈照明的自動化控制水平，縮短路燈故障的處理時間，提高人民群眾對路燈的滿意程度。城市路燈集中控制系統(tǒng)將立足于道路照明的本體功能，提高路燈照明運行的可靠性、運行方式的靈活性和管理的簡便性?？刂浦行呐c現場維護的互聯(lián)互通將極大提高路燈維護人員的安全性，路燈設施故障的及時發(fā)現和處理將降低因路燈照明而可能導致的交通事故和其他潛在的安全隱患，路燈開關燈使用光照度控制和定時控制相結合的方案將在達到道路照明標準的同時降低電能消耗實現節(jié)約能源，推進單燈控制將使管理更加精細化，電力使用更加合理化。城市路燈集中控制系統(tǒng)在推進安全照綠色照明、智慧照明的同時亦將促進智慧城市的發(fā)展。

六、結語

隨著照明行業(yè)信息化建設的不斷推進，目前全國已有數百個城市建成了智慧照明，實現了全要素、全時段、全覆蓋的精細化照明管理新模式，為提高城市照明系統(tǒng)的管理效率，提高市民對城市照明滿意度等起到了良好的效果。系統(tǒng)的投入使用，實現了對城市照明設施的啟閉控制和實時運行狀態(tài)監(jiān)測，構建了科學合理的城市照明故障快速反應和調度處理機制，解決了對照明設施故障的發(fā)現和維護的不及時問題，降低了能耗，節(jié)約了人力物力，提高了經濟效益和社會效益。

作者：程子韜 趙海龍 王賓波 吳潔 單位：住房和城鄉(xiāng)建設部科技與產業(yè)化發(fā)展中心