智慧照明信息化管理系統(tǒng)研究應(yīng)用

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摘要：隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等技術(shù)的飛速發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了迅速的推廣應(yīng)用,智慧城市概念已從理論階段逐步發(fā)展到實(shí)現(xiàn)階段。將城市路燈全面納入新型的城市物聯(lián)網(wǎng)體系,運(yùn)用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),建成集路燈監(jiān)控、生產(chǎn)運(yùn)行管理、應(yīng)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(tái)，統(tǒng)一照明監(jiān)管，提高日常管理效能、綠色照明技術(shù)支撐、照明節(jié)能減排以及應(yīng)急處置能力。使照明管理與信息化建設(shè)成為智慧城市建設(shè)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(fèi)，提升能源使用效率，達(dá)到節(jié)能減排的目的。以期為我國(guó)智慧照明信息化綜合管理系統(tǒng)的建設(shè)達(dá)到世界先進(jìn)水平做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：智慧照明;微服務(wù)；綜合管理平臺(tái);無(wú)線組網(wǎng)

一、照明行業(yè)發(fā)展歷程

照明行業(yè)于上世紀(jì)80年代興起并迅速發(fā)展。90年代后期，計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、通信、信息處理等技術(shù)在全世界的廣泛應(yīng)用，給各行業(yè)尤其照明行業(yè)都帶來(lái)了巨大變革。進(jìn)入本世紀(jì)后，隨著信息時(shí)代的到來(lái)，大量新產(chǎn)品、新設(shè)備、新技術(shù)的出現(xiàn)，使智慧照明技術(shù)向著一體化集成的方向發(fā)展。由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在照明行業(yè)的應(yīng)用，使得不同控制方式系統(tǒng)之間相互關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了資源共享、遠(yuǎn)程監(jiān)視、設(shè)定、控制及對(duì)系統(tǒng)異常信息進(jìn)行一體化管理。特別是一些管理軟件的應(yīng)用，用戶只需通過(guò)某個(gè)界面進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控（如手機(jī)APP）。利用計(jì)算機(jī)、無(wú)線通訊數(shù)據(jù)傳輸、擴(kuò)頻電力載波通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)智能化信息處理及節(jié)能型電器控制等技術(shù)組成的分布式無(wú)線遙控、遙測(cè)、遙訊控制系統(tǒng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)照明設(shè)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(guó)城市建設(shè)的飛速發(fā)展，裝燈數(shù)量、線路長(zhǎng)度、覆蓋范圍都有了大幅飛躍，城市照明維護(hù)工作量加大，管理的難度越來(lái)越大，運(yùn)營(yíng)成本也越來(lái)越高。與此同時(shí)，設(shè)施資料復(fù)雜、數(shù)據(jù)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(chǎn)信息檢索不便、統(tǒng)計(jì)困難、管理精細(xì)化程度不足等諸多問題。因此迫切需要利用先進(jìn)的信息化技術(shù)，建成集路燈監(jiān)控、生產(chǎn)運(yùn)行管理、應(yīng)急指揮及資源共享等功能于一體的綜合性數(shù)字化專業(yè)管理平臺(tái)，統(tǒng)一照明監(jiān)管，提高日常管理效能。通過(guò)先進(jìn)的管理和維護(hù)理念與模式，減少光污染，為各種車輛的駕駛?cè)藛T以及行人創(chuàng)造良好的視覺環(huán)境，提升城市照明品質(zhì)，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(shè)的一個(gè)環(huán)節(jié)，系統(tǒng)在建設(shè)時(shí)留有與相關(guān)接口，可實(shí)現(xiàn)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(wú)縫連接，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源共享、系統(tǒng)互聯(lián)、操作互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)互通、互聯(lián)、互操作。通過(guò)對(duì)照明設(shè)施的遠(yuǎn)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(wú)意義能源損耗，減少能源浪費(fèi)，提升能源效率，實(shí)現(xiàn)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(shè)是智慧城市的重要組成部分，采用先進(jìn)的信息化科學(xué)技術(shù)手段對(duì)城市照明實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理，實(shí)現(xiàn)全城路燈啟閉和故障的統(tǒng)一監(jiān)管，著力解決照明設(shè)施故障的發(fā)現(xiàn)和維護(hù)的不及時(shí)、資產(chǎn)信息檢索不便、統(tǒng)計(jì)困難、管理精細(xì)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(xiàng)目集合網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、微服務(wù)技術(shù)、工作流技術(shù)、實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)、地理信息技術(shù)、移動(dòng)GIS技術(shù)、全球定位技術(shù)，通過(guò)照明“一平臺(tái)、一張圖、兩類庫(kù)、兩大標(biāo)準(zhǔn)體系、多種專業(yè)應(yīng)用”建設(shè)，以及與城管、氣象等部門的信息共享交互，結(jié)合“過(guò)程管理”新模式，摸清照明“家底”信息，實(shí)現(xiàn)照明資產(chǎn)統(tǒng)一監(jiān)管、精確定位、科學(xué)評(píng)價(jià)和輔助決策。做到第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題、第一時(shí)間處置問題、第一時(shí)間解決問題，實(shí)現(xiàn)照明維管“更高、更快、更準(zhǔn)、更省”，使照明管理逐步走上資產(chǎn)管理精細(xì)化、工作流程標(biāo)準(zhǔn)化、應(yīng)急處理智能化、決策判斷科學(xué)化管理的軌道。為保障城市運(yùn)行安全和打造服務(wù)型政府提供全方位支撐，真正實(shí)現(xiàn)市政由被動(dòng)管理向主動(dòng)服務(wù)轉(zhuǎn)變，由粗放型向精細(xì)化轉(zhuǎn)變，由單一封閉管理向多元開放互動(dòng)管理轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)城市管理水平和城市服務(wù)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(tái)、大數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理系統(tǒng)、照明智能化控制系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)單燈管理系統(tǒng)、運(yùn)維管理系統(tǒng)、工程管理系統(tǒng)、車輛調(diào)度系統(tǒng)、智慧照明移動(dòng)APP、照明能耗輔助決策系統(tǒng)、照明微服務(wù)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、照明實(shí)景三維系統(tǒng)、智慧燈桿一體化系統(tǒng)等。一平臺(tái)—城市智慧照明信息化綜合管理系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)照明設(shè)施的全生命周期管理，從設(shè)施安裝、歷次養(yǎng)護(hù)到設(shè)施移位、拆除，進(jìn)行全過(guò)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(shí)現(xiàn)統(tǒng)一指揮，形成基于地理信息、照明設(shè)施、設(shè)備資產(chǎn)、業(yè)務(wù)運(yùn)行信息的一體化模型體系。一張圖—統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)與數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)規(guī)范，實(shí)現(xiàn)照明設(shè)施采集入庫(kù)，并基于統(tǒng)一的電子地圖，實(shí)現(xiàn)照明設(shè)施數(shù)據(jù)的錄入、編輯、快速定位、多樣化查詢與統(tǒng)計(jì)分析，全方位多角度的展示城市照明各項(xiàng)信息及運(yùn)行狀況。兩類庫(kù)—通過(guò)對(duì)基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)、各類照明設(shè)施部件數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)等的采集、加工、建庫(kù)，建成照明行業(yè)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)和業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)庫(kù)兩大支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)，全面摸清照明“家底信息”，為開展各項(xiàng)數(shù)字化、智能化管理業(yè)務(wù)提供數(shù)據(jù)支撐。多種專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)—城市照明多種專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，含城市智慧照明管理系統(tǒng)、城市智慧照明運(yùn)維管理軟件、車輛定位系統(tǒng)、智慧照明移動(dòng)平臺(tái)軟件、智慧燈桿一體化系統(tǒng)等，同時(shí)還可按需建設(shè)其他拓展系統(tǒng)。兩大標(biāo)準(zhǔn)體系—主要是指研究建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系以及管理規(guī)范和信息安全機(jī)制，不斷深化和擴(kuò)展照明管理的全面應(yīng)用，并且逐步推廣到整個(gè)智慧城市的建設(shè)應(yīng)用中。

四、城市智慧照明信息化綜合管理系統(tǒng)應(yīng)用的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益

通過(guò)系統(tǒng)的應(yīng)用，提高了城市路燈的管理能力，促進(jìn)城市健康、有序發(fā)展，具有多方面的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)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(shù)量更是呈現(xiàn)出跳躍式的增長(zhǎng)，同時(shí)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(gè)城市夜間運(yùn)行的基礎(chǔ)，是不可或缺的，而城市照明系統(tǒng)的合理配置和有效運(yùn)行，更是衡量一個(gè)城市市容、市貌的重要標(biāo)志。政府節(jié)能工作中把政府機(jī)構(gòu)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(wù)，用電量大、浪費(fèi)電嚴(yán)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(shí)控結(jié)合光控的方式按需實(shí)現(xiàn)開燈，綜合合理規(guī)劃全夜燈、半夜燈實(shí)現(xiàn)路燈開關(guān)，啟用單燈控制精準(zhǔn)管理路燈實(shí)現(xiàn)路燈全面節(jié)能。城市智慧照明管理系統(tǒng)為照明設(shè)備提供各種自動(dòng)化控制功能，通過(guò)電腦控制和管理軟件實(shí)現(xiàn)無(wú)故障智能化和無(wú)人值守，提高安全可靠性，實(shí)現(xiàn)城市照明智能化管理。同時(shí)還可以平均延長(zhǎng)燈具壽命，大量減少了燈具損耗，節(jié)省了燈具的購(gòu)置費(fèi)和更換工程費(fèi)及維護(hù)費(fèi)等。另外，也減輕了維護(hù)人員的勞動(dòng)量。更重要的是，在很多場(chǎng)所，燈具更換有很大的難度和危險(xiǎn)性，工傷事件時(shí)有發(fā)生，燈具壽命的延長(zhǎng)可大大減少這種危險(xiǎn)的發(fā)生。路燈照明設(shè)備的正常運(yùn)行直接關(guān)系著城市道路交通的暢通、安全、人民群眾的正常生活。先進(jìn)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(wù)功能、提高市民出行質(zhì)量、繁榮市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，同時(shí)也發(fā)揮出了節(jié)約能源、降低支出成本、提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)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(yīng)用前景

新一代信息技術(shù)的發(fā)展，智慧路燈作為智慧城市的一個(gè)重要組成部分，路燈的智能化控制發(fā)展勢(shì)在必行，路燈管理部門迫切需要一套完善的現(xiàn)代的路燈管理平臺(tái)，使其在降低管理難度、降低運(yùn)營(yíng)成本并提高服務(wù)質(zhì)量的同時(shí)達(dá)到智能化的控制與有效的節(jié)能減排。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、GIS技術(shù)等技術(shù)的飛速發(fā)展，路燈作為城市物聯(lián)網(wǎng)的重要對(duì)象，具有自帶電源、無(wú)需重復(fù)建設(shè)、分布廣泛等無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)，在智慧照明、智慧市政、智慧城市的建設(shè)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。同時(shí)，隨著生活質(zhì)量的不斷提高，人民對(duì)市政設(shè)施美觀與完好率提出了更高的的要求，路燈維護(hù)管養(yǎng)任務(wù)也日益艱巨，對(duì)相關(guān)部門的故障發(fā)現(xiàn)、維護(hù)水平、管理水平提出了更高的要求。對(duì)單個(gè)燈具控制管理技術(shù)的引入，可實(shí)現(xiàn)城市照明精細(xì)化、場(chǎng)景化管理，達(dá)到提高照明質(zhì)量的同時(shí)實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能照明。全面提升城市照明管理的技術(shù)水平和服務(wù)水平，以滿足新形勢(shì)下的城市建設(shè)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(dòng)化控制水平，縮短路燈故障的處理時(shí)間，提高人民群眾對(duì)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(yùn)行的可靠性、運(yùn)行方式的靈活性和管理的簡(jiǎn)便性?？刂浦行呐c現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)的互聯(lián)互通將極大提高路燈維護(hù)人員的安全性，路燈設(shè)施故障的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理將降低因路燈照明而可能導(dǎo)致的交通事故和其他潛在的安全隱患，路燈開關(guān)燈使用光照度控制和定時(shí)控制相結(jié)合的方案將在達(dá)到道路照明標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)降低電能消耗實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源，推進(jìn)單燈控制將使管理更加精細(xì)化，電力使用更加合理化。城市路燈集中控制系統(tǒng)在推進(jìn)安全照綠色照明、智慧照明的同時(shí)亦將促進(jìn)智慧城市的發(fā)展。

六、結(jié)語(yǔ)

隨著照明行業(yè)信息化建設(shè)的不斷推進(jìn)，目前全國(guó)已有數(shù)百個(gè)城市建成了智慧照明，實(shí)現(xiàn)了全要素、全時(shí)段、全覆蓋的精細(xì)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(duì)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(shí)現(xiàn)了對(duì)城市照明設(shè)施的啟閉控制和實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，構(gòu)建了科學(xué)合理的城市照明故障快速反應(yīng)和調(diào)度處理機(jī)制，解決了對(duì)照明設(shè)施故障的發(fā)現(xiàn)和維護(hù)的不及時(shí)問題，降低了能耗，節(jié)約了人力物力，提高了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)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(shè)部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心