智慧照明信息化管理系统研究应用

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摘要：随着云计算、大数据、区块链等技术的飞速发展,物联网技术得到了迅速的推广应用,智慧城市概念已从理论阶段逐步发展到实现阶段。将城市路灯全面纳入新型的城市物联网体系,运用先进的物联网技术,建成集路灯监控、生产运行管理、应急指挥及资源共享等功能于一体的照明信息化综合管理平台，统一照明监管，提高日常管理效能、绿色照明技术支撑、照明节能减排以及应急处置能力。使照明管理与信息化建设成为智慧城市建设的重要组成部分，全面提高城市照明管理水平，减少能源浪费，提升能源使用效率，达到节能减排的目的。以期为我国智慧照明信息化综合管理系统的建设达到世界先进水平做出贡献。

关键词：智慧照明;微服务；综合管理平台;无线组网

一、照明行业发展历程

照明行业于上世纪80年代兴起并迅速发展。90年代后期，计算机、自动控制、通信、信息处理等技术在全世界的广泛应用，给各行业尤其照明行业都带来了巨大变革。进入本世纪后，随着信息时代的到来，大量新产品、新设备、新技术的出现，使智慧照明技术向着一体化集成的方向发展。由于网络技术在照明行业的应用，使得不同控制方式系统之间相互关联，实现了资源共享、远程监视、设定、控制及对系统异常信息进行一体化管理。特别是一些管理软件的应用，用户只需通过某个界面进行远程监控（如手机APP）。利用计算机、无线通讯数据传输、扩频电力载波通讯技术、计算机智能化信息处理及节能型电器控制等技术组成的分布式无线遥控、遥测、遥讯控制系统，来实现对照明设备的智能化控制。

二、城市照明行业发展面临的问题

随着中国城市建设的飞速发展，装灯数量、线路长度、覆盖范围都有了大幅飞跃，城市照明维护工作量加大，管理的难度越来越大，运营成本也越来越高。与此同时，设施资料复杂、数据不一致且变更频繁，传统的管理工具和管理方式存在着资产信息检索不便、统计困难、管理精细化程度不足等诸多问题。因此迫切需要利用先进的信息化技术，建成集路灯监控、生产运行管理、应急指挥及资源共享等功能于一体的综合性数字化专业管理平台，统一照明监管，提高日常管理效能。通过先进的管理和维护理念与模式，减少光污染，为各种车辆的驾驶人员以及行人创造良好的视觉环境，提升城市照明品质，美化城市环境。

三、城市智慧照明信息化综合管理系统

城市智慧照明是智慧城管、智慧市政、智慧城市建设的一个环节，系统在建设时留有与相关接口，可实现与智慧城市、智慧市政、智慧城管中道路、桥梁、给排水等系统的无缝连接，实现系统资源共享、系统互联、操作互动，实现互通、互联、互操作。通过对照明设施的远程智能控制和统一监管，可全面有效管理照明能源，避免道路照明使用中将近30%的无意义能源损耗，减少能源浪费，提升能源效率，实现综合节能减排。城市智慧照明信息化综合管理系统建设是智慧城市的重要组成部分，采用先进的信息化科学技术手段对城市照明实现现代化管理，实现全城路灯启闭和故障的统一监管，着力解决照明设施故障的发现和维护的不及时、资产信息检索不便、统计困难、管理精细化程度不足等诸多问题。城市智慧照明信息化综合管理系统项目集合网络通信技术、微服务技术、工作流技术、实时监控技术、地理信息技术、移动GIS技术、全球定位技术，通过照明“一平台、一张图、两类库、两大标准体系、多种专业应用”建设，以及与城管、气象等部门的信息共享交互，结合“过程管理”新模式，摸清照明“家底”信息，实现照明资产统一监管、精确定位、科学评价和辅助决策。做到第一时间发现问题、第一时间处置问题、第一时间解决问题，实现照明维管“更高、更快、更准、更省”，使照明管理逐步走上资产管理精细化、工作流程标准化、应急处理智能化、决策判断科学化管理的轨道。为保障城市运行安全和打造服务型政府提供全方位支撑，真正实现市政由被动管理向主动服务转变，由粗放型向精细化转变，由单一封闭管理向多元开放互动管理转变，实现城市管理水平和城市服务功能的全面提升。城市智慧照明信息化综合管理系统主要包括智慧照明综合管理平台、大数据资产管理系统、照明智能化控制系统、物联网单灯管理系统、运维管理系统、工程管理系统、车辆调度系统、智慧照明移动APP、照明能耗辅助决策系统、照明微服务系统、视频监控系统、照明实景三维系统、智慧灯杆一体化系统等。一平台—城市智慧照明信息化综合管理系统基础平台，实现照明设施的全生命周期管理，从设施安装、历次养护到设施移位、拆除，进行全过程监管，并在统一接入、统一监控、统一流程的前提下实现统一指挥，形成基于地理信息、照明设施、设备资产、业务运行信息的一体化模型体系。一张图—统一的数据采集标准与数据库建设规范，实现照明设施采集入库，并基于统一的电子地图，实现照明设施数据的录入、编辑、快速定位、多样化查询与统计分析，全方位多角度的展示城市照明各项信息及运行状况。两类库—通过对基础地理空间数据、各类照明设施部件数据、业务管理数据等的采集、加工、建库，建成照明行业地理信息数据库和业务管理数据库两大支持数据库，全面摸清照明“家底信息”，为开展各项数字化、智能化管理业务提供数据支撑。多种专业应用系统—城市照明多种专业应用系统，含城市智慧照明管理系统、城市智慧照明运维管理软件、车辆定位系统、智慧照明移动平台软件、智慧灯杆一体化系统等，同时还可按需建设其他拓展系统。两大标准体系—主要是指研究建立统一的数据标准体系以及管理规范和信息安全机制，不断深化和扩展照明管理的全面应用，并且逐步推广到整个智慧城市的建设应用中。

四、城市智慧照明信息化综合管理系统应用的社会效益与经济效益

通过系统的应用，提高了城市路灯的管理能力，促进城市健康、有序发展，具有多方面的经济、社会效益。路灯照亮城市的夜晚，指引人们归家之路。随着城市飞速发展，市政路灯数量更是呈现出跳跃式的增长，同时其也不可避免地消耗着大量电能。城市道路照明作为城市功能性照明，是整个城市夜间运行的基础，是不可或缺的，而城市照明系统的合理配置和有效运行，更是衡量一个城市市容、市貌的重要标志。政府节能工作中把政府机构本身和公共行政事业单位的节能作为工作的首要任务，用电量大、浪费电严重的路灯照明显然成为政府节能工作的重中之重了。本系统综合使用了时控结合光控的方式按需实现开灯，综合合理规划全夜灯、半夜灯实现路灯开关，启用单灯控制精准管理路灯实现路灯全面节能。城市智慧照明管理系统为照明设备提供各种自动化控制功能，通过电脑控制和管理软件实现无故障智能化和无人值守，提高安全可靠性，实现城市照明智能化管理。同时还可以平均延长灯具寿命，大量减少了灯具损耗，节省了灯具的购置费和更换工程费及维护费等。另外，也减轻了维护人员的劳动量。更重要的是，在很多场所，灯具更换有很大的难度和危险性，工伤事件时有发生，灯具寿命的延长可大大减少这种危险的发生。路灯照明设备的正常运行直接关系着城市道路交通的畅通、安全、人民群众的正常生活。先进高效、安全可靠的城市路灯监控系统可以提升城市的服务功能、提高市民出行质量、繁荣市场经济，同时也发挥出了节约能源、降低支出成本、提高经济效益和社会效益等显著作用。

五、城市智慧照明信息化综合管理系统推广应用前景

新一代信息技术的发展，智慧路灯作为智慧城市的一个重要组成部分，路灯的智能化控制发展势在必行，路灯管理部门迫切需要一套完善的现代的路灯管理平台，使其在降低管理难度、降低运营成本并提高服务质量的同时达到智能化的控制与有效的节能减排。随着物联网技术、GIS技术等技术的飞速发展，路灯作为城市物联网的重要对象，具有自带电源、无需重复建设、分布广泛等无与伦比的优势，在智慧照明、智慧市政、智慧城市的建设中发挥着越来越重要的作用。同时，随着生活质量的不断提高，人民对市政设施美观与完好率提出了更高的的要求，路灯维护管养任务也日益艰巨，对相关部门的故障发现、维护水平、管理水平提出了更高的要求。对单个灯具控制管理技术的引入，可实现城市照明精细化、场景化管理，达到提高照明质量的同时实现绿色节能照明。全面提升城市照明管理的技术水平和服务水平，以满足新形势下的城市建设和发展需求。智慧照明管理系统，将大大提高路灯照明的自动化控制水平，缩短路灯故障的处理时间，提高人民群众对路灯的满意程度。城市路灯集中控制系统将立足于道路照明的本体功能，提高路灯照明运行的可靠性、运行方式的灵活性和管理的简便性。控制中心与现场维护的互联互通将极大提高路灯维护人员的安全性，路灯设施故障的及时发现和处理将降低因路灯照明而可能导致的交通事故和其他潜在的安全隐患，路灯开关灯使用光照度控制和定时控制相结合的方案将在达到道路照明标准的同时降低电能消耗实现节约能源，推进单灯控制将使管理更加精细化，电力使用更加合理化。城市路灯集中控制系统在推进安全照绿色照明、智慧照明的同时亦将促进智慧城市的发展。

六、结语

随着照明行业信息化建设的不断推进，目前全国已有数百个城市建成了智慧照明，实现了全要素、全时段、全覆盖的精细化照明管理新模式，为提高城市照明系统的管理效率，提高市民对城市照明满意度等起到了良好的效果。系统的投入使用，实现了对城市照明设施的启闭控制和实时运行状态监测，构建了科学合理的城市照明故障快速反应和调度处理机制，解决了对照明设施故障的发现和维护的不及时问题，降低了能耗，节约了人力物力，提高了经济效益和社会效益。

作者：程子韬 赵海龙 王宾波 吴洁 单位：住房和城乡建设部科技与产业化发展中心