付浩程，黃冏

（中國市政工程西南設(shè)計研究總院有限公司）

基于地上地下數(shù)據(jù)的智慧照明信息系統(tǒng)總體設(shè)計

付浩程，黃冏

（中國市政工程西南設(shè)計研究總院有限公司）

如今，我國部分城市已經(jīng)開始建設(shè)智慧照明系統(tǒng)，通過應(yīng)用智慧照明系統(tǒng)，不僅能夠有效提高照明管理水平，而且在節(jié)約能源、降低成本方面也發(fā)揮著明顯的應(yīng)用優(yōu)勢。對此，論文介紹了智慧照明建設(shè)效益，然后對智慧照明控制系統(tǒng)原理與組成進行了分析，并對基于地上、地下數(shù)據(jù)的智慧照明信息系統(tǒng)設(shè)計要點進行了詳細探究。

地上、地下數(shù)據(jù)；智慧路燈；智慧城市

1 引言

在城市規(guī)劃建設(shè)中，照明工程至關(guān)重要。傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)比較落后，已經(jīng)很難適應(yīng)新時期智慧城市建設(shè)需要，對此，必須加快智慧照明系統(tǒng)設(shè)計建設(shè)，提高照明系統(tǒng)的技術(shù)水平和操作性，促進照明系統(tǒng)發(fā)展。智慧路燈也是目前智慧城市建設(shè)的趨勢之一，將遠程控制、視頻監(jiān)控、基站、環(huán)境監(jiān)測、智能照明、LED顯示屏、充電樁集成于一體，在實現(xiàn)智慧城市功能的同時極大地降低了造價。

2 智慧照明建設(shè)效益

2.1 節(jié)能和經(jīng)濟效益

建設(shè)智慧照明信息系統(tǒng)，可以有效提高對于照明設(shè)備的控制和管理水平，不僅控制靈活智能、節(jié)能效果好，而且還具有較高的經(jīng)濟效益。與此同時，在智慧照明信息系統(tǒng)的實際應(yīng)用中，還可以降低對于照明設(shè)備的日常維護成本，有效延長照明設(shè)備使用壽命。

2.2 管理效益

通過應(yīng)用智慧照明信息系統(tǒng)，可以對智慧路燈系統(tǒng)進行一體化管理，同時還可以進行實時預(yù)警，對存在的故障隱患進行科學(xué)合理的預(yù)測，并采取有效措施及時消除故障隱患。由于系統(tǒng)處理流程具有協(xié)同化特征，因此處理效率比較高，能夠有效提高智慧路燈管理水平。

2.3 社會效益

通過應(yīng)用智慧照明信息系統(tǒng)，能夠有效保障照明系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量，提高照明系統(tǒng)安全性，改善人居環(huán)境，社會效益較高。

3 智慧照明系統(tǒng)原理與組成

智慧照明系統(tǒng)的應(yīng)用基礎(chǔ)是計算機控制平臺，具有全數(shù)字、模塊化特征。在各個模塊之間，可以采用光纖進行通信；另外，通過利用光纖，能夠?qū)φ彰?、調(diào)光燈進行智能化控制，從而有效形成完整的總線系統(tǒng)。在智慧照明信息系統(tǒng)實際運行過程中，可以根據(jù)外部環(huán)境因素的變化，對總線設(shè)備的運行狀態(tài)進行有效調(diào)節(jié)，不僅安全性較高，而且節(jié)能性較好，通過應(yīng)用計算機技術(shù)，還可以根據(jù)用戶對于智慧照明信息系統(tǒng)的實際需求進行重新編程，對系統(tǒng)功能進行更改。由此可見，智慧照明信息系統(tǒng)的控制更加靈活，并且可靠性較高。智慧照明信息系統(tǒng)是由很多部分組成的，包括開關(guān)模塊、手持式編程器、調(diào)光模塊、時間管理模塊、智能傳感器、監(jiān)控計算機、PC接口、調(diào)光模塊、控制面板等。

4 基于地上、地下數(shù)據(jù)的智慧照明信息系統(tǒng)總體設(shè)計

基于地上、地下數(shù)據(jù)的智慧照明信息系統(tǒng)是由應(yīng)用層、平臺層、傳輸層以及監(jiān)控層所組成的。其中，應(yīng)用層能夠與移動通信網(wǎng)絡(luò)進行有效連接，接收用戶的操作指令，同時通過應(yīng)用計算機設(shè)備對監(jiān)控大廳進行有效監(jiān)控，并對照明設(shè)備的實際運行進行調(diào)節(jié)和控制；平臺層是由照明信息服務(wù)平臺以及路燈信息數(shù)據(jù)庫所組成的，通過平臺層，可以收集照明設(shè)備實際運行過程中的各類信息數(shù)據(jù)，并為應(yīng)用層提供數(shù)據(jù)支持；傳輸層可以應(yīng)用先進的傳輸技術(shù)，為感知層設(shè)備和上層智慧照明信息系統(tǒng)提供通信功能，并接受系統(tǒng)指令；除此以外，監(jiān)控層可以對地下路燈管線信息數(shù)據(jù)和地上路燈設(shè)施信息數(shù)據(jù)進行集成管理，對照明設(shè)備進行智能化控制。

4.1 智慧照明信息服務(wù)平臺

在智慧照明信息系統(tǒng)中，智慧照明信息服務(wù)平臺是最為重要的數(shù)據(jù)中心、存儲中心以及支撐中心，智慧照明信息服務(wù)平臺可以接入二維地圖以及三維地圖，同時還可以對地圖信息進行更新，對照明設(shè)備的數(shù)據(jù)信息進行存儲和實現(xiàn)，對于數(shù)據(jù)信息進行編輯，收發(fā)設(shè)備指令，接入數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)等。該平臺可將信息傳至交通指揮中心。

在智慧照明信息服務(wù)平臺的實際應(yīng)用中，通過接入網(wǎng)關(guān)，可以接入由底層控制設(shè)備以及傳感器所傳入的數(shù)據(jù)信息，通過該平臺對所有的數(shù)據(jù)信息進行校驗和分析，有利于保證數(shù)據(jù)信息的安全性和可靠性。另外，在智慧照明服務(wù)平臺中，可以對傳入的數(shù)據(jù)進行解析和處理，然后再從接口中將數(shù)據(jù)流傳入整個智慧照明服務(wù)平臺的各個模塊中，與此同時，通過智慧照明服務(wù)平臺，也可以通過相反的網(wǎng)關(guān)，將所有的控制數(shù)據(jù)傳入底層設(shè)備以及傳感器中。

智慧照明信息服務(wù)平臺對于照明設(shè)備信息，還可以進行有效管理，對各類照明設(shè)備的異構(gòu)信息進行存儲，然后再通過智慧照明信息服務(wù)平臺的數(shù)據(jù)編輯功能對異構(gòu)信息進行編輯。另外，智慧照明信息服務(wù)平臺還可以對用戶權(quán)限進行有效管理，通過利用用戶權(quán)限管理功能，可以明確規(guī)定服務(wù)平臺的管理者、瀏覽者以及應(yīng)用者的各類權(quán)限，除此以外，還可以創(chuàng)建其他用戶角色，對用戶權(quán)限進行明確規(guī)定。除此以外，智慧照明信息系統(tǒng)還具備統(tǒng)一認證功能以及授權(quán)服務(wù)功能，通過應(yīng)用這兩點功能，可以提供用戶鑒權(quán)以及授權(quán)服務(wù)，在智慧照明信息系統(tǒng)的實際應(yīng)用中，使用者再請求信息時，可以根據(jù)事先設(shè)定好的用戶權(quán)限，對用戶的請求進行及時響應(yīng)或者拒絕。

4.2 智慧照明應(yīng)用服務(wù)平臺

智慧照明應(yīng)用服務(wù)平臺的功能包括設(shè)備監(jiān)控、亮燈策略管理、設(shè)施管理以及監(jiān)控數(shù)據(jù)管理，其應(yīng)用基礎(chǔ)是智慧照明數(shù)據(jù)服務(wù)平臺，能夠?qū)?shù)據(jù)進行多維融合，從而有效滿足照明信息系統(tǒng)日常管理需要，包括設(shè)備監(jiān)測、維護、控制、運行管理等。智慧照明應(yīng)用服務(wù)平臺的組成如圖1所示。

4.2.1 設(shè)備監(jiān)控分系統(tǒng)

在基于地上、地下數(shù)據(jù)的智慧照明信息系統(tǒng)設(shè)計中，設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用基礎(chǔ)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，同時，設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)還融合了多種有效信息，包括城市空間信息、基礎(chǔ)信息、路燈信息、地下管線信息、視頻監(jiān)控信息、停車位信息等。在實際應(yīng)用中，可以通過應(yīng)用先進的信息化方式，對路燈運行的各項參數(shù)進行有效監(jiān)控，同時，還可以對路燈、地下管線、配電設(shè)備、攝像頭、充電樁的運行狀態(tài)進行觀測，對信息進行分析，如果發(fā)現(xiàn)故障點信息，則還可以發(fā)出警報，并及時將信息上傳，以此有效保障照明設(shè)備電路運行的安全性和可靠性。

圖1 智慧照明應(yīng)用服務(wù)平臺組成

4.2.2 設(shè)施管理分系統(tǒng)

通過應(yīng)用設(shè)施管理分系統(tǒng)，可以對照明設(shè)備的實際使用狀態(tài)、庫存等信息數(shù)據(jù)進行有效管理，還可以對照明設(shè)備安裝使用全過程中所涉及的各類信息進行全過程管理，包括購買信息、入庫信息、設(shè)備使用信息等。與此同時，通過設(shè)施管理分系統(tǒng)，還可以為用戶提供查詢功能，用戶可以通過該系統(tǒng)，對照明設(shè)備的實際運行狀態(tài)及管理屬性進行查詢。除此之外，用戶在日常應(yīng)用過程中，還可以根據(jù)不同類型和工區(qū)的分組方式，對照明設(shè)備的各類信息進行有效查詢。

4.2.3 生產(chǎn)管理分系統(tǒng)

生產(chǎn)管理分系統(tǒng)的主要作用在于：將由設(shè)備監(jiān)控分系統(tǒng)實施監(jiān)控所獲得的故障點信息形成維修工作單，然后再將其發(fā)送至各個維修站或者維修人員，維修人員在進行照明設(shè)備維修過程中，其還可以對工作人員的臨時通電請求進行流程化審批，并將照明設(shè)備的最新運行工況上傳至照明信息服務(wù)平臺中。此外，生產(chǎn)管理分系統(tǒng)還可以為市民提供故障報修服務(wù)，并為照明設(shè)備的日常使用和稽查提供全信息化的流程審批，以此提高照明設(shè)備故障管理水平。

4.2.4 亮燈策略管理分系統(tǒng)

在亮燈策略管理分系統(tǒng)中，有為照明設(shè)備日常開關(guān)燈所提供的策略接口，通過應(yīng)用該接口，照明設(shè)備用戶可以根據(jù)對于照明設(shè)備的應(yīng)用需求，對開關(guān)燈策略以及節(jié)能策略進行設(shè)定；同時，通過該策略接口，還可以進行優(yōu)先級設(shè)定。在亮燈策略管理分系統(tǒng)的實際應(yīng)用中，還可以根據(jù)城市空間信息系統(tǒng)的三維數(shù)據(jù)，明確展示出照明設(shè)備的節(jié)電效果，用戶可以根據(jù)事先設(shè)定好的節(jié)能策略以及開關(guān)燈策略，對照明設(shè)備的節(jié)電效果進行有效評估。

4.2.5 監(jiān)控數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)

通過設(shè)備監(jiān)控分系統(tǒng)對智慧路燈進行有效監(jiān)控，能夠獲得各類監(jiān)控數(shù)據(jù)，而監(jiān)控數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)的作用就在于對各類報警數(shù)據(jù)、設(shè)備采集數(shù)據(jù)等進行有效管理；同時，還可以對各類數(shù)據(jù)進行整理分析，在數(shù)據(jù)展示方面，可以采用年表展示方式或月表展示方式。除此之外，監(jiān)控數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)還具有可擴展模塊，有多種信息采集接口以及信息展示接口，可以對各類信息進行展示，包括位置信息、濕度信息、溫度信息、地下管網(wǎng)信息、井蓋信息、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。

4.3 智慧路燈系統(tǒng)

前端智慧路燈系統(tǒng)由路燈充電系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)組成。

路燈充電系統(tǒng)提供電動汽車充電功能，可通過微信掃碼方式使用充電服務(wù)；智能照明系統(tǒng)實現(xiàn)路燈的遠程自動控制，可實現(xiàn)單燈控制及節(jié)能控制，并可上傳電纜被盜信號及路燈故障信號；視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過光纖網(wǎng)絡(luò)上傳至監(jiān)控平臺，可對畫面中的違章行為、交通流量信息等進行智能分析，并可在手機及PC客戶端上實時觀看監(jiān)控內(nèi)容；無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)利用路燈密集布點，提供大范圍、高速、可靠的WIFI覆蓋服務(wù)；環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)通過管線、井蓋、噪聲傳感器，采集環(huán)境數(shù)據(jù)，上傳至監(jiān)控中心進行統(tǒng)一管理；信息發(fā)布系統(tǒng)發(fā)布交通路況信息或附近停車場車位信息，便于駕駛員更好地選擇通暢線路。

5 結(jié)束語

綜上所述，智慧照明信息系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)傳輸便捷、控制水平高、節(jié)能效果好、服務(wù)水平高等應(yīng)用優(yōu)勢。文章主要對一種基于地下路燈管線信息數(shù)據(jù)和地上路燈設(shè)施信息設(shè)計要點進行了詳細分析，該系統(tǒng)以地上和地下數(shù)據(jù)為應(yīng)用基礎(chǔ)，能夠?qū)φ麄€照明系統(tǒng)進行有效監(jiān)控和管理，提升系統(tǒng)智能化水平和信息化水平，值得推廣和應(yīng)用。

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Design of Intelligent Lighting Information System Based on Ground and Underground Data

FU Hao-cheng, HUANG Jiong

（Southwest Municipal Engineering Design& Research Institute of China）

Nowadays, our part of the city has begun construction of smart lighting system, through the application of intelligent lighting system, not only can effectively improve the lighting management level, but also in energy saving and cost reducing also play the obvious advantages. This article fi rst introduces the construction of smart lighting eff i ciency, and then analyzes the intelligent lighting control system principle and composition, and the key points in the design of smart lighting information system on underground data based on a detailed inquiry.

ground and underground data; intelligent street lamp; smart city