王松林

淮安市工程造價管理服務中心，江蘇 淮安 223001

0 引言

在對相關問題進行深入研究分析后發(fā)現(xiàn)，主要原因在于城市照明系統(tǒng)控制方法相對落后，不僅會浪費大量的人力、物力，還會加大城市照明系統(tǒng)能源損耗，縮短燈具的使用壽命。因此，為了滿足智慧城市照明中單燈智能控制需求，文章對單燈智能控制系統(tǒng)進行研究。

1 系統(tǒng)需求分析

智慧城市照明中所采用的單燈智能控制系統(tǒng)集成了通信技術、計算機網(wǎng)絡技術、自動化控制技術、自動化檢測技術等，可以實現(xiàn)對城市照明系統(tǒng)中路燈的單燈或者多燈智能化控制。智慧城市照明中的單燈智能控制系統(tǒng)主要需具備以下功能。

（1）遠程控制功能。通過單燈智能控制系統(tǒng)可實現(xiàn)對單燈和多燈開關、照明亮度、照明時間的遠程控制效果。單燈智能控制系統(tǒng)應具有時控、光控、聲控、旁路控制以及遠程控制效果。在具體控制過程中，單燈智能控制系統(tǒng)應根據(jù)外界光照強度、聲音情況，結合本地區(qū)經(jīng)緯度、季節(jié)、假期、天氣等相關信息，實現(xiàn)路燈的單燈自動化控制[1]。在此過程中，相關人員可以通過遠程控制功能來輸入控制參數(shù)、調整控制模式，進而實現(xiàn)對路燈的遠程和自動化控制，從而有效節(jié)約能源，延長路燈的使用壽命。

（2）自動化檢測功能。單燈智能控制系統(tǒng)中的控制器可以對路燈的實際運行參數(shù)進行檢測采集，再通過電力載波通信技術將相關數(shù)據(jù)傳遞給遠程管理中心，系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行分析處理后，確定各路燈的實際工作狀態(tài)，以方便制訂故障檢修計劃。

（3）自動報警功能。在正常工作條件下，單燈智能控制系統(tǒng)可以對所有路燈的正常運行參數(shù)進行實時監(jiān)測，并將相關數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫，便于后續(xù)動態(tài)化分析對比[2]。系統(tǒng)一旦在對比分析過程中發(fā)現(xiàn)某一路燈存在異常運行參數(shù)，便會及時將相關數(shù)據(jù)反饋給遠程管理中心，并結合地理信息子系統(tǒng)對異常路燈進行精準標注，方便操作人員通知檢修人員進行針對性和預防性檢修，提高路燈故障的處理效率及效果。

2 地理信息子系統(tǒng)

2.1 電子地圖圖層設計

根據(jù)單燈智能控制系統(tǒng)的需求分析，可以將地質地圖劃分為基礎設施圖層和路燈設備層。

（1）基礎設施圖層。該圖層主要包括建筑、道路、綠化等智慧城市基礎設施相關的電子地圖內容相對應的圖層。

（2）路燈設備層。該圖層主要包括路燈及其相關設備和路段等地質地圖內容相對應的圖層。

通過圖層可以實現(xiàn)對某個、某區(qū)域內路燈的顯示及隱藏管理，具體操作過程中還需要對各圖層中的信息要求進行“增刪改查”等操作[3]。

2.2 圖層數(shù)據(jù)庫設計

圖層數(shù)據(jù)庫主要包括位置文件、參考目錄、工作空間和地圖部分。

（1）位置文件。每個數(shù)據(jù)庫都有著一個獨立的位置文件，包含數(shù)據(jù)庫的名稱及存儲位置。

（2）參考目錄。參考目錄中存在大量定義數(shù)據(jù)庫結構的文件，如數(shù)據(jù)庫索引、數(shù)據(jù)庫名稱、數(shù)據(jù)庫物理位置等。

（3）工作空間。工作空間即ArcInfo的工作空間，包括某一個數(shù)據(jù)庫索引的所有地圖部分信息。

（4）地圖部分。地圖部分信息由某一個數(shù)據(jù)庫索引中的圖層組成。

通過分析，確定圖層數(shù)據(jù)庫的設計和優(yōu)化步驟：首先，根據(jù)單燈智能控制系統(tǒng)的實際需求，合理確定數(shù)據(jù)庫索引結構；其次，建立數(shù)據(jù)庫索引文件和索引目錄，并對文件和目錄進行命名，確定數(shù)據(jù)庫ArcInfo工作空間的所在位置；最后，構建數(shù)據(jù)庫框架，為數(shù)據(jù)庫命名，并為數(shù)據(jù)庫中圖層進行定義，引入各類圖層屬性及信息。

2.3 數(shù)據(jù)訪問

為了確保單燈智能控制系統(tǒng)中地理信息子系統(tǒng)的功能完備性和應用有效性，需要在地理信息子系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中集成SDX+空間數(shù)據(jù)庫引擎技術。結合當前實際情況來看，SDX+空間數(shù)據(jù)庫引擎技術已經(jīng)可以支持如SQL、Oracle等多種數(shù)據(jù)庫管理平臺，并且可以用于構建異構數(shù)據(jù)庫和操作系統(tǒng)多節(jié)點式集群，以滿足單燈智能控制系統(tǒng)的設計需求。同時，SDX+空間數(shù)據(jù)庫引擎技術在具體應用過程中已經(jīng)表現(xiàn)出更加穩(wěn)定、成熟、高效的技術優(yōu)勢，可以將現(xiàn)有的GIS空間數(shù)據(jù)信息一體化存儲到數(shù)據(jù)庫中，以便后續(xù)應用過程中對GIS空間數(shù)據(jù)進行“增刪改查”操作。

3 信息管理子系統(tǒng)

3.1 數(shù)據(jù)處理流程

信息管理子系統(tǒng)的核心在于數(shù)據(jù)，在具體應用過程中，信息管理子系統(tǒng)會根據(jù)單燈智能控制系統(tǒng)的實際功能需求和數(shù)據(jù)結果來進行數(shù)據(jù)分析及處理，進而獲取系統(tǒng)所需的各類數(shù)據(jù)信息，方便其動態(tài)化控制。信息管理子系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理流程如圖1所示。

圖1 信息管理子系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理流程

3.2 數(shù)據(jù)庫設計

標準的數(shù)據(jù)庫設計包括以下幾個階段。

（1）需求分析。通過調研分析，獲取用戶需求信息，進而制訂信息管理子系統(tǒng)設計計劃。該階段可能會耗費大量的人力、物力，并且部分信息獲取不完全還可能會影響到最終設計效果，因此必須進行全面數(shù)據(jù)信息收集。

（2）概念結構設計。該階段是信息管理子系統(tǒng)數(shù)據(jù)設計的關鍵，需要對需求分析階段所收集到的各類數(shù)據(jù)信息進行有效綜合分析，進而形成獨立具體的概念模型。

（3）邏輯結構設計。將概念設計階段形成的獨立具體概念模型轉換為數(shù)據(jù)模型，并對數(shù)據(jù)模型進行優(yōu)化完善。

（4）物理結構設計。結合概念模型和數(shù)據(jù)模型，合理選擇符合數(shù)據(jù)應用環(huán)境的物理結構，并基于物理結構對概念模型設計和數(shù)據(jù)模型設計進行預測評估，分析其中存在的不足，實施具體優(yōu)化。

靈活運用現(xiàn)有數(shù)據(jù)平臺所提供的各類數(shù)據(jù)語言、工具，根據(jù)概念結構設計、邏輯結構設計以及物理結構設計，實施具體數(shù)據(jù)庫構建，并在構建過程中持續(xù)進行應用程序的編制和調試，最后將信息管理子系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息導入數(shù)據(jù)庫，開始數(shù)據(jù)庫試運行測試。

在完成數(shù)據(jù)庫試運行測試，并確定沒有問題后，便可將數(shù)據(jù)庫投入具體運營使用過程中。但是，需重視對數(shù)據(jù)庫的運行維護工作，即在日常運營過程中對數(shù)據(jù)庫進行日常檢查分析，優(yōu)化其中存在的問題，實施數(shù)據(jù)庫升級，對數(shù)據(jù)庫進行人工管理，保證數(shù)據(jù)庫的持續(xù)穩(wěn)定。

3.3 系統(tǒng)功能模塊設計

根據(jù)系統(tǒng)需求分析，信息管理子系統(tǒng)應主要包含系統(tǒng)操作、系統(tǒng)登錄、路燈控制、信息查詢、地鐵操作、右鍵操作等功能，具體信息管理子系統(tǒng)功能模塊設計架構如圖2所示。

圖2 信息管理子系統(tǒng)功能模塊設計架構

4 系統(tǒng)效益分析

單燈智能控制系統(tǒng)以社會需求為基礎，并集成了地理信息子系統(tǒng)和信息控制子系統(tǒng)的多樣化功能，不僅可以實現(xiàn)更為復雜化的智能管理，還能夠為后續(xù)單燈智能控制系統(tǒng)的拓展和完善提供一定支持，為類似項目提供了一定的參考。

5 結束語

文章提出一種智慧城市照明中的單燈智能控制系統(tǒng)設計思路。該系統(tǒng)主要包含地理信息子系統(tǒng)和心理管理子系統(tǒng)兩部分子系統(tǒng)，可以通過電子地圖實現(xiàn)單燈、多燈以及區(qū)域內路燈共同控制，并且具有時控、光控、聲控、旁路控制以及遠程控制等多種控制模式，可以適應各類條件下的路燈動態(tài)化智能控制效果，進而為后續(xù)智慧城市照明中單燈智能控制系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)提高重要支持，具有一定的使用價值。