基于地上地下数据的智慧照明信息系统总体设计

付浩程，黄冏

（中国市政工程西南设计研究总院有限公司）

基于地上地下数据的智慧照明信息系统总体设计

付浩程，黄冏

（中国市政工程西南设计研究总院有限公司）

如今，我国部分城市已经开始建设智慧照明系统，通过应用智慧照明系统，不仅能够有效提高照明管理水平，而且在节约能源、降低成本方面也发挥着明显的应用优势。对此，论文介绍了智慧照明建设效益，然后对智慧照明控制系统原理与组成进行了分析，并对基于地上、地下数据的智慧照明信息系统设计要点进行了详细探究。

地上、地下数据；智慧路灯；智慧城市

1 引言

在城市规划建设中，照明工程至关重要。传统的照明系统比较落后，已经很难适应新时期智慧城市建设需要，对此，必须加快智慧照明系统设计建设，提高照明系统的技术水平和操作性，促进照明系统发展。智慧路灯也是目前智慧城市建设的趋势之一，将远程控制、视频监控、基站、环境监测、智能照明、LED显示屏、充电桩集成于一体，在实现智慧城市功能的同时极大地降低了造价。

2 智慧照明建设效益

2.1 节能和经济效益

建设智慧照明信息系统，可以有效提高对于照明设备的控制和管理水平，不仅控制灵活智能、节能效果好，而且还具有较高的经济效益。与此同时，在智慧照明信息系统的实际应用中，还可以降低对于照明设备的日常维护成本，有效延长照明设备使用寿命。

2.2 管理效益

通过应用智慧照明信息系统，可以对智慧路灯系统进行一体化管理，同时还可以进行实时预警，对存在的故障隐患进行科学合理的预测，并采取有效措施及时消除故障隐患。由于系统处理流程具有协同化特征，因此处理效率比较高，能够有效提高智慧路灯管理水平。

2.3 社会效益

通过应用智慧照明信息系统，能够有效保障照明系统服务质量，提高照明系统安全性，改善人居环境，社会效益较高。

3 智慧照明系统原理与组成

智慧照明系统的应用基础是计算机控制平台，具有全数字、模块化特征。在各个模块之间，可以采用光纤进行通信；另外，通过利用光纤，能够对照明、调光灯进行智能化控制，从而有效形成完整的总线系统。在智慧照明信息系统实际运行过程中，可以根据外部环境因素的变化，对总线设备的运行状态进行有效调节，不仅安全性较高，而且节能性较好，通过应用计算机技术，还可以根据用户对于智慧照明信息系统的实际需求进行重新编程，对系统功能进行更改。由此可见，智慧照明信息系统的控制更加灵活，并且可靠性较高。智慧照明信息系统是由很多部分组成的，包括开关模块、手持式编程器、调光模块、时间管理模块、智能传感器、监控计算机、PC接口、调光模块、控制面板等。

4 基于地上、地下数据的智慧照明信息系统总体设计

基于地上、地下数据的智慧照明信息系统是由应用层、平台层、传输层以及监控层所组成的。其中，应用层能够与移动通信网络进行有效连接，接收用户的操作指令，同时通过应用计算机设备对监控大厅进行有效监控，并对照明设备的实际运行进行调节和控制；平台层是由照明信息服务平台以及路灯信息数据库所组成的，通过平台层，可以收集照明设备实际运行过程中的各类信息数据，并为应用层提供数据支持；传输层可以应用先进的传输技术，为感知层设备和上层智慧照明信息系统提供通信功能，并接受系统指令；除此以外，监控层可以对地下路灯管线信息数据和地上路灯设施信息数据进行集成管理，对照明设备进行智能化控制。

4.1 智慧照明信息服务平台

在智慧照明信息系统中，智慧照明信息服务平台是最为重要的数据中心、存储中心以及支撑中心，智慧照明信息服务平台可以接入二维地图以及三维地图，同时还可以对地图信息进行更新，对照明设备的数据信息进行存储和实现，对于数据信息进行编辑，收发设备指令，接入数据网络等。该平台可将信息传至交通指挥中心。

在智慧照明信息服务平台的实际应用中，通过接入网关，可以接入由底层控制设备以及传感器所传入的数据信息，通过该平台对所有的数据信息进行校验和分析，有利于保证数据信息的安全性和可靠性。另外，在智慧照明服务平台中，可以对传入的数据进行解析和处理，然后再从接口中将数据流传入整个智慧照明服务平台的各个模块中，与此同时，通过智慧照明服务平台，也可以通过相反的网关，将所有的控制数据传入底层设备以及传感器中。

智慧照明信息服务平台对于照明设备信息，还可以进行有效管理，对各类照明设备的异构信息进行存储，然后再通过智慧照明信息服务平台的数据编辑功能对异构信息进行编辑。另外，智慧照明信息服务平台还可以对用户权限进行有效管理，通过利用用户权限管理功能，可以明确规定服务平台的管理者、浏览者以及应用者的各类权限，除此以外，还可以创建其他用户角色，对用户权限进行明确规定。除此以外，智慧照明信息系统还具备统一认证功能以及授权服务功能，通过应用这两点功能，可以提供用户鉴权以及授权服务，在智慧照明信息系统的实际应用中，使用者再请求信息时，可以根据事先设定好的用户权限，对用户的请求进行及时响应或者拒绝。

4.2 智慧照明应用服务平台

智慧照明应用服务平台的功能包括设备监控、亮灯策略管理、设施管理以及监控数据管理，其应用基础是智慧照明数据服务平台，能够对数据进行多维融合，从而有效满足照明信息系统日常管理需要，包括设备监测、维护、控制、运行管理等。智慧照明应用服务平台的组成如图1所示。

4.2.1 设备监控分系统

在基于地上、地下数据的智慧照明信息系统设计中，设备监控系统的应用基础是物联网技术，同时，设备监控系统还融合了多种有效信息，包括城市空间信息、基础信息、路灯信息、地下管线信息、视频监控信息、停车位信息等。在实际应用中，可以通过应用先进的信息化方式，对路灯运行的各项参数进行有效监控，同时，还可以对路灯、地下管线、配电设备、摄像头、充电桩的运行状态进行观测，对信息进行分析，如果发现故障点信息，则还可以发出警报，并及时将信息上传，以此有效保障照明设备电路运行的安全性和可靠性。

图1 智慧照明应用服务平台组成

4.2.2 设施管理分系统

通过应用设施管理分系统，可以对照明设备的实际使用状态、库存等信息数据进行有效管理，还可以对照明设备安装使用全过程中所涉及的各类信息进行全过程管理，包括购买信息、入库信息、设备使用信息等。与此同时，通过设施管理分系统，还可以为用户提供查询功能，用户可以通过该系统，对照明设备的实际运行状态及管理属性进行查询。除此之外，用户在日常应用过程中，还可以根据不同类型和工区的分组方式，对照明设备的各类信息进行有效查询。

4.2.3 生产管理分系统

生产管理分系统的主要作用在于：将由设备监控分系统实施监控所获得的故障点信息形成维修工作单，然后再将其发送至各个维修站或者维修人员，维修人员在进行照明设备维修过程中，其还可以对工作人员的临时通电请求进行流程化审批，并将照明设备的最新运行工况上传至照明信息服务平台中。此外，生产管理分系统还可以为市民提供故障报修服务，并为照明设备的日常使用和稽查提供全信息化的流程审批，以此提高照明设备故障管理水平。

4.2.4 亮灯策略管理分系统

在亮灯策略管理分系统中，有为照明设备日常开关灯所提供的策略接口，通过应用该接口，照明设备用户可以根据对于照明设备的应用需求，对开关灯策略以及节能策略进行设定；同时，通过该策略接口，还可以进行优先级设定。在亮灯策略管理分系统的实际应用中，还可以根据城市空间信息系统的三维数据，明确展示出照明设备的节电效果，用户可以根据事先设定好的节能策略以及开关灯策略，对照明设备的节电效果进行有效评估。

4.2.5 监控数据管理分系统

通过设备监控分系统对智慧路灯进行有效监控，能够获得各类监控数据，而监控数据管理分系统的作用就在于对各类报警数据、设备采集数据等进行有效管理；同时，还可以对各类数据进行整理分析，在数据展示方面，可以采用年表展示方式或月表展示方式。除此之外，监控数据管理分系统还具有可扩展模块，有多种信息采集接口以及信息展示接口，可以对各类信息进行展示，包括位置信息、湿度信息、温度信息、地下管网信息、井盖信息、视频监控系统等。

4.3 智慧路灯系统

前端智慧路灯系统由路灯充电系统、智能照明系统、视频监控系统、无线网络系统、环境监测系统、信息发布系统组成。

路灯充电系统提供电动汽车充电功能，可通过微信扫码方式使用充电服务；智能照明系统实现路灯的远程自动控制，可实现单灯控制及节能控制，并可上传电缆被盗信号及路灯故障信号；视频监控系统通过光纤网络上传至监控平台，可对画面中的违章行为、交通流量信息等进行智能分析，并可在手机及PC客户端上实时观看监控内容；无线网络系统利用路灯密集布点，提供大范围、高速、可靠的WIFI覆盖服务；环境监测系统通过管线、井盖、噪声传感器，采集环境数据，上传至监控中心进行统一管理；信息发布系统发布交通路况信息或附近停车场车位信息，便于驾驶员更好地选择通畅线路。

5 结束语

综上所述，智慧照明信息系统具有数据传输便捷、控制水平高、节能效果好、服务水平高等应用优势。文章主要对一种基于地下路灯管线信息数据和地上路灯设施信息设计要点进行了详细分析，该系统以地上和地下数据为应用基础，能够对整个照明系统进行有效监控和管理，提升系统智能化水平和信息化水平，值得推广和应用。

[1]莫夫，李超，余亮，等.基于物联网的小区智能照明管理系统设计与实现[J].计算机测量与控制，2016，24（5）：254-257.

[2]冯玉如.城市道路照明的网络化智能管理系统[J].现代电子技术，2010，33（11）：195-196.

[3]徐进，刘坤.智能化照明系统的研究[J].照明工程学报，2010，21（2）：1-3.

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