基于资产图谱构建超大城市智慧照明管控平台关键技术研究与应用

严志刚 张文杰 易珑 王庆璞

(广州市照明建设管理中心)

超大城市照明治理是城市综合治理的重要部分，城市照明治理出现的供需两侧结构性矛盾越来越凸显。在供给侧，照明资产设备存在系统组成复杂、时空跨度大、安全管控难等特点,在管理模式上存在条块分割、管理脱节、责任不清等痛点短板。在需求侧，超大城市运行对照明高品质服务、精细化管理、快速化处置等方面提出更高要求。为适应城市高质量发展要求，满足人民日益增长的美好生活向往，超大城市照明治理需要破解现有体制机制、理念模式等方面的制约，构建更加科学合理、系统严密、高效协同的精细化管理体系，对超大城市照明实施高水平治理。

1.研究背景

城市照明是城市公共基础设施建设的重要内容之一，是智慧城市获取信息的终端载体之一。随着广州等超大城市建设的飞速发展，照明设施数量、线路长度、覆盖范围都有了大幅飞跃，城市照明管理的难度越来越大，城市照明设施资产面临变更频繁，管理精细化难度大等诸多问题。

坚持以人民为中心的发展思想，解构超大规模复杂照明系统运行规律与内在机制，原创性提出基于资产图谱电箱管理员负责制的创新模式，聚焦电箱在照明设备管理全链条中的核心功能环节、关键枢纽设备作用，发挥电箱贯通带动效应，强化电箱管理员责任主体地位，加载数字化、网格化、可视化、资产化管理的智慧照明管控平台，建立整体高效、精准维护、系统治理的工作机制，提升城市照明精细化管理水平，为城市CIM 平台和智慧城市建设提供应用示范,为超大城市照明实施高水平治理进行有效探索、做出科学回答。

2.研究目标

基于资产图谱构建超大城市智慧照明管控平台，以电箱作为标准单元，通过整合全链条设备和基础网格，实现系统的相互关联，促进各要素的无缝集成，构建一个完整的资产图谱，绘制全要素资产谱系，实施全周期的闭环管理，推行全链条的在线监控，探索全维度的自动考核，推动全数据的融合应用。通过调整资产归属，优化空间秩序，提升数字应用，加强功能协同，明确责任划分等措施重塑管理格局，使其具有逻辑统一性，对超大城市照明实施精细化管理和高水平治理。同时，将通信技术、监控技术、地理信息技术、全球定位技术，通过照明“一平台、一张图”建设，结合电箱管理员负责制新模式，摸清照明“家底”信息，着力提高照明故障的发现和维护的时效性、资产信息统计的便捷性、照明设施管理的精细化性，使维管工作“更高、更快、更准、更省”，为保障城市照明设施运行安全提供全方位支撑。

3.研究现状

传统照明管理模式存在不足具体如下：

（1）未形成系统的照明治理格局。城市照明治理的传统管理模式存在照明资产设备条块分割、功能散乱、设备割裂、网格交叉等问题，缺乏系统治理理念和整体运行架构，无法准确把握照明体系的工作机制和运行规律，未形成系统的照明治理格局。

（2）电箱核心功能与枢纽作用未充分发挥。电箱在所有照明设备中具备核心功能、关键设备枢纽作用和编码唯一性等特点，传统管理模式未充分发挥电箱作为全链条特征设备和关键设施的核心、枢纽作用，导致电箱的责任主体不够清晰，综合网格员与照明设施管理责任人的联络不够畅通，现场实体电箱和平台数字电箱之间的联络渠道不够顺畅，安全用电、故障处理、应急处置等工作指令传达不够及时，在全领域日常运维管理方面效率有待进一步提高。

（3）照明资产管理的系统性有待提高。传统的照明资产管理缺乏全要素资产谱系，无法有效整合电箱及其上下游设备成为完整的链条，导致照明资产管理不够系统、有序；未形成精确、规范的数字底层数据，影响资产管理的准确性和有效性；难以更新数字资产信息，使得照明资产管理不够及时、效率不高。

（4）精细化管养水平需进一步提升。在照明设施的全过程维护周期中，标准化工作流程和闭环化工作机制不够完善，导致照明设施全方位、精准化管养和服务难以有效提升。

（5）数字赋能和灵敏感知有待加强。迭代升级前的智慧照明管控平台存在功能集成不完善、系统耦合度低等问题，对照明系统空间秩序、功能从属及日常运行状况的监控不够精准和灵敏，需要加强数字赋能和灵敏感知，提升超大城市照明治理的效能。

4.研究内容

基于资产图谱电箱管理员负责制，关键在“箱”，主体在“员”，目标在“制”。基于电箱管理员负责制构建精细化管理体系主要工作内容及实施路径如下：

（1）绘制全要素资产谱系。利用电箱在所有设备中核心功能、关键设备的枢纽作用和编码唯一性特点，以电箱列为全链条特征设备和关键设施，牵引带动上下端所有设备元件组成纵向链条，形成“箱链”，包括计量装置、二次设备、上级电源、外接用电设施、电缆、灯杆、光源等；将所有电箱纵向链条以电箱为核心节点枢纽进行横向联系和功能组合建立设备台账，按空间秩序组成电箱矩阵，形成“箱阵”；把链条上所有设备的相关技术特点、产品信息、回路信息、道路信息、地址信息、空间坐标、电箱管理员等作为轴向附加信息进行加载，实现信息要素横向到边、纵向到底、轴向到里，绘制全要素资产谱系，在空间形态上形成以电箱为基准单元和基础网格的全域网络图谱，形成“箱谱”。在管控平台数字电箱上进行可视化处理，即时显示电箱管理员负责制全要素信息。在现场实体电箱上树立电箱管理员负责制铭牌，建立电箱管理员与社区网格员的即时信息双向交流渠道。

（2）实行全周期闭环管理。落实全生命周期管理理念，对全环节城市照明设施设备的档案进行数字化管理，以照明配电箱作为基本单元记录所有设备自建成运行以来的全过程状态数据，尤其是电表读数、电流、照度等反映设备生命特征及安全性、可靠性、稳定性方面的信息，确保全过程数据可查询、可存储、可追溯。对整个过程任务进行分解和管理，就巡检任务、故障工单处理、业务工作联系单、信访投诉、重大活动保障等关键环节建立标准化的工作流程和规范化的管理程序，形成快捷高效的处理机制。同时，创建具有独特辨识编码的日常维护负面清单、信访投诉清单以及业务工作清单等多个清单库。建立由维护单位一线班组长为一线电箱管理员，一线电箱管理员具体负责相应电箱单元全所关联设备的全过程（含日常养护维修、故障处理、安全用电等）日常维护管理工作。维护单位负责人、业主单位代表作为二、三级电箱管理员，各级电箱管理员形成上下联动，定期组织召开专项会议，通报工作情况，反馈存在问题和处置进度，实现全方位精细化管理机制。

（3）推行全链条在线监控。推动实行全链条在线监控。推进形成资产管理、三遥、远程开关灯、漏电保护、漏电监测、移动作业、电费缴纳、故障反馈、单灯控制等功能集成和系统互联，对电箱关联的所有设备的状态进行全时域监控，精准监控各回路运行情况，部分场景尝试探索精准到单灯控制和故障自动反馈。设定异常阀值，超出限值自动进行预警，涉及安全用电的自动触发保护动作，涉及亮灯质量的自动反馈故障类别和故障地址，涉及电费计费异常的及时反馈给维护端进行核查。加强对回路异常情况的管理，要求发现必立即报告、当天必须进行核查，并规定限期内必须进行修复。根据不同的频次、要素和程度，生成周报、月报、季度报等照明设施周期运行报告，全面掌控照明设施的运行情况。

（4）探索全维度自动考核。进一步优化健全照明考核管理办法，制定包括制度建设、组织架构、台账管理、现场维护、业务办理、安全生产、应急处置、服务质量等全维度指标体系。基于电箱管理员负责制直接对电箱单元进行考核，将考核激励及责任压实穿透到基层一线。对所有以电箱为链条的考核结果进行加权平均后，即生成该维护端的考核结果。由维护单位的电箱管理员常态化提供日常维护数据，在平台管理端采用一个指标一种算法的要求，积极探索并稳定每个指标的数据格式和考核规则，通过考核系统，自动执行不同周期的考核工作，例如月度、季度和年度考核，减少人工考核的主观性，避免由于个人的经验、能力、偏见等因素，影响考核结果等，确保考核结果客观公正。同时，加强考核结果的运用，利用考核结果及考核存在问题，倒逼推动维护单位和电箱管理员加强精细化管理。

（5）推动全数据融合应用。利用照明设施资产现状，建立系统管理运行的基础数据台账，绘制全要素资产谱系。利用平台移动端，由维护单位及电箱管理员作为数据的生产端，在日常维护中常态化生产运行数据，并上传执行端平台，保持平台数据常态化更新迭代、归集存储，由平台管理端优化路径和算法进行大数据分析，数据分析结果反过来广泛应用于维护管理、工单处理、自动考核、故障预警、异常预报、错误纠偏、综合评估等。构建海量数据生产体系，畅通数据自动流转路径，建立数据闭环处理流程。海量数据在生产端、执行端、管理端之间源源不断循环流转，形成所有端口即是数据生产者、又是数据应用者，充分激发数据的生命力、创造力，造就全数据融合应用的蓬勃态势。

5.研究优势

将基于资产图谱电箱管理员负责制嵌入智慧照明管控平台，是聚焦电箱作为关键设备、电箱管理员作为责任主体的机制创新，在系统运行、责任落实、资产管理、精细管养及智慧管控等方面体现出明显机制优势。

（1）系统治理、整体运行。针对传统管理模式存在条块分割、功能散乱、设备割裂、网格交叉等问题，准确把握超大规模照明体系的工作机制和运行规律，深刻理解各设备在功能链条上的内在逻辑，树立系统治理理念，创建整体运行架构，以电箱为基准单元整合全链条设备形成基础网格，以电箱管理员为责任主体负责单元内全域管理，以电箱为枢纽节点设备进行横向连接绘制照明网络图谱，将“点（箱）、线（回路）、块（网格）、面（区域）”融合为有机整体，形成系统性、整体性、秩序性的照明治理格局。

（2）压实责任、穿透底层。强化电箱责任主体，由电箱管理员作为责任人，负责基准单元、基础网格内全域管理，对全链条所有设备，对全过程生命周期，对全领域日常运维进行管理。完善电箱管理员负责制网格化管理，各级电箱管理员上下联动，在日常维护中精准发力，实现点线块面立体式网格布局。在现场实体电箱和平台数字电箱树立电箱管理员负责制铭牌，建立电箱管理员与综合网格员的直接联系渠道，畅通安全用电、故障处理、应急处置等紧急事态下工作指令快速下达穿透至电箱管理员的运行机制。

（3）串珠成链、聚链成谱。根本性解决超大规模照明资产管理缺失、基础数据生成不精准、数字资产更新难等结构性问题，建立以电箱列为全链条特征设备和关键设施的全要素资产谱系，纵向以电箱为基准设备整合其上下游设备成为全链条单元形成“箱链”，横向以电箱为枢纽节点设备将各链条单元聚集成空间分布图形矩阵组成“箱阵”，轴向将链条上所有设备加载附加信息绘制成全要素资产谱系叠加成“箱谱”，将资产信息形成平台运行的基础数据日常管理中以电箱为基础单元对设备组成进行定期更新，以数字化技术手段将照明资产管理迈进精准有效、完整及时的数据时代。

（4）精细管养、服务提升。在照明设施全过程维护周期各个作业环节中，制订文件表格范本，实施标准化工作流程，建立闭环化工作机制，创建故障工单池、故障类别清单库、信访投诉清单库、负面清单库、业务工作清单库等；建立健全日常考核指标体系，按照一指标一算法要求对150 多项指标按月度、季度及年度实施自动考核工作，确保考核结果的公正性、稳定性及智能性，以考核结果倒逼照明设施维护单位和电箱管理员进一步加强精细化管养，提升照明服务水平。

（5）数字赋能、灵敏感知。构建智慧照明管控平台，推动数字化、可视化、安全管控等功能集成和系统耦合，建立可视化网络图谱，全过程整体管控电箱运行状态和日常信息，精准监测具体回路运行信息和实时状况，局部延伸至单灯控制，重点场景实现故障自动反馈，设定异常阀值加强漏电监测和漏电保护，电费计费出现异常自动通报，运用大数据分析探索智能算法实行自动考核，充分激发数据的生命力、创造力，精准监控、灵敏感知照明系统空间秩序、功能从属及日常运行状况。

6.研究应用

基于资产图谱构建智慧照明管控平台，是聚焦电箱作为关键设备、电箱管理人作为责任主体的机制创新，在系统运行、责任落实、资产管理、精细管养及智慧管控等方面体现出明显优势。广州市智慧照明管控平台的建设和应用实现从0 到1、从无到有的突破，整合6 大模块172 项功能，实现对广州市中心五区功能照明1938 台电箱、3377 条回路、21.9 万盏路灯进行集中管理，平台全链条设备常态化在线率均达99%以上；全面迭代升级后的景观照明智慧管控平台，已实现对“一带两轴多节点”全域景观照明27 个场景、1428 台电箱、2 万多条回路、73 万多盏灯具进行统一管控。同时，加装漏电监测和保护装置5864 套，电箱下端全链条设备进行24 小时的状态监控，加强对回路异常情况的管理，要求发现必立即报告、当天必须进行核查、并规定限期内必须进行修复，全面掌握照明设施运行情况，2022 年监测并修复漏电故障及隐患2306 宗。

目前广州市智慧照明管控平台已基本建成，正在发挥着积极的、重要的作用，及时提供更加优质的公共服务，精细化管养水平和管理效能也将得到较快提升，从而实现超大城市照明实施高水平治理的目标。下一步将进一步全面融合接入广州市CIM 平台，参与构建全市城市建设一张图，综合运用CIM/建筑信息模型（BIM）、云计算、大数据、物联网等先进技术手段，将汇聚城市系统的全方位详细信息，从而实现对全市照明系统的智慧化监管，为政府宏观决策提供数据支撑。