智慧路燈單燈控制平臺(tái)的設(shè)計(jì)淺析

劉 志

（蘇交科集團(tuán)股份有限公司，南京 210000）

0 引言

智慧路燈是指集成了照明、視頻監(jiān)控、環(huán)境檢測(cè)器、廣播、大屏展示、Wi-Fi等多種設(shè)備于一身，實(shí)現(xiàn)泛物聯(lián)網(wǎng)廣域連接及功能的智能終端，作為智慧城市的神經(jīng)末梢單元，是智慧城市實(shí)現(xiàn)的一個(gè)重要支撐。

綠色環(huán)保是國家的一項(xiàng)基本政策，照明約占全社會(huì)用電量13%，其中路燈用電量約占照明用電30%[1]，2018年國家能源局發(fā)布全社會(huì)用電量為68，449億千瓦時(shí)，按這樣計(jì)算2018年路燈用電約2670億千瓦時(shí)，如果能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)路燈進(jìn)行單燈控制，對(duì)不同時(shí)間段、地點(diǎn)根據(jù)道路實(shí)際照度和亮度進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，兼顧滿足設(shè)計(jì)和使用要求，實(shí)現(xiàn)電能的節(jié)約，這樣對(duì)社會(huì)及經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展大有裨益，據(jù)研究表明，LED路燈單燈控制能夠節(jié)約用電10%以上，后期運(yùn)維成本也能大幅降低，經(jīng)濟(jì)價(jià)值顯著[2]，所以建設(shè)智慧路燈單燈管理平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)綠色照明的重要手段工具。

1 智慧路燈單燈控制管理平臺(tái)架構(gòu)

智慧路燈單燈控制管理平臺(tái)主要由展現(xiàn)層、應(yīng)用層、數(shù)據(jù)處理層、接入層、感知層等部分組成。根據(jù)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)信息安全設(shè)計(jì)規(guī)范要求，各層次由下而上搭建，每層都以下層為基礎(chǔ)提供應(yīng)用服務(wù)。

圖1 智慧路燈單燈控制管理平臺(tái)架構(gòu)

智慧路燈單燈管理平臺(tái)管理者或用戶采用賬號(hào)登錄模式，經(jīng)過嚴(yán)格的身份認(rèn)證和確認(rèn)后進(jìn)入平臺(tái)。利用智慧路燈綜合數(shù)據(jù)及資源管理能力，構(gòu)建智能化的智慧路燈單燈管理與服務(wù)應(yīng)用平臺(tái)。

智慧路燈管理平臺(tái)以大數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸、智能應(yīng)用為基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上采用B/S結(jié)合C/S架構(gòu)的成熟系統(tǒng)，可以通過Web網(wǎng)頁管理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)城市智能照明的精細(xì)化管理，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，另外可以開發(fā)APP端，便于移動(dòng)端靈活管理，特別為運(yùn)維人員現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)提供便捷手段。

2 智慧路燈單燈管理平臺(tái)功能設(shè)計(jì)

2.1 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程單燈控制

定時(shí)或?qū)崟r(shí)控制路燈的工作狀態(tài)，監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)主要有亮度、電流、電壓、功率、功率因數(shù)、用電量等。系統(tǒng)根據(jù)路燈燈桿和網(wǎng)關(guān)的經(jīng)緯度，對(duì)單燈設(shè)定控制策略，通過監(jiān)控中心合理設(shè)定開關(guān)燈時(shí)間來實(shí)現(xiàn)單燈的遙控。系統(tǒng)可對(duì)任一燈具自由組合，設(shè)定調(diào)光策略，系統(tǒng)按照策略自動(dòng)調(diào)光，實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能。

圖2 智慧路燈管理平臺(tái)單燈控制界面

2.2 支持智慧路燈地理信息系統(tǒng)展示（GIS）

路燈管理平臺(tái)系統(tǒng)采用GIS地理信息技術(shù)，可通過圖商的電子地圖來顯示路燈的位置，開關(guān)提示等信息，按照照明路燈的實(shí)際地理信息，建成一個(gè)動(dòng)態(tài)的、實(shí)時(shí)的、可視化的智慧路燈數(shù)字網(wǎng)絡(luò)。將各布置點(diǎn)路燈的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息顯示在路燈管理平臺(tái)GIS地圖上，并可在后臺(tái)設(shè)置可擴(kuò)展列表，增加路燈參數(shù)屬性，將收集到的數(shù)據(jù)錄入保存到數(shù)據(jù)庫中，建立起完善的智慧路燈及其附屬設(shè)備數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智慧路燈及其附屬設(shè)備的數(shù)字化管理。

圖3 智慧路燈管理平臺(tái)GIS地圖展示

2.3 日常任務(wù)快速設(shè)置功能及各類策略模式自動(dòng)切換功能

平臺(tái)任務(wù)列表清晰，可以快速引導(dǎo)用戶設(shè)定需要的任務(wù)。系統(tǒng)支持各類策略管理自動(dòng)切換功能，只要設(shè)置好對(duì)應(yīng)的任務(wù)明細(xì)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)設(shè)置自動(dòng)切換進(jìn)入相應(yīng)模式，任務(wù)執(zhí)行完成后自動(dòng)切回日常任務(wù)，例如節(jié)假日和夜間開關(guān)及亮度模式設(shè)置等。

2.4 系統(tǒng)報(bào)警功能

系統(tǒng)對(duì)常規(guī)各類亮燈故障進(jìn)行報(bào)警，如過流、過壓、意外亮燈、意外滅燈、燈具故障、控制柜缺相、電源故障、線纜斷路、電源故障、人為破壞等，可實(shí)現(xiàn)報(bào)警跟蹤、定位、回溯及統(tǒng)計(jì)功能。

系統(tǒng)支持多種設(shè)備檢測(cè)報(bào)警功能（配電柜和燈桿燈具），每項(xiàng)報(bào)警都具備獨(dú)立的開啟、關(guān)閉功能，用戶可以根據(jù)自己的需要來選擇不同的報(bào)警。

2.5 環(huán)境監(jiān)測(cè)可視化界面

云平臺(tái)系統(tǒng)支持環(huán)境監(jiān)測(cè)：PM2.5、PM10、溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、降雨量、氣壓、揚(yáng)塵、能見度、二氧化碳、二氧化硫、臭氧、噪聲、紫外輻射等環(huán)境參數(shù)進(jìn)行顯示。

2.6 用電量參數(shù)、統(tǒng)計(jì)分析功能

智慧路燈單燈控制管理平臺(tái)將采集的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理，形成數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)分析、報(bào)表生成下載等應(yīng)用服務(wù)，為管理和使用人員提供系統(tǒng)全面的智慧路燈數(shù)據(jù)，可以對(duì)單一路燈、特定時(shí)間的路燈用電等數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，形成常規(guī)的各類圖像報(bào)表，便于使用人員直接下載使用。

3 結(jié)束語

智慧照明作為智慧城市的一部分，隨著現(xiàn)代城市和現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，智能、先進(jìn)、有效、安全、可靠的照明控制系統(tǒng)可以使照明管理和使用部門對(duì)路燈、景觀燈、樓宇亮化集中統(tǒng)一管理，實(shí)時(shí)控制照明燈具的運(yùn)行狀態(tài)，提高社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保照明。智慧路燈單燈管理平臺(tái)是以物聯(lián)網(wǎng)和云平臺(tái)技術(shù)為基礎(chǔ)，以智能控制為核心，結(jié)合計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)等，形成智能控制系統(tǒng)。管理平臺(tái)建成后，可在電子地圖上直接顯示路燈的位置、數(shù)量、參數(shù)等信息，使管理人員足不出戶就可實(shí)時(shí)掌握照明的運(yùn)轉(zhuǎn)情況以及運(yùn)營維護(hù)，將傳統(tǒng)的開關(guān)控制照明燈具轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑墓芾?，將智能化的管理策略用于平臺(tái)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)路燈照明的節(jié)能環(huán)保。