大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧城市照明建設(shè)中的應(yīng)用

熊 億

上饒幼兒師范高等專(zhuān)科學(xué)校（江西 上饒 334000）

0 引言

智慧城市的建設(shè)涉及城市基礎(chǔ)地理信息、交通、政策法規(guī)、綜合管線(xiàn)等諸多基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可為相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)者和管理者制定城市發(fā)展決策提供重要的依據(jù)，故而必須對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)有效的存儲(chǔ)與使用[1]。隨著云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)信息技術(shù)的迅速發(fā)展，推動(dòng)了大數(shù)據(jù)的迅速發(fā)展，并對(duì)各領(lǐng)域的發(fā)展提供了極大的支持，其中該技術(shù)在智慧城市照明建設(shè)中的應(yīng)用，既可為城市照明節(jié)能方案的制訂提供數(shù)據(jù)支持，也能為城市智能交通與安防提供切實(shí)、科學(xué)的支撐。

1 智慧城市照明建設(shè)面臨的問(wèn)題

1.1 注重“面子工程”，規(guī)劃不科學(xué)

當(dāng)前，很多城市在夜景照明規(guī)劃設(shè)計(jì)上，側(cè)重于對(duì)外展示的形象和照明亮度，有的城市還存在過(guò)于注重城市形象，燈光照明亮度設(shè)置極不合理，且交通主干道路面照明的平均照度遠(yuǎn)超國(guó)際和我國(guó)相關(guān)規(guī)定值等問(wèn)題，從而致使城市照明系統(tǒng)存在嚴(yán)重的浪費(fèi)，城市夜景布置過(guò)于零散等，未能突出城市的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)和主次程度，在整體上存在城市規(guī)劃滯后、資源浪費(fèi)等問(wèn)題。

1.2 注重景觀，忽視功能照明

據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，很多城市的夜景照明在整體照明系統(tǒng)中的占比過(guò)多，約占80%，但是功能性照明的占比僅有20%。這就表明，城市的照明規(guī)劃過(guò)重，過(guò)于注重相關(guān)景觀形象的建設(shè)，而忽略了城市的功能性照明[2]。

1.3 缺乏先進(jìn)的照明系統(tǒng)管理制度

當(dāng)前，很多城市的路燈照明系統(tǒng)管理制度都沿用以往陳舊的模式，無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)階段時(shí)代發(fā)展的需求，這就引發(fā)了諸多問(wèn)題，如城市照明系統(tǒng)過(guò)于浪費(fèi)、忽視照明系統(tǒng)等。盡管各城市都非常重視照明系統(tǒng)建設(shè)，也獲得了一定的成效，然而在照明系統(tǒng)完工后的維護(hù)方面卻未落實(shí)到位，從而極大地降低了照明系統(tǒng)的亮燈率和照明效果等。

1.4 照度超標(biāo)

在我國(guó)部分城市發(fā)展的過(guò)程中，過(guò)于重視城市形象的發(fā)展，往往只重視燈光的亮度，卻忽視了燈光的平均照度應(yīng)符號(hào)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。部分城市當(dāng)下主干道平均亮度超標(biāo)極其嚴(yán)重，我國(guó)的國(guó)家規(guī)定為主干道平均照度為30 lx，而大城市中平均照度達(dá)51 lx，個(gè)別路面平均照度甚至達(dá)105 lx。這種盲目追求照度的情況會(huì)導(dǎo)致電能浪費(fèi)，并且照度過(guò)高，還會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)眩光、光污染等問(wèn)題，照明負(fù)面效應(yīng)隨之突出。

2 智慧城市照明建設(shè)中大數(shù)據(jù)技術(shù)的有效應(yīng)用

2.1 采集與控制執(zhí)行層

采集與控制執(zhí)行層的構(gòu)成部分為報(bào)警裝置、路燈控制器、傳感器。其中，傳感器涵蓋了紅外感應(yīng)器、噪聲控制傳感器、照明攝像頭、空氣檢測(cè)器，該部分的具體功能：對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，特別是收集城市所有街道的交通信息數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)，還能根據(jù)所有街道的路燈用電狀況，立即傳送信息數(shù)據(jù)，相關(guān)負(fù)責(zé)人員需對(duì)這些信息數(shù)據(jù)進(jìn)行接收和分析，然后結(jié)合分析結(jié)果提出切實(shí)可行的解決措施[3]。

同時(shí)，當(dāng)前我國(guó)高度重視智慧城市的建設(shè)，加上人們物質(zhì)生活水平越來(lái)越高，也對(duì)城市照明提出了更加嚴(yán)格的要求，故而相關(guān)部門(mén)需要全面分析智慧城市有關(guān)照明系統(tǒng)數(shù)據(jù)，不斷提高智慧城市照明系統(tǒng)的建設(shè)質(zhì)量和水平，以更好地體現(xiàn)出智慧城市的特色。通過(guò)照明進(jìn)一步完善智慧城市，并通過(guò)對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)的充分利用，讓照明系統(tǒng)更為完善。具體而言，即結(jié)合傳感器的功能特點(diǎn)，根據(jù)城市所有街道的照明數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，科學(xué)合理地處理各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，從而推動(dòng)基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的智慧照明系統(tǒng)良好發(fā)展。

2.2 前端分布控制層

前端分布控制層主要是借助城市所有街道的路燈，監(jiān)控照明系統(tǒng)中傳感器所接收的信息，并合理控制路燈的使用電量，以確保城市所有街道路燈的可靠運(yùn)行，并有效提高城市的照明效果。隨著我國(guó)城市化進(jìn)程不斷加快，要求不斷加強(qiáng)智慧城市照明系統(tǒng)的創(chuàng)新與研發(fā)，在這一過(guò)程中需要注重大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的有效運(yùn)用，以極大地降低能源損耗率，促進(jìn)智慧城市照明建設(shè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展[4]。同時(shí)，通過(guò)充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，能更加高質(zhì)高效地收集和分析城市中路燈照明情況數(shù)據(jù)，進(jìn)而在一定程度上避免信息孤島，確保各區(qū)域照明數(shù)據(jù)的合理性與精準(zhǔn)性。此外，相關(guān)部門(mén)需注重提高工作人員的業(yè)務(wù)能力，以充分掌握智慧城市照明系統(tǒng)的運(yùn)行模式，盡量避免照明事故的發(fā)生。

2.3 通信傳輸層

通信傳輸功能作為智慧城市照明管理系統(tǒng)中至關(guān)重要的一部分，其主要效用在于確保智慧城市照明系統(tǒng)連接的有效性，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心和路燈監(jiān)控終端之間的科學(xué)連接，讓監(jiān)控中心能更加科學(xué)地控制路燈監(jiān)控終端、所有路燈，實(shí)現(xiàn)路燈信息的有效共享。在實(shí)際的智慧城市照明建設(shè)過(guò)程中，通過(guò)有效利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，可對(duì)路燈信息進(jìn)行更加可靠和準(zhǔn)確的收集，充分體現(xiàn)路燈照明數(shù)據(jù)的價(jià)值。在通信傳輸層運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，能更有效地利用監(jiān)控中心所獲取的各項(xiàng)路燈數(shù)據(jù)信息，極大地降低照明系統(tǒng)故障的發(fā)生率。

當(dāng)前，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展推動(dòng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷革新，相關(guān)部門(mén)需要注重通信運(yùn)輸層與城市照明系統(tǒng)運(yùn)行情況的充分融合，對(duì)城市照明系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)加以全面、真實(shí)的統(tǒng)計(jì)，再綜合分析，以確保城市照明系統(tǒng)中所有信息數(shù)據(jù)的有效利用[5]。此外，相關(guān)部門(mén)既要注重大數(shù)據(jù)技術(shù)的有效利用，也要大力建設(shè)智慧城市照明系統(tǒng)，讓所有信息數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)化，故而在具體建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)做好所有信息數(shù)據(jù)的保密和保存工作，然后基于已有的信息數(shù)據(jù)，不斷創(chuàng)新智慧城市照明管理系統(tǒng)，從而切實(shí)有效地利用城市照明系統(tǒng)中的全部數(shù)據(jù)。

2.4 數(shù)據(jù)處理層

數(shù)據(jù)處理層在智慧城市照明系統(tǒng)中所起的作用是對(duì)系統(tǒng)接收的所有信息數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析與處理，并有機(jī)結(jié)合道路、氣候等信息，展開(kāi)大數(shù)據(jù)分析，然后由城市道路路燈的監(jiān)控終端接收分析結(jié)果，再更為科學(xué)合理地調(diào)節(jié)路燈亮度，這就能在很大程度上減少電能的浪費(fèi)。同時(shí)，針對(duì)智慧城市路燈存在的問(wèn)題，智慧照明系統(tǒng)可發(fā)出報(bào)警信號(hào)，相關(guān)人員接收到這一信號(hào)后，即可及時(shí)采取有效的處理措施，從而確保智慧城市照明系統(tǒng)更加安全可靠地運(yùn)行，提高城市照明的有效性和穩(wěn)定性。對(duì)智慧城市照明管理而言，有效應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以確保供配電柜和照明輸出支路的穩(wěn)定、安全運(yùn)行，切實(shí)收集照明路燈電流信息與電壓信息，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的科學(xué)構(gòu)建[6]。此外，能進(jìn)一步提升智慧城市照明管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力，通過(guò)結(jié)合區(qū)域的具體情況科學(xué)調(diào)整路燈的亮度，確保照明系統(tǒng)中所有數(shù)據(jù)的有效利用。

除了采集照明輸出、供電配電、路燈電流、電壓、功率、能耗等信息，系統(tǒng)還需要采集氣象數(shù)據(jù)、車(chē)流量、地理位置等信息，綜合使用這些信息，從而更好地幫助決策人員管理與控制。

3 發(fā)展前景與展望

在未來(lái)，大數(shù)據(jù)技術(shù)將會(huì)滲入智慧城市的各方面，立足于大數(shù)據(jù)技術(shù)的智慧城市照明管理系統(tǒng)，可具備更加豐富的功能，并以路桿作為載體構(gòu)建智慧交通系統(tǒng)與智能安防系統(tǒng)兩大智能感知系統(tǒng)。其中，智慧交通系統(tǒng)主要指通過(guò)在城市交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)中對(duì)傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、電子控制技術(shù)等進(jìn)行科學(xué)且全面的應(yīng)用，構(gòu)建一種范圍更廣、效用發(fā)揮更全面及更加高效、實(shí)時(shí)的綜合管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可將傳感器布置到多功能路燈桿上，進(jìn)而感知道路上汽車(chē)行駛速度和汽車(chē)數(shù)量，然后將這些數(shù)據(jù)信息傳至智慧城市智能交通監(jiān)控，以廣播、短信、微博、微信等手段向外傳播，為駕駛員提供最為適宜的行駛路線(xiàn)，也為城市居民提供更為合理的出行路線(xiàn)，這樣就能在極大程度上改善城市交通情況[7]。同時(shí)，這些數(shù)據(jù)信息還能為相關(guān)部門(mén)制定交通規(guī)劃決策提供必要的支撐，決策人員可精準(zhǔn)地獲取該區(qū)域的人流量數(shù)據(jù)、車(chē)流量數(shù)據(jù)，然后全面分析車(chē)輛擁堵時(shí)間，從而合理調(diào)整公交車(chē)的線(xiàn)路，適當(dāng)增加或減少公交車(chē)的換乘站，盡量避免車(chē)輛擁堵。此外，智慧交通系統(tǒng)能更加深入地分析收集的大數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)群體的出行行為、出行時(shí)間、出行方式等，從而合理地調(diào)度城市車(chē)輛。

智慧安防系統(tǒng)是當(dāng)下科學(xué)技術(shù)發(fā)展進(jìn)步過(guò)程中出現(xiàn)的全新發(fā)展領(lǐng)域，這一領(lǐng)域的出現(xiàn)能夠?qū)鹘y(tǒng)安防與計(jì)算機(jī)的界限隨之下降。主要是借助全新的圖像分析與視頻監(jiān)控，以便相關(guān)管理人員獲得可視化的感知。其中，運(yùn)用系統(tǒng)傳感器裝置，可對(duì)覆蓋整個(gè)城市的感知網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建設(shè)，實(shí)時(shí)明確警用車(chē)輛、相關(guān)作業(yè)人員所處的位置，進(jìn)行恰當(dāng)調(diào)度，一旦發(fā)生警情，相關(guān)管理人員能立即明確警情區(qū)域，查找到最近的警力資源，并進(jìn)行及時(shí)調(diào)度，對(duì)警情進(jìn)行及時(shí)有效的處理[8-9]。同時(shí)，通過(guò)將高清攝像頭安裝到多功能路燈桿上，能對(duì)智能路燈附近的行人、車(chē)輛等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與采集，并將所采集到的數(shù)據(jù)傳至安防平臺(tái)，構(gòu)建一個(gè)覆蓋整個(gè)城市的智慧安防系統(tǒng)[10-11]。未來(lái)還可以結(jié)合路燈上高清攝像頭采集到的數(shù)據(jù)和視頻，能夠?qū)Ψ缸飬^(qū)域進(jìn)行分析，掌握犯罪的趨勢(shì)以及具體犯罪模式。這種管理能夠更好地預(yù)測(cè)犯罪熱點(diǎn)區(qū)域，對(duì)治安形勢(shì)進(jìn)行分析、研判、部署、分析，從而了解實(shí)際情況。在一些案件的高發(fā)路段，行人來(lái)不及或沒(méi)有條件報(bào)警時(shí)，就可以利用智能路燈一鍵報(bào)警功能及時(shí)報(bào)警，向周?chē)靾?bào)告自己的實(shí)際位置，迅速出警，保證城市治安水平。

4 結(jié)束語(yǔ)

在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，為更好地滿(mǎn)足人們對(duì)城市照明提出的更高要求，相關(guān)部門(mén)必須注重大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧城市照明建設(shè)中的有效應(yīng)用，以進(jìn)一步完善和優(yōu)化智慧城市照明管理系統(tǒng)，為市民提供更加優(yōu)質(zhì)的照明服務(wù)，降低電能消耗，有效提高城市的照明利用率。同時(shí)，大數(shù)據(jù)技術(shù)在不斷發(fā)展，未來(lái)智慧城市照明建設(shè)也會(huì)隨之不斷進(jìn)步，延伸和擴(kuò)展更多功能，有效提高智慧城市的照明水平。