城市照明地理信息管理平臺建設與應用

黎云

摘要：隨著城市建設規模的不斷擴大，傳統的城市照明管理方式逐漸無法滿足實際管理需求。文章通過信息化手段結合地理信息技術，使城市照明由傳統管理方式向空間信息化管理方式過渡，能夠充分利用有限的資源對龐大而復雜的照明設施實現全面的掌控。

關鍵詞：城市照明；地理信息；照明設施管理；設施普查

1 需求分析

1.1 業務需求

1.1.1 基礎數據的全面掌握

通過城市照明地理信息平臺建設，全面掌握城市照明系統基礎數據，建立有效的更新機制，以保障基礎數據的“常用常新”。

1.1.2 充分利用現有信息資源

對接目前已有以及在建的信息系統，充分利用現有的信息資源，構建路燈相關基礎數據庫，通過統一的軟件平臺實現進行展示和利用。

1.1.3 實現有效的信息化管理

通過軟件平臺的建立，實現城市照明基礎數據管理、路燈巡查養護、應急指揮調度、巡檢車輛管理、政治保障等一系列城市照明管理業務的信息化管理。

1.1.4 提高公眾參與度

建立有效的對外發布機制，通過多種手段將城市照明管理相關信息能及時快速地向社會公眾公布；同時實現與公眾的有效互動，公眾可以對城市照明管理進行監督，從而提高城市照明管理水平。

1.2 功能需求

1.2.1 管理可視化

利用城市照明地理信息管理平臺，實現城市照明系統設備設施的地理信息系統（Geographic Information System，GIS）展示、節點監測數據展示、車輛巡查軌跡展示等功能，將業務管理與GIS展示相結合，實現日常巡查養護業務、應急指揮調度業務的可視化，提高科學管理水平。

1.2.2 數據快速查詢

由于城市照明系統涉及的設備設施眾多，監測數據類型復雜，故而需要平臺具備對各類數據的快速查詢定位功能，如通過空間位置、設備設施屬性、路燈編號、設施維護責任人、配電/用電設備編號、安裝時間段等關鍵字進行業務數據的查詢。

1.2.3 充分結合實際業務

根據城市照明系統巡查養護以及應急指揮調度的實際出發，基于GIS技術設計軟件平臺功能，滿足平時服務養護作業，及時應急指揮調度的雙重效用。

1.2.4 建立有效的公眾溝通窗口

在微信公眾號的基礎上，構建城市照明管理的公眾服務窗口，建立城市照明管理單位與社會公眾的溝通，管理單位能夠通過該窗口及時發布照明設施的維修、養護、管理信息，使公眾能夠及時了解，保障出行順利平安；同時社會公眾可以通過微信公眾平臺對城市照明設施運行故障燈問題進行監督舉報建議的功能。

2 技術路線

作為應用系統開發的基礎，平臺必須具有很好的可移植性和可擴充性。為了可移植，平臺開發的技術盡可能與操作系統無關，談到與操作系統無關的開發技術，必然首推Java。要使系統具有可擴充性就必須采用通用的組件標準。由于J2EE是多層的分布式體系結構，使系統的操作和運行具有很好的靈活性；先進的Java計算方案如面向對象、獨立于平臺、快速集成、代碼重用等，使系統具有良好的移植性和擴展性，所以建議選擇J2EE作為系統的應用服務平臺。

在技術體系結構方面，城市照明地理信息管理平臺將以面向服務的SOA體系結構，來組織搭建整個系統的框架。

基于GIS技術進行系統設計，GIS技術可以有效地管理及展示具有空間屬性的各種數據，豐富的開發接口能滿足各類系統功能及業務功能的實現，且Web GIS可用于除了一般數據外的特殊數據類型，尤其是矢量數據的處理。

3 平臺總體架構

3.1 基礎設施層

城市照明地理信息管理平臺依托于基礎硬件設施建設（包括存儲、服務器、網絡等基礎設施），綜合集成照明設施監控終端（通過對接路燈微機監控系統及單燈控制系統），對路燈等市政照明設施的進行監控管理。

3.2 數據層

通過路燈基礎數據采集以及對接現有路燈相關管理信息系統，獲取路燈空間數據、屬性數據、業務數據等，構建城市照明GIS數據庫。

3.3 支撐層

支撐層主要是軟件平臺運行的基礎軟件支撐環境，通過報表引擎、GIS引擎、工作流等實現城市照明管理平臺能夠正常運行，軟件平臺功能實現。

3.4 業務應用層

以城市照明地理信息管理平臺為基礎服務平臺，為業務應用系統提供基礎服務，在此之上構建設施運行監控系統、應急指揮系統、設施投訴信息管理系統、路燈用電信息管理系統、外接用電信息管理系統、巡檢車輛監管系統、政治保障系統等，以滿足城市照明的日常業務應用需求。

3.5 交互展示層

軟件平臺具有跨平臺、多終端的能力，實現從監控大屏、PC端、移動端等多種應用交互手段結合，通過GIS地圖進行可視化展示，為路燈的日常養護管理等業務的開展提供有力的保障。

3.6 系統數據接口

通過系統數據接口，對接現有的“單燈控制系統”“路燈微機控制系統” “路燈考核管理系統”，獲取基礎數據、業務數據等，同時也為未來系統功能擴展提供可能。

4 建設內容

4.1 基礎數據普查

對路燈及其配套設施的空間數據、屬性數據進行普查和采集。通過基礎數據的普查和采集，掌握照明網絡及配套設施的整體狀況，將所采集的照明設備、電纜、配電柜等相關設備設施的空間數據和數據的屬性進行登記入庫，并對各類數據進行專題管理，為管理軟件平臺GIS展示系統、業務功能等提供數據基礎。

照明設施普查可基于現有測繪成果開展，充分利用現有的測繪成果，如：高分辨率衛星影像、大比例尺地形圖，能極大地降低作業成本，縮短作業周期，并提高數據質量。

4.1.1 數據庫設計

數據庫空間參考建議使用CGCS2000坐標系，以便于數據的使用與共享。

其中地理信息數據利用Geodatabase模型進行數據管理[1]。數據庫中數據以圖層為單位進行存儲，具體各圖層按專題劃分可分為基礎底圖數據和專題數據兩大類，其中基礎底圖數據可使用天地圖等在線地圖服務數據，專題數據包含：基礎專題數據、照明專題數據。基礎專題數據可包含：人行道、隔離帶、路面等；照明設施專題數據可包含：路燈、控制箱、變壓器、低壓電表、路燈井蓋、路燈管線等；多媒體數據可包含：各類文檔、圖紙、照片、錄像等數據。此外，還包含：檢測數據庫、管理業務數據庫、共享數據庫等。

4.1.2 作業流程及流程說明

作業流程如圖1所示。（1）資料收集、整理。收集整理現有的照明設施相關資料以及基礎測繪成果，如：地形圖、影像圖、照明設施竣工資料等。（2）外業普查。利用采集終端或圖紙調繪等方式進行照明設施外業普查，普查最好由相關管理單位或者養護部門配合，以避免設施遺漏、錯采等情況。（3）內業編輯。根據外業采集的成果和現有的照明設施資料按照預先設計的數據庫格式規范進行內業編輯。（4）質檢。質檢工作包含外業質檢和內業質檢，質檢具體規范及要求可參考相關國家標準或行業標準。（5）成果入庫普查成果錄入數據庫進行統一管理。

4.2 制定相關制度及標準規范。

通過制定相關制度和標準規范，實現城市照明系統日常巡檢養護、應急指揮、政治保障等業務實現流程標準化、規范化；另外制定標準化的數據規范和數據接口，以保障軟件平臺的可擴展性。

4.3 建立基于GIS的城市照明管理綜合數據庫

對接目前已經或正在建設的信息化系統，以此為基礎，結合普查基礎數據成果以及現有的業務數據，構建基于GIS技術的城市照明管理綜合數據庫，為軟件平臺提供數據支持[2]。

4.4 建設城市照明管理平臺軟件

通過平臺軟件的建設，輔助日常管理，提高管理運營水平，平時服務日常運維、養護等業務，及時可以輔助調度決策、提高應急響應速度。平臺功能可包含：設施運行監控、投訴信息管理、用電信息管理、巡檢管理、應急指揮、公眾服務等。

4.5 外部系統對接

外部系統對接包括原有或在建的系統對接實現互聯互通，以及與城市地理信息共享平臺（如：天地圖）對接獲取相關地圖基礎數據。

5 結語

利用信息化手段對城市照明設施及相關業務進行管理能夠極大地提高管理效率及管理水平，地理信息系統技術的運用為資產管理、監測數據管理、日常養護業務管理等提供了圖形可視化展現方式，能夠極大地提高管理效率，從而更好地服務于大眾。

[參考文獻]

[1]葉蕾.淺談數碼城市GIS技術與城市照明[J].燈與照明，2005（1）：14-18.

[2]凌偉.利用GIS技術實現路燈管理信息化[J].城市照明，2009（4）：22-24.