智慧路燈單燈控制平臺的設計淺析

劉 志

（蘇交科集團股份有限公司，南京 210000）

0 引言

智慧路燈是指集成了照明、視頻監(jiān)控、環(huán)境檢測器、廣播、大屏展示、Wi-Fi等多種設備于一身，實現(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，是智慧城市實現(xiàn)的一個重要支撐。

綠色環(huán)保是國家的一項基本政策，照明約占全社會用電量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)布全社會用電量為68，449億千瓦時，按這樣計算2018年路燈用電約2670億千瓦時，如果能夠?qū)崿F(xiàn)對路燈進行單燈控制，對不同時間段、地點根據(jù)道路實際照度和亮度進行智能調(diào)節(jié)，兼顧滿足設計和使用要求，實現(xiàn)電能的節(jié)約，這樣對社會及經(jīng)濟可持續(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，后期運維成本也能大幅降低，經(jīng)濟價值顯著[2]，所以建設智慧路燈單燈管理平臺是實現(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架構(gòu)

智慧路燈單燈控制管理平臺主要由展現(xiàn)層、應用層、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)設計和網(wǎng)絡信息安全設計規(guī)范要求，各層次由下而上搭建，每層都以下層為基礎(chǔ)提供應用服務。

圖1 智慧路燈單燈控制管理平臺架構(gòu)

智慧路燈單燈管理平臺管理者或用戶采用賬號登錄模式，經(jīng)過嚴格的身份認證和確認后進入平臺。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應用平臺。

智慧路燈管理平臺以大數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡傳輸、智能應用為基礎(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，從而實現(xiàn)對城市智能照明的精細化管理，實現(xiàn)遠程監(jiān)控，另外可以開發(fā)APP端，便于移動端靈活管理，特別為運維人員現(xiàn)場服務提供便捷手段。

2 智慧路燈單燈管理平臺功能設計

2.1 實現(xiàn)遠程單燈控制

定時或?qū)崟r控制路燈的工作狀態(tài)，監(jiān)測的數(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，對單燈設定控制策略，通過監(jiān)控中心合理設定開關(guān)燈時間來實現(xiàn)單燈的遙控。系統(tǒng)可對任一燈具自由組合，設定調(diào)光策略，系統(tǒng)按照策略自動調(diào)光，實現(xiàn)綠色節(jié)能。

圖2 智慧路燈管理平臺單燈控制界面

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，按照照明路燈的實際地理信息，建成一個動態(tài)的、實時的、可視化的智慧路燈數(shù)字網(wǎng)絡。將各布置點路燈的實時動態(tài)信息顯示在路燈管理平臺GIS地圖上，并可在后臺設置可擴展列表，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備數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，實現(xiàn)智慧路燈及其附屬設備的數(shù)字化管理。

圖3 智慧路燈管理平臺GIS地圖展示

2.3 日常任務快速設置功能及各類策略模式自動切換功能

平臺任務列表清晰，可以快速引導用戶設定需要的任務。系統(tǒng)支持各類策略管理自動切換功能，只要設置好對應的任務明細，系統(tǒng)會根據(jù)設置自動切換進入相應模式，任務執(zhí)行完成后自動切回日常任務，例如節(jié)假日和夜間開關(guān)及亮度模式設置等。

2.4 系統(tǒng)報警功能

系統(tǒng)對常規(guī)各類亮燈故障進行報警，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，可實現(xiàn)報警跟蹤、定位、回溯及統(tǒng)計功能。

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

2.5 環(huán)境監(jiān)測可視化界面

云平臺系統(tǒng)支持環(huán)境監(jiān)測：PM2.5、PM10、溫度、濕度、風向、風速、降雨量、氣壓、揚塵、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)進行顯示。

2.6 用電量參數(shù)、統(tǒng)計分析功能

智慧路燈單燈控制管理平臺將采集的各類數(shù)據(jù)進行集中管理，形成數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計分析、報表生成下載等應用服務，為管理和使用人員提供系統(tǒng)全面的智慧路燈數(shù)據(jù)，可以對單一路燈、特定時間的路燈用電等數(shù)據(jù)進行查詢，形成常規(guī)的各類圖像報表，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、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路燈、景觀燈、樓宇亮化集中統(tǒng)一管理，實時控制照明燈具的運行狀態(tài)，提高社會效益和經(jīng)濟效益，實現(xiàn)綠色環(huán)保照明。智慧路燈單燈管理平臺是以物聯(lián)網(wǎng)和云平臺技術(shù)為基礎(chǔ)，以智能控制為核心，結(jié)合計算機系統(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時掌握照明的運轉(zhuǎn)情況以及運營維護，將傳統(tǒng)的開關(guān)控制照明燈具轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑墓芾恚瑢⒅悄芑墓芾聿呗杂糜谄脚_系統(tǒng)，實現(xiàn)路燈照明的節(jié)能環(huán)保。