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智慧照明云平台驱动城市照明管理和节能双发展

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-06-08  来源:《电气&智能建筑》  作者:郝敬全 蒋德民 刘思彬
  1 前言
 
  近年来,国内大部分城市开展了以远程监控为主的城市公共照明智能化工作,部分城市开始尝试路灯单灯控制系统的建设,为当地城市照明管理提升和节能运行发挥了一定的作用。但是从整体上看,城市照明信息化水平仍然较低,节能减排缺乏灵活有效的措施,尤其在智慧城市建设大潮中,这些问题更为凸显。究其原因,除了城市照明的自身特点和信息化基础较差外,也存在如下因素:
  (1)照明管理业务分散,缺少统一分析与整合,不利于信息化应用提升;
  (2)缺乏统一的行业管理和数据标准体系,资源难以整合、共享,不利于行业整体协调发展;
  (3)系统建设普遍以单体项目形式为主,重复建设、投资浪费;
  (4)缺乏统一的信息监管平台,难以全面掌握城市照明的建设运营情况,不利于照明能耗的监督考核与节能评价。
 
  2 目标
 
  针对城市照明监控管理的现状,着眼于开创城市照明持续科学发展的新局面,立足于城市照明精细化管理和节能减排,抓住新型城镇化建设的新机遇,综合城市照明专业管理机构和主管部门的需求,采用物联网、大数据、云计算、空间地理信息等技术,构建智慧照明云平台,提供城市照明管理和节能双引擎,服务更广区域、更多城市,打造人与城市、人与环境和谐的城市照明新生态,充分发挥城市照明在促进经济和社会发展中的作用,创造良好的经济和社会效益。
 
  3 照明云架构
 
  照明云平台采用物联网架构,由感知层、网络层和应用层构成:
  感知层包括单灯监控、节能设备、集中器和智能监控终端等监控、感知设备,网络层通过公共无线通信网络等接入Internet,应用层即智慧照明云服务中心,提供计算、存储能力和丰富的智慧照明应用,同时支持移动应用,通过手机或平板等智能设备实现各种管理功能。
 
  基于云平台,城市照明专业管理机构、学校/社区/大型企业等有公共照明管理需求的单位以及城市照明主管部门无须建设信息中心即可实现照明系统运行监控、节能管理、信息统计和运行监管等应用。对于有意愿建设或已建成城市级照明监控中心的管理机构,云服务中心提供统一数据接口,为统计监管提供必要的信息。
 
  4 照明云应用
 
  4.1 面向城市照明管理机构的应用
 
  (1)资源管理
  资源管理是城市照明运行监控、智能运维、节能管理等应用的基础。采用城市部件管理法,将灯头、灯杆、控制柜、箱变、电缆等设施按现实位置定位标注,与管理属性关联,以GIS为核心建立城市照明地理信息系统,实现可视化、精细化、动态化资源管理;通过共享灯杆位置信息,为110报警、应急指挥和城管、市政设施维护等系统和应用提供定位支持。如图2所示。
 
  (2)运行监控
  基于智能监控理念,采用GIS技术,实现照明设施可视化监测和运行控制,提供城市照明监控调度和应急指挥手段;采用实景技术,实现所见即所得,以“在线巡检”和精准故障定位取代人工巡检,支持定向维修,提升运维管理能力,实现主动服务。如图3所示。
 
  (3)节能管理
  在运行监控的基础上,借鉴国际先进理念,通过开关灯、智能调光等方式,在保证照明质量的同时进行单灯节能控制,真正实现“按需照明”,可实现平均节电率30%以上;统计分析用能数据,实现照明能耗精细化管理,同时为照明能耗监督考核提供依据。如图4所示。
 
  (4)安全管理
  对照明控制箱、供电电缆、灯杆漏电等进行实时监测,保障照明设施和财产安全,消除安全隐患,营造城市安全氛围。
 
  (5)生产管理
  基于闭环管理理念,采用流程化手段,建立城市照明事件处理体系、设施运维养护体系、物料管理体系和工程管理体系,形成人财物统一、责任明确、处置及时、考评有据的城市照明综合管理机制,提高管理效率、减轻劳动强度,降低照明系统运维成本和能耗。如图5所示。
 
  4.2 面向城市照明管理机构的应用
 
  (1)信息监管
  以省、城市为单位对照明系统基础数据、状态数据和运行数据等进行汇总,实现城市照明各项信息的统计、分析与监管。如图6所示。
 
  (2)能耗监管
  以省、市、城市为单位,对照明系统用能进行实时监测与管理,为城市照明能耗水平和节能减排评价提供依据,包括能耗统计分析、能耗环比分析、能耗同比分析、城市照明能耗对比分析等。如图7所示。
 
  (3)运行质量监督
  对各城市照明系统运行质量进行实时在线监督,提高区域内公共照明服务水平。运行质量监督指标可包括亮灯率、设施完好率、设施故障维修及时率、故障报警频率和数量等。
 
  4.3 智慧应用扩展
 
  从更长远的目标来看,利用大数据、云计算等技术,可实现照明线路健康状况分析、设施寿命分析、配电分布合理性分析、额外负载检测、城市光环境设计分析等智慧化应用,为城市照明规划、建设提供决策支持;利用感知层智能终端和信息网络,可为微基站运行监测、智能充电桩管理等提供服务,推动照明云平台持续发展。
 
  5 照明云服务模式
 
  云服务的一般模式包括软件服务(SaaS)、平台服务(PaaS)和基础架构服务(IaaS)。基于城市照明管理的业务特点,照明云可提出并有效支撑运行运营服务和业务增值服务两种新的模式,基础架构服务可拓展到智能监控和节能基础设施的服务。
 
  (1)运行运营服务
  针对平台提供的软件服务,可提供系统运行运营服务。例如,照明设施资源基础数据的建立和维护、照明系统的日常运行监控等。
 
  (2)业务增值服务
  基于云服务中心的大数据处理能力和专业分析工具,为城市照明管理者提供照明系统运行情况、能耗状况、设备故障和寿命等方面的分析、诊断和预测等增值服务,发现问题并提出解决方案,为客户创造新的价值。
 
  (3)基础设施服务
  除云中心的IT基础设施资源外,可与城市达成协议,建设感知层监控和节能硬件设备,通过服务租赁的方式提供给用户使用。
 
  6 意义与效益
 
  (1)高效利用,减少投资。照明云平台同时为多个城市照明管理机构和部门提供服务,避免重复建设照明监控中心(信息机房),可以充分提高资源利用效率,大幅减少政府投资;同时节约城市照明信息化建设成本和时间,提高管理机构提高管理和节能水平的积极性。
 
  (2)科学管理,持续发展。照明云平台同时面向城市照明专业管理机构和主管部门提供服务,驱动管理与监督良性互动、共同提升,开创城市照明持续科学发展的新局面。
 
  (3)节能减排,促进环保。为城市照明节能减排提供科学有效的手段,促进照明能耗统计和监管工作开展,在保障城市照明质量的前提下,大幅减少城市照明用电量。
 
  (4)创新服务,信息惠民。照明云平台为城市照明管理和节能提供了具体的服务内容、可行的商业模式,可有效推进政府购买服务在城市照明管理和节能领域落地并发展;信息化与民生融合,营造人与城市、环境和谐的照明景观,体现并提高政府公共服务水平。
 
  7 结束语
 
  智慧照明云平台可大量节约照明信息化建设成本和时间,使城市照明管理机构和主管部门更加专注于城市照明运行管理和节能水平的提升,快速推进照明系统运行智能化、节能化,实现“精细管理、按需照明、绿色节能”的城市照明理念。综合来看,照明云服务模式符合国家和地方发展战略,意义重大、效益显著,有很大的推广应用价值。
 
 
 
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