智慧城市監(jiān)控照明物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)應(yīng)用分析2015-08-30 17:46:48
關(guān)鍵字: 智慧城市監(jiān)控 智能化監(jiān)控 物聯(lián)網(wǎng)管理 物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)
1 概述
目前，城市照明信息化建設(shè)已具備了良好基礎(chǔ)，但與不斷拓展的業(yè)務(wù)需求相比，存在以下問(wèn)題：
（1）通訊效率較低；
（2）不能及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)和處理單燈故障；
（3）處理故障的過(guò)程不夠高效；
（4）城市照明管理缺少統(tǒng)一監(jiān)控與管理平臺(tái)；
（5）無(wú)法做到故障前預(yù)警；
（6）無(wú)法做到按需照明降低能源消耗。
2 實(shí)現(xiàn)智能化城市照明物聯(lián)網(wǎng)改造后具有的功能
利用物聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)控制、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸、電力線載波通信等技術(shù)，整合現(xiàn)有城市照明監(jiān)控系統(tǒng)、gps調(diào)度系統(tǒng)、天網(wǎng)視頻系統(tǒng)、業(yè)務(wù)考核系統(tǒng)、材料管理系統(tǒng)，在實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有功能的基礎(chǔ)上，將管理精度準(zhǔn)確到單燈，并在精細(xì)化的基礎(chǔ)上深入挖掘數(shù)據(jù)，形成統(tǒng)一平臺(tái)、可定制、可擴(kuò)展、綜合性的智能化城市照明物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)。
建成后的智能化城市照明物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：
（1）以地理信息系統(tǒng)（gis）為基礎(chǔ)；
（2）實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的資產(chǎn)管理系統(tǒng)；
（3）綜合性的管理信息系統(tǒng)，采用事件觸發(fā)機(jī)制將各功能模塊和原有各獨(dú)立系統(tǒng)有機(jī)聯(lián)結(jié)在一起；
（4）在數(shù)據(jù)錄入方式、路燈設(shè)施電氣自動(dòng)歸屬等方面具有較高的自動(dòng)化和智能化；
（5）具有獨(dú)立的專(zhuān)家分析系統(tǒng)，深入分析數(shù)據(jù)，預(yù)警線路故障和壽命；
（6）靈活性，用戶可自定義查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)、報(bào)表、角色、策略、流程等。
其系統(tǒng)功能如圖1所示。
2.1 資產(chǎn)管理子系統(tǒng)
2.1.1 地理信息
城市照明地理信息實(shí)現(xiàn)對(duì)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、照明設(shè)施等地理空間數(shù)據(jù)的管理、維護(hù)、顯示、操作、分析、建模和更新等功能，是整個(gè)系統(tǒng)圖文一體化的重要基礎(chǔ)。
2.1.2 設(shè)施編碼識(shí)別和移動(dòng)管理
截止至2011年底，成都市城市照明管理處管轄范圍內(nèi)的路燈配電箱達(dá)到1000臺(tái)以上，燈桿數(shù)量達(dá)到8萬(wàn)以上，光源數(shù)量達(dá)到10萬(wàn)以上。由于數(shù)據(jù)量的龐大，依靠傳統(tǒng)人工錄入的方式無(wú)法保證基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和數(shù)據(jù)更新的及時(shí)性。因此，此次升級(jí)要求系統(tǒng)在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集、錄入、更新的方式方法上必須采取智能化、自動(dòng)化的方式，盡量減少手工操作，以提高效率保證準(zhǔn)確率。
2.1.3 材料管理
材料管理包括工程材料、維護(hù)材料、舊材料管理。按時(shí)、按質(zhì)、按量保證工程施工、維護(hù)的材料供給。按照工程施工計(jì)劃進(jìn)度和日常維護(hù)需要供應(yīng)材料，既不超量采購(gòu)導(dǎo)致過(guò)度占用流動(dòng)資金，也不因采購(gòu)不足而造成停工待料，并保持合理庫(kù)存。做到需求有計(jì)劃，采購(gòu)按計(jì)劃，供給有保障，資金不占用。同時(shí)，對(duì)舊材料進(jìn)行管理。
結(jié)合設(shè)施編碼識(shí)別和移動(dòng)管理等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)光源、電器材料領(lǐng)用、消耗的精細(xì)化流程管理。
2.2 照明監(jiān)控子系統(tǒng)
城市照明監(jiān)控子系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的基本功能之一。城市照明管理單位通過(guò)城市照明監(jiān)控子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多策略的照明控制，以及確保配電系統(tǒng)保持良好運(yùn)行狀態(tài)和高效節(jié)能。
照明監(jiān)控子系統(tǒng)對(duì)路燈監(jiān)控到單燈級(jí)別，對(duì)景觀燈監(jiān)控到回路級(jí)別，同時(shí)輔以視頻監(jiān)控。
2.2.1 單燈監(jiān)控
單燈監(jiān)控由安裝在監(jiān)控中心的主站軟件、配電箱內(nèi)的監(jiān)控終端和燈桿內(nèi)的單燈控制器組成。
（1）主要功能
主站軟件功能要求。
精確掌握配電系統(tǒng)運(yùn)行狀況
管轄區(qū)內(nèi)路燈及光彩配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀況是維護(hù)管理單位需要隨時(shí)掌握的重要數(shù)據(jù)。配電系統(tǒng)包括變壓器、配電箱、光源、電器、線纜等。
1）建立電氣網(wǎng)絡(luò)關(guān)系
建立配電系統(tǒng)的電氣網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，包括相互之間的配電對(duì)應(yīng)關(guān)系（如圖2所示）。
其中電纜的對(duì)應(yīng)關(guān)系較為復(fù)雜，電纜兩端連接相應(yīng)設(shè)施，如變壓器、配電箱、燈桿，電纜的每一線芯對(duì)應(yīng)配電箱的某一單相回路，連接到燈桿的某一光源上。
2）電氣組態(tài)圖
以組態(tài)方式顯示配電箱和燈具內(nèi)的電氣原理圖，并與各電氣設(shè)備一一對(duì)應(yīng)。
3）自動(dòng)產(chǎn)生單燈供電屬性歸屬
由于道路改擴(kuò)建等多種因素，造成單燈供電屬性歸屬經(jīng)常發(fā)生變化，若光源電器的供電屬性采取人工現(xiàn)場(chǎng)采集后錄入的方式，無(wú)法保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和更新的及時(shí)性，故要求系統(tǒng)具備單燈電氣歸屬自動(dòng)識(shí)別功能，即系統(tǒng)能自動(dòng)識(shí)別配電箱在其配電范圍內(nèi)有哪些路燈，以及每一盞光源由該配電箱哪一個(gè)支路的哪一相供電；當(dāng)任一盞路燈電源發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和更新數(shù)據(jù)并向監(jiān)控中心反饋和記錄。
只有及時(shí)準(zhǔn)確掌握配電對(duì)應(yīng)情況，才能對(duì)監(jiān)測(cè)到的電氣參數(shù)進(jìn)行核算，為進(jìn)一步判斷配電系統(tǒng)運(yùn)行狀況提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
（1）多策略的照明控制
1）開(kāi)關(guān)燈時(shí)間由幾種方式共同確定
2）節(jié)能與調(diào)光
3）控制策略
（2）智能監(jiān)測(cè)和報(bào)警
1）電氣參數(shù)監(jiān)測(cè)
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配電箱和單燈工作狀態(tài)，同時(shí)采集電壓、電流、功率、功率因數(shù)、漏電流等電氣參數(shù)。
2）智能報(bào)警
主站監(jiān)控組態(tài)軟件可顯示異常開(kāi)關(guān)燈、短路、過(guò)載、欠載、電壓電流超限、線損過(guò)大、功率因數(shù)過(guò)低、漏電流過(guò)大等故障，并可通過(guò)語(yǔ)音和短信告知相關(guān)人員。
3）自動(dòng)和手動(dòng)遠(yuǎn)程抄表
對(duì)已經(jīng)安裝有電子電表的終端，可通過(guò)rs-485接口對(duì)遠(yuǎn)程電度表進(jìn)行讀表操作，并保存數(shù)據(jù)記錄。系統(tǒng)也應(yīng)當(dāng)具有按操作員設(shè)置的時(shí)間自動(dòng)進(jìn)行遠(yuǎn)程電度表進(jìn)行讀表操作，并保存數(shù)據(jù)記錄和統(tǒng)計(jì)。
4）主站利用下行數(shù)據(jù)可以修改各監(jiān)控終端的各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)。
（3）地理信息
可以城市路燈布局為背景，大屏幕動(dòng)態(tài)直觀地顯示整個(gè)城市各路段、各分站和各單燈的工作狀態(tài)。
（4）查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)
可以日?qǐng)?bào)、月報(bào)、年報(bào)或者根據(jù)即時(shí)需要打印預(yù)定數(shù)據(jù)和任何數(shù)據(jù)，如亮燈率、故障燈率、故障燈數(shù)量及編號(hào)清單、功率、時(shí)鐘日期、電流、電壓、瞬時(shí)高低壓參數(shù)等?？梢愿鶕?jù)需要即時(shí)打印有關(guān)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行自動(dòng)統(tǒng)計(jì)。
（5）服務(wù)接口
系統(tǒng)必須提供開(kāi)放的服務(wù)接口，并且可以通過(guò)服務(wù)接口使用系統(tǒng)的主要功能和數(shù)據(jù)，方便與其它系統(tǒng)連接。
2.2.2 景觀監(jiān)控
充分利用現(xiàn)有景觀照明遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備，景觀照明監(jiān)控組態(tài)軟件與升級(jí)改造后的路燈單燈監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行在同一平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)景觀照明設(shè)施配電箱回路級(jí)監(jiān)控。
2.2.3 視頻監(jiān)控
系統(tǒng)與“天網(wǎng)”視頻監(jiān)控系統(tǒng)整合，適時(shí)自動(dòng)或手動(dòng)關(guān)聯(lián)調(diào)用視頻資源作為全面了解設(shè)施狀況的輔助手段。
2.3 維護(hù)管理子系統(tǒng)
維護(hù)管理子系統(tǒng)協(xié)助各單位、部門(mén)、個(gè)人等辦公主體高效、有序、全程共享地處理城市照明維護(hù)管理日常業(yè)務(wù)中的各種事件，是整個(gè)系統(tǒng)的重要內(nèi)容。
2.3.1 數(shù)字化案卷管理
照明設(shè)施的故障信息來(lái)源之一是數(shù)字化系統(tǒng)。該模塊直接讀取數(shù)字化系統(tǒng)中相關(guān)案卷信息，按設(shè)定工作流觸發(fā)相應(yīng)責(zé)任部門(mén)和人員動(dòng)作，全程監(jiān)管案卷執(zhí)行情況，將執(zhí)行結(jié)果傳入綜合考核模塊并返回?cái)?shù)字化系統(tǒng)。
2.3.2 來(lái)電和信訪管理
主要實(shí)現(xiàn)以下功能：
（1）來(lái)電和信訪資料（包括來(lái)電號(hào)碼、來(lái)電或信訪時(shí)間、來(lái)電或信訪單位、來(lái)電或信訪人、來(lái)電或信訪內(nèi)容等）管理，輸入、編輯、查找、打印功能；
（2）來(lái)電和信訪處理情況（包括處理過(guò)程、回訪過(guò)程等）的全程管理、記錄和監(jiān)控；
（3）來(lái)電回?fù)芄δ埽?br>（4）電話黑名單功能；
（5）拒接電話功能；
（6）歸屬地查詢(xún)；
（7）固定電話區(qū)號(hào)查詢(xún)；
（8）系統(tǒng)錄音功能，可對(duì)撥出、接入電話的進(jìn)行錄音，并提供查詢(xún)和錄音回放功能。
2.3.3 業(yè)務(wù)流程管理
業(yè)務(wù)流程管理是維護(hù)管理子系統(tǒng)的核心。包括事件啟動(dòng)、事件類(lèi)型、事件優(yōu)先級(jí)、事件處理。
（1）事件啟動(dòng)
事件啟動(dòng)的來(lái)源有多處：
1）照明監(jiān)控子系統(tǒng)的報(bào)警；
2）專(zhuān)家分析子系統(tǒng)的預(yù)警；
3）成都市數(shù)字化城市管理信息系統(tǒng)的相關(guān)案卷；
4）來(lái)電和信訪；
5）上級(jí)部門(mén)下達(dá)的任務(wù)；
6）人工巡查等。
（2）事件類(lèi)型
設(shè)施安裝、設(shè)施巡查、設(shè)施維修、設(shè)施拆除等。
（3）事件優(yōu)先級(jí)
系統(tǒng)允許用戶根據(jù)事件來(lái)源和事件類(lèi)型預(yù)先設(shè)定各種事件的處理優(yōu)先等級(jí)。
（4）事件處理
系統(tǒng)按預(yù)先設(shè)定的各種類(lèi)型事件的工作流程和優(yōu)先等級(jí)自動(dòng)形成工作隊(duì)列，制定任務(wù)單，以系統(tǒng)消息、pda移動(dòng)終端、對(duì)講系統(tǒng)等多種方式將任務(wù)單分派到各相關(guān)責(zé)任部門(mén)和責(zé)任人，同時(shí)將任務(wù)單傳給車(chē)輛調(diào)度模塊。在事件處理過(guò)程中，可臨時(shí)調(diào)整優(yōu)先級(jí)、隨時(shí)根據(jù)責(zé)任人的反饋信息和車(chē)輛調(diào)度情況修正工作隊(duì)列，實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制，同時(shí)自動(dòng)將執(zhí)行情況傳給綜合考核模塊。
2.3.4 車(chē)輛調(diào)度及對(duì)講通訊
主要實(shí)現(xiàn)如下功能：
（1）在電子地圖上，可以實(shí)時(shí)對(duì)單個(gè)車(chē)輛或所有車(chē)輛實(shí)現(xiàn)定位、跟蹤和調(diào)度。
（2）可對(duì)車(chē)輛在某一時(shí)段的行駛軌跡進(jìn)行回放，并顯示在電子地圖上。
（3）對(duì)所有監(jiān)控車(chē)輛進(jìn)行輪詢(xún)監(jiān)視功能，在地圖上觀察每輛車(chē)的實(shí)時(shí)狀態(tài)。
（4）具備地圖搜索功能，可以對(duì)想要查詢(xún)的地址進(jìn)行模糊查詢(xún)。
（5）根據(jù)工作隊(duì)列和維護(hù)區(qū)域劃分，尋找故障地點(diǎn)附近車(chē)輛，結(jié)合智能交通系統(tǒng)的車(chē)流量信息，設(shè)定科學(xué)合理的行駛路線，調(diào)度轄區(qū)內(nèi)的維護(hù)車(chē)輛，將故障信息發(fā)給相關(guān)故障責(zé)任人和車(chē)輛，減少車(chē)輛空駛里程，提高故障處理時(shí)效。
（6）可以對(duì)車(chē)輛運(yùn)行公里、運(yùn)行狀況、油耗等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
（7）一對(duì)一的個(gè)呼：網(wǎng)內(nèi)用戶之間可通過(guò)對(duì)方號(hào)碼的方式進(jìn)行一對(duì)一的個(gè)呼（或稱(chēng)為呼叫），其他任何人無(wú)法收聽(tīng)到個(gè)呼。該個(gè)呼可以雙工和半雙工兩種方式進(jìn)行。
（8）群呼：實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)城市照明對(duì)講系統(tǒng)用戶發(fā)起群呼。
（9）組呼：根據(jù)用戶部門(mén)組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行編組，每個(gè)用戶部門(mén)可以分為若干個(gè)通話組，每個(gè)通話組可包含若干個(gè)成員。通話組內(nèi)的成員均可發(fā)起組呼，通話組內(nèi)所有成員都可聽(tīng)到組呼的通話。組呼以半雙工的方式進(jìn)行。同時(shí)，每個(gè)終端設(shè)備可根據(jù)業(yè)務(wù)需要編入多個(gè)通話組，便于用戶根據(jù)不同的工作內(nèi)容與不同的通話組進(jìn)行通話。
（10）短信及狀態(tài)信息等數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)：用戶可發(fā)送、接收短信，同時(shí)還可收發(fā)送預(yù)定義的狀態(tài)信息。
（11）對(duì)講權(quán)限管理：群呼、組呼、中斷通話或限制通話等，都進(jìn)行統(tǒng)一權(quán)限管理。
2.3.5 綜合考核
綜合考核模塊對(duì)業(yè)務(wù)流程中的工作隊(duì)列執(zhí)行情況的全過(guò)程進(jìn)行跟蹤督辦和考核。
2.4 專(zhuān)家分析子系統(tǒng)
專(zhuān)家分析系統(tǒng)以城市照明監(jiān)控系統(tǒng)采集的歷史數(shù)據(jù)以及維護(hù)管理系統(tǒng)的故障維修統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，深入挖掘，建立科學(xué)的預(yù)警模型，變事后處理為事前處理，減少故障的發(fā)生，降低故障率，提高照明管理服務(wù)水平。
2.4.1 故障原因分析
基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)源于維護(hù)管理子系統(tǒng)中業(yè)務(wù)流程管理模塊處理的各種故障。統(tǒng)計(jì)各種故障與時(shí)間、季節(jié)、溫度、氣候、區(qū)域、維護(hù)部門(mén)、設(shè)施種類(lèi)、設(shè)施型號(hào)、生產(chǎn)廠家、負(fù)荷大小、線路長(zhǎng)度、電氣參數(shù)等之間的關(guān)系。根據(jù)大量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)信息尋找特定故障與特定條件之間的內(nèi)在聯(lián)系。
2.4.2 線路健康狀況分析
線路健康狀況分析是根據(jù)城市照明監(jiān)控系統(tǒng)采集的各項(xiàng)電氣參數(shù)，分析配電系統(tǒng)是否存在故障隱患，從而發(fā)出故障預(yù)警。
2.4.3 資產(chǎn)壽命分析
資產(chǎn)壽命分析根據(jù)設(shè)備型號(hào)、生產(chǎn)廠家、出廠日期、安裝日期、故障原因、維修記錄等數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)各種品牌設(shè)備實(shí)際使用壽命、設(shè)備成本等，制定維護(hù)更換計(jì)劃，指導(dǎo)材料采購(gòu)。
2.4.4 能耗分析
能耗分析核對(duì)自動(dòng)抄表的電量信息和電費(fèi)發(fā)票上的電量信息，提供多種方式的電量、電費(fèi)統(tǒng)計(jì)功能。
2.4.5 配電分布合理性分析
在精確掌握配電系統(tǒng)運(yùn)行狀況的基礎(chǔ)上，分析配電箱分布的密度和位置是否合適。是否存在某一區(qū)域配電箱分布較密，負(fù)荷較輕的情況，或者配電箱分布較疏，負(fù)荷較重的情況，為合理調(diào)整配電箱的分布，確保整個(gè)配電系統(tǒng)的良好運(yùn)行提供參考。
2.4.6 照明分布合理性分析
在準(zhǔn)確掌握道路和照明相關(guān)信息的情況下，根據(jù)照明規(guī)劃和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，分析照明功率是否超標(biāo)，統(tǒng)計(jì)某一區(qū)域內(nèi)各條道路的道路和照明信息，比較同類(lèi)道路的照明布置，是否存在明顯高于或低于平均水平的情況。
2.5 管理系統(tǒng)
應(yīng)用維護(hù)子系統(tǒng)是系統(tǒng)管理員使用的工作平臺(tái)，通過(guò)該平臺(tái)，可以快速搭建、維護(hù)照明管理業(yè)務(wù)，定制業(yè)務(wù)工作流程，設(shè)置組織機(jī)構(gòu)，并能夠方便快捷地完成工作表單內(nèi)容樣式調(diào)整、業(yè)務(wù)流程修改、視頻聯(lián)動(dòng)變動(dòng)、交通流量門(mén)限值設(shè)定系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份等日常維護(hù)工作。該子系統(tǒng)可以方便地調(diào)整，使之適應(yīng)用戶需要，并可以在使用中不斷地變更系統(tǒng)配置，實(shí)現(xiàn)用戶自維護(hù)、自發(fā)展、自適應(yīng)。
（1）組織機(jī)構(gòu)和人員管理管理
實(shí)現(xiàn)組織機(jī)構(gòu)和人員的管理，包括人員、部門(mén)、崗位等資料的管理。
（2）角色定義
可以靈活定義組織機(jī)構(gòu)和人員的角色，靈活配置各角色的權(quán)限。應(yīng)用維護(hù)子系統(tǒng)采用分級(jí)權(quán)限的控制方法，每個(gè)人員的權(quán)限由該人員所屬的部門(mén)、所具有的角色確定。通過(guò)該模塊，可查看系統(tǒng)中所有人員所具有數(shù)據(jù)操作權(quán)限，以及該權(quán)限的獲得來(lái)源。
（3）策略定義
可以增加、刪除或修改系統(tǒng)中各事件，靈活定義各事件的處理策略，配置各事件的處理時(shí)限。實(shí)現(xiàn)工作流過(guò)程、階段、流向中對(duì)表單、地圖等對(duì)應(yīng)操作的配置和管理，以適應(yīng)業(yè)務(wù)管理過(guò)程中工作流程、參與專(zhuān)業(yè)職能部門(mén)、問(wèn)題管理職責(zé)等方面的變化。
具備可視化工具實(shí)現(xiàn)工作流的繪制功能。支持工作流程的并行處理、回退、操作等。
（4）統(tǒng)計(jì)報(bào)表管理
具有良好的可擴(kuò)充性，用戶可以根據(jù)不同需要自定義統(tǒng)計(jì)的對(duì)象、內(nèi)容等，并對(duì)各類(lèi)查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)報(bào)表的樣式等進(jìn)行編輯和管理。
（5）系統(tǒng)維護(hù)
實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的備份、升級(jí)等。