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      智慧照明云平臺驅動城市照明管理和節能雙發展

      放大字體  縮小字體 發布日期:2015-06-08  來源:《電氣&智能建筑》  作者:郝敬全 蔣德民 劉思彬
        1 前言
       
        近年來,國內大部分城市開展了以遠程監控為主的城市公共照明智能化工作,部分城市開始嘗試路燈單燈控制系統的建設,為當地城市照明管理提升和節能運行發揮了一定的作用。但是從整體上看,城市照明信息化水平仍然較低,節能減排缺乏靈活有效的措施,尤其在智慧城市建設大潮中,這些問題更為凸顯。究其原因,除了城市照明的自身特點和信息化基礎較差外,也存在如下因素:
       ?。?)照明管理業務分散,缺少統一分析與整合,不利于信息化應用提升;
       ?。?)缺乏統一的行業管理和數據標準體系,資源難以整合、共享,不利于行業整體協調發展;
       ?。?)系統建設普遍以單體項目形式為主,重復建設、投資浪費;
       ?。?)缺乏統一的信息監管平臺,難以全面掌握城市照明的建設運營情況,不利于照明能耗的監督考核與節能評價。
       
        2 目標
       
        針對城市照明監控管理的現狀,著眼于開創城市照明持續科學發展的新局面,立足于城市照明精細化管理和節能減排,抓住新型城鎮化建設的新機遇,綜合城市照明專業管理機構和主管部門的需求,采用物聯網、大數據、云計算、空間地理信息等技術,構建智慧照明云平臺,提供城市照明管理和節能雙引擎,服務更廣區域、更多城市,打造人與城市、人與環境和諧的城市照明新生態,充分發揮城市照明在促進經濟和社會發展中的作用,創造良好的經濟和社會效益。
       
        3 照明云架構
       
        照明云平臺采用物聯網架構,由感知層、網絡層和應用層構成:
        感知層包括單燈監控、節能設備、集中器和智能監控終端等監控、感知設備,網絡層通過公共無線通信網絡等接入Internet,應用層即智慧照明云服務中心,提供計算、存儲能力和豐富的智慧照明應用,同時支持移動應用,通過手機或平板等智能設備實現各種管理功能。
       
        基于云平臺,城市照明專業管理機構、學校/社區/大型企業等有公共照明管理需求的單位以及城市照明主管部門無須建設信息中心即可實現照明系統運行監控、節能管理、信息統計和運行監管等應用。對于有意愿建設或已建成城市級照明監控中心的管理機構,云服務中心提供統一數據接口,為統計監管提供必要的信息。
       
        4 照明云應用
       
        4.1 面向城市照明管理機構的應用
       
       ?。?)資源管理
        資源管理是城市照明運行監控、智能運維、節能管理等應用的基礎。采用城市部件管理法,將燈頭、燈桿、控制柜、箱變、電纜等設施按現實位置定位標注,與管理屬性關聯,以GIS為核心建立城市照明地理信息系統,實現可視化、精細化、動態化資源管理;通過共享燈桿位置信息,為110報警、應急指揮和城管、市政設施維護等系統和應用提供定位支持。如圖2所示。
       
       ?。?)運行監控
        基于智能監控理念,采用GIS技術,實現照明設施可視化監測和運行控制,提供城市照明監控調度和應急指揮手段;采用實景技術,實現所見即所得,以“在線巡檢”和精準故障定位取代人工巡檢,支持定向維修,提升運維管理能力,實現主動服務。如圖3所示。
       
       ?。?)節能管理
        在運行監控的基礎上,借鑒國際先進理念,通過開關燈、智能調光等方式,在保證照明質量的同時進行單燈節能控制,真正實現“按需照明”,可實現平均節電率30%以上;統計分析用能數據,實現照明能耗精細化管理,同時為照明能耗監督考核提供依據。如圖4所示。
       
       ?。?)安全管理
        對照明控制箱、供電電纜、燈桿漏電等進行實時監測,保障照明設施和財產安全,消除安全隱患,營造城市安全氛圍。
       
       ?。?)生產管理
        基于閉環管理理念,采用流程化手段,建立城市照明事件處理體系、設施運維養護體系、物料管理體系和工程管理體系,形成人財物統一、責任明確、處置及時、考評有據的城市照明綜合管理機制,提高管理效率、減輕勞動強度,降低照明系統運維成本和能耗。如圖5所示。
       
        4.2 面向城市照明管理機構的應用
       
       ?。?)信息監管
        以省、城市為單位對照明系統基礎數據、狀態數據和運行數據等進行匯總,實現城市照明各項信息的統計、分析與監管。如圖6所示。
       
       ?。?)能耗監管
        以省、市、城市為單位,對照明系統用能進行實時監測與管理,為城市照明能耗水平和節能減排評價提供依據,包括能耗統計分析、能耗環比分析、能耗同比分析、城市照明能耗對比分析等。如圖7所示。
       
       ?。?)運行質量監督
        對各城市照明系統運行質量進行實時在線監督,提高區域內公共照明服務水平。運行質量監督指標可包括亮燈率、設施完好率、設施故障維修及時率、故障報警頻率和數量等。
       
        4.3 智慧應用擴展
       
        從更長遠的目標來看,利用大數據、云計算等技術,可實現照明線路健康狀況分析、設施壽命分析、配電分布合理性分析、額外負載檢測、城市光環境設計分析等智慧化應用,為城市照明規劃、建設提供決策支持;利用感知層智能終端和信息網絡,可為微基站運行監測、智能充電樁管理等提供服務,推動照明云平臺持續發展。
       
        5 照明云服務模式
       
        云服務的一般模式包括軟件服務(SaaS)、平臺服務(PaaS)和基礎架構服務(IaaS)?;诔鞘姓彰鞴芾淼臉I務特點,照明云可提出并有效支撐運行運營服務和業務增值服務兩種新的模式,基礎架構服務可拓展到智能監控和節能基礎設施的服務。
       
       ?。?)運行運營服務
        針對平臺提供的軟件服務,可提供系統運行運營服務。例如,照明設施資源基礎數據的建立和維護、照明系統的日常運行監控等。
       
       ?。?)業務增值服務
        基于云服務中心的大數據處理能力和專業分析工具,為城市照明管理者提供照明系統運行情況、能耗狀況、設備故障和壽命等方面的分析、診斷和預測等增值服務,發現問題并提出解決方案,為客戶創造新的價值。
       
       ?。?)基礎設施服務
        除云中心的IT基礎設施資源外,可與城市達成協議,建設感知層監控和節能硬件設備,通過服務租賃的方式提供給用戶使用。
       
        6 意義與效益
       
       ?。?)高效利用,減少投資。照明云平臺同時為多個城市照明管理機構和部門提供服務,避免重復建設照明監控中心(信息機房),可以充分提高資源利用效率,大幅減少政府投資;同時節約城市照明信息化建設成本和時間,提高管理機構提高管理和節能水平的積極性。
       
       ?。?)科學管理,持續發展。照明云平臺同時面向城市照明專業管理機構和主管部門提供服務,驅動管理與監督良性互動、共同提升,開創城市照明持續科學發展的新局面。
       
       ?。?)節能減排,促進環保。為城市照明節能減排提供科學有效的手段,促進照明能耗統計和監管工作開展,在保障城市照明質量的前提下,大幅減少城市照明用電量。
       
       ?。?)創新服務,信息惠民。照明云平臺為城市照明管理和節能提供了具體的服務內容、可行的商業模式,可有效推進政府購買服務在城市照明管理和節能領域落地并發展;信息化與民生融合,營造人與城市、環境和諧的照明景觀,體現并提高政府公共服務水平。
       
        7 結束語
       
        智慧照明云平臺可大量節約照明信息化建設成本和時間,使城市照明管理機構和主管部門更加專注于城市照明運行管理和節能水平的提升,快速推進照明系統運行智能化、節能化,實現“精細管理、按需照明、綠色節能”的城市照明理念。綜合來看,照明云服務模式符合國家和地方發展戰略,意義重大、效益顯著,有很大的推廣應用價值。
       
       
       
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