智慧路灯单灯控制平台的设计浅析

刘 志

（苏交科集团股份有限公司，南京 210000）

0 引言

智慧路灯是指集成了照明、视频监控、环境检测器、广播、大屏展示、Wi-Fi等多种设备于一身，实现泛物联网广域连接及功能的智能终端，作为智慧城市的神经末梢单元，是智慧城市实现的一个重要支撑。

绿色环保是国家的一项基本政策，照明约占全社会用电量13%，其中路灯用电量约占照明用电30%[1]，2018年国家能源局发布全社会用电量为68，449亿千瓦时，按这样计算2018年路灯用电约2670亿千瓦时，如果能够实现对路灯进行单灯控制，对不同时间段、地点根据道路实际照度和亮度进行智能调节，兼顾满足设计和使用要求，实现电能的节约，这样对社会及经济可持续发展大有裨益，据研究表明，LED路灯单灯控制能够节约用电10%以上，后期运维成本也能大幅降低，经济价值显著[2]，所以建设智慧路灯单灯管理平台是实现绿色照明的重要手段工具。

1 智慧路灯单灯控制管理平台架构

智慧路灯单灯控制管理平台主要由展现层、应用层、数据处理层、接入层、感知层等部分组成。根据系统架构设计和网络信息安全设计规范要求，各层次由下而上搭建，每层都以下层为基础提供应用服务。

图1 智慧路灯单灯控制管理平台架构

智慧路灯单灯管理平台管理者或用户采用账号登录模式，经过严格的身份认证和确认后进入平台。利用智慧路灯综合数据及资源管理能力，构建智能化的智慧路灯单灯管理与服务应用平台。

智慧路灯管理平台以大数据、网络传输、智能应用为基础，在此基础上采用B/S结合C/S架构的成熟系统，可以通过Web网页管理，从而实现对城市智能照明的精细化管理，实现远程监控，另外可以开发APP端，便于移动端灵活管理，特别为运维人员现场服务提供便捷手段。

2 智慧路灯单灯管理平台功能设计

2.1 实现远程单灯控制

定时或实时控制路灯的工作状态，监测的数据主要有亮度、电流、电压、功率、功率因数、用电量等。系统根据路灯灯杆和网关的经纬度，对单灯设定控制策略，通过监控中心合理设定开关灯时间来实现单灯的遥控。系统可对任一灯具自由组合，设定调光策略，系统按照策略自动调光，实现绿色节能。

图2 智慧路灯管理平台单灯控制界面

2.2 支持智慧路灯地理信息系统展示（GIS）

路灯管理平台系统采用GIS地理信息技术，可通过图商的电子地图来显示路灯的位置，开关提示等信息，按照照明路灯的实际地理信息，建成一个动态的、实时的、可视化的智慧路灯数字网络。将各布置点路灯的实时动态信息显示在路灯管理平台GIS地图上，并可在后台设置可扩展列表，增加路灯参数属性，将收集到的数据录入保存到数据库中，建立起完善的智慧路灯及其附属设备数据库系统，实现智慧路灯及其附属设备的数字化管理。

图3 智慧路灯管理平台GIS地图展示

2.3 日常任务快速设置功能及各类策略模式自动切换功能

平台任务列表清晰，可以快速引导用户设定需要的任务。系统支持各类策略管理自动切换功能，只要设置好对应的任务明细，系统会根据设置自动切换进入相应模式，任务执行完成后自动切回日常任务，例如节假日和夜间开关及亮度模式设置等。

2.4 系统报警功能

系统对常规各类亮灯故障进行报警，如过流、过压、意外亮灯、意外灭灯、灯具故障、控制柜缺相、电源故障、线缆断路、电源故障、人为破坏等，可实现报警跟踪、定位、回溯及统计功能。

系统支持多种设备检测报警功能（配电柜和灯杆灯具），每项报警都具备独立的开启、关闭功能，用户可以根据自己的需要来选择不同的报警。

2.5 环境监测可视化界面

云平台系统支持环境监测：PM2.5、PM10、温度、湿度、风向、风速、降雨量、气压、扬尘、能见度、二氧化碳、二氧化硫、臭氧、噪声、紫外辐射等环境参数进行显示。

2.6 用电量参数、统计分析功能

智慧路灯单灯控制管理平台将采集的各类数据进行集中管理，形成数据查询、统计分析、报表生成下载等应用服务，为管理和使用人员提供系统全面的智慧路灯数据，可以对单一路灯、特定时间的路灯用电等数据进行查询，形成常规的各类图像报表，便于使用人员直接下载使用。

3 结束语

智慧照明作为智慧城市的一部分，随着现代城市和现代技术的发展，智能、先进、有效、安全、可靠的照明控制系统可以使照明管理和使用部门对路灯、景观灯、楼宇亮化集中统一管理，实时控制照明灯具的运行状态，提高社会效益和经济效益，实现绿色环保照明。智慧路灯单灯管理平台是以物联网和云平台技术为基础，以智能控制为核心，结合计算机系统、地理信息系统技术、大数据技术、人工智能技术等，形成智能控制系统。管理平台建成后，可在电子地图上直接显示路灯的位置、数量、参数等信息，使管理人员足不出户就可实时掌握照明的运转情况以及运营维护，将传统的开关控制照明灯具转变为智能化的管理，将智能化的管理策略用于平台系统，实现路灯照明的节能环保。