关键词：城市照明 智能化管理 智慧化城市
一、 引言
智慧化是现代化国际城市的重要内涵和基本标志。我国开展智慧城市试点工作，旨在探索智慧城市建设、运行、管理、服务和发展的科学方式，是贯彻党中央、国务院关于创新驱动发展、推动新型城镇化、全面建成小康社会的重要举措。大连市委、市政府正在全面加快智慧城市建设，市委十一届三次全会上正式提出实施“城市智慧化”战略。五年来，大连依托新一代信息技术，积极推进智能化手段在经济发展、行政服务、社会管理等方面的运用，以“无线中山”、“三网融合”等工程的加速建设为代表。加大信息化、智能化基础设施建设力度，并在去年正式启动无线城市建设，展开了多项惠民利民项目同步推进，包括物联网、云计算、电子商务、三网融合、两化融合等技术手段，正在逐步提升城市管理能级。一个信息共享、运转高效、服务便捷的品质之城呼之欲出。
在所有的城市运行保障机制中，路灯管理一直是一个难题。由于路灯覆盖面广，涉及城市的每一条道路，管理复杂。因此，路灯管理部门多年来一直尝试引入信息化管理机制，以提高路灯对城市的服务能力。从初期的人工开关灯、到现场自主控制器（如时控钟，PLC等），再到远程监控终端RTU设备，当前城市管理者能够通过计算机系统，实现对城市每晚开关灯时间进行远程监控，极大保障了城市的亮灯服务。然而，随着城市化进展的加剧，城市的规模越来越达，路灯的数量也得到了大幅的增加，给几十年来一直处在人工的、传统的巡视维修模式下的路灯管理人带来了新的问题。
由于无法获得每一盏路灯的运行情况，故国家要求的城市亮灯率也只能说是一个抽象调查的数据，没有实质性的意义。城市亮灯率又是一个很好地反映路灯服务能力的指标，因此如何及时修复故障路灯，提高亮灯率是当前路灯管理者所考虑的主要问题之一。
随着人力物力成本的不断增加，路灯运行维护费用居高不下，必须继续寻找新的信息化手段，通过计算机系统、网络系统的帮助，实现节省人力成本、提高服务能力的目标。
通过从国家住建部的了解和相关调研，我们成功地在大连夏泊路安装了国内先进的单灯监控系统，希望通过一个冬天的试运行，全面的了解单灯监控在路灯管理中的作用，并力图通过智能化监控系统实现大连智慧路灯。
二、 智能化路灯监控试点
（1）安装系统
我们选择在夏泊路的一个路灯控制箱单位内试点安装单灯监控系统。该控制箱管理着27杆单挑灯，灯具为主流的250W钠灯。
控制箱现场如图1所示：
系统实施时，我们才意识到我们对于大连道路上最为有用的路灯杆资源没有很好地进行管理，连最起码的编号体系均没有建立。为了对路灯现场的情况进行全面的数字化，我们对该路灯箱下的27杆路灯杆和路灯进行了编号，如图2所示。
具体如下表一所示：
其中由于第5杆打不开门盖，故在本次试点中，不对该杆路灯进行监控，而其他的26杆路灯均进行单灯监控终端的安装。
为便与项目实施，本次采用的单灯监控终端无需安装到灯内，只需在路灯杆下的路灯接线孔内安装即可，因此对原来的整个路灯系统没有丝毫地改变。
单灯监控终端利用先进的特定算法电力线载波通信技术，直接通过路灯供电电缆实现与安装在路灯控制箱内的单灯集中器进行通信，单灯集中器是一个安装在路灯控制箱内的单灯管理设备，现场设备拓扑结构如图3所示。
单灯集中器是安装在路灯控制箱内的设备，该设备除了完成对单灯监控终端的管理、与中央平台实时通信之外，还可实现与原有路灯箱控制器之间的互通互联，或者直接兼具控制器的相关功能。
通过GPRS连接的平台，称之为路灯智能云平台，基于该云平台，可简化所有的IT知识，让我们的工作重心回到路灯业务上，云平台的构架如图4所示。
在现场安装完设备后，立即在云平台上开通运行，可以实现如下的功能：
1） 路灯运行数据和状态的动态监测。系统可按列表或者地图的方式，显示所有、区域、选定、特定路灯的运行数据，数据包括电流、电压、有功功率和功率因子数等。运行状态包括路灯正常运行，路灯灯内故障、路灯保险丝故障、电容报警以及无电等状态的识别并显示
2） 实时亮灯率统计。通过单灯监测的数据的动态分析以及逻辑分析，给出当前按箱为单位的动态亮灯率。并亦可通过进一步动态分析后，按自然辖区、维护管理分区、道路等级等不同的分类方式进行区域动态亮灯率的统计，并能进一步供其他运行维护管理量化分析服务。
3） 单灯故障的动态报警。主站监控平台可以不同的显示方式显示故障路灯，系统可对不同的异常状态进行报警等级的设定。在报警时，可通过界面报警、语音报警等方式报警，也可根据策略定义，实现对设备主人的短信报警。
4） 各种运行维护所需的路灯列表。列表中包含但并不限于下列数据（可按各种条件排列，或者各种条件筛选）：故障路灯列表，补偿电容可能故障列表、跳灯列表、昨夜今晨状态变化路灯列表等。
5） 现场设备归属报警。根据系统不同的设定，在集中器与单灯控制器通信中，如若集中器发现新的单灯控制器，则系统通过逻辑判断，可实现自动提示设备的归属，可实现自动归属或者人工干预下的归属匹配；
6） 灵活方式的路灯动态信息查询。系统可以以地图方式、列表方式等多种方式显示；以归属方式，从控制箱、路、街道（镇）、区、市等方式可以汇聚统计目标组，然后显示目标信息；还可采用筛选方式，细化定位到目标路灯，同时显示目标路灯的运行数据和状态。
7） GIS功能。在GIS地图上， 可提供城市路灯箱图层，单灯控制集中器图层、单灯控制器图层、路灯图层，并可给出相互之间的拓扑结构；并在大屏幕上，可基于地图（基本地图模式、地形模式、卫星航拍模式等）动态直观地显示各路灯的运行数据和运行状态。
8） 打印及导出功能。针对统计分析得出的各种日报、月报、年报或者任意时段的数据报表，如实时亮灯率统计表、时段统计亮灯率表、按维修分区单列的时点故障路灯列表、时段亮灯率变化曲线表等。可以根据需要即时打印、或者导出有关数据。
9） 主站可对单灯集中器和单灯控制器进行远程设置。
10） 对于可控制的单灯控制器，提供灵活的控制模式。
在具体控制时，可实现任意一盏路灯（点控）、一个控制箱下所有路灯、一条道路的所有路灯（线控）、一定区域（任意选择方式，包括地图圈选等）内的所有路灯（面控）方式进行，同时系统允许交叉使用个别控制、全体控制、分组控制。操作直观简单。另外，可实现动态应急控制，也可对于选定的路灯设定自主运行模式，一但对单灯控制器设定了自主单灯控制的配置数据，单灯控制器即在开灯运行后，自主运行，到达设定时间（相对时间）后，自动控制。控制状态包括开、关和节能态。
图5显示了当前26盏路灯的实时运行状态，在图中，同步给出了当前每一盏路灯变成该状态的最早时间,例如，XBL018-1灯自2012-12-4其一直处在正常运行状态。
图6给出了以控制箱为单位的详细亮灯率统计表，当前仅有一个控制箱一条记录，记录显示当前管辖路灯亮灯率为100%；
图7给出了当前管辖路灯中，出线故障路灯的清单，图中显示没有故障路灯，也就是100%的亮灯率。
（2） 系统安装后的运行
系统自2012年12月4日安装完毕，并进入云平台运行至今，整个过程体现了智能路灯的特点：
1）12月6日系统上所显示的26个设备监控亮灯的统计分析，详见表二：
2) 1月份运行情况都比较良好，未出现故障灯或是未通信设备。
3）2月份人工测试模拟设备被盗情况，人工拆除27杆中的XLB027监控终端设备，
系统当天晚上即显示该设备未知，如图8所示。设备重新安装上后，系统自动恢复正常运行。
4）3月份XLB009杆下故障已经修复，至今系统运行正常。
5）以GIS地图的方式，显示路灯的运行情况，如图9。
三、 路灯智能化后的潜在应用
通过近半年的运行跟踪，我们从中得到了很多启示：
（1）先进技术：通过该智能系统的应用，成功地实施了路灯物联网，并且通过云平台的应用，使管理人员在路灯的运行管理上更专业。
（2）分布构建：现场设备安装简单，只需直接安装，由于采用了分布式建立方法，因此为实现不同场合的路灯信息化提供了方案。
（3）贴近需求：系统采用路灯供电电缆，直接通信，无需另行建设通信线路，为行业信息化改造提供了可靠的方法，也解决了行业单灯信息化的最大难题，由此满足行业需求。如：动态提供实时城市亮灯率；实时提供重大故障事件的及时报警及应急抢修后续跟踪；每日指导常规路灯故障维修，优化运行维护管理；实现路灯节能动态管理等。
（4）管运分离：系统前端设备安装、路灯运维管理、设备维修分级实施，实现管运分离，让业务回归行业，让信息系统服务于业务。
（5）节能减排：在建设行业信息化系统的同时，我们认为还可一体化实现节能减排，可支持各种路灯的节能，实现高效照明和节能照明的统一；实现绿色照明，实现低碳照明。
（6）行业创新：为路灯行业提供了一套规范的路灯智能运行维护管理体系，变传统“巡修”为“定修”，大幅节省运行成本，降低劳动强度，提高管理水平，并可为今后的路灯设计和运行提供更科学、高效的决策依据。
（7）扩大应用：还可建立新的路灯维护新模型，透过监控信息平台，利用GIS、GPS和GPRS/3G，推广路灯运行维护移动终端，实现诱导式高效路灯外出维护管理。
（8）基础普查：如前面所描述的，路灯杆资源是路灯部门最为重要的服务城市的载体，在单灯监控系统建设同时，不但可同步为路灯管理部门完成现场路灯基础设备的普查工作，完成设备定位以及设备之间的拓扑结构基础数据库，同时还可建立路灯位置资源平台，形成智慧城市基础数据载体,创建智慧城市新标杆。
（9）无缝升级：提供开放式方法和接口，能无缝融入各类已建路灯监控系统，不但保护原有投资，同时真正实现路灯一体化智能化管理，体现可持续发展的战略思想。
（10）资源共享：联动各类城市基础保障应用系统，如城市监控视频系统，城市天气预报系统等，透过系统外部接口，实现城市资源的共享.
（11）智慧城市：优化路灯运行，实现路灯节能，体现绿色照明和节能减排，为创建智慧型、节约型和谐城市做出贡献。
四、 结论
以上是我们近期在路灯智能化建设上的一些试点，通过试点，我们认识到，对于一个现代化的城市，其中的路灯杆资源是重要的城市载体，作为路灯管理 人，我们应该更好地用好这些资源，并把资源开放出来，为城市服务。
路灯运行管理，是城市运行管理中的一个重要组成部分，智慧城市离不开智慧路灯，在国家大力推动智慧城市试点建设的今天，我们有必要思考我们所管理的路灯智能化问题，从大连近期智慧城市建设的方向来看，智慧路灯必然为智慧大连添砖加瓦。
另外，国家十二五将进一步推进节能减排战略，城市路灯是一个能耗大户，我们有理由和责任，来思考路灯节能问题，而要实现路灯节能，必须全面分析路灯中的点点滴滴，从上述智能化管理中看到，路灯管理中的效率提高，等同于实现了管理节能。因此，我们更应该抓紧实现智慧路灯体系，为大连节能减排做出贡献。