摘 要：本文主要介绍了路灯地理信息（GIS）系统在开发研制中的实践经验，从项目的立项思路、建立工作机制、开发过程中应注意几个要点，介绍了常州路灯GIS系统的概况和几个特色，以及GIS系统应用前景，供同行们共同探讨、学习，使GIS系统更完善、更切实际。
关键词：地理信息系统 工作思路 系统概况 应用前景
城市照明是服务于市民夜间出行，又在某方面体现了城市的市容市貌，随着城市建设的逐步发展，市民对路灯日常维护工作的要求也越来越高。一旦出现故障，抢修人员必须24小时内修复，这就需要在发生片灭灯故障时，快速找到故障点和电源点；在市民电话报修某盏路灯不亮时，必须短时间内找到其所在的地理位置；在发生灾害性天气时，必须及时做出应急方案，以便迅速加以处理。以往靠人工查找档案图纸、单纯的文字性数据库信息的管理模式越来越不能适应发展的需要。直观地、真实地反映路灯地理位置以及空间形态的要求日益迫切。早在1993年，我处就有开发路灯地理信息系统的设想，但是由于获取地形图困难和资金实力等原因一直未能实现。十几年中，常州的照明设施翻了几翻，从1991底的1万多盏发展到2007年底的8万余盏，速度飞快。
近年来，常州又作为“中国城市综合实力50强”之一的经济发达的城市，紧跟数字城市建设的热潮。2004年，市建设局“常州市城市建设综合信息集成系统”被列为建设部国家科技攻关项目“城市数字化集成关键技术研究”的综合示范工程。城市基础设施之一的城市照明也就顺理成章地成为这一系统工程中重要组成部分。它是城市建设中不可或缺的基本元素，是影响着市民夜间安全出行、树立城市形象、构建和谐社会的重要因素。
一、以往的工作模式
对于城市照明设施信息的管理模式：(1)设施数据库；(2)工程：设计图、施工图、竣工图；(3)多媒体资料。
常州尽管从九十年代初就开始引用了计算机二维数据库的模式管理并逐步完善，另外一方面，设施的实际地理位置及线路走向又是在工程图纸资料中反映。要想了解灯型等实样，又需要查找加工详图或图片信息等资料。结果造成：资源分散、不直观、难以快速响应。
随着常州构建大城市建设速度的日益加快，将路灯地理空间信息与文字信息相结合的GIS系统开发意愿越来越强烈。
二、工作思路
路灯地理信息(GIS)系统是一项非常复杂的系统工程，项目一经立项，首先要理清工作思路才能事半功倍。具体工作思路主要体现以下几个方面：
（一）、 “目标”上下功夫：目标要领先
“路灯地理信息系统”作为科研项目的重要组成部分,从项目调研、需求分析、系统开发、数据构建等等各环节均要采用“高标准、严要求、创一流”的指导思想，通过各种组织管理手段，使开发过程中的整体和局部之间关系协调配合，实现系统整体的综合最优化，达到 “最优设计、最优控制和最优管理”的目的。在抓重点的前提下，以超前意识，强化路灯特色，制订“数据要详尽、功能要实用、使用要方便、系统要深化”高起点目标。
（二）、“基础”上下功夫：准备要细致系统开发的准备工作深入细致：
（1）数据详尽：收集所有相关的基础资料和原始数据， 包括原有路灯设施数据库、基层统计报表、工程图纸、灯型图片、灯具加工图以及电气系统原理图等各种类型的资料。以最基层管理数据为基础，力争把系统做深、做细、做全。
（2）构架合理：理清路灯设施的内部数据逻辑关系，让开发商中地公司深入、细致、全面地了解路灯，共同探讨系统构架组成，找到最佳的数学模型，实现路灯技术、地理信息技术以及监控系统的“有机结合”和各种信息的“有效整合”。不仅做到科学合理，而且精致完整，最终确保设计书严谨周密，为设计最优打下基础。
（3）功能实用：在单位内部广泛地、全方位地征求意见，从技术、材料、生产、服务等各个业务部门实际需求出发，进行功能分析和模块组成。
（三）“管理”上下功夫：管理要严谨
地理信息系统开发过程是一个复杂的系统工程，用最优化的科学管理思路贯穿整个开发建设全过程：
（1）制度管理 成立地理信息系统领导和工作小组，专门制订地理信息系统管理和保密制度，收集整理与系统开发相关的文档资料，明确各个分项作业的责任人，建立健全各种工作台帐，由专人负责分类管理，如技术资料台账、培训资料台账、工作台账、工作小结台账、会议纪要台账等，细化日常工作内容，记录每个小组成员每天的工作情况、培训情况、月度例会情况等等，做到“有章可查、有据可依”，保证了控制最优。
（2）进度管理 根据建设局要求，远期目标与阶段性目标相结合，合理安排工作进度，专门设计了系统开发建设进度表，每天详细记录，便于随时了解系统进程。
结合单位人员少，任务重的特点，采用灵活机动的工作方法，坚持好中求快的进度管理。特别是与常工院助学中心签订帮困助学合同，既解决我处人员少，任务重，抢进度的实际问题，又让贫困学生在获得劳动报酬的基础上，学习到地理信息系统的先进技术，达到了“双赢”的效果，超额完成了17000盏路灯数据录入。
（3）质量管理 把握软件开发质量和录入数据质量两个关键：
软件开发质量：运用逐条测试和应用考核相结合的方法，确保软件平台稳定可靠、操作简便。
录入数据质量：运用软件测试、现场核对和及时更新的方法，确保数据准确。针对地形相对滞后的情况，专门研究开发了利用路灯工程建设过程中的CAD格式电子地形图与规划地形图的分层局部拼接功能，保证了路灯数据的及时性。
（四）“应用”上下功夫：应用要扎实以“提升服务”为基准，求真务实，切实把应用落到实处：
（1）应用培训：先后三次组织所有相关业务部门的专项培训；
（2）广泛宣传：在全处范围内进行总动员，并以会议、简报等多种形式广泛宣传，让地理信息系统深入人心，让更多的人了解和掌握这一系统；
（3）系统集合：与服务中心的光缆联接，在博爱路路灯控制中心实现“三遥监控系统”、“地理信息系统”、“12319服务热线”的集合，使系统的应用落到实处。
（五）“发展”上下功夫：思路要开拓
系统目前不仅包含功能性照明的路灯数据，还包含目前管辖范围内的敞开式公园内景观照明。将结合数字化城市和电子政务的要求，探索城市照明发展新思路，制定功能延伸计划。
三、工作机制的建立
成立领导小组：由处长亲自任领导小组组长，组建由技术人员组成的开发组，专门投入到这项复杂的系统开发及数据录入工作；
技术人员培训：组织技术人员先后三次到武汉中地公司，接受地理信息系统知识的专业培训，初步掌握这一新兴学课的基本概念，为合作开发和技术交流打下理论基础。
及时地制定《地理信息系统管理制度》，保证数据安全保密。
四、开发过程几个要点
（1）开发初期的准备工作
收集资料：1、图纸；2、现场查勘；3、灯型图片。
需求分析：多次召开由处领导主持，业务主管、技术人员参加的需求调研会，细致、全面、广泛地听意见，收集各类原始资料，深入地进行需求分析，制定完善、科学、经济的开发方案。
（2）工作计划性
制定工作计划：列为年度目标考核内容。
确定分片责任人：每月完成数据录入工作量考核。
（3）软件开发灵活性
中地公司的相关开发人员常驻路灯处，双方精诚合作、紧密互动，边交流，边开发，边调整。高风险的同时往往伴随着高收益，到2005年2月，经过5 个多月的日夜攻坚，系统已初具模型，系统开发建设进入了良性轨道。
五、路灯GIS系统概况和几个特色
(一)、首先从数据结构方面介绍：分两部分：线路和路灯
（1）“线”状信息：路灯的线路是所有路灯设施的脉络，也就是地理信息系统中“线”状的信息。
路灯线路既需要表示地理位置，又需要表达它复杂的电气性能。我们设计了分三层存储和表现方法，既可以用单线表示路灯管线的埋设位置，又可以用多条并行线真实的再现路灯电缆沟内的详细敷设情况。
a.单线：通过打开管沟图层，就看到单线表示的地理位置。屏幕中所看到的深蓝色是代表路灯专用控制线路，红色指路灯地下电缆线路，浅蓝色是指老城区路灯架空线路，黄颜色是指为预留的线路。
b.多条并行线：打开路灯层可以看到多条并行线，通过查看某个配电点的出线电缆，我们可以在屏幕中看到多条并行线向外发射，每条线路均有不同的路灯设施，并有各自的走向。通过点击属性工具，就可以看到该配电的所有出线电缆的详细信息。另外点击属性窗口又可看到该配电的电气回路情况。
c.控制线：单独打开控制线路层时，自动生成路灯控制系统图。当路灯数据录入或更新完成后，将显示范围设定为“配电设施”和“控制线路”，便可自动生成所有路灯网络控制系统图，这个过程通过多道工序完成的。
d.盲区位置：在全面显示路灯线路网络构架，可以清晰地看到路灯无灯区的所在，也就是我们常说的盲区，随着城市范围的扩大，城市里的乡村也统一纳入城市化管理的范围，以往都需要投入许多人力到城市各个区域盲目地寻找无灯区，在这张图可以让人一目了然，非常容易地找到盲区所在的位置以及地域范围。对于政府每年解决路灯盲区工作提供非常重要的决策依据，带来了一定的经济效益和社会效益。
（2）点状信息：城市照明各种设施是地理信息系统中的点状信息。我们设计了文字属性和图片信息、CAD灯具制作图的三种方法展现各种设施的全
貌，详尽直观。这一系列功能的实现是本项目的另一关键技术。
例如：建设局12319热线服务电话接到一个路灯撞杆交通事故的抢修电话，只是提供了编号是“13876”的路灯被撞，地理位置不详，通过查询功能，可以快速地检索到该套路灯，在屏幕的下方提示该套路灯是位于晋陵北路的一套双挑灯，抢修人员可以在屏幕的右方显示该套路灯相关信息，如光源的功率、现场灯型安装的实景照片，还可以挂接CAD加工图，使抢修人员迅速详细了解到了该路灯设施的所有信息，为完成抢修任务做好了充分的准备。
 |
 |
以上关于数据的介绍可以看到这个系统的信息范围从整个路灯运行网络，到每种路灯的结构组成、地下的和地面上的均涵盖其中；这些信息都是建立在一套非常科学、复杂、全面的数据模型基础之上，也为下一步实现更多非常实用的辅助功能奠定了基础。
(二)、特色功能：具两个具有代表性的功能
（1）与无线监控系统挂接：GIS系统与路灯“无线监控系统”可以可靠的挂接，随时可以读入无线监控的及时数据，让抢修人员在系统中可以了解分布在各个区域的监控终端的运行数据，在屏幕中：可以看到监控系统及时巡测的三相电压数据、每个回路的电流数据、每个接触器的通断状态。前面在配电负荷中我们看到的是电流计算数据，在这里我们看到的是实测数据，为抢修人员提供非常重要的参考依据。
另外我们还可以在辅助分析功能菜单中看到每天的开关灯时间和照度值。为系统计算所有路灯设施运行电费和维护费提供非常重要的数据源。
（2）辅助路灯工程设计：
新建道路工程的路灯设计，如健身北路延伸工程，涉及到老城区原有道路改造拓宽工程，以往需要到档案室查找原有道路竣工图，了解原有路灯设施的分布、线路敷设、配电负荷等情况。而现在设计人员在取得健身北路延伸工程CAD施工平面图后，利用MAPGIS的图形转换成MAP格式的点线文件，再通过添加项目把该道路施工图粘贴到本系统。放大屏幕，就可以看到新的道路施工图准确的与原有地形对接。
通过在GIS系统中区域查询，可了解到以下几个方面：
a该条道路原有14套路灯位于新建道路的路面上，需要拆除，与北环路交叉口的两套路灯需要移位。
b通过辅助分析寻找电源点，迅速知道路灯供电位置；
c通过查找配电影响范围：系统会快速检索出该箱式变控制的所有路灯及其线路走向，并在屏幕上以黄色和绿色两种颜色交替闪烁，清晰直观。
这样提醒设计人员该条道路两条通向小区内的路灯电缆需要重新沟通敷设，避免了设计遗漏。
d原有配电的负荷容量是否可以承受新的路灯设施。
这一功能为工程设计人员提供强大的技术支撑，对于设计人员的工作效率，设计质量都起到了很大的作用，避免了设计失误。
通过以上几方面关键技术的成功开发与综合集成，使系统紧密地与日常管理业务紧密地结合起来，将对行业管理创新、技术水平的提升带来巨大的推动作用。有非常明显的特色，技术上达到国内先进水平。
该系统还有许多非常实用的功能，由于时间关系，就不一一介绍了。
六、具有生命力的应用
与城建12319服务热线联动路灯报修，快速定位到故障设施的位置，显示线路走向、光源种类、灯型、灯罩等相关信息。维修人员备全相关零部件，维护工作及时、准确，节省了大量的时间、人力和财力。
七、应用前景（展望）
在Internet的任何地方，用户都可以浏览WEBGIS站点中的空间数据、制作专题图(统计图)、进行各种空间信息检索、属性查询和空间分析。并且与城市照明规划相结合；与城市网格化管理相结合（辅助定位导向等）；与工程建设相结合；该系统的使用将有利于进一步提升城市照明管理水平。
以上介绍的GIS地理信息系统的建设情况，谈不上经验，仅仅是想与各位同行共同探讨共同学习。