1、试论城市路灯管理 GIS 的设计和运用摘要：在我国的城市建设中，路灯设计不仅仅局限于照明功能，在美化和改善城市形象方面也是重要的环节，GIS 技术的发展给城市路灯的管理增添了新的血液。本文介绍了城市路灯管理 GIS 的设计和运用。 关键词：城市路灯管理；GIS；设计；运用； 中图分类号： S611 文献标识码： A 引言： 城市照明系统的自动化控制和智能化管理成为城市现代化发展的标志之一，随着城市现代文明的发展和科技的普及，对照明的要求越来越高，其需要达到自动化、智能化、美观化。现代化的路灯管理 GIS进入到我们的生活，它是结合了浏览器/服务器( Browser/Server)模式和客户端/服
2、务器模式(Client/Server)两种结构，开发平台用 ArcGIS Server 为，开发语言用 Visual C#，SQL Server2008 为据库服务器，建模工具使用 3 dmax，实现了对路灯等的设备的空间可视化、智能化管理、信息查询统计、地图显示及三维漫游等功能，提高了道路照明的效能、节省管理费用。 一、城巾跻灯管理系统设计目标 现在设计的城市路灯管理系统主要实现三个目标： 、实现终端控制器的自动化。控制某路段的路灯开关设备的就是终端控制器。要实现自动化管理路灯，前提是改造控制器实施自动化。 、远程控制分散的终端控制器。在进行路灯控制中，为了路灯动作统一的关断和开通，需要进行
3、远程控制。通常情况下，设置一套中央控制机制来控制分散在各个街区的终端控制器。 、建立 GIS 控制管理系统。建立一套功能完善的综合性控制和管理系统是非常有必要的，它综合了控制与管理两个方面，便于系统的操作和对路灯的实时监测以及工作大员对路灯信息的查询。 二、.设计原则 因为 GIS 的城市路灯管理系统是一项复杂的、综合性强的系统工程，系统的设计应该严格遵循软件工程的规范程序进行，实行系统的优化和高效前提是保证系统具备科学合理的结构框架。系统需要尽可能提高各项系统性能指标来满足用户需求，因此系统总体设计遵循以下的设计原则： （一） 、标准化原则 规范化、标准化、统一化是系统的设计和建设过程中遵循
4、的基本原则，其中包括数据编码和数据格式的一致性，按照以下标准和规范进行：已颁布的国家标准规范，部颁标准规范，自行制定经过论证的有关标准。（二） 、完备性原则 完备性原则包括数据和系统功能的完备性。前指数据的完整性、现实性、准确度、精确度;后者指用户的主要业务及管理内容，满足系统详细设计的全部功能要求。 （三） 、安全稳定性原则 抗干扰能力。指工作的正确性和连续性，包括检错、纠错的能力，并且能解决一般的人为和机器故障。 在外界干扰下能够重新恢复和启动。 完善的数据备份措施 （四） 、适应性原则 为了满足系统发展变化的要求，用户能够根据功能调整的需要对系统的设置进行调整。 系统的结构设计预留方便以
5、后的使用。 能适应技术的快速更新(软、硬件升级更新)要求。 （五） 、先进性原则 它不仅要满足系统功能要求，还要保持系统的先进性和高性能价格比。 三、系统功能结构 就目前城市路灯存在的问题和管理方面的需求，可以将该系统分为六个模块，分别为：地图操作模块、路灯管理模块、附加功能模块、二维展示模块、网上监控模块及系统管理与设置模块。 （一） 、地图操作模块 城市中利用 ArcGIS 平台，实现对地图的放大，缩小，鹰眼，漫游，距离，属性等查询、分析以及统计，能够知晓城市路灯信息。比如，可以在客户端很清楚的看到路灯使用电量情况、报警信息以及查询和打印每盏路灯的使用情况，也方便并对查询和分析的结果以专题
6、图和统计图表等可视化形式表现和打印出来。 （二） 、路灯智能管理模块 （1） 、路灯区域性管理 城市中每个地方的人口活动量是不同的，因此设计的路灯类型、路灯属性、开灯个数等也都是不相同的。比如像公交站、广场等周边道路活动人口流量很大，这些地方开灯个数和路灯功率的需求也是相对较多的，相反，像郊区周边人口流量相对较小的地方，对开灯个数和路灯功率都可以相对减少，根据实际情况合理安排，做到其既能保证人们的安全，又可以很好的节约能源。 （2） 、路灯时间段管理 、城市中每天不同的时段活动人口量也是不相同的，所以开灯的个数也是根据实际情况来确定的。如冬季下班时段，人流量基本上就是达到了一个高峰期，相对于晚
7、上十二点以后城市活动人口也是相继的减少了，此时可参照区域性管理的措施对路灯进行有效的管理，尽可能地使其达到高效合理。 、天气的变化也在很大程度影响着具体的开灯情况，例如依据天色昏暗程度，来确定开灯的个数和时间。比如，黄昏时分的开灯个数只需要遵循够用即可的原则，但是一到天黑就需要适当增加开灯个数，同时天气的阴晴雨雪也将影响开灯时间和个数。 在夏冬等这些交替季节我们将采集不同季节天色和时段对应关系的数据，对其进行分析，做好季节性的分析，这样可以很好的增强对路灯的有效管理。 、路灯所开数量管理 只要保证光亮符合要求，每条路上路灯和灯管的开关数量可以运用数学方法和结构算法，对路灯的开闭以及设计进行合理
8、规划，尽可能实现节能高效。 、不同类型路灯的管理 不同的路灯属性不同，如路灯编号、抗风速能力、所属道路、抗风强度、型号、杆型、杆高、材质、生产厂家等，对于这些属性要进行完善补充附加模块。 （三） 、附加模块 （1） 、非常规状况处理 在自然灾害或极端恶劣天气(大风，暴雨，冰雹)状况下，可以由系统分析路灯的抗风强度、抗风速、耐寒程度来决定开某种类型的路灯，这样可以把损失降到很低且避免很多不必要的麻烦。 （2） 、故障发现和申报 此模块可以设计一个仪器来记录路灯监测，能够进行自动记录路灯的工作状况和出现的故障问题，只要有发生故障，将会自动给出信号，工作人员会通过信号及时对路灯进行维修，方便人们安全
9、出行。 （四） 、二维展示模块 用二维模块来展现 整个 ArcGIS 的城市路灯管理信息系统的效果，并进行二维操作，可以在二维状态下放大、缩小，查询地物，查询路灯信息也可以二维漫游，使系统更加生动、直观、形象地展现在用户面前。(5)网上监控模块，虽然管理人员离开监控中心，但是也能通过网页查询到路灯的运行状况，确保该系统高效稳定，24 小时处于运行状态，实现深一层意义上的智能化。 (6)系统的管理及设置，实现系统设置、图例显示、权限设置、修改密码、图层设置、路灯对象图标设置、图标库维护的功能。 四、GIS 应用于城市照明的优点 （一） 、GIS 系统引入的可行性 将成熟的计算机技术，网络通讯技术
10、，地理信息技术(GIS)技术三者相结合应用于城市照明系统管理，进行科学控制城市道路照明路灯规划，设计和施工，对市政管理部门有非常重要的意义，路灯系统的管理涉及到城市安全和资源环境的可持续发展，产生的经济和社会效益也是非常大，影响深远。大力推进行业管理自动化，提高企业管理水平和技术水平，促进行业技术进步，对我国数字城市建设具有十分重要的战略意义。（二） 、GIS 系统带来的好处 针对于照明路灯分布，监控难等一系列问题，在 GIS 系统中就可以通过 GIS 所提供的显示工具，直接在图形或地图中显示出照明路灯工作状态，能进一步提高照明质量，降低能源的消耗。同时更为直观的提供给控制中心所有信息，做到监
11、控的同时还能及时通知维护工作人员赶到故障现场维护，改善路灯的服务质量，减小了人力和物力的消耗，提高设备监控维护效率，减轻劳动强度。GIS 系统的使用使城市照明系统的稳定性提高了，为夜间出行的人们提供了便利，对于改善夜间社会治安和交通安全也具有积极的意义。 结束语： 作为路灯管理信息化建设的重要内容，城市 i 路灯管理的 GIS 设计已经备受大们的关注，随着科学技术的发展，城市的路灯管理将会进一步完善，给城市带来更多的方便。 参考文献： 1何东钢,何中平,刘长军. 城市路灯管理 GIS 的设计与应用J. 长春大学学报,2008,10:38-41+51. 2廖小情. 智能路灯测控与安全系统的研制D.苏州大学,2012. 3金长辉. 城市照明智能监控管理系统设计与实现D.山东大学,2013.
