道路照明信息管理系统研究与实践

2021-05-13董茂强

灯与照明 2021年1期

董茂强

（上海市城市综合管理事务中心，上海200023）

道路照明具有数量多、分布广的特点。随着信息化和远程监控技术的发展，城市道路照明管理部门大多都部署了信息系统或监控系统，采用科学、高效的手段实施管理，并通过照明控制，达到节约能源的目的。

道路照明是道路附属设施，各个地方的管理机构不一样，主要由建设管理部门或电力部门来管理。由于历史沿革，不少道路照明的建设、养护和管理单位是同一部门或同一单位。按照国家事业单位分类改革的精神，承担行政职能、从事生产经营活动和从事公益服务的事业单位，将逐步转为行政机构、企业或公益类事业单位。这一改革方向对道路照明信息管理系统的架构产生了较大影响。

1 需求分析和功能设计

按照建设、管理、维护相分离的原则进行道路照明信息管理系统的需求分析和功能设计。通常的道路照明信息管理系统包含设施管理、建设管理和维护管理等。

设施管理是对道路照明设施包括灯杆、灯具、控制箱、监控设备、管道、线缆、井等的属性信息、地理位置信息进行管理，主要功能有显示、统计、查询、编辑和图文互访等。随着多功能杆的建设和应用，按需增加杆上搭载设施的管理。

建设管理是对新建、改建、扩建道路涉及道路照明设施以及既有道路单独新增照明设施的建设项目进行管理。根据项目实施主体的不同，建设管理模块分为两类：1）直接管理。道路照明管理部门是建设单位，主要功能为项目管理，包括项目的进度、质量和投资等方面的管理；2）间接管理。道路照明管理部门对道路照明建设单位进行管理，建设工作由各级政府职能部门或代建单位承担，主要功能为项目基本信息报送、设计文件意见征询、验收和移交接管等。

维护管理是对道路照明的日常维护作业情况包括养护维修计划、养护维修作业、养护质量和安全文明施工等进行管理。管理部门一般通过市场化的方式选择维护队伍，委托第三方监督维护队伍的作业质量。维护管理模块主要功能包括巡检计划、报修派单、应急抢修和维修记录等。

监控管理通过监控设备采集道路照明的运行数据，分析统计设施的运行状态，预警故障信息，同时根据开关灯策略，控制道路照明的开关。

能耗管理是基于道路照明能耗的收集情况，如能耗的实时监测或电力部门的计量，对道路照明的能耗情况进行统计、查询、分析和展示。

辅助决策是根据道路照明设施的运行年限、能耗管理要求、维修率和投诉等情况，为道路照明的日常维护和更新改造提供建议，制定策略，作近期维修计划和中长期维修计划等。

应急管理按照道路照明应急预案的要求，进行应急演练、应急处置和应急指挥，管理应急物资和应急队伍。

考核管理根据是否直接管理道路照明设施分两类：对于直接管理的设施，考核日常维护队伍，考核内容为道路照明设施的运行状况及维护单位内、外业的检查情况；对于行业管理，通过行业管理的要求，如更新设施信息、上报设施运行状况等，评价行业管理单位。

社会监督主要通过与市民热线或网格化管理平台的对接，及时处理道路照明投诉，同时提供对外服务的公众平台，接收公众投诉，发布投诉处理状态，反馈投诉结果。

2 系统建立

系统开发的基础和核心是网络架构和数据库设计。科学的网络架构能确保系统的访问安全和便捷，合理的数据库结构设计有利于数据的快速查询、调用和扩充。道路照明信息管理系统的数据库主要为空间数据库和属性数据库。

2.1 空间数据库的建立

空间数据主要用于展示道路照明设施的地理位置，通过设置空间范围来统计、查询，与设施的属性进行图文互访。道路照明空间数据包括控制箱、灯杆、管道和井等部件的信息，并存在 “箱－管－杆”的拓扑关系。

2.2 属性数据库的建立

属性数据库包含道路照明的静态信息和动态信息。静态信息包括道路照明设施的基本属性，动态信息包括道路照明的运行监控信息和维修信息等。

1）道路照明静态信息主要由灯杆属性、灯具属性、控制箱属性和控制设备属性等构成。设施发生变化，静态信息才更新，调整的频率相对较低。静态信息中的灯杆属性如表1所示。

表1 灯杆属性

2）道路照明动态信息记录道路照明设施的运行状况，主要由巡检记录、维修记录、电流巡测记录和电压巡查记录等构成。动态信息随时间变化的频率较高，如电流巡测记录频率在30 min左右。

根据系统的各功能模块建立数据库后，系统的业务流程图如图1所示。

2.3 网络架构

按照国家电子政务的要求，各地方建设政务外网，与互联网逻辑隔离，服务于各级党委、人大、政府和法院等政务部门。各级道路照明的管理部门一般通过政务外网来办理道路照明业务、管理照明设施。

照明监控涉及整个城市道路照明的控制，对城市的运行安全至关重要，因此，其网络的安全性应重点考虑。监控设备一般采用无线网络，通过运营商APN专网线路，实现监控的封闭式控制。

为方便道路照明业务办理用户，如建设单位报建道路照明工程，维护单位接收、上传维修任务等，对外业务办理的网上窗口部署在互联网上。

通过防火墙和交换机与照明管理系统服务器联通，实现网络安全和访问便捷。道路照明信息管理系统网络拓扑图见图2。

图1 道路照明信息管理系统业务流程图

图2 道路照明信息管理系统网络拓扑图

3 上海市道路照明信息管理系统

依据上海市人民政府办公厅《关于建立本市道路和公共区域照明长效管理机制的意见》（沪府办［2015］87号），建立 “政企分开、市区分工、建管分离、管养分开”的道路和公共区域照明长效管理机制。道路照明的行政主管部门为上海市住房和城乡建设管理委员会，上海市城市综合管理事务中心承担市管道路照明设施的具体管理工作。浦东新区和松江、青浦、嘉定、金山、奉贤、崇明区的建设行政管理部门是所辖区域的道路照明行政主管部门，负责所辖区域道路照明的监督管理工作，其区管道路照明设施的运行维护工作由所属区照明主管部门和照明管理机构承担。经过几年的努力，上海市已建立政企分工明确、市与区县两级管理的机制，提升了道路照明的管理效率和服务水平。

在体制改革的过程中，按照上述研究思路，上海市开发完成了全市的道路照明信息管理系统，分为设施管理、建设管理、维护管理、监控管理、能耗管理、辅助决策、应急管理、考核管理和社会监督9个功能模块，按照建、管、养分离和市区两级分工管理部署。截至目前，纳入系统的灯杆共63万余根，灯盏近70万，控制箱15余万，其中，市里直接管理灯盏数为26万。全市道路照明控制箱全部安装了区域控制器（Area Control Unit，ACU），实现远程监控的全覆盖。随着上海近两年大规模的合杆建设，系统正在开发综合杆管理模块。上海市道路照明信息管理系统界面如图3所示。