智慧城市照明中的单灯智能控制系统分析

王松林

淮安市工程造价管理服务中心，江苏 淮安 223001

0 引言

在对相关问题进行深入研究分析后发现，主要原因在于城市照明系统控制方法相对落后，不仅会浪费大量的人力、物力，还会加大城市照明系统能源损耗，缩短灯具的使用寿命。因此，为了满足智慧城市照明中单灯智能控制需求，文章对单灯智能控制系统进行研究。

1 系统需求分析

智慧城市照明中所采用的单灯智能控制系统集成了通信技术、计算机网络技术、自动化控制技术、自动化检测技术等，可以实现对城市照明系统中路灯的单灯或者多灯智能化控制。智慧城市照明中的单灯智能控制系统主要需具备以下功能。

（1）远程控制功能。通过单灯智能控制系统可实现对单灯和多灯开关、照明亮度、照明时间的远程控制效果。单灯智能控制系统应具有时控、光控、声控、旁路控制以及远程控制效果。在具体控制过程中，单灯智能控制系统应根据外界光照强度、声音情况，结合本地区经纬度、季节、假期、天气等相关信息，实现路灯的单灯自动化控制[1]。在此过程中，相关人员可以通过远程控制功能来输入控制参数、调整控制模式，进而实现对路灯的远程和自动化控制，从而有效节约能源，延长路灯的使用寿命。

（2）自动化检测功能。单灯智能控制系统中的控制器可以对路灯的实际运行参数进行检测采集，再通过电力载波通信技术将相关数据传递给远程管理中心，系统对数据进行分析处理后，确定各路灯的实际工作状态，以方便制订故障检修计划。

（3）自动报警功能。在正常工作条件下，单灯智能控制系统可以对所有路灯的正常运行参数进行实时监测，并将相关数据存储在数据库，便于后续动态化分析对比[2]。系统一旦在对比分析过程中发现某一路灯存在异常运行参数，便会及时将相关数据反馈给远程管理中心，并结合地理信息子系统对异常路灯进行精准标注，方便操作人员通知检修人员进行针对性和预防性检修，提高路灯故障的处理效率及效果。

2 地理信息子系统

2.1 电子地图图层设计

根据单灯智能控制系统的需求分析，可以将地质地图划分为基础设施图层和路灯设备层。

（1）基础设施图层。该图层主要包括建筑、道路、绿化等智慧城市基础设施相关的电子地图内容相对应的图层。

（2）路灯设备层。该图层主要包括路灯及其相关设备和路段等地质地图内容相对应的图层。

通过图层可以实现对某个、某区域内路灯的显示及隐藏管理，具体操作过程中还需要对各图层中的信息要求进行“增删改查”等操作[3]。

2.2 图层数据库设计

图层数据库主要包括位置文件、参考目录、工作空间和地图部分。

（1）位置文件。每个数据库都有着一个独立的位置文件，包含数据库的名称及存储位置。

（2）参考目录。参考目录中存在大量定义数据库结构的文件，如数据库索引、数据库名称、数据库物理位置等。

（3）工作空间。工作空间即ArcInfo的工作空间，包括某一个数据库索引的所有地图部分信息。

（4）地图部分。地图部分信息由某一个数据库索引中的图层组成。

通过分析，确定图层数据库的设计和优化步骤：首先，根据单灯智能控制系统的实际需求，合理确定数据库索引结构；其次，建立数据库索引文件和索引目录，并对文件和目录进行命名，确定数据库ArcInfo工作空间的所在位置；最后，构建数据库框架，为数据库命名，并为数据库中图层进行定义，引入各类图层属性及信息。

2.3 数据访问

为了确保单灯智能控制系统中地理信息子系统的功能完备性和应用有效性，需要在地理信息子系统数据库中集成SDX+空间数据库引擎技术。结合当前实际情况来看，SDX+空间数据库引擎技术已经可以支持如SQL、Oracle等多种数据库管理平台，并且可以用于构建异构数据库和操作系统多节点式集群，以满足单灯智能控制系统的设计需求。同时，SDX+空间数据库引擎技术在具体应用过程中已经表现出更加稳定、成熟、高效的技术优势，可以将现有的GIS空间数据信息一体化存储到数据库中，以便后续应用过程中对GIS空间数据进行“增删改查”操作。

3 信息管理子系统

3.1 数据处理流程

信息管理子系统的核心在于数据，在具体应用过程中，信息管理子系统会根据单灯智能控制系统的实际功能需求和数据结果来进行数据分析及处理，进而获取系统所需的各类数据信息，方便其动态化控制。信息管理子系统数据处理流程如图1所示。

图1 信息管理子系统数据处理流程

3.2 数据库设计

标准的数据库设计包括以下几个阶段。

（1）需求分析。通过调研分析，获取用户需求信息，进而制订信息管理子系统设计计划。该阶段可能会耗费大量的人力、物力，并且部分信息获取不完全还可能会影响到最终设计效果，因此必须进行全面数据信息收集。

（2）概念结构设计。该阶段是信息管理子系统数据设计的关键，需要对需求分析阶段所收集到的各类数据信息进行有效综合分析，进而形成独立具体的概念模型。

（3）逻辑结构设计。将概念设计阶段形成的独立具体概念模型转换为数据模型，并对数据模型进行优化完善。

（4）物理结构设计。结合概念模型和数据模型，合理选择符合数据应用环境的物理结构，并基于物理结构对概念模型设计和数据模型设计进行预测评估，分析其中存在的不足，实施具体优化。

灵活运用现有数据平台所提供的各类数据语言、工具，根据概念结构设计、逻辑结构设计以及物理结构设计，实施具体数据库构建，并在构建过程中持续进行应用程序的编制和调试，最后将信息管理子系统数据信息导入数据库，开始数据库试运行测试。

在完成数据库试运行测试，并确定没有问题后，便可将数据库投入具体运营使用过程中。但是，需重视对数据库的运行维护工作，即在日常运营过程中对数据库进行日常检查分析，优化其中存在的问题，实施数据库升级，对数据库进行人工管理，保证数据库的持续稳定。

3.3 系统功能模块设计

根据系统需求分析，信息管理子系统应主要包含系统操作、系统登录、路灯控制、信息查询、地铁操作、右键操作等功能，具体信息管理子系统功能模块设计架构如图2所示。

图2 信息管理子系统功能模块设计架构

4 系统效益分析

单灯智能控制系统以社会需求为基础，并集成了地理信息子系统和信息控制子系统的多样化功能，不仅可以实现更为复杂化的智能管理，还能够为后续单灯智能控制系统的拓展和完善提供一定支持，为类似项目提供了一定的参考。

5 结束语

文章提出一种智慧城市照明中的单灯智能控制系统设计思路。该系统主要包含地理信息子系统和心理管理子系统两部分子系统，可以通过电子地图实现单灯、多灯以及区域内路灯共同控制，并且具有时控、光控、声控、旁路控制以及远程控制等多种控制模式，可以适应各类条件下的路灯动态化智能控制效果，进而为后续智慧城市照明中单灯智能控制系统的设计和实现提高重要支持，具有一定的使用价值。