一体化城市照明智能巡检系统的设计和应用

    中国照明特别报道：随着科学技术的发展，无论是人类生活水平还是日常生活工作都在不断地向先进的科学化迈进。沈阳一体化城市照明智能巡检系统摆脱原始的纸记录方式，实现沈城路灯线路巡检管理的无纸化办公。为推进全市路灯系统自动管理系统基础建设而使用的一体化技术，无论从设备管理及维护能力，还是故障修复率，或者是巡检工作效率等都能得到有效的提高。
    一体化城市照明智能巡检系统与传统的人工巡检方式相比具有明显的优势。可以从巡检作业标准化、巡检管理实时化、巡检结果数字化、管理体系简捷化、日常业务规范化、检测手段智能化来体现。同时其集成一体的便携性特别让人眼前一亮，在这智能化、便携化的时代，简易、轻便取代了曾经的繁琐笨重，出门巡检已然不用带各种设备，沈阳一体化城市照明智能巡检系统其轻巧的集成一体化优势给巡检任务带来快速便捷的体验。
    2-体化技术的引入
    一体化技术是指多个原来相互独立的主权实体通过某种方式逐步结合成为一个单一实体的过程。
    一体化技术就是集成GIS、GPS、GPRS、RFID于一身的一体化城市照明智能巡检系统，能充分体现跟上时代步伐的先进性和携带的便携性，是一种跨时代的技术。
    GIS是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统，是以测绘测量为基础，以数据库作为数据储存和使用的数据源，以计算机编程为平台的全球空间分析即时技术。地理信息系统作为获取、存储、分析和管理地理空间数据的重要工具、技术和学科，近年来得到了广泛关注和迅猛发展。
    GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。通过GPS可以快速定位到所需查询的地图地理位置以及灯杆的位置。
    GPRS技术即通用分组无线服务技术，它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。GPRS可说是GSM的延续。GPRS和以往连续在频道传输的方式不同，是以封包(Packet)式来传输，因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算。GPRS用于巡线员的实时监控：一是定位显示巡检人员位置，二是测定目标设施或事件的位置。野外手持机通过GPRS功能把包含有巡检人员实时坐标的数据包发送至服务器，可以帮助监控人员定位巡检人员的位置，也可以配合调度维修人员快速进行目标设施或故障、事件的定位。系统在地图上以图标的方式定位显示巡检人员的位置；通过通信台主动向监控软件传输数据，不需要通过读取数据库，从而提高了监控软件获取最新坐标位置的实时性。监控软件对跟踪定位数据进行刷新（而不刷新整个地图），实现实时跟踪的效果。
    在如今这个科学的时代，电子标签已然渐渐变得很常见，那么为每个路灯设立相对应的电子标签，给其唯一的身份标识对于后期的使用、检验与维修提供了一定的便利，去年对于终于在路灯上投入使用来说是一种跨时代的也是现在特有且必须的一种手段。而如何检测已贴电子标签的路灯就要使用到RFID了。RFID携带方便，只需几步操作便可快速地查出对应路灯的电子标签的序列号，而同时此序列号会传输到一体化城市照明智能巡检系统，本系统再调用服务器上相应路灯灯杆的相关信息进行各种查阅，诸如巡检的线路．设备、任务规定执行的时间等。
    3系统架构设计
    3.1应用场景
    沈阳一体化城市照明智能巡检系统采用目前先进成熟的RFID+GIS+GPS+GPRS/3G/CDMA技术方案，旨在实现包括巡检任务制定与分配、现场巡检、缺陷管理、考核统计等全部工作的标准化、可视化、简捷化、规范化、智能化管理，使用户能够动态掌握巡检线路和市政路灯的运行状况及周围环境的变化，及时发现设施缺陷和各种安全隐患，以便及时消除缺陷和隐患，预防事故发生，或将故障限制在最小范围，保障市政设施的安全、稳定运行。
    3.2体系结构     一体化城市照明智能巡检系统从总体上采用M/S与B/S结构相结合的模式，即移动终端( Mobile)、浏览器(Browser).服务器( Server)、以及相应的网络和通信链路所构成。
    监控端软件采用B/S结构，B/S是Browser/Server的简称，即通过IE浏览器访问系统，用户只要能上网就能方便地使用系统提供的各项功能。比如制定并给巡检人员分配任务，跟踪处理巡检发现的缺陷，对巡检人员的巡检情况进行考勤，统计巡检的合格率，以及实时监控巡检人员和巡检工作状态。
    巡检终端采用M/S结构，M/S是Mobile/Server的简称，是传统的C/S、B/S应用体系的延伸。巡检人员配备移动智能终端RFID，该设备能接收GPS卫星信号并根据GPS的定位原理完成对终端的自动定位，根据RFID上的电子地图（包含巡检线路数据）实现巡检导航功能，自动提示巡检设备的位置。同时通过无线网络和互联网连接到监控中心（Web服务器），实现与服务器的数据同步，在现场查看个人的巡检任务并执行，实时上报巡检情况。
    3.3系统组成部分
    3.3.1指挥调度软件
    4.1指挥调度软件
    4.1.1标准化作业
    系统中录入了所有巡检对象，包括分类、位置和巡检范围，并且针对分类的巡检对象配置了标准的巡检内容和缺陷模版。
    4.1.2任务分配
    可以在IE等网络浏览器中叠加显示背景电子地图、市政巡检线路、灯杆等。提供树状图层列表和显示控制，以及图形窗口的放大、缩小、漫游、距离／面积／坐标的量算等电子地图的基础功能。根据地名等进行查询定位，方便管理人员的监控和查看。地图的内容包括沿线地形、线路走向、设施位置、调度路线等，在电子地图平台的支持下能够支持快速定位、设施数据查询、位置标定、数据快速录入等功能。地图数据可以定制、扩展和更新，能够与今后建设的GIS方便地交换数据。电子地图所提供的丰富内容，能够协助巡检人员准确、可靠地确定设施位置，掌握周边环境状况。有助于识别各类地形、地物的变更，实现数据更新。在需要进行现场维修等情况下，利用电子地图提供准确的指引将提高户外工作效率和准确性。
    3.3.2智能巡检终端
    智能巡检终端是带有条码扫描+GPS+GPRS/3G/CDMA+摄像头+语音通话等功能的针对一体化线路巡检专门研发出的一款RFID。可手写录入、拍照、录音，采集相关技术指标数据以及其他RFID功能，用于配合指挥调度软件使用。其集成了地图导航功能，地图可进行深度定制，包括丰富的地图、路、杆塔、设备等。能有效地提示巡检人员自己的位置和待巡检对象的位置；支持地图的缩放、浏览、量算等功能。能够通过无线网络实时接收或手动下载管理人员分配的巡检任务，保证数据与监控端软件同步。
    智能巡检终端的作用是通过GPS卫星群获取自身定位数据，并通过无线通信网络实时主动向中心服务器上传定位数据；同时必须安装手持终端巡检软件，用于现场巡检及实时填报数据。
  4功能设计     管理人员制定和分配巡检任务，明确相应巡检人员要巡检的线路、设备（包括了标准化巡检内容和缺陷），同时规定任务执行的时间。
    4.1.3实时监控
    实时监控包括了实时定位显示巡检人员的位置和测定目标设施或事件的位置。通过GPS功能定位了巡检人员的实时坐标并把数据包发送至服务器，随后通信台主动向监控软件传输数据，在地图上显示巡检人员需要进行故障排查的设施或事件位置，以保证巡检人员能尽快赶到指定位置。
    4.1.4缺陷管理
    在巡检人员报告缺陷以后，服务器将会显示缺陷提示信息，以期达到事件处理的及时性。接收到的数据无论管理人员是否查看，都保存到数据库中。
    在缺陷提示栏或缺陷列表中选择查看缺陷后，显示缺陷详细内容，并能查看缺陷在地图上的具体地点及对应的设备；随后管理员可根据实际情况把缺陷分配给相应的责任人，进入流程化处理过程。
    4.1.5轨迹回放
    系统根据用户输入的查询条件（巡检人员、时间段等），从数据库读取历史巡检信息，以连续定位点连线的方式按巡检顺序将历史轨迹显示在电子地图上。
    4.1.6任务考勤
    系统自动将巡检设施发送过来的坐标、时间与设施的坐标和任务要求的时间进行对比，以确定巡检工作是否有效，保证巡检工作准确到位。
    4.1.7人员考评
    根据统计分析的结果与人员考评结合起来，可填写人员考评和审核的意见。
    4.1.8统计分析
    可选择任意时间段及巡检人员进行历史记录查询统计，并通过任务分配情况、任务执行情况等一系列数据分析、统计得出相应的各类报表，并提供打印输出功能。
    报表主要包括巡检人员的巡检合格统计报表、设备设施的巡检率统计报表、设备设施的缺陷统计报表。
    巡检合格统计报表：统计巡检员被分配的任务次数、执行合格的次数、无效巡检的次数、未巡检的资料、巡检任务完成率。
    设备设施的巡检统计报表：统计设备设施任务分配的次数和实际执行的次数。
    设备设施的缺陷统计报表：设备设施发生缺陷的次数和缺陷解决的情况。
    系统每天都会自动进行当天的数据统计，从而大大加快了集中统计的速度。
    4.1.9资源管理
    资源管理主要分为设备管理、人员管理、用户管理和通信管理。
    设施管理模块主要包括SIM卡号、终端类型，是否在用等具体信息的设置、修改，确保硬件的一次投入多次应用。
    人员管理主要是对巡检人员按照管理层次体系（部门、班组等）进行组织，输入和管理巡检队伍、人员的信息，并且实现SIM号码与相应巡检人员的绑定以及巡检人员的变更管理。
    用户管理主要是对巡检管理和查询人员进行增、删、改、查等管理操作，通过部门级别、用户／人员所属关系，基于角色管理，实现各权限的分配和控制。
    通信管理负责服务器与客户端通信服务，主要为3G无线通信的管理，支持多用户同时在线。
    4.2智能巡检终端
    4.2.1地图导航
    集成了地图导航功能，地图可进行深度定制，包括丰富的地图、路、杆塔、设备等。能有效地提示巡检人员自己的位置和待巡检对象的位置；支持地图的缩放、浏览、量算等功能。
    4.2.2任务执行
    巡检人员根据接收的任务进行巡检，及时把已经巡检的数据（自动附带时间、坐标等）上传到服务器，并对巡检不合格或待巡检的对象进行提示，保证不漏检；同时会定时把终端的定位坐标上传到服务器，用于实现监控台对巡检人员的实时监控。
    4.2.3现场数据采集
    巡检人员通过外通过智能巡检终端的RFID功能得到照明监控终端电子标签信息，进而获取了设备相关资产信息，为现场的维护管理提供支持。同时也可对现场的照明监控终端电子标签信息进行设置，完成资产信息普查工作。
    4.2.4缺陷上报
    巡检人员在按作业标准进行巡检时，如发现缺陷，可通过智能巡检终端及时上报，缺陷内容和类型都是预先定义好的，用户也可以添加备注信息，并且可以附带现场照片、录音、视频等。
    4.2.5缺陷处理
    上报后的缺陷数据，经管理人员分配责任人以后，相关的责任人可以与服务器同步，下载责任范围内的缺陷，并能够在智能巡检终端的地图上查看缺陷的位置，以便于现场跟踪处理；处理的信息及时同步到服务器，便于管理人员了解最新的处理情况。
    5结束语
    作为跟得上新时代脚步的一体化城市照明智能巡检系统，在一体化技术下，把各方面需要分散操作的软件及硬件集成于一身，对于巡检任务的制定与分配、现场巡检、缺陷管理、考核统计等各个工作做到了快速、准确、便捷，目前已进行逐步应用。
    本文分析了在一体化技术的基础上提出了系统框架和功能想法。虽然还有很多不完善之处，但在当代生活中我们可以很明确地想到一句话：只有想不到的，没有做不到的。为此，我希望能有更多的想法和技术应用于一体化城市照明智能巡检系统。