一、照明管理大數(shù)據(jù)定義及特征
大數(shù)據(jù)，又稱(chēng)巨量資料，指的是所涉及的數(shù)據(jù)資料量規(guī)模巨大到無(wú)法通過(guò)人腦甚至主流軟件工具，在合理時(shí)間內(nèi)達(dá)到擷取、管理、處理、并整理成為幫助企業(yè)經(jīng)營(yíng)決策更積極目的的資訊。在照明管理方面，其特征可以用4V來(lái)概括：
1.Volume（大體量）：在五個(gè)月的時(shí)間段內(nèi)我市照明相關(guān)共產(chǎn)生了13313條原始數(shù)據(jù)、6641項(xiàng)提煉數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)內(nèi)容囊括了各項(xiàng)設(shè)施信息、故障處理結(jié)果、維護(hù)工作量等等
2.Velocity（高速）：這個(gè)速度是指數(shù)據(jù)生成和 處理速度，當(dāng)代智慧化照明管理要求處理故障要及時(shí)、準(zhǔn)確、高效反饋。我市箱變內(nèi)跳閘后可在第一時(shí)間內(nèi)被檢測(cè)到，最短時(shí)間一分鐘之內(nèi)可在控制中心發(fā)出警報(bào)。
3.Variety（多樣性）：所采集到的數(shù)據(jù)不僅僅限于路燈的電流、功率等數(shù)值，還包括圖像、錄像、聲音等等，將路燈的功能從照明擴(kuò)展到環(huán)境檢測(cè)、宣傳渠道、危險(xiǎn)報(bào)警等方方面面，從功能路燈成長(zhǎng)為智慧路燈。
4.Veracity（真實(shí)性）：數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)層層傳遞會(huì)以一定比率失真，而在照明管理中大數(shù)據(jù)采集是通過(guò)每一基路燈和每一個(gè)箱變進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。具有原始性和真實(shí)性。
路燈作為照明系統(tǒng)的“終端”，將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用到智慧城市照明管理中，可以將一盞盞路燈賦能成為一個(gè)個(gè)神經(jīng)元，感知自身以及周邊的環(huán)境，并將所采集到的數(shù)據(jù)反饋到“大腦”——控制中心，經(jīng)分析數(shù)據(jù)后可以輔助照明管理決策，提升照明管理水平。
二、實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧城市照明管理中的應(yīng)用架構(gòu)
圖1大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧城市照明管理中的應(yīng)用架構(gòu)
如圖1所示智能感知層：智能感知層是城市照明智慧節(jié)能系統(tǒng)的感覺(jué)器官，通過(guò)各類(lèi)智能傳感器，實(shí)時(shí)捕捉照明線路覆蓋區(qū)域的各類(lèi)信息。采集的信息包括：1．照明設(shè)備各類(lèi)信息，如：電壓、電流、故障信息等；
2．照明使用相關(guān)信息，如單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)人流量、車(chē)輛數(shù)等；
3．環(huán)境參數(shù)：光照度、溫度、濕度、空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)、噪聲監(jiān)測(cè)等。
通信傳輸層：利用移動(dòng)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能感知層和大數(shù)據(jù)處理應(yīng)用層的雙向傳輸。首先智能感知層的數(shù)據(jù)采集終端將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)連接，將采集的設(shè)備及環(huán)境參數(shù)傳送到應(yīng)用層處理。應(yīng)用層可通過(guò)傳輸層發(fā)送控制以及各類(lèi)配置命令，控制照明設(shè)置的狀態(tài)。
大數(shù)據(jù)處理應(yīng)用層：該層是城市照明管理系統(tǒng)的中樞部位。通過(guò)分析智能感知層所采集的數(shù)據(jù)，制定不同的控制策略，將結(jié)果通過(guò)通信傳輸層反饋到各個(gè)照明設(shè)施。實(shí)現(xiàn)根據(jù)環(huán)境自適應(yīng)調(diào)節(jié)亮度來(lái)達(dá)到節(jié)能的效果。此外，大數(shù)據(jù)處理結(jié)果同樣可運(yùn)用于照明設(shè)施的維護(hù)工作，提高工作效能。
當(dāng)照明設(shè)施發(fā)生故障時(shí)，由智能感知設(shè)備將故障參數(shù)上傳到控制中心，控制中心經(jīng)過(guò)初步的故障判斷后調(diào)度維修班組修復(fù)故障，最后再由維修班組回復(fù)故障處理情況。形成一個(gè)閉環(huán)管理系統(tǒng)。
從數(shù)據(jù)自身來(lái)看，通過(guò)智能感知層采集的數(shù)據(jù)有三個(gè)方面的作用：
1．?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。通過(guò)在大數(shù)據(jù)處理應(yīng)用層統(tǒng)計(jì)各項(xiàng)指標(biāo)，可以對(duì)設(shè)施狀態(tài)和維護(hù)工作做出評(píng)判。例如本月的亮燈率是否達(dá)標(biāo)；各維護(hù)所的設(shè)施整治量是否完成計(jì)劃；當(dāng)月市民報(bào)修和1 2345工單量是否過(guò)多等等。如圖2所示，城南所和城北所的亮燈率均保持在99.5%以上，2020年城南所平均每月的工單量為46.8單／月，城北所為51單／月。統(tǒng)計(jì)的第二個(gè)功能是擴(kuò)充數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。隨著時(shí)間的積累數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)達(dá)到一定的體量之后，可以為下一步的數(shù)據(jù)分析提供足夠的樣本數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性；另外，數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的設(shè)施信息可以隨時(shí)調(diào)用，可以在出現(xiàn)工程移交推遲、管養(yǎng)方劃分不明確等問(wèn)題時(shí)有據(jù)可循。
圖2城南城北所亮燈率、工單量對(duì)比
圖3城南班組四各項(xiàng)工作占比
3．?dāng)?shù)據(jù)預(yù)測(cè)。通過(guò)建立數(shù)據(jù)模型來(lái)描述維護(hù)所的各項(xiàng)維護(hù)工作，并運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的知識(shí)對(duì)下階段的維護(hù)工作量進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而可以在人員投入、時(shí)間安排上進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，進(jìn)一步提升維護(hù)效率。當(dāng)然，智慧城市不斷地在發(fā)展，設(shè)施狀態(tài)不斷發(fā)生變化，維護(hù)人員的工作能力也在不斷提高，數(shù)據(jù)模型指導(dǎo)維護(hù)工作統(tǒng)籌安排的同時(shí)，工作的結(jié)果也在不斷反哺數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)模型不是一成不變的，應(yīng)該是一個(gè)不斷成熟、逐漸精確的狀態(tài)。結(jié)語(yǔ)
智慧城市照明管理過(guò)程中產(chǎn)生了海量的數(shù)據(jù)信息，通過(guò)對(duì)照明管理系統(tǒng)中的智能感知層、通信傳輸層和數(shù)據(jù)處理層應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，讓照明管理變得更加智能化，對(duì)提高城市整體照明效果、節(jié)能減排起到了很好的促進(jìn)作用，實(shí)現(xiàn)綠色照明。同時(shí)，利用路燈設(shè)施的分布廣、點(diǎn)位密集的特性，通過(guò)對(duì)環(huán)境信息、路況信息的采集，還可以為環(huán)保部門(mén)、交管部門(mén)、公安部門(mén)等提供大范圍、全方位、可視化、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的數(shù)據(jù)信息，為城市各部門(mén)之間的協(xié)同合作提供了數(shù)據(jù)支撐，形成部門(mén)之間的聯(lián)動(dòng)，提高智慧城市管理水平，為實(shí)現(xiàn)智慧路燈、智慧城管、智慧交通、智慧防汛等等起到強(qiáng)大推動(dòng)力的作用。
最后，將大數(shù)據(jù)應(yīng)用與智慧城市照明設(shè)施的管理與維護(hù)中，對(duì)提高整個(gè)城市的亮燈率、維護(hù)工作的效率、設(shè)施完好率起到了顯著的效果。
