市政工程处路灯GIS

/项目概述项目背景随着城市建设的发展，路灯已不再局限于街道照明，而是发展为表现城市景观、体现城市形象的重要标记。城市照明建设越来越留意于城市的形象，道路照明和景观照明的规模和数量越来越大。同时，也为政府部门对城市照临系统的管理提出了越来越高的要求。依靠时钟、光电的低压侧开关限制方式，依靠人工巡检的工作方式已远远不能满足城市的发展需求，急需依靠先进的信息技术建立路灯管理系统，对城市路灯的规划设计、工程建设、日常巡查、修理管理等进行网络化、精细化、规范化、日常化管理。建设目标及意义依托先进的空间信息技术（GIS、GPS）整合利用计算机、GPRS通讯技术、视频监控技术，建立全市路灯管理系统，有效实现路灯监控的网络化、可视化，摆脱了传统的路灯管理模式，刚好全面的了解市区照明系统的运行状况，有助于削减道路交通事故的发生，美化城市形像。通过对城市路灯的规划设计、工程建设、日常巡查、修理管理等进行网络化、精细化、规范化管理，从而进一步保障了城市照明稳定的运行。现状和需求系统现状厦门市市政工程管理处作为厦门市市政园林局的下属单位，负责和人民群众生活密切相关的市政公共设施的建设，运行，维护，养护等。目前已完成基于GPRS无线传输的路灯监控系统和视频监控系统。路灯GPRS监控系统实现了对市区范围内的全夜灯、半夜灯和景观灯的开/关均可实现自动限制。同时，系统具备的自动报警和巡查、选测功能，使调度人员可以在故障发生后的数秒钟内刚好了解故障的地点和状态。视频监控作为城市照明系统的帮助手段，可以实时地观测路灯系统的运行状况。当路灯GPRS监控系统产生告警时，通过人眼的观看，确认故障是否真实存在，修正路灯GPRS监控系统的误告警，从而达到帮助分析处理故障的目的。目前只在市区重要路口安装了八个监控点，两个已正式启用。现有系统的不足单一的路灯GPRS监控系统和视频监控系统虽然做到了城市照明系统的集中限制管理，但是由于其基于GPRS无线传输以及监控终端设备、数据接收设备自身的牢靠性，仍存在以下不足：1、现有系统无法反映出城市照明系统各用电、配电设备（如路灯、夜景灯、配电限制箱）的地理位置，简洁出现施工检修时，人员找不到设备在哪，给设备的安装维护等造成确定的不便。特殊是在故障抢修时，快速定位故障设备的地点有助于缩短故障复原时间。2、系统只监控配电柜内的配电设备和检测输入电压及回路电流电压等，无法真实反应配电柜至路灯此段的线路状况。在软件界面上只单一地用文本标识配电柜内有多少回路及名称，无法清楚地获知此配电柜详细管理的路灯范围。3、监控终端设备采线的数据通过GPRS无线传输，GPRS信号的不稳定以及所处的基站通讯繁忙有可能造成数据上传失败或出错，从而在监控系统的中心端造成误告警。虽然有视频监控系统进行帮助故障分析推断，但须要人工干预。管理人员必需先了解故障点处于哪个视频监控点的监控覆盖范围，再调阅视频。这就要求管理人员要对视频监控点的监控覆盖范围特殊熟悉。4、路灯监控数据目前是接受周期性采集方式，每30分钟更新一次。也就是从故障实际发生到值班人员得知故障，最悲观的估计是30分钟，将对故障解决造成确定的延误。需求分析通过建设GIS系统整合现有的路灯GPRS监控和视频监控系统，弥补现有系统的不足，接受网格管理法和城市照明部件、事务管理法相结合的方式完善全市路灯管理，实现对城市路灯的规划设计、工程建设、日常巡查、修理养护等的网络化、可视化、精细化管理，从而实现精确、灵敏、高效、全时段、全方位覆盖的管理方式。功能需求建设成果展示现有GRPS路灯监控系统中，只有配电设备的文本信息展示，没有路灯详细的相关信息，更无法供应相关设备的照片、说明信息等。因此须要借助GIS平台进行相关业务数据的落图，供应在GIS地图平台上对路灯的照片、设备业务信息等进行编辑、管理等。快速查询、定位须要能供应各类快速的查询功能，如通过维护责任人、配电/用电设备编号、安装时间段等，进行业务数据的查询。同时供应在地图上以点选、矩形框选、多边形等多种方式进行基于地理范围的选择。从而支持数据的快速查询及定位。后续考虑通过和民政局的地名公共服务平台进行联动，获得全市的地名数据。从而支持热心市民进行的电话反馈时，业务人员可以快速的依据地名信息，快速定位到问题路灯。维护及管理通过数据库层面集成来自其它系统中的配电箱的信息，实现在派遣相关修理人员到现场前，可以干脆在GIS地图平台上查看指定位置的配电箱的详细设备型号、详细配件清单，便利的将配电设备信息，及待检测故障描述信息通过短信息发送到修理责任人手上，修理人员完成修理后，可以回复相关短信，依据回复短信内容，自动更新设备的修理状态。传统的路灯及配套设施的修理缺乏预见性，或是等资金到位，或是等设施损坏再修，这种养护方式不利于路灯设施设备的养护。借助GIS平台的分析功能，可以综合分析路灯的生产厂商、运用状况、历史修理信息等相关数据，合理支配维护支配，实现了运行效能提高和维护费用降低的双赢。实现路灯设施的科学管养。实时调阅监控视频须要能供应在“路灯管理一张图”上，同时显示来自“全球眼监控”系统的数据及现有路灯的位置信息，支持干脆在地图上调取显示视频信息，实现业务人员查看实时视频信息，推断GPRS路灯监控系统的路灯状态，和实际的路灯运行状态是否一样，从而推断出详细的问题。从而支持数据的快速查询及定位。数据需求管理海量空间数据平台须要能存储及管理厦门市的基础地形图及遥感影像图。实现电子地图和遥感影像的叠加显示。路灯数据可以划分为点状、线状数据。路灯一般是以20米为距，进行铺设，因此全厦门的路灯空间数据相对属性数据还是比较大的。读取实时监测数据目前的GPRS路灯监控系统，接受每半个小时，读取瞬时的设备及线路的状态信息，目前可以通过两种方式进行数据的读取。第一种、读取来自组态软件的实时数据包。其次种、读取监控系统的数据库数据。读取数据包须要供应详细的数据包结构信息，读取数据库数据，可能存在确定的延迟。调取视频监控数据目前已经上线的8路视频监控服务，须要供应对应的读取实时及历史视频监控数据。对于视频监控信息的调取，假如须要实现在GIS平台上实时操作摄像头的焦距、角度等，则须要视频监控服务商供应相关的开发接口及相关控件。读取供电局的数据须要能和电业局供电系统对接户号和供电杆，实现快速的断电分析和复原。特殊是单个配电箱的供电出现问题时，可供应最短路径可供电来源分析，为决策供应科学的数据支持。性能需求系统需供应稳定的7×24小时的服务，对于各类简洁的操作，须要限制在2秒以内，对于涉及困难的GIS空间分析等，须要限制在1分钟以内。系统设计技术路途本系统接受主流的GIS平台（ESRI的ArcGIS）、大型关系数据库技术（SQL2008）、先进的、成熟的企业级技术架构（.Net），在充分考虑和其它信息系统的开放互联、多源数据接口、数据之间的关联以及网络环境开放性的基础上，支持困难应用环境，对现有应用系统、数据库资源进行有效整合，形成以完备的地理信息数据库为基础，以开放的专题地理信息信息服务为依托，建设城市照明的基础地理信息系统。系统开发工具选择用MicrosoftVisualStudio.NET2010开发平台的MicrosoftVisualC#.NET。体系结构基于三层体系结构的C/S模式，C/S（Client/Server）结构，一般运行于局域网，面对相对固定的用户群，对信息平安的限制实力很强，是应用较为成熟的软件体系架构。C/S三层体系结构把客户端应用程序的核心业务逻辑分别出来形成中间层应用服务器，客户端应用程序只负责用户界面表现，核心业务处理调用中间层应用服务器的方法来完成，应用服务器操作数据层的数据。C/S模式的应用系统一般具有丰富的用户端界面，具有较强的交互性。三层体系结构示意图如上图所示，通过引入独立的中间层，产生了适应于Internet应用环境多层体系结构。业务处理集中在中间层实现，客户端仅包含简洁的校验逻辑，不对业务处理的完整性产生影响。系统将业务处理拆分为业务逻辑和数据逻辑。分别的业务逻辑和数据逻辑使核心业务过程可以独立于数据存储实现，业务逻辑又细分为核心业务组件和高层业务过程，将简洁变动的部分转化为流程的定制和算法的定制，使之可以独立于核心代码被修改。系统构成系统构成图数据层依据对城市路灯监控业务的分析，底层数据分别有基础地理空间数据、城市照明设施专题数据、业务管理数据。1、基础地理信息数据库负责存储全市域范围内的基础地理数据，包括行政区划、路网、植被、水系、建筑物等信息，条件许可状况下，还包括遥感影像数据。基础地理空间数据构成城市路灯监控管理的空间基础。2、城市路灯设施专题数据库负责存储和管理全市范围内全部监控的城市路灯设施数据，包括这些设施的静态空间信息及其属性信息等。3、业务管理数据库负责存储该系统运维保障人员、技术工程人员、系统管理员等非照明设施以外的信息。中间层中间层主要包括地理信息平台、GPRS监控以及视频监控服务和接口。通过这些服务和接口实现视频监控系统、路灯GPRS监控系统、GIS系统的基本业务。同时也为系统间的数据调用供应了必要的技术手段。应用层应用层为本层GIS系统开发的主要内容。结合当前业务需求，开发路灯基本管理模块、无线监控管理模块、视频监控管理模块、综合决策支持模块。GIS系统建立在路灯GPRS监控和视频监控系统之上，不仅能够进行传统的监控操作，还能够实现基于空间的道路信息可视化，以及相关的空间查询和检索等操作。同时，基于视频的空间范围分析，也为城市照明的平安运营供应了强有力的技术保障。用户层用户层构成系统的最终运用者，是系统需求的来源，也是系统功能的最终服务目标。依据不同用户类型，在GIS系统中设置了不同的操作权限。网络结构本系统无需变更现有的网络结构，可接着沿用现有网络，只须要保证可以同时访问视频监控系统和路灯GPRS监控系统的相关服务器即可。系统开发路灯基本管理模块路灯及配套设施管理实现对路灯及配套的设施的落图管理；可以在地图上干脆查看管理对象的各类属性信息及多媒体信息（如图片、视频等）。1）、对管理对象的位置信息（点状、线状）等的的新增、编辑、修改、删除功能。2）、对数据的历史版本管理。3）、查看设施设备的修理记录、产品型号、负责人等相关管理信息。路灯设施查询定位供应通过业务关键字（如路灯编号、配电箱编号、道路名称）等多关键字的单个、组合查询。支持查询结果定位到地图上进行高亮显示。供应通过在地图上，进行点选、矩形框选、多边形等多种方式进行管理对象的查询，实现以图选灯。日常维护支配管理在业务上已经指定了片区的路灯设施的维护企业、维护责任人。系统支持定期生成维护支配材料，支持生产图文并茂的维护书。在短信模块的支持下，可配置提前通知相关维护责任人的。供电局电网管理通过定期的导入来自供电局的电网数据，实现和电业局供电系统对接户号和供电杆。1）、数据的导入功能管理。2）、供电网络业务图的导出及打印功能。无线监控管理模块现有GPRS系统上，可以干脆进行路灯的远程测量、限制。以上功能，将通过简洁的接口封装，进行二次调用。从而支持在GIS平台上进行相关的操作。在GIS平台的支持下，协作路灯GPRS监控系统，在路灯出现故障时，可以调出所处监控范围的视频信号。视频监控管理模块1）、实现对视频监控点的落图管理。供应在“一张图办公”模板上的视频监控点的自定义管理，科室的业务人员可以依据实际部署的视频监控点，进行监控点的调整。2）、支持分析视频的覆盖范围。视频覆盖范围分析将路灯、配电箱和视频监控点覆盖范围相关联。支持手动点选路灯或配电箱，从而调阅覆盖此区域的视频图像，因此人工视察路灯是否亮起无需操作人员清楚路灯、配电箱和视频监控点的关联性。也可以通过事务驱动（如路灯故障、电线断路等）自动调阅出覆盖此事务区域的视频图像。3）、点播实时视频及历史视频回看。供应对应的读取实时及历史视频监控数据。本次建设方案不举荐在本地系统保存相关视频信息。对于视频监控信息的调取，假如须要实现在GIS平台上实时操作摄像头的焦距、角度等，则须要视频监控服务商供应相关的开发接口及相关控件。综合决策支持模块供应综合决策支持功能，从快速复原供电、修理设备清单支持及基于地图的业务报表支持。快速复原供电决策支持在GRPS路灯监控系统的支持下，帮助视频监控技术，可以针对单个路灯的供电状态进行快速推断。从而支持限制中心，进行远程指令的开灯支持。在获得来自供电局的电网数据后，可以实现单个配电箱的供