市政工程處路燈GIS

/項目概述項目背景隨著城市建設(shè)的發(fā)展，路燈已不再局限于街道照明，而是發(fā)展為表現(xiàn)城市景觀、體現(xiàn)城市形象的重要標(biāo)記。城市照明建設(shè)越來越留意于城市的形象，道路照明和景觀照明的規(guī)模和數(shù)量越來越大。同時，也為政府部門對城市照臨系統(tǒng)的管理提出了越來越高的要求。依靠時鐘、光電的低壓側(cè)開關(guān)限制方式，依靠人工巡檢的工作方式已遠遠不能滿足城市的發(fā)展需求，急需依靠先進的信息技術(shù)建立路燈管理系統(tǒng)，對城市路燈的規(guī)劃設(shè)計、工程建設(shè)、日常巡查、修理管理等進行網(wǎng)絡(luò)化、精細化、規(guī)范化、日?；芾?。建設(shè)目標(biāo)及意義依托先進的空間信息技術(shù)（GIS、GPS）整合利用計算機、GPRS通訊技術(shù)、視頻監(jiān)控技術(shù)，建立全市路燈管理系統(tǒng)，有效實現(xiàn)路燈監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)化、可視化，擺脫了傳統(tǒng)的路燈管理模式，剛好全面的了解市區(qū)照明系統(tǒng)的運行狀況，有助于削減道路交通事故的發(fā)生，美化城市形像。通過對城市路燈的規(guī)劃設(shè)計、工程建設(shè)、日常巡查、修理管理等進行網(wǎng)絡(luò)化、精細化、規(guī)范化管理，從而進一步保障了城市照明穩(wěn)定的運行?，F(xiàn)狀和需求系統(tǒng)現(xiàn)狀廈門市市政工程管理處作為廈門市市政園林局的下屬單位，負責(zé)和人民群眾生活密切相關(guān)的市政公共設(shè)施的建設(shè)，運行，維護，養(yǎng)護等。目前已完成基于GPRS無線傳輸?shù)穆窡舯O(jiān)控系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)。路燈GPRS監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了對市區(qū)范圍內(nèi)的全夜燈、半夜燈和景觀燈的開/關(guān)均可實現(xiàn)自動限制。同時，系統(tǒng)具備的自動報警和巡查、選測功能，使調(diào)度人員可以在故障發(fā)生后的數(shù)秒鐘內(nèi)剛好了解故障的地點和狀態(tài)。視頻監(jiān)控作為城市照明系統(tǒng)的幫助手段，可以實時地觀測路燈系統(tǒng)的運行狀況。當(dāng)路燈GPRS監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)生告警時，通過人眼的觀看，確認故障是否真實存在，修正路燈GPRS監(jiān)控系統(tǒng)的誤告警，從而達到幫助分析處理故障的目的。目前只在市區(qū)重要路口安裝了八個監(jiān)控點，兩個已正式啟用。現(xiàn)有系統(tǒng)的不足單一的路燈GPRS監(jiān)控系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)雖然做到了城市照明系統(tǒng)的集中限制管理，但是由于其基于GPRS無線傳輸以及監(jiān)控終端設(shè)備、數(shù)據(jù)接收設(shè)備自身的牢靠性，仍存在以下不足：1、現(xiàn)有系統(tǒng)無法反映出城市照明系統(tǒng)各用電、配電設(shè)備（如路燈、夜景燈、配電限制箱）的地理位置，簡潔出現(xiàn)施工檢修時，人員找不到設(shè)備在哪，給設(shè)備的安裝維護等造成確定的不便。特殊是在故障搶修時，快速定位故障設(shè)備的地點有助于縮短故障復(fù)原時間。2、系統(tǒng)只監(jiān)控配電柜內(nèi)的配電設(shè)備和檢測輸入電壓及回路電流電壓等，無法真實反應(yīng)配電柜至路燈此段的線路狀況。在軟件界面上只單一地用文本標(biāo)識配電柜內(nèi)有多少回路及名稱，無法清楚地獲知此配電柜詳細管理的路燈范圍。3、監(jiān)控終端設(shè)備采線的數(shù)據(jù)通過GPRS無線傳輸，GPRS信號的不穩(wěn)定以及所處的基站通訊繁忙有可能造成數(shù)據(jù)上傳失敗或出錯，從而在監(jiān)控系統(tǒng)的中心端造成誤告警。雖然有視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行幫助故障分析推斷，但須要人工干預(yù)。管理人員必需先了解故障點處于哪個視頻監(jiān)控點的監(jiān)控覆蓋范圍，再調(diào)閱視頻。這就要求管理人員要對視頻監(jiān)控點的監(jiān)控覆蓋范圍特殊熟悉。4、路燈監(jiān)控數(shù)據(jù)目前是接受周期性采集方式，每30分鐘更新一次。也就是從故障實際發(fā)生到值班人員得知故障，最悲觀的估計是30分鐘，將對故障解決造成確定的延誤。需求分析通過建設(shè)GIS系統(tǒng)整合現(xiàn)有的路燈GPRS監(jiān)控和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，彌補現(xiàn)有系統(tǒng)的不足，接受網(wǎng)格管理法和城市照明部件、事務(wù)管理法相結(jié)合的方式完善全市路燈管理，實現(xiàn)對城市路燈的規(guī)劃設(shè)計、工程建設(shè)、日常巡查、修理養(yǎng)護等的網(wǎng)絡(luò)化、可視化、精細化管理，從而實現(xiàn)精確、靈敏、高效、全時段、全方位覆蓋的管理方式。功能需求建設(shè)成果展示現(xiàn)有GRPS路燈監(jiān)控系統(tǒng)中，只有配電設(shè)備的文本信息展示，沒有路燈詳細的相關(guān)信息，更無法供應(yīng)相關(guān)設(shè)備的照片、說明信息等。因此須要借助GIS平臺進行相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的落圖，供應(yīng)在GIS地圖平臺上對路燈的照片、設(shè)備業(yè)務(wù)信息等進行編輯、管理等。快速查詢、定位須要能供應(yīng)各類快速的查詢功能，如通過維護責(zé)任人、配電/用電設(shè)備編號、安裝時間段等，進行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的查詢。同時供應(yīng)在地圖上以點選、矩形框選、多邊形等多種方式進行基于地理范圍的選擇。從而支持?jǐn)?shù)據(jù)的快速查詢及定位。后續(xù)考慮通過和民政局的地名公共服務(wù)平臺進行聯(lián)動，獲得全市的地名數(shù)據(jù)。從而支持熱心市民進行的電話反饋時，業(yè)務(wù)人員可以快速的依據(jù)地名信息，快速定位到問題路燈。維護及管理通過數(shù)據(jù)庫層面集成來自其它系統(tǒng)中的配電箱的信息，實現(xiàn)在派遣相關(guān)修理人員到現(xiàn)場前，可以干脆在GIS地圖平臺上查看指定位置的配電箱的詳細設(shè)備型號、詳細配件清單，便利的將配電設(shè)備信息，及待檢測故障描述信息通過短信息發(fā)送到修理責(zé)任人手上，修理人員完成修理后，可以回復(fù)相關(guān)短信，依據(jù)回復(fù)短信內(nèi)容，自動更新設(shè)備的修理狀態(tài)。傳統(tǒng)的路燈及配套設(shè)施的修理缺乏預(yù)見性，或是等資金到位，或是等設(shè)施損壞再修，這種養(yǎng)護方式不利于路燈設(shè)施設(shè)備的養(yǎng)護。借助GIS平臺的分析功能，可以綜合分析路燈的生產(chǎn)廠商、運用狀況、歷史修理信息等相關(guān)數(shù)據(jù)，合理支配維護支配，實現(xiàn)了運行效能提高和維護費用降低的雙贏。實現(xiàn)路燈設(shè)施的科學(xué)管養(yǎng)。實時調(diào)閱監(jiān)控視頻須要能供應(yīng)在“路燈管理一張圖”上，同時顯示來自“全球眼監(jiān)控”系統(tǒng)的數(shù)據(jù)及現(xiàn)有路燈的位置信息，支持干脆在地圖上調(diào)取顯示視頻信息，實現(xiàn)業(yè)務(wù)人員查看實時視頻信息，推斷GPRS路燈監(jiān)控系統(tǒng)的路燈狀態(tài)，和實際的路燈運行狀態(tài)是否一樣，從而推斷出詳細的問題。從而支持?jǐn)?shù)據(jù)的快速查詢及定位。數(shù)據(jù)需求管理海量空間數(shù)據(jù)平臺須要能存儲及管理廈門市的基礎(chǔ)地形圖及遙感影像圖。實現(xiàn)電子地圖和遙感影像的疊加顯示。路燈數(shù)據(jù)可以劃分為點狀、線狀數(shù)據(jù)。路燈一般是以20米為距，進行鋪設(shè)，因此全廈門的路燈空間數(shù)據(jù)相對屬性數(shù)據(jù)還是比較大的。讀取實時監(jiān)測數(shù)據(jù)目前的GPRS路燈監(jiān)控系統(tǒng)，接受每半個小時，讀取瞬時的設(shè)備及線路的狀態(tài)信息，目前可以通過兩種方式進行數(shù)據(jù)的讀取。第一種、讀取來自組態(tài)軟件的實時數(shù)據(jù)包。其次種、讀取監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)。讀取數(shù)據(jù)包須要供應(yīng)詳細的數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)信息，讀取數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，可能存在確定的延遲。調(diào)取視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)目前已經(jīng)上線的8路視頻監(jiān)控服務(wù)，須要供應(yīng)對應(yīng)的讀取實時及歷史視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)。對于視頻監(jiān)控信息的調(diào)取，假如須要實現(xiàn)在GIS平臺上實時操作攝像頭的焦距、角度等，則須要視頻監(jiān)控服務(wù)商供應(yīng)相關(guān)的開發(fā)接口及相關(guān)控件。讀取供電局的數(shù)據(jù)須要能和電業(yè)局供電系統(tǒng)對接戶號和供電桿，實現(xiàn)快速的斷電分析和復(fù)原。特殊是單個配電箱的供電出現(xiàn)問題時，可供應(yīng)最短路徑可供電來源分析，為決策供應(yīng)科學(xué)的數(shù)據(jù)支持。性能需求系統(tǒng)需供應(yīng)穩(wěn)定的7×24小時的服務(wù)，對于各類簡潔的操作，須要限制在2秒以內(nèi)，對于涉及困難的GIS空間分析等，須要限制在1分鐘以內(nèi)。系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)路途本系統(tǒng)接受主流的GIS平臺（ESRI的ArcGIS）、大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)（SQL2008）、先進的、成熟的企業(yè)級技術(shù)架構(gòu)（.Net），在充分考慮和其它信息系統(tǒng)的開放互聯(lián)、多源數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)以及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境開放性的基礎(chǔ)上，支持困難應(yīng)用環(huán)境，對現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫資源進行有效整合，形成以完備的地理信息數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，以開放的專題地理信息信息服務(wù)為依托，建設(shè)城市照明的基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)。系統(tǒng)開發(fā)工具選擇用MicrosoftVisualStudio.NET2010開發(fā)平臺的MicrosoftVisualC#.NET。體系結(jié)構(gòu)基于三層體系結(jié)構(gòu)的C/S模式，C/S（Client/Server）結(jié)構(gòu)，一般運行于局域網(wǎng)，面對相對固定的用戶群，對信息平安的限制實力很強，是應(yīng)用較為成熟的軟件體系架構(gòu)。C/S三層體系結(jié)構(gòu)把客戶端應(yīng)用程序的核心業(yè)務(wù)邏輯分別出來形成中間層應(yīng)用服務(wù)器，客戶端應(yīng)用程序只負責(zé)用戶界面表現(xiàn)，核心業(yè)務(wù)處理調(diào)用中間層應(yīng)用服務(wù)器的方法來完成，應(yīng)用服務(wù)器操作數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)。C/S模式的應(yīng)用系統(tǒng)一般具有豐富的用戶端界面，具有較強的交互性。三層體系結(jié)構(gòu)示意圖如上圖所示，通過引入獨立的中間層，產(chǎn)生了適應(yīng)于Internet應(yīng)用環(huán)境多層體系結(jié)構(gòu)。業(yè)務(wù)處理集中在中間層實現(xiàn)，客戶端僅包含簡潔的校驗邏輯，不對業(yè)務(wù)處理的完整性產(chǎn)生影響。系統(tǒng)將業(yè)務(wù)處理拆分為業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)邏輯。分別的業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)邏輯使核心業(yè)務(wù)過程可以獨立于數(shù)據(jù)存儲實現(xiàn)，業(yè)務(wù)邏輯又細分為核心業(yè)務(wù)組件和高層業(yè)務(wù)過程，將簡潔變動的部分轉(zhuǎn)化為流程的定制和算法的定制，使之可以獨立于核心代碼被修改。系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)構(gòu)成圖數(shù)據(jù)層依據(jù)對城市路燈監(jiān)控業(yè)務(wù)的分析，底層數(shù)據(jù)分別有基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)、城市照明設(shè)施專題數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)。1、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫負責(zé)存儲全市域范圍內(nèi)的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，包括行政區(qū)劃、路網(wǎng)、植被、水系、建筑物等信息，條件許可狀況下，還包括遙感影像數(shù)據(jù)。基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)構(gòu)成城市路燈監(jiān)控管理的空間基礎(chǔ)。2、城市路燈設(shè)施專題數(shù)據(jù)庫負責(zé)存儲和管理全市范圍內(nèi)全部監(jiān)控的城市路燈設(shè)施數(shù)據(jù)，包括這些設(shè)施的靜態(tài)空間信息及其屬性信息等。3、業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)庫負責(zé)存儲該系統(tǒng)運維保障人員、技術(shù)工程人員、系統(tǒng)管理員等非照明設(shè)施以外的信息。中間層中間層主要包括地理信息平臺、GPRS監(jiān)控以及視頻監(jiān)控服務(wù)和接口。通過這些服務(wù)和接口實現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、路燈GPRS監(jiān)控系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)的基本業(yè)務(wù)。同時也為系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)調(diào)用供應(yīng)了必要的技術(shù)手段。應(yīng)用層應(yīng)用層為本層GIS系統(tǒng)開發(fā)的主要內(nèi)容。結(jié)合當(dāng)前業(yè)務(wù)需求，開發(fā)路燈基本管理模塊、無線監(jiān)控管理模塊、視頻監(jiān)控管理模塊、綜合決策支持模塊。GIS系統(tǒng)建立在路燈GPRS監(jiān)控和視頻監(jiān)控系統(tǒng)之上，不僅能夠進行傳統(tǒng)的監(jiān)控操作，還能夠?qū)崿F(xiàn)基于空間的道路信息可視化，以及相關(guān)的空間查詢和檢索等操作。同時，基于視頻的空間范圍分析，也為城市照明的平安運營供應(yīng)了強有力的技術(shù)保障。用戶層用戶層構(gòu)成系統(tǒng)的最終運用者，是系統(tǒng)需求的來源，也是系統(tǒng)功能的最終服務(wù)目標(biāo)。依據(jù)不同用戶類型，在GIS系統(tǒng)中設(shè)置了不同的操作權(quán)限。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)無需變更現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可接著沿用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，只須要保證可以同時訪問視頻監(jiān)控系統(tǒng)和路燈GPRS監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)服務(wù)器即可。系統(tǒng)開發(fā)路燈基本管理模塊路燈及配套設(shè)施管理實現(xiàn)對路燈及配套的設(shè)施的落圖管理；可以在地圖上干脆查看管理對象的各類屬性信息及多媒體信息（如圖片、視頻等）。1）、對管理對象的位置信息（點狀、線狀）等的的新增、編輯、修改、刪除功能。2）、對數(shù)據(jù)的歷史版本管理。3）、查看設(shè)施設(shè)備的修理記錄、產(chǎn)品型號、負責(zé)人等相關(guān)管理信息。路燈設(shè)施查詢定位供應(yīng)通過業(yè)務(wù)關(guān)鍵字（如路燈編號、配電箱編號、道路名稱）等多關(guān)鍵字的單個、組合查詢。支持查詢結(jié)果定位到地圖上進行高亮顯示。供應(yīng)通過在地圖上，進行點選、矩形框選、多邊形等多種方式進行管理對象的查詢，實現(xiàn)以圖選燈。日常維護支配管理在業(yè)務(wù)上已經(jīng)指定了片區(qū)的路燈設(shè)施的維護企業(yè)、維護責(zé)任人。系統(tǒng)支持定期生成維護支配材料，支持生產(chǎn)圖文并茂的維護書。在短信模塊的支持下，可配置提前通知相關(guān)維護責(zé)任人的。供電局電網(wǎng)管理通過定期的導(dǎo)入來自供電局的電網(wǎng)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)和電業(yè)局供電系統(tǒng)對接戶號和供電桿。1）、數(shù)據(jù)的導(dǎo)入功能管理。2）、供電網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)圖的導(dǎo)出及打印功能。無線監(jiān)控管理模塊現(xiàn)有GPRS系統(tǒng)上，可以干脆進行路燈的遠程測量、限制。以上功能，將通過簡潔的接口封裝，進行二次調(diào)用。從而支持在GIS平臺上進行相關(guān)的操作。在GIS平臺的支持下，協(xié)作路燈GPRS監(jiān)控系統(tǒng)，在路燈出現(xiàn)故障時，可以調(diào)出所處監(jiān)控范圍的視頻信號。視頻監(jiān)控管理模塊1）、實現(xiàn)對視頻監(jiān)控點的落圖管理。供應(yīng)在“一張圖辦公”模板上的視頻監(jiān)控點的自定義管理，科室的業(yè)務(wù)人員可以依據(jù)實際部署的視頻監(jiān)控點，進行監(jiān)控點的調(diào)整。2）、支持分析視頻的覆蓋范圍。視頻覆蓋范圍分析將路燈、配電箱和視頻監(jiān)控點覆蓋范圍相關(guān)聯(lián)。支持手動點選路燈或配電箱，從而調(diào)閱覆蓋此區(qū)域的視頻圖像，因此人工視察路燈是否亮起無需操作人員清楚路燈、配電箱和視頻監(jiān)控點的關(guān)聯(lián)性。也可以通過事務(wù)驅(qū)動（如路燈故障、電線斷路等）自動調(diào)閱出覆蓋此事務(wù)區(qū)域的視頻圖像。3）、點播實時視頻及歷史視頻回看。供應(yīng)對應(yīng)的讀取實時及歷史視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)。本次建設(shè)方案不舉薦在本地系統(tǒng)保存相關(guān)視頻信息。對于視頻監(jiān)控信息的調(diào)取，假如須要實現(xiàn)在GIS平臺上實時操作攝像頭的焦距、角度等，則須要視頻監(jiān)控服務(wù)商供應(yīng)相關(guān)的開發(fā)接口及相關(guān)控件。綜合決策支持模塊供應(yīng)綜合決策支持功能，從快速復(fù)原供電、修理設(shè)備清單支持及基于地圖的業(yè)務(wù)報表支持。快速復(fù)原供電決策支持在GRPS路燈監(jiān)控系統(tǒng)的支持下，幫助視頻監(jiān)控技術(shù)，可以針對單個路燈的供電狀態(tài)進行快速推斷。從而支持限制中心，進行遠程指令的開燈支持。在獲得來自供電局的電網(wǎng)數(shù)據(jù)后，可以實現(xiàn)單個配電箱的供