《基于TPO的城市道路按需照明关键技术研究与应用》

该项目是利用新一代信息技术,优化升级城市照明解决方案。城市智慧照明作为智慧城市中的核心模块,在整个智慧城市系统架构中,照明设施是最密集、最完备的城市基础设施。智慧照明项目以其实施周期短,1-2个月就能完成部署上线运行,成果见效快,投入运行立即就能够大幅降低用电及运维费用,已成为各地推进智慧城市建设的最佳切入点和落脚点。基于新一代信息技术的城市照明智慧管理处于新兴业态,面临道路照明管控的方式固定、亮灯时间不准确、巡查困难、故障处理不及时、亮灯率难以保证等问题,导致路灯系统能耗高、维护成本高。

该项目在国家物联网发展专项、山东省自主创新专项、山东省科技发展计划等项目的资助下,攻克了智能照明“多维感知、深度挖掘、按需动态调节”等关键技术,以新技术驱动新产品、新服务,构建了基于TPO(TIME时间/PLACE地点/OCCASION场合)的城市照明按需分配的智慧照明监控管理系统。

主要创新如下:

(1)针对影响道路照明的因素具有多样性和复杂性等特征,建立了基于TPO的多维感知架构模型,设计了针对环境信息和光照度的多维度处理模式,提出了一种提高准确率和效率的数据处理的方法,实现了影响道路照明因素的多维感知信息的精准获取。

(2)针对传统城市照明管理存在控制手段单一和用电能耗居高不下等问题,依托多维感知数据,提出了基于关联分析的区域道路光照度影响因子获取方法;建立了基于BP神经网络的照明光照度场景模型,设计了基于粒子群算法(PSO)的BP神经网络优化算法;设计了基于差分进化算法的调光方法,实现了城市照明按需动态调节。

(3)设计了基于时控、光控、手控、时控与光控结合、特殊日期控制等城市照明系统整体控制方案,构建了基于“交通/路灯/环境等参数智能采集+精准感知+智能分析+按需动态调节”的智慧照明监控管理平台;针对不同手段获取的影响光照度的数据融合管理问题,提出了分层分区域的多源异构数据资源融合管理方法,实现了具备光照度按需动态调节、资源精细化管理、运行监控智能化、安全监测常态化等功能的城市照明系统的智慧化管理。

经中国照明学会组织专家评定,该项目成果整体达国内领先水平,获得2017年度中国照明学会科技创新一等奖。该项目已授权发明专利21项;软件著作权及产品登记60余项;形成行业标准3项,地方标准1项;发表学术论文6篇,其中EI检索2篇。

该项目成果已在全国200多个城市实现了规模化应用,总体节电率30%以上,极大提升了中国城市路灯照明管理的智能化水平,实现了减排节能目标。以该项目成果在济南市规模化应用为例,经“瑞士通标标准技术服务有限公司(SGS)”和“国家建筑节能质量监督检验中心”对济南市10万余盏路灯的节能量进行测试审核,平均节电率超过32%,按照平均节电率32%计算,每年节电量约为2364万度,每年可节约9551吨标准煤,按照每吨标准煤排放3吨碳来计算,每年可减少碳排放量28653吨。

该项目成果近三年实现新增销售收入2.58亿元,利润6565万元,税收2245万元,取得了显著的经济和社会效益。

成果说明

该项目针对目前智慧城市管理中城市照明管理方法简单粗放、运行监管与实际需求不符、光源浪费及污染等问题,创新性提出并建立了以“基于TPO(TIME时间/PLACE地点/OCCASION场合)的城市道路照明按需动态调节”为基础的智慧照明监控管理系统架构,攻克并实现了城市公共照明设施基础信息、运行状况、能耗数据的一体化、全方位监控管理技术体系,解决了城市照明管理中存在的资源信息管理粗放化、运行监控单一化、运维服务被动化等问题,自主研发了智慧照明监控管理系统。该项目已取得发明专利21项、软件著作权及产品登记60余项

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