路灯维护管理地理信息系统构建初想
成都市城市照明管理处 甘泉
1、路灯维护管理存在的问题综合概述
改革开放以来，成都市的城市道路照明的建设蓬勃发展，大规模的建设使路灯越来越多，道路越来越亮，城区已形成规模庞大、错综复杂的路灯线路，加之路灯线路的频繁变更，大量的资料需要管理和处理，传统的手绘制图、靠维护员的记忆管理和人工统计、分析的手工卡片等管理方式效率低下，很难适应这种快速发展的海量数据管理要求，造成大量的资源浪费，并阻碍了维护效率和服务水平的进一步提高。从城市可持续发展的需要出发，建立一个能快速提供真实准确的路灯线路信息，并能实现快速查询、综合分析功能，为路灯管理和决策部门的日常管理、设计施工、分析统计、发展预测、规划决策等提供多层次、多功能综合服务的信息管理系统，已成为当务之急。
2、路灯地理信息综合管理系统设立计划的目的
通过构建一个以路灯地理信息系统（GIS）为基础的管理平台，共享实时的信息及数据，进一步清晰我们的管理流程，有效解决目前路灯管理中存在的问题，并提高路灯维护管理的工作效率。
1）解决各部门信息交互中存在的问题
本项目计划通过构建以路灯地理信息系统（GIS）为基础的管理平台,使工程部门、设计部门、维护部门、材料部门工作存在相互交叉的部分得到有效沟通，使信息传递快速及时，达到资讯有效共享；另一方面该系统为我们路灯的维护和新建工程预见性分析提供了预见性分析，使我们的工作安排更合理，有序。
如：分析不同类型的光源电器在不同季节的“替换率”，为材料采购提供指导作用，为维护成本的测算提供依据；结合亮灯时间，计算出电费消耗情况，使电费资金的申请更有计划性；分析归纳出不同季节易发生电缆故障的街道或片区，提高巡视巡查的目的性，有效避免盲目巡查；通过撞杆事故易发段的统计分析，迅速查找出位置设置不合理的灯杆，减少撞杆事故发生；历史数据的统计记录，为修志等文字工作提高第一手资料。利用本系统为路灯的长远规划提供决策。如：无灯街道的查找，无灯片区的查找，为计划决策的制订提供指导作用。
2）规范各部门的管理模式
GIS系统的建设有助于固定原有合理的管理模式以及纠正一些原有存在问题的管理模式。使我们的管理更加规范，流程更加清晰。
（1）GIS系统针对设计的工作的目的：A.规范，完善设计竣工，施工图的数据库档案管理。B.指导设计，使设计不至于和实际的运行维护脱节，配电的安排和路灯的布置更合理。C.GIS系统的区域剪裁为设计的施工图出图提供方便。
（2）GIS系统针对设施管理的工作目的：A.规范完善设施移交的问题，保证移交设施资料的完整性。B.规范完善设施管理工作。包括路灯设施的用电以及电表的管理等。C.为维护管理工作提供指导作用，包括：维护成本测算工作，维护巡查工作，重点维护工作的制订。D.为路灯规划及改造计划提供指导和参考信息。
（3）GIS系统针对路灯控制的工作目的：A.由于GIS系统的需求，促使三遥系统缺失功能的进一步完善。B.明确控制设施位置（包括：控制线，三遥控制箱位置），增强事故处理即时率。 C.根据运行故障反馈情况进行技术性分析，促使技术改进革新，增强系统运行稳定性。
（4）GIS系统针对维护管理所的工作目的：A.严谨规范维护管理所管理模式。B.使所管理人员了解清楚设施的运行的位置信息及完好状况，提高事故处理及时率。C.明确材料的最终使用方向及使用情况，为材料，设备采购提供数据支持。
（5）GIS系统针对材料管理的工作目的：A.规范材料管理模式。B.增强材料采买科学性，预见性，为事故处理即时提供保障。方便了采买材料资金的申请。C.材料管理明确到材料走向，使我们维护资金使用落到了根本。
3、地理信息综合管理系统的投资与效益评估
GIS系统与其他任何昂贵的决策支持技术一样，其购买和运行无论对私人机构或公共机构来说都不是一件小事。成功运行GIS的机构要求有足够的财力、人员与精力方面的保证，但大多数机构在预期的回报得到证实时才会提供这些保证。这促证实能用经济收入来定量表示，这种证实的过程贯穿使用GIS的始终，这种证实也可以通过人们所熟知的效益-费用分析（或费用-效益分析）来完成。
A、GIS效益-费用分析基础
效益-费用和费用-效益这两个术语在描述这一术语的文献中一定程度上可以交替使用。尽管如此，使用效益-费用这个术语有其优越性，最明显的一点是费用-效益这一词序暗示了在求证程序中，效益比费用更加重要这一层意思。
上世纪末，不管公共机构还是私人机构越来越重视经济效益，“以更少的投入做更多的事情”、“缩减”和“合理配备”已成了强调削减开支和提供回报的日用语。面对这种增加效益的要求，现在各类型的机构都必须为其每一次购买和每一个计划的执行提供更可靠的可行性论证。因而效益-费用分析成为说服老板们购置GIS系统的第一步。事实上，一些机构本身也提出了效益-费用分析这一基本要求。
尽管私人机构也使用效益-费用分析方法，但这种分析更多地用在公共部门，私人机构更倾向于靠市场价值与成本回收原理来评价GIS应用的经济可行性。有关效益-费用分析最棘手的问题主要是由公共部门的特性所引起的一些问题，因而使公共部门难以（有时甚至不可能）像私人部门那样为其产品确定准确的市场价值和具体化其成本花费。
GIS（和其他一些信息技术）从来未像今天这样为公众所接受，近年来，GIS价格不断下降，GIS计算能力不断增强，系统用户界面越来越友好。GIS依靠地理数据增加机构的整体效益和生产力的潜力也从未像现在这么强大。而目前的经济环境也强烈要求对购买GIS和GIS的可行性进行准确评估。
利用效益-费用分析作为使用GIS可行性分析手段，将传统的效益-费用分析方法作为一项经济分析手段使用，始于对运行GIS所涉及费用（如硬件、软件、地图转换、数字化、职员培训费用）和预期效益（如提高效率和有效性）进行评估，并将花费和效益货币化，并把各项加起来，然后比较其结果。如果效益值超过了成本值，就可以购买GIS。典型的效益-费用分析过程长达几年甚至更长，龙其是当机构努力证明GIS应用的可行性时，更是如此。因为GIS应用的前期花费大且其技术效益也具有（潜在的）长期性的特点。
B、效益-费用分析的要素
效益-费用分析的基本要素是把巨大的经济值确定下来并将其分配到与应用相关的效益和花费中。
效益评价方法包括效率提高、新的不可市场化的服务、新的可市场化的服务、更好的决策和无形效益。
效率提高可以从费用缩减和避免费用两个方面来讲，费用缩减是指“由于职员更有效操作，节省了时间，从而带来机构运行费用的减少。一般都是指因为使用GIS后，因职员执行任务时生产力增加而得到增值。避免费用指的是“避免未来由于项目要求对每个职员增加工作量时带来的费用增加”。这是效益的一种延伸。。GIS一旦在为机构设备的一部分，都将有助于对当前和未来的各种工作的优化。GIS的改进使得机构可以不必雇用新的职员或最起码要通过充分地使用已有职员来尽量延迟雇用新职员。
新的不可市场化的服务是“以前无法获得的有用的产品和服务”，并且服务于机构内部。，这部分效益，机构可以对其中一部分进行合理预估，而另一些效益要直到建立和运行GIS后才能显现出来。因此，通常很难准确评价不可市场化服务的效益值并纳入到效益-费用分析中，以对GIS的可行性进行分析评估。
新的可市场化服务是指通过出售与GIS有关的地图及相应用的一些数据来增加收入
更好的决策之所以会发生，是因为“更准确的信息和更快更灵活的分析功能可以改进决策的制定过程”。
无形效益主要是指，很多起作用的效益和费用是无形的。这些效益可能包括机构内部更好的交流、更好的公共形象等。显然，为这些无形的效益明码标价是不可能的，但仍然需要对此做出评价。机构可以在论述效益-费用分析的同时，用文字陈述这些潜在的效益和费用。
C、GIS基本效益-费用计算方法
1）费用效率分析法
该方法提供了用不同方法对得出特定结果或执行特定任务所需费用的比较。把这一步加入到效益-费用分析中，机构就可以比较用不同方法执行相同任务的费用，如比较用GIS提供所有权信息的费用和不用GIS提供所有权信息的费用。毫无疑问，采用这一步骤将迫使机构不仅要求效益超过花费，而且尽量采用执行特定任务时其效益值超过其替代方法的方案。
效益-费用分析的另一种变形方法是“资金回收期”的计算，这是通过根据运行GIS预期的年效益除总费用得来的。其结果揭示了需要多少年积累的效益才能补偿系统的花费，这里效益包括前文所述效益。毫无疑问，这种计算面临与典型效益-费用分析方法同样的困难。
效益-费用分析的第三种变形方法是附加价值法。这种方法强调该技术为机构带来新事物新功能的能力，以及机构为增加此能力与功能应付出的价值，这回应和延伸了不可市场化服务的思想。
D、GIS效益-费用分析方法的改进（时间和贴现因素）
进行效益-费用分析时遇到的第二个问题是时间和经济上的通货膨胀。即使在通货膨胀率很低时，长时间通货膨胀影响的积累也会削弱任何活动的成本投入和效益值。而且，人们都明白立即获得的效益比很久以后才能获得的效益有更大的价值。同样，很久以后才需要做出的花费比今天的同额花费要少一些。
一种解决此问题的改进是贴现。贴现的思想就是通过减少费用和效益来平衡通货膨胀的影响。由于一个GIS系统一般有几年的生命周期，并且GIS花费和效益本身也要跨越很多年头，因此，对GIS应用的精确评价要考虑到贴现问题。
贴现不是一个简单的问题，对于GIS系统尤其如此。对于一个典型的GIS系统，其最大的费用都用于项目的前期，随后所需投入的费用就逐渐减少，但效益却是长期延续的。前期投入的成本包括软、硬件的购买费用，人员培训费用，数字地图的购买，需要很多的启动资金。而这些启动资金对于一些小型和中型机构几乎是不可能实现的。巨额的投入可能影响当地政府的看法，认为他们不能在几年之内开始实现GIS的效益。
贴现同时运用于费用和效益的计算。其主要目的在于计算项目整个生命期内的费用值和效益值。计算贴现的公式包括三个元素：净现值（或未来值）、项目合适的运行时间和合理的贴现率。
下面的个例说明的是一个持续多年的GIS应用项目的效益-花费分析过程。假设一个GIS项目有7年的生命期，其花费和效益如下表所示，假定贴现率为6%:
根据以下公式计算所有费用的净现值：
在根据以下公式计算所有效益的净现值：
选择一个合适的贴现率本身就是一个不简单的问题。首先存在真实利率和名义利率的问题。名义利率是指市场上切实可得的利率。要知道真实利率，需要根据通货膨胀来调整名义利率。例如，名义利率是8%，而整个时期的平均通货膨胀是3%，那么真实利率是5%。在所有情况下，管理者必须使用一致的概念，即同时使用真实费用和真实贴现率或同时使用名义费用和名义贴现率。
贴现率的选择有两种方式：一、将银行存款的平均利率作为贴现率，二、采用反映银行投资回报率作为贴现率，该方式的利率通常比银行储蓄利率要高。
E、不确定性和风险
由于人们并不具备对当前状况的准确认知能力，因而期望十分精确地预测未来是不现实的。有两种不确定性：一、由于未来事件的不可预测性而带来的不确定性；二、由于数据精确度的限制而带来的不确定性；上述两种不确定性都和GIS效益-费用分析有关。GIS技术运用的大部分过程包含了大量费用和效益的不确定性。例如：在GIS开展的前期，经验的缺乏意味着GIS应用的很多开销会被低估，比如数字化费用、培训费、采集数据的费用等，这些费用常常会超出初始的预算。
在判别GIS项目是否明智时，由于不确定性的存在，应用的效益和投入的费用可能都难以评估。众所周知，GIS的应用费用不止是软硬件的购买。数据的收集和维护以及人员培训是购买GIS后需要的两大部分投资。这些费用的准确数目通常很难在具体发生之前确定。因此，管理者要对系统运行期间各种不可预测的突发事件有所准备，并随机应变。
现在有几种方法来处理效益-费用分析中的不确定性。第一种是当不确定性很小或者只是要做一个粗略的预测性分析时，可以忽略不计。其次，可以通过收集额外的信息来减小不确定性，机构应该付出合理的努力设法收集各种信息。第三，项目管理者也可以与其他有类似GIS应用的机构进行交流，以丰富自己的知识。最后，机构要能识别不确定性，并把它包含在效益-费用分析中。
4．GIS在路灯管理中的前景
A、降低路灯维护管理成本
路灯地理信息可以将数据库管理和图形管理有效结合起来，因此利用地理信息系统可以使统计和分析更直观和准确，它针对路灯线路长、布局分散、管理困难等难题，将各种信息与地理位置很好结合在一起，图文并茂、简便直观。通过地理信息系统可以进一步降低能耗、减轻劳动强度，从而避免无谓的电能和人力物力的浪费。
1）绘图提高的生产力
事实上，路灯事业在数据自动化方面的投资都能够提高地图的有效性和精确性，并提供用于满足广泛商业需求的地图。具有生产系统的路灯事业，通过减少一个甚至多个制图者，或者减少承包外部劳动力来绘图，每年可以节省一到三人的劳动成本。
2）通过信息访问提高的生产力
用于工程和操作分析的网络模型所需的数据，其生产和维护都是相当耗时和昂贵的。（像分类统计出各类光源电器设备在各个季度的消耗情况，以便明确各季度材料采购，可以迅速提供设施的运行年限，提前确定因运行时间过长需要进行改造的线路、需要更换的设施，有效避免靠经验拟定对路灯设施的改造计划；分析归纳出不同季节易发生电缆故障的街道或片区，提高巡视巡查的目的性，有效避免盲目巡查的消耗；通过撞杆事故易发段的统计分析，迅速查找出位置设置不合理的灯杆，减少撞杆事故发生引起的经济损失）智能网络模型的生成是高度劳动密集的典型，它通常需要非常熟练的技术员或工程师。从AM/FM/GIS数据库上推动分析模型能够真正减少劳动力成本并改善分析模型。根据分析，由于基于精确分析所产生的更好、更为一致的设计，已节约相当于一个甚至更多的技术员或者工程师的劳动成本。这些好处也体现在了维护方面，一个精确的、具有嵌入式查询工具的数据源使得执行许多维护分析的功能成为了可能，而这些功能是不能靠纸质地图完成的，如果用纸质地图也就谈不上效率了。如此而来，维护方面可以节约几十万的经费，主要是靠减少维护工程的劳动费用，更多地是集中使用资金来进行改进GIS系统的完整性。
3）减少大型计算机的使用
对于路灯管理事业，维护和开发大型计算机来支持现有的AM/FM/GIS系统所需的费用可以通过将功能转移到分布式微型计算机环境中而被免掉。节省的费用一般根据减少的计算周期来计算，计算周期被认为对于其他扩大的需求如GIS或操作控制或在一个显著的事例中，都是可利用的，它允许路灯事业减少大型计算机，节约很多操作费用。
4）免除地图和记录转换/调整的费用
有不同和非标准地图存在于路灯管理事业中，由于历史的习惯产生了不同的绘图标准，在接手维护其他公司的工程时重绘和保存一系列记录其实所需的花费是相当大的。
B、提高维护管理水平
利用地理信息系统除可降低路灯维护管理的成本外，还可以提高维护管理的水平，进一步提高道路照明质量，提高维护、检修效率，提高三率指标等。
1）地理信息系统统计功能，可以快速有效的满足工作中各类数据的统计需要，提高工作效率。如：分析统计每月或每年路灯设施的电费消耗情况，使电费资金的申请更有计划性；历史数据的保存和查询，可以按年度对历史数据进行永久性保存，并可对年度数据进行汇总统计，满足修志等工作的需要。
2）通过地理信息系统可以完成辅助性的出图，帮助查找故障点和施工设计的出图。如：可以迅速输出需要查询的区域或道路的路灯线路分布情况，及时解决线路运行故障。由于目前路灯线路存在分布广，线路长的特点，单凭经验和卡片式的管理，对故障点线路的查询存在准确率低，查询慢的问题，利用地理信息系统可以有效解决上述问题；利用地理信息系统的辅助性出图可以缩短设计的时间，提高设计的效率。
3）为路灯的规划工作提供指导作用。利用地理信息系统可以迅速掌握无灯道路、缺灯少灯的详细情况，提高路灯的改造计划的准确性和可行性，并缩短制订计划的时间。
4）通过地理信息系统确定事故发生点的详细位置，迅速通知维修人员，提高故障处理的及时率。如：发生撞杆事故后，地理信息系统可提供事故的具体位置和设施的详细情况（灯杆、灯具的型号规格等信息）。
C、竞争、改变和GIS
其实现在一些公用事业机构的重组、私有化以及能源市场开放将很快影响世界上几乎每一个区域。也就是说，政府管理的公用事业被卖给私人公司或是股份公司进行运作。国家对公用事业干预的减少是当前或即将发生的现实。遍及全球的公用事业现在都处在不断增长的减少成本、提高服务质量的压力之下。面对这样的情景，接下来的四个关键问题将会在未来十年中影响路灯事业的表现。
1）应对政策与规章制度的变化
毫无疑问，路灯机构重组和制度的重新制定是现代涉及能源路灯管理事业面临的惟一最大的挑战。政策的改变将会影响到扩充以及服务职责几个方面。在变化的政策环境下提高的综合的设施和客户的空间视图方面，AM/FM/GIS将扮演一个重要的角色。
2）吸引和建立市民对路灯的依赖程度
路灯管理事业机构重组意味着竞争，尤其是在市区适当位置的设施能够被经济有效地管理。在竞争市场中，吸引更大面积城区的市民或保留现有市民对于路灯的依赖得力于有效的运作，也就是在减少成本的前提下提供高质量的服务。由AM/FM/GIS提供的工程分析和创建设计策略所使用的精确而有效的方法将成为实现上述目标的关键。
3）对环境的责任和财政能力之间的衔接
像其他的商业一样，路灯事业产业也越来越意识到在对环境的责任中资本市场的利益，以及对实体投资不健全的或危险的环境操作所带来的风险。在保护环境这一社会责任之上，路灯事业现正面临着这样一个现实，即需要设计一个良好运作的“绿色”形象来吸引和保留投资资金。AM/FM/GIS能够并将在帮助路灯事业减轻或估计环境风险中扮演一个重要的角色。
4）促进可持续发展的能力
许多本地、区域以及国家的路灯事业已经为经济发展所激发。对那些使用能源这类商品的工业进行投资是路灯事业市场和管理中的一个快速增长的领域。与可靠的、聪明的企业合伙将是在市场中保持持续生长的一个关键。AM/FM/GIS能够提供一个包含商品使用、网络容量、可靠性在内的整体环境，而这些是吸引这些忠实生意伙伴的必要条件。
建设路灯地理信息系统初想总结:
通过此地理信息系统的构建初想，相信通过不懈的努力，路灯管理的结构性，层次性会通过各级系统的构建，越来越强,劳动效率会根据运行情况的差异得得到显著的改善。
