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              城市高新區道路智慧路燈的應用

              城市高新區道路智慧路燈的應用
              發布時間: 2021-11-29 14:09:27
               

              智慧路燈的應用包括智慧照明系統、智慧WiFi系統、智慧傳感系統、應急報警系統、智慧發布系統、智慧充電樁系統等模塊化系統,本文將通過對新建道路項目建設的必要性、設計原則、路燈布置、線路敷設、智慧路燈控制系統,以及智慧路燈發展的運營協調和商業模式等現實問題進行討論。

              關鍵詞:智慧城市;智慧路燈;數據互聯;智慧監控系統;智慧發布系統;智慧充電樁系統;EMC模式;EPC模式

              智慧城市是運用物聯網、云計算、大數據、空間地理信息集成等新一代信息技術,促進城市規劃、建設、管理和服務智慧化的新理念和新模式。建設智慧城市,對加快工業化、信息化、城鎮化、農業現代化融合,提升城市可持續發展能力具有重要意義?!蛾P于促進智慧城市健康發展的指導意見》指出,到2020年,要建成一批特色鮮明的智慧城市,聚集和輻射帶動作用大幅增強,綜合競爭優勢明顯提高,在保障和改善民生服務、創新社會管理、維護網絡安全等方面取得顯著成效。

              智慧路燈作為智慧城市的入口端,是智慧城市的主要載體,可拓展應用智慧城市的各種功能,如搭載智慧照明、智慧WiFi、智慧安防、智慧交通、智慧停車等多功能模塊,為實現城市智慧式管理和運行,為人們創造更美好的生活,促進城市的和諧與可持續發展提供重要助力。

              1智慧路燈

              1.1定義

              智慧路燈是指通過應用先進、高效、可靠的電力線載波通信技術和無線GPRS/CDMA通信技術等,實現對路燈的遠程集中控制與管理,可在燈桿上有針對性地配備多種智能化模塊。

              1.2多種功能的載體

              智慧路燈是被賦予城市照明、網絡通信、安防建設、環境監測、信息發布等諸多功能的載體,集智能用電、信息網絡及云端管理于一體,具有“供電、網絡、控制”特征。不但實現燈桿復合利用、節約城市土地資源、美化城市環境,而且智慧路燈特有的取電、入網等中繼功能,可為傳統電、網覆蓋范圍之外的公共區域設備設施供電、接網,形成“城市插座”。各種物聯網終端設備在應用過程中普遍存在的取電難、入網難等問題由此可以得到根本解決。

              1.3數據互聯

              城市公共管理物聯網大數據平臺對智慧路燈燈桿上的不同傳感子系統數據進行統一采集,并對數據進行處理、分析和應用,實現了城市公共管理數據的互聯、互通、互享;多業務模塊協同聯動,單一功能變為復合功能,改變了傳統的各傳感子系統簡單疊加、獨立運行的管理方式,實現了城市燈桿的一桿多用、一體融合和運行的智能化。

              2模塊化系統

              2.1智慧照明系統

              根據道路車流量、光照情況對路燈的開、關及明亮程度進行智能調控,既保證亮度符合公共照明標準,又避免過度照明,延長燈具壽命;實現對燈具的遙控、遙測、遙信、遙視、遙調的“五遙”功能,將傳統的被動人工巡檢方式轉變成系統主動告警,提升路燈日常運維質量與效率,減少巡查的人工成本和車輛運維成本。

              2.2智慧WiFi系統

              充分利用城市主光纖,實現路燈覆蓋區域內WiFi免費覆蓋,方便市民隨時聯網,提高城市形象;WiFi連接頁面,可以成為政府相關部門的信息發布通道,將政府需要發布的相關政策和信息及時推介給市民,使政府的信息發布更高效、更快捷、覆蓋更全面。

              2.3智慧傳感系統

              集成多種傳感器,獲取環境、氣象等信息,并通過城市發布平臺實時發布,方便市民出行。同時為氣象局提供基礎氣象數據,為環保局提供環境污染情況等多種環境分析數據。

              2.4智慧監控系統

              在滿足常規道路監控系統對道路斷面全覆蓋的視頻監控需求以及全天候的高清錄像需求的同時,智慧監控系統引入全畫面視頻檢測、視頻跟蹤、車牌識別等多種業內領先的視頻智能技術,解決了傳統的視頻監控海量數據需要投入大量人力進行人工查證的問題,同時促成監控業務模式從事后查證到主動視頻防控的轉變。

              2.5應急報警系統

              以路燈燈桿作為載體,搭建精準定位、全網聯動的智慧報警系統;城市一鍵應急報警系統可以有效地打擊犯罪分子,在維護城市治安中發揮重要的作用;建立聯防、聯動的應急事件處理機制,極大地提高政府處理突發事件的速度和效率。

              2.6智慧發布系統

              采用內嵌LAN、WiFi、4G智能管理核心模塊,構建全城有形與無形的信息立體發布系統,發布空氣質量和交通流量、政府重要新聞等,方便市民出行,拓寬城市宣傳渠道。

              2.7智慧充電樁系統

              在路燈上安裝一體化充電樁,在保證道路高效照明的同時,利用路燈改造后節省出來的配電容量為電動車提供充電服務,有效解決充電樁、充電站建設過程中征地難的問題。

              3智慧照明示范路段———居佳路方案

              3.1工程概況

              居佳路為某市創新區內的一條橫向的次干路(如圖1所示),分A、B兩段??傞L2255m。

              地理位置優越,周邊用地以商業、公園、居住等開發強度大的用地為主,為體現智慧照明給市民及政府帶來的眾多好處,故選此條道路試點。A段(通富路至興富路):道路長852m,寬24m,機非混行雙向7m,中央分隔帶2m,人行道兩側各4m。

              B段(興富路至新開北路):道路長1403m,寬30m,機動車道雙向7m,中央分隔帶2m,機非隔離帶2m,非機動車道2.5m,人行道2.5m。照明電源引自市政專用箱式變電站,變電站位置根據道路情況待定。箱變采用小型化景觀式箱變,一__般設置在道路交叉路口附近的綠化帶內。

              3.2方案設計

              3.2.1項目建設的必要性

              a.節能環保的需要。

              b.改善城市交通環境的需要。

              c.降低維護成本,提高管理效率的需要。

              d.建設智慧城市的需求。

              e.提升城市形象、建設國際化大都市的需要。

              3.2.2設計原則

              道路照明為駕駛人員和行人創造舒適良好的視覺環境,達到保障交通安全、提高交通運輸效率、方便人民生活、美化城市等目的。在道路橫斷面布置方案、平面布置方案、路燈安裝高度、安裝間距、燈具配光設計上要嚴格遵守國家相關規范和標準,做到安全可靠、技術先進、經濟合理、節能環保、整體美觀和便于維護。

              3.2.2.1光源

              傳統路燈光源常采用的高壓鈉燈,壽命短、光效低、顯色性差、功率因數低、光通量穩定性差、維護工作量大,造成能源很大的浪費。智慧路燈采用LED光源,發光效率高、耗電量少、使用壽命長、安全可靠、環保。本工程要求燈具采用LED光源,色溫4000K±200K,效能≥120lm/W,功率因數≥0.9,顯色指數≥75。

              3.2.2.2路燈布置

              A段(通富路至興富路):采用8m高單臂路燈對稱布置在人行道上。

              B段(興富路至新開北路):采用8m/6m高單桿雙臂路燈對稱布置在機非隔離帶內)。


              3.2.2.3線路敷設

              路燈照明配電主電纜采用鋁合金電力電纜,與傳統銅芯電纜相比,鋁合金電纜抗拉強度大,屈服強度增加,延伸率提高,回彈量減小,熱穩定性更高,且重量只有銅纜的一半,價格更低,可以有效提高照明系統的穩定性,節約線路成本。

              3.2.2.4智慧路燈控制系統

              本工程路燈控制系統采用單燈控制—箱變回路控制—控制中心集中監控的三層控制模式。路燈既可現場單燈控制,也可在路燈箱變或控制中心單燈/集中控制。路燈監控中心可對城市內任一區域、任一線路的路燈進行控制,對各路燈智能控制器的運行狀態、亮燈率、電流、電壓、電量、有功功率、無功功率等數據進行采集分析。路燈智能控制器可按當地經緯度、季節自動計算太陽起落時間,自動預置全年開關燈時間。智慧路燈系統如圖1所示。



              3.2.2.5智慧路燈可根據現場情況設置各種智能模塊(如圖2所示)



              智慧照明模塊:由控制中心集中控制燈具的開啟和關閉。

              智慧傳感系統:實時監測溫濕度、大氣壓、風速、風向、降水、照度。

              視頻監控系統:設置紅外高清高速網絡球形攝像機,可實時監控交通、行人狀態。

              WiFi 覆蓋系統: 實現城區WiFi 熱點服務。

              信息發布系統: 采用LED 顯示屏, 可實現廣告投放, 重要信息發布等功能。

              應急報警系統: 實現市民緊急情況下的報警呼叫和報警位置確認, 對于公共突發事件, 有著高效的反應速度和處理速率。

              智慧充電樁系統: 有條件的場所可設置路邊充電設施, 解決新能源車充電難的問題。

              4 智慧路燈發展的現實問題

              4. 1 運營協調

              智慧路燈建設中涉及氣象、交通、城市建設、廣告管理等不同領域, 而這些領域隸屬于不同機構和部門管理, 運營商與涉及的不同部門之間關于業務的溝通協調, 是否能達成一致。智慧路燈必須得到強大的政策及資源支撐,才能做成完整、成熟的解決方案。

              4. 2 商業模式

              EMC模式:企業投資,用減少的能源費用來支付節能項目全部成本。

              PPP模式:企業投資,政府和企業一起享受運營分成。

              EPC模式:總承包運營。

              智慧路燈桿的商業模式被驗證的目前來說幾乎沒有,如何產生效益是眾多產業鏈參與者關注的重點。

              5 結語

              習總書記指出,要強化智能化管理,提高城市管理標準,更多運用互聯網、大數據等信息技術手段,提高城市科學化、精細化、智能化管理水平。智慧路燈系統正是實現城市智能化管理的一個重要組成部分。

              智慧路燈的實施不僅可以直接產生可觀的經濟效益,還能對城市乃至國家的發展產生深遠的影響, 在不遠的將來作為智慧城市的核心功能必將強勢發展。


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