城市高新區(qū)道路智慧路燈的應(yīng)用

智慧路燈的應(yīng)用包括智慧照明系統(tǒng)、智慧WiFi系統(tǒng)、智慧傳感系統(tǒng)、應(yīng)急報警系統(tǒng)、智慧發(fā)布系統(tǒng)、智慧充電樁系統(tǒng)等模塊化系統(tǒng)，本文將通過對新建道路項目建設(shè)的必要性、設(shè)計原則、路燈布置、線路敷設(shè)、智慧路燈控制系統(tǒng)，以及智慧路燈發(fā)展的運營協(xié)調(diào)和商業(yè)模式等現(xiàn)實問題進行討論。

關(guān)鍵詞：智慧城市；智慧路燈；數(shù)據(jù)互聯(lián)；智慧監(jiān)控系統(tǒng)；智慧發(fā)布系統(tǒng)；智慧充電樁系統(tǒng)；EMC模式；EPC模式

智慧城市是運用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、空間地理信息集成等新一代信息技術(shù)，促進城市規(guī)劃、建設(shè)、管理和服務(wù)智慧化的新理念和新模式。建設(shè)智慧城市，對加快工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化融合，提升城市可持續(xù)發(fā)展能力具有重要意義。《關(guān)于促進智慧城市健康發(fā)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(yōu)勢明顯提高，在保障和改善民生服務(wù)、創(chuàng)新社會管理、維護網(wǎng)絡(luò)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(yīng)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(xiàn)城市智慧式管理和運行，為人們創(chuàng)造更美好的生活，促進城市的和諧與可持續(xù)發(fā)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(yīng)用先進、高效、可靠的電力線載波通信技術(shù)和無線GPRS/CDMA通信技術(shù)等，實現(xiàn)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(wǎng)絡(luò)通信、安防建設(shè)、環(huán)境監(jiān)測、信息發(fā)布等諸多功能的載體，集智能用電、信息網(wǎng)絡(luò)及云端管理于一體，具有“供電、網(wǎng)絡(luò)、控制”特征。不但實現(xiàn)燈桿復(fù)合利用、節(jié)約城市土地資源、美化城市環(huán)境，而且智慧路燈特有的取電、入網(wǎng)等中繼功能，可為傳統(tǒng)電、網(wǎng)覆蓋范圍之外的公共區(qū)域設(shè)備設(shè)施供電、接網(wǎng)，形成“城市插座”。各種物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備在應(yīng)用過程中普遍存在的取電難、入網(wǎng)難等問題由此可以得到根本解決。

1.3數(shù)據(jù)互聯(lián)

城市公共管理物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺對智慧路燈燈桿上的不同傳感子系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一采集，并對數(shù)據(jù)進行處理、分析和應(yīng)用，實現(xiàn)了城市公共管理數(shù)據(jù)的互聯(lián)、互通、互享；多業(yè)務(wù)模塊協(xié)同聯(lián)動，單一功能變?yōu)閺?fù)合功能，改變了傳統(tǒng)的各傳感子系統(tǒng)簡單疊加、獨立運行的管理方式，實現(xiàn)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(tǒng)

2.1智慧照明系統(tǒng)

根據(jù)道路車流量、光照情況對路燈的開、關(guān)及明亮程度進行智能調(diào)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(xiàn)對燈具的遙控、遙測、遙信、遙視、遙調(diào)的“五遙”功能，將傳統(tǒng)的被動人工巡檢方式轉(zhuǎn)變成系統(tǒng)主動告警，提升路燈日常運維質(zhì)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(tǒng)

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

2.3智慧傳感系統(tǒng)

集成多種傳感器，獲取環(huán)境、氣象等信息，并通過城市發(fā)布平臺實時發(fā)布，方便市民出行。同時為氣象局提供基礎(chǔ)氣象數(shù)據(jù)，為環(huán)保局提供環(huán)境污染情況等多種環(huán)境分析數(shù)據(jù)。

2.4智慧監(jiān)控系統(tǒng)

在滿足常規(guī)道路監(jiān)控系統(tǒng)對道路斷面全覆蓋的視頻監(jiān)控需求以及全天候的高清錄像需求的同時，智慧監(jiān)控系統(tǒng)引入全畫面視頻檢測、視頻跟蹤、車牌識別等多種業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的視頻智能技術(shù)，解決了傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控海量數(shù)據(jù)需要投入大量人力進行人工查證的問題，同時促成監(jiān)控業(yè)務(wù)模式從事后查證到主動視頻防控的轉(zhuǎn)變。

2.5應(yīng)急報警系統(tǒng)

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

2.6智慧發(fā)布系統(tǒng)

采用內(nèi)嵌LAN、WiFi、4G智能管理核心模塊，構(gòu)建全城有形與無形的信息立體發(fā)布系統(tǒng)，發(fā)布空氣質(zhì)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(tǒng)

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(jié)省出來的配電容量為電動車提供充電服務(wù)，有效解決充電樁、充電站建設(shè)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(chuàng)新區(qū)內(nèi)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(yōu)越，周邊用地以商業(yè)、公園、居住等開發(fā)強度大的用地為主，為體現(xiàn)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(cè)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(jù)道路情況待定。箱變采用小型化景觀式箱變，一__般設(shè)置在道路交叉路口附近的綠化帶內(nèi)。

3.2方案設(shè)計

3.2.1項目建設(shè)的必要性

a.節(jié)能環(huán)保的需要。

b.改善城市交通環(huán)境的需要。

c.降低維護成本，提高管理效率的需要。

d.建設(shè)智慧城市的需求。

e.提升城市形象、建設(shè)國際化大都市的需要。

3.2.2設(shè)計原則

道路照明為駕駛?cè)藛T和行人創(chuàng)造舒適良好的視覺環(huán)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(shè)計上要嚴格遵守國家相關(guān)規(guī)范和標準，做到安全可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、節(jié)能環(huán)保、整體美觀和便于維護。

3.2.2.1光源

傳統(tǒng)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(shù)低、光通量穩(wěn)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(fā)光效率高、耗電量少、使用壽命長、安全可靠、環(huán)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(shù)≥0.9，顯色指數(shù)≥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(nèi)）。

3.2.2.3線路敷設(shè)

路燈照明配電主電纜采用鋁合金電力電纜，與傳統(tǒng)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(wěn)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(tǒng)的穩(wěn)定性，節(jié)約線路成本。

3.2.2.4智慧路燈控制系統(tǒng)

本工程路燈控制系統(tǒng)采用單燈控制—箱變回路控制—控制中心集中監(jiān)控的三層控制模式。路燈既可現(xiàn)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(jiān)控中心可對城市內(nèi)任一區(qū)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(tài)、亮燈率、電流、電壓、電量、有功功率、無功功率等數(shù)據(jù)進行采集分析。路燈智能控制器可按當?shù)亟?jīng)緯度、季節(jié)自動計算太陽起落時間，自動預(yù)置全年開關(guān)燈時間。智慧路燈系統(tǒng)如圖1所示。

3.2.2.5智慧路燈可根據(jù)現(xiàn)場情況設(shè)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(guān)閉。

智慧傳感系統(tǒng)：實時監(jiān)測溫濕度、大氣壓、風速、風向、降水、照度。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)：設(shè)置紅外高清高速網(wǎng)絡(luò)球形攝像機，可實時監(jiān)控交通、行人狀態(tài)。

WiFi 覆蓋系統(tǒng)： 實現(xiàn)城區(qū)WiFi 熱點服務(wù)。

信息發(fā)布系統(tǒng)： 采用LED 顯示屏， 可實現(xiàn)廣告投放， 重要信息發(fā)布等功能。

應(yīng)急報警系統(tǒng)： 實現(xiàn)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(fā)事件， 有著高效的反應(yīng)速度和處理速率。

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

4 智慧路燈發(fā)展的現(xiàn)實問題

4. 1 運營協(xié)調(diào)

智慧路燈建設(shè)中涉及氣象、交通、城市建設(shè)、廣告管理等不同領(lǐng)域， 而這些領(lǐng)域隸屬于不同機構(gòu)和部門管理， 運營商與涉及的不同部門之間關(guān)于業(yè)務(wù)的溝通協(xié)調(diào)， 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(yè)模式

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

PPP模式：企業(yè)投資，政府和企業(yè)一起享受運營分成。

EPC模式：總承包運營。

智慧路燈桿的商業(yè)模式被驗證的目前來說幾乎沒有，如何產(chǎn)生效益是眾多產(chǎn)業(yè)鏈參與者關(guān)注的重點。

5 結(jié)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(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)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(tǒng)正是實現(xiàn)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(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益，還能對城市乃至國家的發(fā)展產(chǎn)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(fā)展。