每日一课 | 智慧灯杆之智慧社区应用案例的项目分析

 

 

1．智慧灯杆及功能应用介绍

1）杆体设计

新材料：使用铝合金、高强度钢材料，圆杆整体挤压拉伸制作而成。

集成度高：集成各类物联硬件，能够节约用地、电力等资源。采用一体化的管理平台，将灯杆内各设备功能模块实现“嵌入式集成”，由统一的管理平台进行管理，同时根据实际应用场景实现各个功能模块之间的联动。

工艺新颖：根据不同地域特色，设计不同造型，阳极氧化工艺加工表面，防腐蚀、防变色，坚固耐用。

扩展性强：采用模块化设计，灯杆承载力可达到200kg，后期可随意加装扩展设备，可快速加装、更换、拆卸。预留其他接口，便于将设备连接到其他管理部门。

设计要求如下：

（1）可抗国家气象部门监测的近50年最大风压0.75kN／㎡。

（2）灯杆底部壳体采用非金属材料制作，万伏绝缘，保证灯杆24小时带电后安全使用。

（3）强弱电分离，预留12V和48V标准供电接口，保证供电安全可靠，设备维护时可带电拆卸，不用断电，以免影响其他设备运行。

（4）强弱走线分离，保证信号的互不干涉。路灯电箱内部强弱电分离。每种设备独立供电控制，避免相互影响。

（5）采用断路、熔断、漏电、防雷、接地保护措施。

（6）配电箱防水、防虫、防尘设计，接口采用防水接头，灯杆内部进行防水设计。

（7）采用防盗终端、防盗扩展模块、箱门防盗开关等安全设计。

2）智慧灯杆示意图

智慧灯杆A杆型：高12m，可搭载照明、通信设备、交通信号灯、路牌、导向牌及监控等设施。预留接口，其他设施可根据需要搭载，如图8-20所示。

智慧灯杆B杆型：高9～11m，可搭载照明、通信设备、LED彩屏、监控等设施，预留接口，其他设施可根据需要搭载，如图8-21所示。

（1）智能网关。智能网关可实现智慧灯杆前端路由汇聚功能，灯控、监控、广播、WiFi、信息发布、交互、应急求助、环境监测可通过网线接入智慧灯杆物联网网关，从而通过光纤接入管理平台。图8-22所示为场景应用拓扑图。

（2）光电盒。光电盒拥有光电一体的功能，市电和光缆两路接入，内置ONU，多路输出，可实现网络通信、电源分配、电能计量、远程控制、光分路等功能。图8-23所示为光电盒应用场景。

3）智慧灯杆功能应用

智慧灯杆主要分布于试点道路两旁，本期智慧灯杆试点工程应用主要包含智慧照明。通信基站、智慧安防、LED信息发布屏、智慧交通等，其他可扩展功能如智能感知、一键呼叫、公共广播、公共WiFi等，后期工程如果有需求可以增加，扩展功能由智慧灯杆试点小组确认。

（1）智慧灯杆基础功能。

①智慧照明。智慧照明是现代城市照明的发展趋势，通过智慧照明的建设，可以实现对道路路灯照明的功率调整、单灯控制、远程控制，有效地节能降耗，节省试点区域的电力成本；数据实时采集、故障自动报警等功能可以减少路灯管理部门的路灯管理维护成本，提高工作效率，提升路灯管养水平。

②通信基站。为了缓解通信容量需求不断上升与通信基站建设密度不够的矛盾，改善信号覆盖状况，利用灯杆架设基站将是一个有效的措施。本方案是以城市路灯杆体为载体，将通信基站天线融合到杆体中，形成节约资源、外形美观、集成度高的新一代移动通信基站。

③智慧安防。视频监控系统属于现代城市治理必不可少的基础设施，在打击犯罪、治安防范、建设平安城市过程中具有不可替代的作用。建设视频监控系统，是公安系统、公共安全视频系统的有益补充。除此之外，通过视频监控系统，实现交通流量的实时监测，进而开展智能化的交通诱导和停车诱导，有助于改善道路交通环境，提高交通运行效率，保障城市畅通有序。

④LED信息发布屏。在智慧灯杆上设置LED信息发布屏，清晰度高、位置醒目，可实时播放社区信息，将社区建设、社区形象、旅游景点、文化品位等信息及时发布和宣传出去，使人们都能够直观全面地对当地的生活信息进行细致了解，打造城市社区名片。

LED屏可以智能播放社区停车场车位信息，方便游客停车；也可以通过后台远程推送环境信息，使游客时刻掌握天气与空气情况；同时还可以播报一些商业信息，有一定的商业推广价值；遇到突发情况，可以联动智慧灯杆上的智能广播等模块，及时在社区内播报应急信息、社区内安全等级。

⑤智慧交通。基于智慧灯杆整体设计，针对交通灯进行定制化，把交通灯、路灯、交通指示牌、交通监控摄像头及信息发布LED屏等物联网设备进行整合，结合智慧社区平台的信息资源，后期可实现智能化的交通指挥、道路指示、违章抓拍等功能，减少杆体重复建设，提高社区基础设施建设的集约化水平，优化社区空间结构和管理格局。社区智慧交通系统的建设能让驾驶人员在社区内通过智能引导系统安全、快速地到达目的地，通过合理的交通指挥和配套设施，让城市社区成为方便快捷的宜居、宜业、宜创新的智慧社区。

（2）智慧灯杆可扩展功能。

①智能感知。通过增设传感器，道路照明设施即可对周围环境进行检测，实现道路照明设施的智能感知，在本方案中主要实现的城市道路智能感知有PM2.5监测、温湿度监测、噪声监测、井盖监测。在遍布全路的路灯杆上安装相应检测仪，就可以持续、实时监测全路各区域数据。由灯杆将监测信息上报到管理平台，管理平台即可汇总当前的PM25值、温湿度、噪声、井盖异常情况，为相关部门的工作提供依据。

②一键呼叫。对道路照明设施统一编码，为每个道路照明设施分配唯一的编码，通过编码精确识别单个道路照明设施的身份信息和位置信息。根据需要为若干道路照明设施增加求助按钮。当遇到紧急情况时，市民可直接走到该道路照明设施旁，按下求助按钮，与求助中心人员进行视频通话，包含位置信息的求助信息将会直接发送到管理平台，同时该道路照明设施附近的监控摄像头立刻拍摄现场的实时视频，并传回管理平台，供管理人员处理使用。

③公共广播。实现自动／手动播放背景音乐、寻呼广播、业务广播；当发生紧急事件时，系统将广播权强行切换到紧急广播状态，并进行远程指挥，紧急广播具有最高优先控制级别。

④公共WiFi。随着网络和移动互联网的高速发展，城市居民对物联网的使用越来越广泛，需求也越来越高，更多人都希望在城市主要区域，如城市道路、公交站台、街区、景区、广场等使用免费的网络服务。目前国内已经有部分地区试点进行了无线WiFi的部署，主要是面向公众的WiFi使用需求。

2．建设方案

本方案试点路段全长约1100m，分3个路段，共布置智慧灯杆68根。规划十八路（双车道）布置12根（11m智慧灯杆），按25m间距单边布置；一路西侧（双车道）布置11根（9m智慧灯杆），按25m间距单边布置；二路西（四车道）布置45根（10m智慧灯杆43根、12m智慧灯杆2根），按22～35m间距双边布置。新建一个简易机房作为综合机房。

简易机房位于开拓二路西中间绿化带，考虑经济性、便于维护性，需充分设计可利用空间，拟建设10㎡左右的简易机房。

光缆管道与电缆管道合建，采用4～8根4110PVC管，每根路灯杆处设手井，预留管道布放线缆线管至路灯集中布线器。

图8-24所示为某社区智慧灯杆点位图。     

通过本次智慧灯杆试点项目的建设，可实现社区内无线通信、智慧照明、信息发布、智慧安防、智慧交通、智慧浇灌、智慧停车及智慧抄表等功能。

建设期为4个月，功能可按需求同步或分期配备。

总体建设效果如图8-25所示。

合法性原则：智慧灯杆建设方案尽可能保证合法性，避免因为报建手续不全留下安全隐患，对网络造成不利的影响。

安全性原则：方案所采用的设备、材料、安装工艺应满足长时间抗震、防风、防雷、防火、防水、防潮、机房载荷及防盗的要求。

技术性原则：在采用智慧灯杆建设方案时，应满足该站点的网络建设目标要求。

维护性原则：在采用智慧灯杆方案时，应考虑今后网络优化和网络维护的需要，便于对设备和天线的安装、调整、更换。

经济性原则：在采用智慧灯杆建设方案时，应结合具体环境，在满足安全性原则、技术性原则、维护性原则和业主要求的前提下，选用通用性强、结构简单、造价最低的方案，降低网络建设成本。

实施性原则：所采用的智慧灯杆建设方案应便于施工，易于实施。

长期性原则：所采用的智慧灯杆建设方案应考虑耐高温、耐腐蚀、耐紫外线的需要，能长期为通信网络及其他市政功能服务。

扩容性原则：在保证智慧灯杆现有系统的使用和各项技术指标不受影响的前提下，能满足所有方的后续扩容需求和其他市政部门的共享需求。

2）统建及合杆原则

项目设计应符合国家、行业及地方现行的有关设计标准和规范要求，并应经过相关主管部门批准。

（1）统建原则。目前除社区治安视频监控外，其他杆体并未建设，在满足业务功能要求和结构安全的前提下，环境监测、扬尘监测、通信设备及交通指示牌等设施应利于智慧灯杆设置。智慧灯杆已按照统建原则做了以下预留。

①三大通信运营商：每隔200m预留一根智慧灯杆，供通信运营商使用。

②交通指示牌：在路口、路中位置预留智慧灯杆，供交通指示牌使用。

③交通灯：在路口位置预留智慧灯杆，供交通灯使用。

④视频监控：在路口、小区出入口位置预留智慧灯杆，供视频监控使用。

⑤LED屏：每3根智慧灯杆预留一个位置，供LED屏安装使用。

（2）合杆原则。

①道路照明灯杆作为道路上连续、均匀和密集布设的道路杆件，应作为各类杆件归并整合的主要载体。

②按照“多杆合一”和“多头合一”的要求，对各类杆件、配套管线、电力和监控设施等进行集约化设置，实现共建共享、互联互通。

③智慧灯杆及配套设施应合理预留一定的荷载、接口和管孔等，满足未来的使用需要。

④应采用新材料、新工艺和新技术，减小智慧灯杆杆径和体积，提高设施的安全性及安装、维护和管理的便捷性。

（3）相关设施整合。智慧灯杆上可搭载的治安监控、交通监控等各类摄像头及指示、禁令、警告、作业区、辅助、告示、旅游区标志等各种标牌，应优化整体设计，小型化、减量化。

智慧灯杆布设应以设置要求严格的市政设施点位（如交通信号灯和电子警察等）为控制点，为后期需要建设的其他杆件进行预留，同时调整上下游杆件间距，整体布局。

整合后的智慧灯杆应分层设计。

高度0.5～2.5m：适用于检修门、仓内设备等设施。

高度2.6～5.5m：适用于路名牌、小型标志标牌、行人信号灯等设施。

高度5.6～8m：适用于机动车信号灯、监控、道路指示牌、分道指示标志牌、小型标志标牌等设施。

高度8m以上：适用于照明灯具、通信设备等设施。图8-26所示为合杆建设示意图。

 

3）项目建设方案

（1）智慧照明方案。

多功能智慧路灯系统应参考现有市政路灯杆设计，并综合考虑设备工作环境、安装空间、承重、整体安全性、稳定性等因素，并应符合CJ45-2015中4.2、GB 50174-2017中5.1、YD／T 1429-2006中附录C、DB44／T 1898-2016中4.2与第5章、《信息技术设备的安全》（GB 4943）的相关规定。智慧灯杆系统的总体设计应符合CJJ89-2012中2、3、5、6的相关规定，并应符合下列要求。

①预留设备安装空间，预留杆柱内部穿线空间。

②预留配套传输线缆位置。

③设备连接件设计具备灵活性。

④构造形式适应批量大规模制造生产要求。

多功能智慧路灯系统的照明要求应符合CJJ45-2015中3、4、5的相关规定。多功能智慧路灯系统应具备互联互通的能力，系统运行过程中产生的数据及挂载设备采集的数据应提供标准访问接口。多功能智慧路灯系统应至少能够在下列环境条件下正常工作。

①温度：-20℃～85℃。

②湿度：相对湿度不大于95％。

③风压：≤0.75kN／㎡。

④盐雾：≤5％NaCl

灯杆设计高度宜包含4～15m全系列，能满足庭院景观照明、市政道路照明等不同场景需求。灯具及其附属装置的选择应符合CJJ45-2015中4.1、4.2的相关规定。其中，机动车交通道路照明标准值应满足以下要求：

①设置连续照明的机动车交通道路的照明标准应符合道路照明的相关技术要求。

②在设计道路照明时，应确保其有良好的诱导性。

③在同一级道路选定照明标准时，应考虑城区的性质及规模，本项目可选择表中的高档值。

④对同一级道路选定照明标准时，交通控制系统和道路分隔设施完善的道路，宜选择表中的中档值，反之宜选高档值。

交会区照明标准值，即主要供行人和非机动车混合使用的商业区、居住区人行道路的照明标准值应符合表8-11所示的规定。

本项目试点道路为城市次干道，照明设计标准如下。

①平均照度（维持值）不低于151x。

②人行道的平均照度值不低于7.51x。

③照度均匀度要求达到0.35以上。

④亮度总均匀度要求达到0.4以上。

⑤道路照明的维护系数为0.5。

⑥机动车交通道路的照明功率密度值不应大于1.0W／㎡。

路灯供电接入综合机箱预留的照明接电端子，通过平台可实现单灯控制等功能。

（2）智慧安防方案。

该试点拟规划公安视频监控合建于智慧灯杆上，本次共规划15根智慧灯杆设置公安视频监控功能。由于公安视频的特殊性，视频的数据回传通过智慧灯杆预留的两芯光纤（裸芯）传回公安视频系统。平台不参与数据的回传，保证数据的隐蔽性和安全性。供电则用智慧灯杆提供的电源端子。

该试点路段的智慧灯杆建成后，小区开发商可考虑将小区内已建成的治安视频监控迁移至智慧灯杆上，经勘察共有15根小区治安视频杆符合合杆条件。视频数据可接入智慧灯杆的管理平台，可实现同步数据传输给小区物业管理平台。供电则用智慧灯杆提供的电源端子。

拟合杆情况如图8-27所示。

（3）智慧交通方案。

该试点路段拟规划交通指示牌和交通灯合建于智慧灯杆上，结合原有规划十八路、开拓一横路西、开拓二横路西交通工程规划，本次共规划33根智慧灯杆设置交通标志牌功能，2根智慧灯杆设置交通灯功能。交通控制信号系统可提供两种接入方案：一是接回交通部门的控制系统；二是接入智慧灯杆的管理平台，通过平台再把数据传输给交通部门，这个环节根据交通部门的要求确定。供电则用智慧灯杆提供的电源端子。

拟规划智慧灯杆智慧交通点位如图8-28所示。

（4）LED信息发布屏方案。

该试点路段拟规划LED信息发布屏搭建于智慧灯杆上，本次共规划24根智慧灯杆设置LED信息发布屏。利用光纤与管理平台进行对接，管理部门可以在后台对信息发布屏远程发送信息。供电则用智慧灯杆提供的电源端子。

拟规划智慧灯杆（LED信息发布屏）点位如图8-29所示。

（5）移动通信基站方案。

为了缓解通信容量需求不断上升与通信基站建设密度不够的矛盾，改善信号覆盖状况，利用灯杆架设基站将是一个有效的措施。由于通信运营商拥有自己独立的通信网络，本方案只提供光纤通至综合机房。供电则用智慧灯杆提供的电源端子。经现场勘察该试点区域，结合周边基站布局情况，综合考虑运营商的需求情况，拟新增通信功能智慧灯杆布局如图8-30所示。

试点区域市政道路通过智慧灯杆的微型基站部署，满足小区外围的路面及沿街商铺的无线覆盖，满足5G演进，解决智慧小区无线通信、手机上网、“物联网＋应用”回传链路等一系列问题。图8-31所示为网络覆盖示意图。

注明：本转载文章仅用于分享，不用于任何商业用途。推送文章可能未能事先与原作者取得联系，或无法查证真实原作者，若涉及版权问题，敬请后台联络授权或议定合作，我们会按照版权法规定第一时间为您妥善处理！