智慧路燈具備有電、有網(wǎng)、有桿的特點是新型智慧城市物聯(lián)網(wǎng)基礎設施部署的重要載體,城市照明的發(fā)展經(jīng)歷了傳統(tǒng)路燈、LED路燈、智能LED照明,再到今天的智慧路燈,不僅有效的減少了城市多桿林立的重復建設,還解決了新型智慧城市傳感器部署的難題,積極的推動了城市的集約化、智能化、便捷化和精細化的發(fā)展,提高了智慧城市綜合管理水平,對新型智慧城市建設實施落地有著十分重要的現(xiàn)實意義。下面筆者就結(jié)合十多年從業(yè)經(jīng)驗,以參與設計、施工的某智慧路燈工程為例,給大家分享一下城市智慧路燈系統(tǒng)方案設計與實現(xiàn)。
1、智慧路燈工程概況
舉個栗子:開辰智慧城市科技路是城市道路路網(wǎng)的主干道路,全長為3.6km,道路上紅線的寬度為60m,設計的車速為60kmL,整體是南北走向,標準的橫斷面雙向六車道。需要設計成全段照明設施為智慧路燈,并且將開辰智慧城市科技路打造成為綠色、智慧道路典范工程。
2、智慧路燈系統(tǒng)架構(gòu)設計
智慧路燈的系統(tǒng)架構(gòu),從低到高的排序依次為設備層、通信層、應用層三層架構(gòu)組成,采用分層架構(gòu)設計。
a、終端設備層。該層是智慧路燈的底層終端設備,一般是由智慧燈桿、箱變、照明配電箱、供配電電線電纜等組成的,并且在智慧燈桿上面會搭載智能照明、視頻監(jiān)控、一鍵報警、環(huán)境監(jiān)測、新能源汽車充電樁、手機無線充電、廣播音柱、無線WIFI、LED信息發(fā)布屏等物聯(lián)網(wǎng)設備,主要負責對基礎信息的采集底層實現(xiàn)。
b、網(wǎng)絡通信層。智慧路燈系統(tǒng)的信息傳輸主要是通過這一層來完成,主要是由網(wǎng)絡交換機、開辰智盒邊緣計算網(wǎng)關(guān)、路由器、通信光電纜等設備組成,是負責構(gòu)建終端設備層與平臺應用層直接的橋梁,提供可靠的信息傳輸通道,確保底層所采集的信息數(shù)據(jù)能夠輸送到平臺應用層進行分析。
c、平臺應用層。該層是智慧路燈的核心“大腦”,主要是負責對智慧路燈系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集、存儲、分析、處理、展示、控制及管理功能,也是決定于智慧路燈是不是具備智慧化的關(guān)鍵所在。
智慧路燈的基本配置功能,一般是燈桿、LED光源、單燈控制器,由此實現(xiàn)智能化照明控制和節(jié)能,滿足功能性照明后可以根據(jù)道路實際情況進行靈活配置其他功能模塊。根據(jù)智慧路燈的“因地制宜、按需配置”的布置原則,開辰智慧城市科技路全段路邊有規(guī)劃停車位且人員較多的區(qū)域配置全功能的智慧路燈方案;有停車位人員不多的地方可以配備充電樁、視頻監(jiān)控和顯示屏的高配置智慧路燈方案,預留其他傳感器接口位置;在機動車道和路口處,僅僅配置照明、視頻監(jiān)控及預留其他配置接口即可。
3、智慧路燈電氣系統(tǒng)設計
a、照明系統(tǒng)。對于照明系統(tǒng)設計燈具的選型及布置、單燈控制器、集中控制器等,在燈具上面選用防護等級高、效率高的燈具,一般不低于IP65,在照明配電箱中,設置集中控制器,就可以對整個照明回路進行遠程管理,實現(xiàn)路燈運營中心可以通過策略控制對LED照明燈具進行二次節(jié)能管理。
b、供配電系統(tǒng)。智慧路燈的負荷等級及供電方式,負荷等級為路燈、充電樁、紅綠燈等均為三級負荷。智慧路燈的供電方式:由箱式變電站給道路照明配電箱來供電。
c、接地系統(tǒng)。智慧路燈采用的是TT接地系統(tǒng),整體熱鍍鋅扁鋼接地極與每個LED燈具外殼、金屬燈桿、燈桿法蘭螺栓等設備為一套接觸良好的電氣整體。
4、智慧路燈平臺應用層設計
a、平臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。開辰智慧路燈綜合管理平臺主要的設備是數(shù)據(jù)服務器、存儲服務器、打印機、工作站、視頻服務器、核心層交換機、顯示大屏等設備組成。并且平臺所采集各類傳感器數(shù)據(jù),也可以開放接口協(xié)議,同時傳輸給第三方平臺,如交通、公安、城管、電力等部門。
b、平臺應用系統(tǒng)。開辰智慧路燈綜合管理系統(tǒng)平臺采用的是BS架構(gòu),并且提供標準的API接口,里面包含智慧照明子系統(tǒng)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)、信息發(fā)布子系統(tǒng)、交通應用子系統(tǒng)、一鍵報警子系統(tǒng)、汽車充電子系統(tǒng)等等,各個子系統(tǒng)都可以獨立的工作運行,也可以根據(jù)項目需要完成子系統(tǒng)之間的聯(lián)動。
以上就是對城市智慧路燈系統(tǒng)方案設計與實現(xiàn)的介紹,智慧路燈是城市物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要單元,隨著新型智慧城市的不斷建設發(fā)展,實現(xiàn)物聯(lián)互通、數(shù)據(jù)共享,解決運維和管理模式上的問題,智慧路燈的重要性毋庸置疑了。