主干路設計應用中高桿路燈照明，根據(jù)實際照度及節(jié)能需要采用12~15米中桿設計，燈桿間距依據(jù)項目要求一般設定為30~35米，通常使用400W高壓鈉燈，如使用LED光源的燈具功率250~150W，雙挑臂設計，燈頭臂長度2米。主干道快速路白天車流量大，車速比較快，因此晚上需要合適的燈光照明，智慧路燈可自動根據(jù)白天黑夜自動調(diào)節(jié)燈光亮度，節(jié)省資源，此外還可提供交通、天氣或者路況信息等，方便游客居民出行，避免擁堵，讓駕車的人享受到愉快的出行體驗。在路口的智慧路燈上加裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠同時監(jiān)控來往車輛的行駛情況。此外還可以通過收取租金等方式將廣告訊息投放在智慧路燈上。
2、次干道智慧路燈部署
次干路設計應用中桿路燈照明，燈桿高度通常使用10～12米高度，燈桿間距依據(jù)項目要求一般設定為20~35米，通常使用250W高壓鈉燈，如使用LED光源的燈具功率150W~180W，雙挑臂燈桿設計，燈頭臂長度1.5~2米。次干道大部分均是人流聚集處，因此智慧路燈需要晚上能夠感應人的行走，在無人時可將路燈熄滅，節(jié)約資源，而有路人經(jīng)過時，可自動照明。在商業(yè)區(qū)智慧路燈應能提供相關的信息，給游客或居民參考;在生活區(qū)中，可通過無線網(wǎng)路操控播放音樂或廣播功能，為小區(qū)居民提供便利;在景觀區(qū)，智慧路燈除了照明功效之外，還可以播放與景觀相關的解說和音樂，讓游客流連忘返。
3、居民區(qū)支路智慧路燈部署
居民區(qū)支路設計應用低桿路燈照明，燈桿高度通常使用7～10米高度，燈桿間距依據(jù)項目要求設定為15~25米，使用LED光源，根據(jù)其間距不同，燈具功率50~150W，單挑臂燈桿設計，燈頭臂長度1.5米。主要是固定的居民社區(qū)，因此除了照明功能之外，智慧路燈還可以向居民發(fā)布每天的天氣、溫度、濕度、光照、PM2.5、噪聲、雨量、風速、車流等信息，方便居民出行。
四、基于智慧城市的智慧照明系統(tǒng)組成
基于智慧城市的智慧照明系統(tǒng)包括感知層和網(wǎng)絡層：
感知層：以視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、多媒體顯示大屏、公共廣播等傳感檢測項目為主，相應設備根據(jù)街區(qū)路燈位置集成在智慧路燈桿上，部分特殊區(qū)域單獨設置。
網(wǎng)絡層：網(wǎng)絡層的建設包括有線網(wǎng)和無線網(wǎng)。有線網(wǎng)主要建設骨干網(wǎng)和接入網(wǎng)，采用96芯單模光纖構建骨干光纖路由和EPON/GPON技術實現(xiàn)末梢網(wǎng)的接入部署;無線網(wǎng)為無線WIFI，采用無線發(fā)射器實現(xiàn)無線信息的覆蓋，部分集成在路燈上，其余部分安裝在建筑物墻壁上。
智慧照明系統(tǒng)基于智能路燈實現(xiàn)照明管理智慧化，以互聯(lián)在線方式實現(xiàn)路燈在線實時監(jiān)控，完成遠程照明控制、故障自動報警、線纜防盜、遠程抄表等功能。通過將LED照明和信息采集、傳輸、發(fā)布和數(shù)據(jù)處理和控制進行結合。根據(jù)OSI的層次分成應用層、控制層、終端層三層，將傳感器和燈結合在一起，以智能控制的方式，在應用端，通過系統(tǒng)集成和應用軟件全部集成。
智慧照明系統(tǒng)設備清單
1、照明系統(tǒng)模塊
智慧路燈終端采用智能控制，按需照明，實現(xiàn)可觀的二次節(jié)能。通過智慧路燈終端，與城市物聯(lián)網(wǎng)整合，形成統(tǒng)一信息源，再分散至各主管智能部門，形成分散-集中-再分散的結構，
在不打破現(xiàn)有城市主管智能部門結構的前提下，實現(xiàn)信息的收集、整合、反饋與發(fā)布。智能照明系統(tǒng)由LED路燈和遠程監(jiān)控系統(tǒng)組成。
LED路燈采用了模組化設計，配備標準接口，實現(xiàn)快速維護更修。LED模組可配備多款光學透鏡，根據(jù)人類功效學配光，實現(xiàn)不同道路的按需照明。LED路燈配合終端控制器實現(xiàn)遠程開關、調(diào)光、電能數(shù)據(jù)和燈具狀態(tài)查詢。
遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計基于分布式系統(tǒng)的集中管理策略，采用分層結構設計，邏輯關系上分為三層：前端控制采集、數(shù)據(jù)處理傳輸和服務器應用組成。由上位機管理軟件、集中控制器、終端控制器組成。集中控制器通過接收、執(zhí)行、轉發(fā)上位機管理軟件的命令，對每個終端控制器進行控制，達到控制每盞路燈的亮滅及調(diào)光，節(jié)約電能，并可通過監(jiān)控終端控制器下的燈具電量信息實現(xiàn)燈具故障報警功能。
典型應用功能：
控制功能：可以對單燈和路段進行手動控制、排程控制、自動控制;可以詳細設定定時控制策略;自動控制可以通過光照、車流量等信息進行燈泡開閉和調(diào)光的控制;可以通過樹形結構選擇單燈和一組燈來進行操作。
數(shù)據(jù)監(jiān)測：可以對單燈和路段進行如下的數(shù)據(jù)監(jiān)測：照明信息實時查詢(功率、功率因子、電壓、電流、驅動器電壓、驅動器電流、累計工作小時數(shù));照明信息歷史數(shù)據(jù)查詢 ;區(qū)域亮燈率統(tǒng)計信息故障報警：可以對如下類型的故障進行報警(驅動器故障、燈泡故障、燈泡電流過高、燈泡壽命到達、電源電壓過高、電源功率因數(shù)過低、丟失節(jié)點、電源電壓過低、功率過高、線纜偷盜告警、電力偷盜告警 、開門關告警 、線路供電異常告警 )
能耗統(tǒng)計：可以對照明能耗數(shù)據(jù)進行實時查看和歷史分析：
設備維護：可以對照明設備進行增加，查找，刪除，歷史統(tǒng)計信息查詢等操作。
2、基礎網(wǎng)絡模塊
骨干網(wǎng)設計：智慧城市服務與運營商的公網(wǎng)不同。小區(qū)和商業(yè)用戶寬帶上網(wǎng)一般走三大運營商的網(wǎng)絡，未來如果智慧城市運營中心拿到ISP接入牌照，則公眾業(yè)務存在走專網(wǎng)到運營中心出口的可能性。末端EPON ONU要采用工業(yè)級芯片、要求環(huán)境適應能力強，安裝方便，性能穩(wěn)定，必須具備以下功能接口：多業(yè)務隔離，LLID加密技術，波長隔離技術，防網(wǎng)絡攻擊，帶寬可擴展，端口可擴展，業(yè)務可擴展，高帶寬，虛擬專網(wǎng)主流技術，業(yè)務調(diào)試靈活，組網(wǎng)拓撲靈活業(yè)務接入靈活，虛擬專網(wǎng)實現(xiàn)多業(yè)務隔離：1、OTN/WDM的波長隔離技術;2、EPON的時隙隔離、VLAN隔離和LLID技術;3、PTN的MPLS VPN隔離技術，劃分為多個個光纖環(huán)網(wǎng);
基于智慧城市的智慧照明典型帶寬需求：(以1000根燈桿部署為例)
考慮到帶寬復用以及QoS效率控制，導致帶寬需求下降40%，實際需求帶寬為：最?。?3120M*0.6=19872M≈20G最大：77280M*0.6=46369M≈46G;環(huán)網(wǎng)節(jié)省光纖資源，同時支持50ms保護倒換，提高了業(yè)務承載的可靠性;考慮到今后城市發(fā)展，需要部署其他類型的裝置和設備，對智慧街區(qū)接入網(wǎng)絡的帶寬需求為目前整個智慧街區(qū)接入能力綜合的20%最低需求： 1+2+3=6443.25+33120+(6443.25+33120)*0.2=47475.9M≈50G最大需求:1+2+3=10661.5+77280+(10661.5+77280)*0.2=105529.8M≈110G總帶寬需求：對于接入網(wǎng)絡，每個核心匯聚點的匯聚能力應不低于6443.25M+20G≈27G;對于骨干傳輸網(wǎng)絡，骨干路由設備背板帶寬應不低于(未考慮復用)：50G*(1+0.2)=60G;接入網(wǎng)絡和骨干傳輸網(wǎng)絡綜合接入能力不低于110G
多業(yè)務綜合承載部署設備的機房可自建也可以考慮租用運營商的資源。光纖管線租用管線公司的資源本專網(wǎng)工程需要在運營中心設立網(wǎng)管中心，維護可由運營中心完成或者外包給專業(yè)公司;總體功能結構設置的智慧城市底層部分基于SCADA軟件的實時數(shù)據(jù)采集和管控平臺，將系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過接口統(tǒng)一接入，并實時提供數(shù)據(jù)給需要的數(shù)據(jù)中心和上層應用。通過該平臺可以實現(xiàn)：數(shù)據(jù)收集數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)流轉狀態(tài)展示實時分析設備控制，多系統(tǒng)的連接和智慧控制的實現(xiàn)都離不開這個實時數(shù)據(jù)采集和管控平臺。
接入網(wǎng)設計：網(wǎng)絡通信是智慧照明系統(tǒng)的信息基礎，利用智慧燈桿的分布式特點，
采用點到多點結構的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡傳輸方案(EPON)，在物理層采用PON技術，在數(shù)據(jù)鏈路層使用以太網(wǎng)協(xié)議，利用PON的拓撲結構實現(xiàn)以太網(wǎng)接入。
EPON系統(tǒng)能夠提供高達1 Gbps的上下行帶寬，這一帶寬能夠適應現(xiàn)在及將來10年內(nèi)用戶對帶寬的需求。EPON采用復用技術，支持更多的用戶，每個用戶可以享受到更大的帶寬。 EPON支持1.25G bps對稱速率，支持10km和20km兩種最大傳輸距離，支持的用戶分支數(shù)為32到128路。由于無源光器件有很長的壽命，戶外線路的維護費用大為減少。標準的以太網(wǎng)接口可以利用現(xiàn)有的價格低廉的以太網(wǎng)絡設備。
光纖接入網(wǎng)絡采用目前流行EPON/GPON技術，實現(xiàn)末梢網(wǎng)的部署。通過在智慧街區(qū)內(nèi)部署EPON/GPON光接入點，實現(xiàn)光接入點周邊100m-150m范圍內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)設備(攝像頭、
各類傳感器、各類控制器等等)以IP的方式接入骨干網(wǎng)接入設備(骨干網(wǎng)路由設備)。通過采用不同比率的分光設備，如：1：16;1：32;1：64等，將接入網(wǎng)絡延伸至整個智慧街區(qū)范圍，實現(xiàn)全區(qū)域接入。
通過EPON組網(wǎng)模式構建智慧照明系統(tǒng)的網(wǎng)絡基礎具有低成本、高帶寬、擴展性強、與現(xiàn)有以太網(wǎng)兼容、方便管理等有點。為了保證智慧城市(街區(qū))的用戶體驗，在核心區(qū)域、重點區(qū)域實現(xiàn)WIFI網(wǎng)絡的全覆蓋，在一般區(qū)域實現(xiàn)重點覆蓋的要求，結合WIFI技術的特點，目前商用WIFI每個接入點(AP)接入帶寬范圍在150M-350M，考慮到跨站切換、復用、帶寬損失等因素，每個AP接入帶寬不低于150M-350M*(1+0.2);采用OTN/PTN等主流技術，便于互聯(lián)互通;30G骨干帶寬，并支持擴展到N*30G。
無線接入網(wǎng)設計：同時為能夠更多的吸引人流、車流以及形象展示的需要，將在智慧城市道路范圍內(nèi)建立WLAN網(wǎng)絡，采用WIFI技術，實現(xiàn)WIFI信號全方位、無死角覆蓋全部街道、
公園綠地、廣場、地下空間出入口及周邊、政府公共辦公場所等區(qū)域和建筑。整
個WLAN網(wǎng)絡(WIFI)采用電信級標準進行設計，采取中心AP結合接入瘦AP分區(qū)域控制組網(wǎng)方式。AP設備的覆蓋范圍性能指標為：開闊環(huán)境100～300米，室內(nèi)環(huán)境30～60米。根據(jù)WLAN工程經(jīng)驗，AP數(shù)量與AC數(shù)量的比例大約為20:1。隨著將來用戶的快速發(fā)展和用戶通信量的增加，AP的分布密度將會有所增加。
在智慧街區(qū)范圍內(nèi)主要采用光接入網(wǎng)絡實現(xiàn)99%左右的接入點的接入問題，對于個別光纜資源無法到達、施工難度較高、接入成本較大的接入點，建議采用5.8G無線擴頻設備實現(xiàn)接入。
其接入距離在0~15km范圍內(nèi)，實現(xiàn)點對點、點對多點的IP業(yè)務傳輸，是對光網(wǎng)絡無法到達的接入點的有力補充。目前國家無線電管理委員會已放開5.8G頻點的接入限制。但是需要隔離區(qū)域內(nèi)不同業(yè)務設備間的同頻干擾問題。
3、視頻監(jiān)控模塊
從基礎性建設來說，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的是保證城市安全首要手段。目前全國各城市監(jiān)控攝像頭分布密度統(tǒng)計數(shù)據(jù)如下：(2016年11月數(shù)據(jù))
視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過在城市各重要交通道口安裝智能型高清道路監(jiān)控系統(tǒng)，實時了解城區(qū)路面、社區(qū)治安狀態(tài)及交通狀態(tài)，并通過圖像傳輸通道將社區(qū)安防環(huán)境/路面交通情況實時上傳至后臺治安管理中心/道路監(jiān)控指揮中心，形成一個統(tǒng)一協(xié)調(diào)的動態(tài)視頻安防監(jiān)控指揮網(wǎng)絡。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)由前端子系統(tǒng)、網(wǎng)絡傳輸子系統(tǒng)和后端管理子系統(tǒng)組成，實現(xiàn)對監(jiān)控點的視頻監(jiān)視、圖像傳輸、圖像預覽、錄像存儲、錄像檢索回放及管理。
4、環(huán)境監(jiān)測模塊
環(huán)境監(jiān)測集成風速、風向、溫度、濕度、大氣壓力、降雨量等參數(shù)的測量。系統(tǒng)結構緊湊，無任何移動部件，堅固耐用，無需維護和現(xiàn)場校準，全天候工作，不受暴雨、冰雪、霜凍天氣的影響。智慧環(huán)保系統(tǒng)的建設，完善境質(zhì)量監(jiān)測管理加強大氣、水智慧環(huán)保系統(tǒng)的自動監(jiān)測體系建設，使數(shù)據(jù)采集、展示和分析使管理者能夠準確把握環(huán)境質(zhì)量的變化趨勢。增加自動點位，拓展環(huán)境空氣中自動監(jiān)測項目包括PM2.5 及其前體物質(zhì)的遙感監(jiān)測。面向空氣質(zhì)量預測警的需要，依托報模型建立空氣質(zhì)量集成預報系統(tǒng)，形成PM10 、PM2.5 、臭氧二化氮硫等常規(guī)污染物的預報能力，并夠通過情景設置實現(xiàn)源排放清單更新與動態(tài)轉換，通過模式運算實現(xiàn)空氣質(zhì)量預報結果的更新。
5、多媒體顯示屏及公共廣播、一鍵告警模塊
網(wǎng)絡多媒體信息發(fā)布系統(tǒng)是一個集視頻技術、計算機及網(wǎng)絡技術、更換，顯示信息可包括如商業(yè)廣告、公益宣傳、公共信息發(fā)布、超大規(guī)模集成電路等技術綜合應用于一體的系統(tǒng)。具有多媒體、多輸入、可實時顯示高速變化的數(shù)據(jù)信息等功能，作為網(wǎng)絡多媒體信息發(fā)布的平臺，內(nèi)嵌LAN、WIFI、3G智能管理核心模塊，讓廣告可以隨心掌控，廣告圖文信息隨便緊急情況警告、區(qū)域地圖顯示、周邊環(huán)境空氣污染狀況等。
公共廣播是一個適應范圍廣、功能繁多、政民相結合的系統(tǒng)，既可以起著為大眾宣傳時事政策、播放娛樂休閑節(jié)目、公眾尋呼等功能，同時也承載著面臨突發(fā)事件、極端災難時，政府部門向大眾集中指揮，統(tǒng)籌調(diào)度作用。
一鍵呼叫系統(tǒng)由語音求助軟件平臺、緊急求助主機組成，利用現(xiàn)有路燈燈桿，打造平安報警聯(lián)動點。每根路燈桿都是天然的地理信息基礎點，市民如遇緊急情況，通過一鍵呼叫系統(tǒng)上的求助按鈕，即可與求助中心人員進行通話，同時報警信息會聯(lián)動到110報警指揮中心。
6、智能充電樁模塊
智能充電樁提供標準化車輛充電服務，并提供對分散于市區(qū)內(nèi)充電設施的設備管理、計量計費、支付結算、統(tǒng)計分析、運行管理、用戶管理、客戶管理、集中監(jiān)測等功能，為電動汽車充電服務網(wǎng)絡的運行管理提供支撐，保證電動汽車充電運營高效有序，實現(xiàn)運營智能化、規(guī)范化管理。
7、車輛及車流監(jiān)測模塊
智慧停車系統(tǒng)通過在停車位安裝地磁感應器(泊車誘導)，將采集到的數(shù)據(jù)通過基站控制器發(fā)送給停車場的后端支撐平臺，建立一個一體化的智能停車管理系統(tǒng)，實現(xiàn)停車場車位查詢、停車引導、自助繳費的智能服務，全自動化泊車管理系統(tǒng)。
四、基于智慧城市的智慧照明系統(tǒng)建設需要重點關注的問題
1、路燈基礎建設：
?、俾窡魲U加裝各類智能設備，如多媒體屏自身重量大，而且受風面積大，電動汽車充電樁的重量較大，對路燈桿的工況影響大。所以應相應加大路燈桿的強度和剛度，或根據(jù)實際情況，
?、趪栏裥：嗽新窡魲U符合增加設備后的工況。建議加寬、加深原有路燈基礎，增加配筋，加大法蘭半徑和地腳螺栓的規(guī)格。
?、坌枰跓魲U上增加線路出口;路燈桿加裝攝像機的情況下，需要考慮安裝的攝像機的類型和數(shù)量。全景攝像機、球機、槍機的安裝高度依次降低。對于有人臉識別需求的攝像機，高度不宜超過3米。
?、苈窡粼O備箱：智能設備的類型和數(shù)量較少的情況下，設備箱可以安裝在路燈桿上;智能設備的類型和數(shù)量較多、占用空間大的情況下，設備箱可以安裝在路燈桿旁邊的手井旁。
?、萋窡粽彰髌鞯母脑欤篖ED燈具具有綠色節(jié)能環(huán)保的特點，是將來道路照明發(fā)展的趨勢，使用LED路燈便于調(diào)色、調(diào)光，能更好的滿足智慧街區(qū)中智慧照明的要求。
2、通信系統(tǒng)建設：
?、僖瞬捎霉饫w直達路燈的方式。通過末端的TCP/IP協(xié)議的POE網(wǎng)絡交換機，再連接相應的燈桿上的智能設備。智能設備宜采用POE供電方式?；蛘呔W(wǎng)絡交換機先連接RTU，通過RTU再連接非網(wǎng)絡協(xié)議的設備。
②建議增加敷設通信線纜的管道。建議車行道下保護管增加玻璃鋼管的管道一根，其余部位增加PVC-C110管一根。通信線纜管道和供電管道不宜共用一根管道。
?、鄄捎霉饫w直達路燈的方式、通信線纜管道和供電管道不宜共用一根管道。
3、供電系統(tǒng)建設：
①宜分區(qū)段單獨配置供電電纜。對智能設備單獨布電。
?、陔妱悠嚦潆姌兑驗楣β屎碗娏鞔螅〝囝l繁，易引起電路的電壓波動，需要單獨配電，具體方案應由充電樁供貨公司提供。
?、勐窡粝渥兏鶕?jù)上述設計來更新配置，設置智慧街區(qū)專用配電箱。
?、茉黾臃笤O供電電纜的管道。建議車行道下保護管增加玻璃鋼管的管道一根，其余部位增加PVC-C110管一根。分區(qū)段單獨配置供電電纜、建議增加敷設供電電纜的管道。建議車行道下保護管增加玻璃鋼管的管道一根，其余部位增加PVC-C110管一根。
【結語】
智慧城市所涉及覆蓋的技術范圍十分廣泛，是一個綜合性的范疇，基于智慧城市的智慧照明建設更是一個長期且不斷深入發(fā)展的項目內(nèi)容，因此需要在多方面考慮其最終的實用性及平臺可靠性建設，更多的在后期擴展性上進一步思考如何滿足用戶的最終應用需求，才能達到有效的建設目的。
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