摘 要:在通信和智慧城市建设中,路灯是非常重要的组成部分。智慧灯杆的出现为智慧城市建设提供了有力的支持。在文中就针对智慧灯杆,对集成多功能智慧路灯系统的应用与发展进行探讨。
关键词:智慧灯杆;智慧路灯系统;智慧城市
通信和智慧城市建设中,面临的突出困难是选址难的问题,通信、信息、网络等建设部门需要快速、经济的找到适合传统基站、充电桩、监控、气象数据采集的站址,同时,城市规划部门、市政部门则期待对市内路灯等城市基础设施进行集成化管理。随着“互联网+”与“智慧城市”的全面推广,路灯灯杆将成为通信和智慧城市平台的重要共享安装点。路灯作为城市的公共基础设施,从手动控制开关到自动控制,从单一的照明功能到多功能化智慧灯杆,经历了一系列的变化,如今,智慧燈杆正在慢慢走到大众的视野中。
智慧灯杆是以路灯杆为载体,研发出的一种集合各种先进信息技术创新复合应用的智慧路灯产品,兼具智能照明、大气环境监测采集、道路桥梁重点建筑监测、蓝牙通讯、WIFI 热点、WIFI探针、4G覆盖、安防、信息发布、应急、可视广播以及电动汽车智能充电桩等多种功能。产品采用模块化结构设计,可根据自身需求与应用,选择不同的功能模块,为业主用户提供更好的服务和技术支持。由于智慧路灯具有数量多、位置好、带电、易于扩展四个特点,因此是城市物联网的绝佳载体。
整个智慧灯杆包含集中控制系统、无线天线基站、视频监控管理、广告屏播控系统、城市环境实时监测、紧急呼叫系统、充电桩系统等应用。
一、控制集中化
通过智慧灯杆运营平台,除了可以对所有照明系统进行集中控制之外,采用ZigBee通信方式,对充电桩、城市传感功能各功能模块之间进行互联,真正实现物--物互联功能。在运营平台上可对这些功能单元的工作状态进行监控,并及时生成故障告警信息,大大降低人工巡检成本,达到低成本快速响应的效果。
二、无线WIFI覆盖
灯杆内置AP盒,上行采用LAN或者4G传输接入,下行提供无线WIFI热点服务覆盖,搭配控制系统(如希梦系统),实现视频监控、数据流量管理、安全认证、接入控制、广告推送等功能。
三、充电桩模块
配合政府逐步推广新能源汽车,装配在车站、小区等处的智能路灯杆上的充电桩是性价比较高的解决方案,无需重复的线路建设,不占据城市建设用地。通过充电桩厂商自主研发的应用APP,可以实现包括充电桩位置查询、预约充电、充电提醒以及在线付费等在线功能;车主在等待充电的同时可以观看灯杆上本地视频、音乐以及新闻等,轻松消遣充电等待时间。
四、环境监测功能
通过在智慧灯杆上集成各种不同环境监测传感器,实现对气体、雨、雪、雾、PM2.5、温度、湿度等环境相关监测,并可搭配灯杆上的LED或LCD显示屏,实时显示相关信息,也可通过手机后台查看。
五、路灯节能控制
远程监控路灯工作状态,故障路灯自动告警,大大降低日常巡检工作量,另外,可基于时间段和人流量进行节能调节,如在晚高峰时间路灯亮度调节为100%,在凌晨车流量较少的时候,路灯亮度宜调节到30%左右,节能效益显著提高。
六、集成视频监控
可按需搭配视频分析系统,主动监测,主动预警。与其他功能单元共用传输线路以及供电线路,可配置电子路牌、广告租聘、紧急通报按钮。无线监视系统:搭配视讯内容分析软件,能在发生异常第一时间侦测并主动警示,大幅减轻系统管理人力负荷。广告租赁:可租赁广告牌播放电子广告、活动信息,路口广告牌可设置周边道路指示及周边商店介绍。电子路牌:可转换内容如提示停车场或者活动地点方向。紧急通报按钮:加强对行人及妇幼安全提示,降低意外事故发生率。
七、智慧灯杆系统的组网架构
智慧灯杆系统整体组网架构,分为三层,包括应用层、网络层、终端层。
八、智慧灯杆系统防雷保护系统解决方案
暴露在室外的灯杆具有避雷针(接闪器)性质,安装在其上的设施会遭受雷电、浪涌、电磁冲击等自然灾害的威胁,传统的小电阻接地方式的投资和工期较大、防护效果也不很理想。基于“阻断式防雷技术和隔离式接地技术”灯杆站防雷接地箱,提供了新型的接地和防雷保护解决方案,其防护原理是:当雷电流由输电线路传入保护箱时,会遇到“电源防护单元”中的抑制器的阻碍,其浪涌保护器SPD启动导通通过灯杆向大地泄放。当雷电流在灯杆接闪时,抑制器阻断雷电流进入被保护系统,只能对地泄放。接地单元采用分组接地技术,将工作接地、保护接地、防雷接地进行隔离,实现了联合接地系统中的各接地系统相互独立、互不影响,而不再依赖传统的小电阻接地。由此,利用金属灯杆的自身接地电阻可实现防雷和接地功能,效果优于传统方法。
作者简介:
韦斌(1970-)男,柳州市天元工程监理有限公司注册监理工程师(市政、房建工程).