隨著我國城市化建設(shè)進(jìn)程加快，城市面積不斷擴(kuò)張，城市人口與車輛保有量激增，城市管理面臨愈來愈嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。路燈作為城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要一環(huán)，充分展示了“無處不在”的地理優(yōu)勢和自帶市電配套的供電便利，形成了連接城市物聯(lián)網(wǎng)的天然節(jié)點(diǎn)。基于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、空間地理信息集成等新一代信息技術(shù)的應(yīng)用，遍布在城市各個(gè)分支的路燈，通過感知、分析、整合城市運(yùn)行核心系統(tǒng)的各項(xiàng)關(guān)鍵信息，可以實(shí)現(xiàn)對于城市服務(wù)、公共安全、環(huán)保在內(nèi)的各種需求做出智能響應(yīng)。

　　一、智慧路燈系統(tǒng)方案介紹

　　智慧路燈桿系統(tǒng)定位集智能精益、動(dòng)態(tài)快速、可視可控、互聯(lián)互通為一體化的路燈運(yùn)行監(jiān)控調(diào)度指揮平臺(tái)。通過集成物聯(lián)技術(shù)、GIS、GPS技術(shù)，互聯(lián)網(wǎng)、視頻通訊，智能監(jiān)測等技術(shù)，將工作現(xiàn)場和監(jiān)控中心之間有機(jī)聯(lián)系起來，通過先進(jìn)的大屏幕顯示技術(shù)、組態(tài)監(jiān)控技術(shù)和三維展示技術(shù)等，形成多信息共享、個(gè)性化操作的直觀場景展現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)便捷的信息調(diào)用和可視化指揮。

　　智慧燈桿是未來城市物聯(lián)網(wǎng)的重要信息采集載體，路燈智能物聯(lián)管理平臺(tái)的建設(shè)是智慧城市的一個(gè) 重要組成部分，能夠?qū)崿F(xiàn)城市及市政服務(wù)能力的提升，也是智慧城市的一個(gè)重要入口，可促進(jìn)智慧市政 和智慧城市在城市照明業(yè)務(wù)方面的落地。

　　二、智慧路燈系統(tǒng)方案優(yōu)點(diǎn)

　　智慧路燈，除了可實(shí)現(xiàn)對路燈的遠(yuǎn)程智能管理，還可承載各種功能：交通遠(yuǎn)程監(jiān)控、公安遠(yuǎn)程監(jiān)控、無線視頻監(jiān)控、污染物遠(yuǎn)程監(jiān)測、大氣質(zhì)量遠(yuǎn)程監(jiān)測、氣象環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)測、醫(yī)療救助、Wi-Fi覆蓋、公共廣播、LED信息發(fā)布、充電樁、5G基站等數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)發(fā)，就形成“多功能燈桿”。

　　1、在路燈系統(tǒng)中可以對每個(gè)集中器及每個(gè)節(jié)點(diǎn)控制器進(jìn)行控制。在操作界面上能實(shí)時(shí)顯示所有集中器及單燈的狀態(tài)，并對它們實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)控制、組控制、廣播控制等控制策略;

　　2、系統(tǒng)提供GIS定位，對每盞路燈進(jìn)行定位并在地圖上顯示，并在地圖上對路燈進(jìn)行開關(guān)燈等操作，大大方便對路燈的管理;

　　3、能自動(dòng)檢測路段是否有車經(jīng)過，根據(jù)車輛情況自動(dòng)調(diào)節(jié)路燈照明亮度，可實(shí)現(xiàn)光照調(diào)控、經(jīng)緯度(日落時(shí)間)調(diào)控，可以進(jìn)行來車數(shù)量統(tǒng)計(jì)，節(jié)能率統(tǒng)計(jì)，以達(dá)到節(jié)能效果;

　　路燈故障或線纜被盜時(shí)即時(shí)自動(dòng)將照明設(shè)備故障系統(tǒng)上報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，業(yè)務(wù)系統(tǒng)根據(jù)報(bào)警信息類型通過短信預(yù)警、郵件預(yù)警等方式提醒;

　　4、用戶無需到現(xiàn)場就能了解路燈用電情況以及功率，功率因素，包括實(shí)時(shí)耗電數(shù)據(jù)查詢和歷史耗電數(shù)據(jù)查詢，并能在系統(tǒng)中新增、修改和刪除電能表;

　　5、用戶通過操作在電腦、手機(jī)和pad等客戶終端上的客戶端軟件，即可對照明燈具進(jìn)行移動(dòng)管理。移動(dòng)控制終端具備單燈控制、故障定位等功能，方便維護(hù)人員檢修路燈和進(jìn)行移動(dòng)管理。

　　三、智慧路燈系統(tǒng)方案功能

　　智慧燈桿具有管理、供電、高度、密集的優(yōu)勢，為推動(dòng)5G的建設(shè)提供了一個(gè)可行的安裝環(huán)境，也是滿足未來5G為了實(shí)現(xiàn)超密組網(wǎng)而催生小基站需求的媒介，對搭載5G微基站有先天優(yōu)勢，節(jié)省5G單獨(dú)部署空間的同時(shí)，燈桿上集成的傳感裝置更能隨時(shí)監(jiān)測5G基站的運(yùn)營情況。

　　1、微基站

　　預(yù)留了基站的安裝位置和供電。燈桿安裝后可以根據(jù)運(yùn)營商的需要【有償】提供基站的安裝位置 和供電。

　　2、單燈控制器

　　單燈控制器安裝在燈具內(nèi)部，通信方式有： NB-IoT、Zigbee、LoRa 三種方式可選，支持脫機(jī)運(yùn) 行。既能滿足環(huán)保節(jié)能的要求，也可以實(shí)現(xiàn)智能化管理。

　　3、監(jiān)控?cái)z像頭

　　根據(jù)需要在重要位置安裝相應(yīng)的監(jiān)控?cái)z像機(jī), 用戶可對攝像機(jī)進(jìn)行水平 360 度變焦控制，監(jiān) 控信息通過視頻終端處理后通過有線或無線網(wǎng) 絡(luò)匯集到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心就能看到各監(jiān)控 點(diǎn)的實(shí)時(shí)狀況，中心可以通過工作站顯示各現(xiàn) 場監(jiān)控點(diǎn)的圖像信息，也可在通過切換到大屏 幕(需配置)進(jìn)行圖像的實(shí)時(shí)抓取。

　　4、無線 AP

　　通過燈桿這個(gè)載體可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)城市的無線覆蓋，可以給所有的居民提供上網(wǎng)服務(wù)?！咀⒁狻咳绻獙?shí)現(xiàn)廣告推送、用戶管理、安全機(jī)制設(shè)置等必須增加 AC 管理設(shè)備和相應(yīng)的軟件。

　　5、氣象站

　　具有常規(guī)氣象要素風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度、氣壓、噪聲、PM2.5 監(jiān)測功能，通過城市發(fā)布平臺(tái) 實(shí)時(shí)發(fā)布，方便市民出行，同時(shí)為氣象局提供基礎(chǔ)氣象數(shù)據(jù)，為環(huán)保局提供環(huán)境污染情況分析數(shù) 據(jù)。

　　6、LED 廣告屏

　　支持廣告內(nèi)容遠(yuǎn)程更新、發(fā)布。系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控播放內(nèi)容。戶外采用 LED 顯示屏可以保證在環(huán)境亮度非常高的情況下用戶也可以正常觀看廣告的內(nèi)容。

　　7、IP 網(wǎng)絡(luò)廣播

　　支持個(gè)性化定時(shí)播放,可以指定不同的 IP 地址在不同的時(shí)段播放不同的內(nèi)容。支持全部、分組、 單個(gè)的實(shí)時(shí)語音廣播，可以遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)重大事項(xiàng)播報(bào)、緊急通知播報(bào)等。

　　8、一鍵報(bào)警

　　急求助，當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)突發(fā)狀況，可以通過緊急求助終端，一鍵求助中心，實(shí)現(xiàn)雙向?qū)χv，中心 可以根據(jù)情況，實(shí)時(shí)調(diào)度相關(guān)警察趕往現(xiàn)場解決。

　　9、充電樁

　　通過錯(cuò)峰用電設(shè)置與管理，可以在不增加任何基礎(chǔ)設(shè)施的前提下，快速布局電動(dòng)汽車充電設(shè)施。 由于路燈的密集度，路燈集成充電樁后，城市形成廣布的充電網(wǎng)絡(luò)，為電動(dòng)汽車解決后顧之憂;

　　10、工控機(jī)

　　工控機(jī)是智慧燈桿的核心部件，負(fù)責(zé)管理燈桿上所有設(shè)備的運(yùn)行和配置。是上位機(jī)同智慧燈桿實(shí)現(xiàn)通信的橋梁。數(shù)據(jù)的采集、上傳、下發(fā)，控制功能的實(shí)現(xiàn)均由工控機(jī)完成。

　　四、智慧路燈桿系統(tǒng)方案特點(diǎn)

　　智慧燈桿系統(tǒng)的出現(xiàn)可以對廣布在城市的傳統(tǒng)路燈進(jìn)行改造，升級為具備感知周邊環(huán)境、實(shí)時(shí)監(jiān)測、 實(shí)時(shí)控制的組裝式燈桿。智慧燈桿包括物聯(lián)網(wǎng)信息采集，智慧 LED 路燈照明監(jiān)控，無線 WIFI 覆蓋，智慧安防視頻監(jiān)控，智慧緊急報(bào)警求助，智慧環(huán)境信息監(jiān)測，智慧網(wǎng)絡(luò)多媒體信息發(fā)布，遠(yuǎn)程IP網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)等。

　　1、按需照明

　　工作人員可利用電腦控制端或手機(jī)控制端對每盞燈進(jìn)行開關(guān)控制，根據(jù)人流、車流、天氣、節(jié)假日等環(huán)境條件設(shè)定合理的開關(guān)燈方案。

　　2、精細(xì)化管理

　　系統(tǒng)安裝后，所有操作都自動(dòng)記錄進(jìn)系統(tǒng)日志，所有維護(hù)工作均在后臺(tái)有準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，對運(yùn)維部門的工作情況真正達(dá)到有據(jù)可查，實(shí)現(xiàn)了精細(xì)化管理。

　　3、動(dòng)態(tài)管理

　　所有照明設(shè)施進(jìn)行身份編碼并在地圖上定位顯示。普查所取得的數(shù)據(jù)為今后照明設(shè)施的養(yǎng)護(hù)和維修提供可靠的依據(jù)。

　　4、大數(shù)據(jù)分析

　　所有操作都自動(dòng)記錄進(jìn)系統(tǒng)日志，并永久保存成為原始大數(shù)據(jù)，這些原始大數(shù)據(jù)將會(huì)作為社會(huì)資源大數(shù)據(jù)信息依據(jù)，開發(fā)利用。

　　5、降低運(yùn)維成本

　　發(fā)生異常，會(huì)在第一時(shí)間將異常信息發(fā)送給監(jiān)控中心，提高巡檢人員工作效率減輕了工作強(qiáng)度，同時(shí)也減少了巡檢人員和車輛損耗，降低運(yùn)維成本。

　　6、降低安全隱患

　　當(dāng)有電纜盜割現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，值班工作人員會(huì)在第一時(shí)間接到短信報(bào)警通知，方便工作人員及時(shí)處理，也避免了裸露電線對行人造成的安全隱患。

　　五、智慧路燈管理系統(tǒng)工作原理

　　智慧路燈管理系統(tǒng)由軟件系統(tǒng)和硬件設(shè)備組成，分為四層：通信層、數(shù)據(jù)采集層、應(yīng)用處理層和交互層。通過各層相互配合，實(shí)現(xiàn)路燈設(shè)施管理、路燈控制、故障報(bào)警、用電監(jiān)測、移動(dòng)終端應(yīng)用等功能，后期還可以擴(kuò)展車流量監(jiān)測、光感監(jiān)測等能智能化功能。

　　智慧照明：通過工業(yè)級無線路由器，依托4G/3G無線通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對路燈的遠(yuǎn)程集中控制與管理，具有根據(jù)車流量自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度、遠(yuǎn)程照明控制、故障主動(dòng)報(bào)警等功能，能夠大幅節(jié)省電力資源，提升公共照明管理水平，節(jié)省維護(hù)成本。

　　WIFI覆蓋：工業(yè)級無線路由器，具有4G轉(zhuǎn)WIFI功能。WIFI覆蓋距離達(dá)到150米，協(xié)助智慧燈桿實(shí)現(xiàn)公共WIFI覆蓋。

　　環(huán)境監(jiān)測：利用路燈桿，全城市覆蓋地安裝城市環(huán)境大數(shù)據(jù)的監(jiān)測，包括PM2.5，揚(yáng)塵、煙霧、光照、溫濕度等。傳輸器采集的數(shù)據(jù)通過工業(yè)級無線路由器發(fā)送到各政府管理部門，可以5中心同步傳輸。

　　視頻監(jiān)控：智慧燈桿上安裝視頻監(jiān)控、安裝特定安全監(jiān)測傳感器，實(shí)現(xiàn)城市級的安全監(jiān)控。監(jiān)控抓拍的視頻、圖片、聲音等信息通過工業(yè)路由器及時(shí)傳輸?shù)焦驳裙芾聿块T，讓城市管理更高效。

      六、智慧路燈管理系統(tǒng)組成架構(gòu)

　　智慧路燈整體解決方案分為應(yīng)用層、平臺(tái)層、網(wǎng)絡(luò)層、感知層四個(gè)層面。應(yīng)用層包括了應(yīng)急智慧、數(shù)字城管、平安城市、智慧交通、便民服務(wù)、環(huán)境監(jiān)測和節(jié)能控制;平臺(tái)層則指網(wǎng)絡(luò)云平臺(tái)和數(shù)據(jù)平臺(tái)，通過平臺(tái)以實(shí)現(xiàn)智能化;網(wǎng)絡(luò)層指通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng);感知層包含了APP、PC、Internet、云計(jì)算、無線AP、攝像頭、環(huán)境主機(jī)、一鍵報(bào)警等。

　　1、前端數(shù)據(jù)采集、輸出設(shè)備：包括各類傳感器、攝像頭、音頻廣播、LED屏等設(shè)備。各類傳感器用于感知環(huán)境狀態(tài)，是信息源頭，包括揚(yáng)塵傳感器、噪聲傳感器、溫濕度度傳感器、風(fēng)向風(fēng)速傳感器、氣壓傳感器等;高清攝像頭用于實(shí)時(shí)捕捉前端音視頻、圖像;音頻廣播設(shè)備用于音頻播放;LED屏用于展示圖文、視頻。

　　2、前端數(shù)據(jù)中樞設(shè)備：即RTU設(shè)備，負(fù)責(zé)接收前端各種傳感器的信號(hào)值，并將數(shù)據(jù)按標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換后通過4G網(wǎng)絡(luò)，上傳至數(shù)據(jù)中心;也負(fù)責(zé)攝像頭、音頻設(shè)備和數(shù)據(jù)中心之間的通信;同時(shí)也負(fù)責(zé)將前端傳感器采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)展示在LED。RTU設(shè)備是整體系統(tǒng)的核心設(shè)備。

　　3、數(shù)據(jù)中心：包括通信中心、數(shù)據(jù)庫。通信中心是部署在服務(wù)器上的一種數(shù)據(jù)接收和解析軟件。主要負(fù)責(zé)與RTU 對接，接收和查詢RTU 上報(bào)的數(shù)據(jù)報(bào)文，并將報(bào)文解析后，存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)庫是專門用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的軟件，負(fù)責(zé)存放通信中心解析報(bào)文生產(chǎn)的數(shù)據(jù)。

　　4、應(yīng)用系統(tǒng)：主要作用為管理、統(tǒng)計(jì)分析和展示數(shù)據(jù)，也用于管理、配置和控制終端設(shè)備。管理終端形式有大屏、PC、APP等。

　　七、智慧路燈管理系統(tǒng)發(fā)展前景

　　隨著城市化建設(shè)的加速，城市道路建設(shè)發(fā)展也隨之加速，道路越來越寬、越來越多，各式各樣的路燈數(shù)量也越來越多，而帶給路燈管理處的困難也隨之增加，用電大，管理繁瑣等問題突出。智慧路燈作為智慧城市的重要組成部分，也已備受有關(guān)部門的高度重視和大力推廣。目前，隨著城市化進(jìn)程的加快，城市公共照明設(shè)施的采購量和建設(shè)規(guī)模日益增大，形成了一個(gè)巨大的采購池。但隨之出現(xiàn)的城市照明管理矛盾也日漸明顯，最突出的三大矛盾就是對能源的極大消耗、照明燈具過高的維護(hù)成本以及與其他公共設(shè)備的無法兼容性。智慧照明的出現(xiàn)無疑將極大的改變這一現(xiàn)狀，有力地推動(dòng)智慧城市進(jìn)程的加快。