城市道路智慧灯杆系统的设计

城市道路智慧灯杆系统的设计

李晓倩

临沂市市政管理服务中心 山东临沂 276000

摘要：城市道路作为城市交通的主要设施，是构架的城市发展的交通神经网络，道路照明灯杆作为城市道路的重要组成部分，是城市道路上必不可少的重要市政基础设施，能够为城市道路上的行人和行车提供道路诱导、夜晚照明、美化道路景观，对保障人行和车行安全、道路通行效率、城市治安起到用处。

关键词：城市道路；智慧灯杆系统；设计；

引言

随着城市化进程的加快，道路杆件设施的数量日益增加，其中暴露的问题也日渐突出，为了规范城市道路各类杆件及标识设置，集约利用城市公共空间资源，提升城市的品质，推进城市精细化管理，本文对城市道路中智慧灯杆系统的设计进行简要阐述。

1智能路灯控制系统

设施层指全部路灯，是实现城市路灯照明的基础;感知层包含电流电压检测模块、光照强度检测模块、气象环境监测模块和交通系统摄像头模块，用于采集路灯电流电压、光照强度、气象环境、视频监控等数据，是智能路灯控制系统实现智能化控制的依据;控制层的集中控制器一方面对感知层采集到的数据进行简单处理，并将信息传输到监控中心，另一方面接收监控中心传来的照明控制命令，实现路灯的开关和亮度的控制;传输层由GPＲS和ZigBee无线通信技术构成，形成整个通信系统;数据层主要是收集控制层的集中控制器传来的路灯工作状态信息、光照强度数据和气象环境信息，并存储到数据库服务器里，数据库服务器经过云计算技术将收集到的信息进行更具体的分析，并将分析结果传输到应用层;应用层将接收到的数据和信息通过GIS地理信息技术进行处理，以地图和图表的形式呈现在监控中心的管理平台。

2 应用意义

1. 提升照明节能水平。路灯照明智控系统有较高智能化水平，可根据现场监测信号判断环境情况，在维持适当环境照明亮度与满足路灯照明需求的基础上，自动对路灯启闭状态、投入数量、系统运行负荷加以调整，避免产生不必要的电能浪费。同时，还可采取时间控制方式，在系统中设定各时间段的路灯照明控制方案，系统运行期间统计照明时间，在到达时间界限值后通过时间控制器来断开或接通电路，切换至相应的控制模式。（2）推动路灯照明信息化与智能化发展。对智能控制系统的应用，可以理解为对人工智能、云计算、大数据、信息传感、模糊推理等多项新型信息技术及算法的应用，这将全面强化城市路灯照明系统的数据处理、数据采集挖掘、逻辑推理、自我控制能力，起到减轻照明运维管理负担、实现远程控制等多重作用，是实现信息化管理和智能化控制目标的重要举措。

3智慧灯杆的系统构成

3.1智慧照明总体组成

智慧灯杆能整合城市道路中公共视频监控较零乱，监控覆盖不全，杆体林立等弊端。智慧灯杆集中了现场监视、及时预警、消息收集，消息公布、远距离互动、空气和天气质量监测，能够提供迅速部署任务、现场状况快速传回、警报联动、数据收集、道路车辆状况监测、美化环境等功能。在实际使用过程中，可独立部署，即可以单独用一套综合平台运行完成任务，也能够与其他的平台进行融合或接入，实现各类系统的协调运作。

3.2智慧灯杆及照明灯具布设

智慧灯杆布设需根据道路照明灯具安装间距和市政设施点位（如交通信号灯和电子警察等）综合考虑来设计。智慧灯杆的布设按照先路口区域，再路段区域的顺序整体设计。在道路路口搭载有照明和电子警察等设施的智慧灯杆需沿停止线往后25~30m布设。

3.3管线方案

电力供电线路采用如下方案：智慧灯杆供电由市政公共电源供给，引出低压交流电源，室外智慧灯杆的供配电干线采用良路独立的出线，这两路互不干扰，相对独立，一路为道路的功能性照明的供电，另外一路为智慧系统的通信、监控、气象、交通等挂接设施的供电。在照明回路断电的情况下保证设备供电的可靠性，灯杆智能设备的用电从机房内双回路下端口出线，一旦出线断电或停电情况，UPS能保证灯杆智能设备的正常运行。管线敷设在每套智慧灯杆的基础旁设置电缆接线井，在接线井内实施完成电缆、光纤分支接线，根据智慧灯杆所搭载的设备的型号、规格和数量，分支穿线管按所需的线缆的数量、类型、各种线缆的截面积，预敷设4-8根准50的塑料穿线管，实现智慧灯杆底座与杆旁电缆接线井连接。主线管道敷设时应充分考虑远期发展的需求，主干路、次干路管孔的数量不少于6孔准75-准110的穿线管，其中，在主干管中穿入准25的小管，敷设光纤。城市支路的预敷排管的规格和数量按实际情况进行综合评估的选取。干线排管的管道壁颜色，根据各使用部门的要求，宜选用不同颜色，便于管线的敷设和后期的管养。

3.4智能路灯控制系统的功能需求分析

1. 监测功能监测功能包括路灯的实时状态监测、路灯故障检测和环境状况监测。路灯实时监测路灯开关状态和用电参数，可通过单灯控制器来实现;路灯故障监测确定异常状态路灯的故障类型和位置;环境状况监测包含区域内光照强度、天气状况和交通流量情况。2）控制功能系统对路灯的控制分为自动和人工两种模式。自动控制模式是系统综合光照强度、天气状况和交通流量多变量因素来实现路灯照明的自适应调节。如果对照明区域有特殊的照明需求，管理者可选择人工控制，可以对路灯进行单灯级别的控制，从而实现从街道到单灯多层次的精确控制。

3.5智慧管理平台

城市智慧灯杆系统需建立统一的运行管理平台，平台能够对现场的照明设备实施及时、有效的控制和调节。城市道路智慧路灯纳入管理平台后，能体现多方面的优点：降低运行和维护成本，每盏路灯的单独开闭和调节亮度、测量每盏灯具的电量数据，例如：电压、电流、功率、谐波、点亮的总时间、开关的次数等数据，能够自动发出故障信号并分析故障类型，能够自动开启、关闭和亮度调节，并可实现道路汽车流量的监控、WLAN管制、道路照明的监测和控制、道路中行人流量密度、全天候的天气情况、室外的空气温度和湿度、PM10和PM2.5浓度、室外的不同区域的声音分贝、实时的风力和风向、各种易发挥气体的含量等功能、各种子集系统相互融合的综合平台。

3.6数据巡视管理

在数据巡视管理中，可采取时间控制方式，即智能控制系统每隔一段时间自动巡测采集系统运行数据和全部的现场参数，对其开展深层次分析，用于判断系统运行状况和是否出现设施设备故障问题，以此来检查具备隐藏性、无明显外在征兆的故障问题。如此，既可以采取数据巡视方式来替代传统的人工巡视方式，有利于减轻工作负担，也可以根据系统情况针对性地制定数据自动巡视间隔时间，避免因数据巡视频率低下而无法及时发现故障问题，或是因数据巡视频率过高而加大数据处理量，影响到系统运行效果。

结束语

随着城市体量越来越大，城市道路的延伸和城市建设的扩张、机动车驾驶员和乘客对出行品质的提高，更够有更好的出行体验，要求城市公共道路中，有更多的智能技术应用其中，融合建筑信息模型（BIM）、云计算、物联网、大数据、交通工具的自动驾驶，能够解决城市道路发展中的各种弊端和信息的孤立，实现各智能化子系统的数据共联和共享，包含行人、交通工具等各种数据的互联，能够实现智慧化的城市道路。

参考文献

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