1．智慧燈桿及功能應用介紹

1）桿體設計

新材料：使用鋁合金、高強度鋼材料，圓桿整體擠壓拉伸制作而成。

集成度高：集成各類物聯(lián)硬件，能夠節(jié)約用地、電力等資源。采用一體化的管理平臺，將燈桿內各設備功能模塊實現(xiàn)“嵌入式集成”，由統(tǒng)一的管理平臺進行管理，同時根據(jù)實際應用場景實現(xiàn)各個功能模塊之間的聯(lián)動。

工藝新穎：根據(jù)不同地域特色，設計不同造型，陽極氧化工藝加工表面，防腐蝕、防變色，堅固耐用。

擴展性強：采用模塊化設計，燈桿承載力可達到200kg，后期可隨意加裝擴展設備，可快速加裝、更換、拆卸。預留其他接口，便于將設備連接到其他管理部門。

設計要求如下：

（1）可抗國家氣象部門監(jiān)測的近50年最大風壓0.75kN／㎡。

（2）燈桿底部殼體采用非金屬材料制作，萬伏絕緣，保證燈桿24小時帶電后安全使用。

（3）強弱電分離，預留12V和48V標準供電接口，保證供電安全可靠，設備維護時可帶電拆卸，不用斷電，以免影響其他設備運行。

（4）強弱走線分離，保證信號的互不干涉。路燈電箱內部強弱電分離。每種設備獨立供電控制，避免相互影響。

（5）采用斷路、熔斷、漏電、防雷、接地保護措施。

（6）配電箱防水、防蟲、防塵設計，接口采用防水接頭，燈桿內部進行防水設計。

（7）采用防盜終端、防盜擴展模塊、箱門防盜開關等安全設計。

2）智慧燈桿示意圖

智慧燈桿A桿型：高12m，可搭載照明、通信設備、交通信號燈、路牌、導向牌及監(jiān)控等設施。預留接口，其他設施可根據(jù)需要搭載，如圖8-20所示。

智慧燈桿B桿型：高9～11m，可搭載照明、通信設備、LED彩屏、監(jiān)控等設施，預留接口，其他設施可根據(jù)需要搭載，如圖8-21所示。

（1）智能網(wǎng)關。智能網(wǎng)關可實現(xiàn)智慧燈桿前端路由匯聚功能，燈控、監(jiān)控、廣播、WiFi、信息發(fā)布、交互、應急求助、環(huán)境監(jiān)測可通過網(wǎng)線接入智慧燈桿物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關，從而通過光纖接入管理平臺。圖8-22所示為場景應用拓撲圖。

（2）光電盒。光電盒擁有光電一體的功能，市電和光纜兩路接入，內置ONU，多路輸出，可實現(xiàn)網(wǎng)絡通信、電源分配、電能計量、遠程控制、光分路等功能。圖8-23所示為光電盒應用場景。

3）智慧燈桿功能應用

智慧燈桿主要分布于試點道路兩旁，本期智慧燈桿試點工程應用主要包含智慧照明。通信基站、智慧安防、LED信息發(fā)布屏、智慧交通等，其他可擴展功能如智能感知、一鍵呼叫、公共廣播、公共WiFi等，后期工程如果有需求可以增加，擴展功能由智慧燈桿試點小組確認。

（1）智慧燈桿基礎功能。

①智慧照明。智慧照明是現(xiàn)代城市照明的發(fā)展趨勢，通過智慧照明的建設，可以實現(xiàn)對道路路燈照明的功率調整、單燈控制、遠程控制，有效地節(jié)能降耗，節(jié)省試點區(qū)域的電力成本；數(shù)據(jù)實時采集、故障自動報警等功能可以減少路燈管理部門的路燈管理維護成本，提高工作效率，提升路燈管養(yǎng)水平。

②通信基站。為了緩解通信容量需求不斷上升與通信基站建設密度不夠的矛盾，改善信號覆蓋狀況，利用燈桿架設基站將是一個有效的措施。本方案是以城市路燈桿體為載體，將通信基站天線融合到桿體中，形成節(jié)約資源、外形美觀、集成度高的新一代移動通信基站。

③智慧安防。視頻監(jiān)控系統(tǒng)屬于現(xiàn)代城市治理必不可少的基礎設施，在打擊犯罪、治安防范、建設平安城市過程中具有不可替代的作用。建設視頻監(jiān)控系統(tǒng)，是公安系統(tǒng)、公共安全視頻系統(tǒng)的有益補充。除此之外，通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)交通流量的實時監(jiān)測，進而開展智能化的交通誘導和停車誘導，有助于改善道路交通環(huán)境，提高交通運行效率，保障城市暢通有序。

④LED信息發(fā)布屏。在智慧燈桿上設置LED信息發(fā)布屏，清晰度高、位置醒目，可實時播放社區(qū)信息，將社區(qū)建設、社區(qū)形象、旅游景點、文化品位等信息及時發(fā)布和宣傳出去，使人們都能夠直觀全面地對當?shù)氐纳钚畔⑦M行細致了解，打造城市社區(qū)名片。

LED屏可以智能播放社區(qū)停車場車位信息，方便游客停車；也可以通過后臺遠程推送環(huán)境信息，使游客時刻掌握天氣與空氣情況；同時還可以播報一些商業(yè)信息，有一定的商業(yè)推廣價值；遇到突發(fā)情況，可以聯(lián)動智慧燈桿上的智能廣播等模塊，及時在社區(qū)內播報應急信息、社區(qū)內安全等級。

⑤智慧交通。基于智慧燈桿整體設計，針對交通燈進行定制化，把交通燈、路燈、交通指示牌、交通監(jiān)控攝像頭及信息發(fā)布LED屏等物聯(lián)網(wǎng)設備進行整合，結合智慧社區(qū)平臺的信息資源，后期可實現(xiàn)智能化的交通指揮、道路指示、違章抓拍等功能，減少桿體重復建設，提高社區(qū)基礎設施建設的集約化水平，優(yōu)化社區(qū)空間結構和管理格局。社區(qū)智慧交通系統(tǒng)的建設能讓駕駛人員在社區(qū)內通過智能引導系統(tǒng)安全、快速地到達目的地，通過合理的交通指揮和配套設施，讓城市社區(qū)成為方便快捷的宜居、宜業(yè)、宜創(chuàng)新的智慧社區(qū)。

（2）智慧燈桿可擴展功能。

①智能感知。通過增設傳感器，道路照明設施即可對周圍環(huán)境進行檢測，實現(xiàn)道路照明設施的智能感知，在本方案中主要實現(xiàn)的城市道路智能感知有PM2.5監(jiān)測、溫濕度監(jiān)測、噪聲監(jiān)測、井蓋監(jiān)測。在遍布全路的路燈桿上安裝相應檢測儀，就可以持續(xù)、實時監(jiān)測全路各區(qū)域數(shù)據(jù)。由燈桿將監(jiān)測信息上報到管理平臺，管理平臺即可匯總當前的PM25值、溫濕度、噪聲、井蓋異常情況，為相關部門的工作提供依據(jù)。

②一鍵呼叫。對道路照明設施統(tǒng)一編碼，為每個道路照明設施分配唯一的編碼，通過編碼精確識別單個道路照明設施的身份信息和位置信息。根據(jù)需要為若干道路照明設施增加求助按鈕。當遇到緊急情況時，市民可直接走到該道路照明設施旁，按下求助按鈕，與求助中心人員進行視頻通話，包含位置信息的求助信息將會直接發(fā)送到管理平臺，同時該道路照明設施附近的監(jiān)控攝像頭立刻拍攝現(xiàn)場的實時視頻，并傳回管理平臺，供管理人員處理使用。

③公共廣播。實現(xiàn)自動／手動播放背景音樂、尋呼廣播、業(yè)務廣播；當發(fā)生緊急事件時，系統(tǒng)將廣播權強行切換到緊急廣播狀態(tài)，并進行遠程指揮，緊急廣播具有最高優(yōu)先控制級別。

④公共WiFi。隨著網(wǎng)絡和移動互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，城市居民對物聯(lián)網(wǎng)的使用越來越廣泛，需求也越來越高，更多人都希望在城市主要區(qū)域，如城市道路、公交站臺、街區(qū)、景區(qū)、廣場等使用免費的網(wǎng)絡服務。目前國內已經(jīng)有部分地區(qū)試點進行了無線WiFi的部署，主要是面向公眾的WiFi使用需求。

2．建設方案

本方案試點路段全長約1100m，分3個路段，共布置智慧燈桿68根。規(guī)劃十八路（雙車道）布置12根（11m智慧燈桿），按25m間距單邊布置；一路西側（雙車道）布置11根（9m智慧燈桿），按25m間距單邊布置；二路西（四車道）布置45根（10m智慧燈桿43根、12m智慧燈桿2根），按22～35m間距雙邊布置。新建一個簡易機房作為綜合機房。

簡易機房位于開拓二路西中間綠化帶，考慮經(jīng)濟性、便于維護性，需充分設計可利用空間，擬建設10㎡左右的簡易機房。

光纜管道與電纜管道合建，采用4～8根4110PVC管，每根路燈桿處設手井，預留管道布放線纜線管至路燈集中布線器。

圖8-24所示為某社區(qū)智慧燈桿點位圖。

通過本次智慧燈桿試點項目的建設，可實現(xiàn)社區(qū)內無線通信、智慧照明、信息發(fā)布、智慧安防、智慧交通、智慧澆灌、智慧停車及智慧抄表等功能。

建設期為4個月，功能可按需求同步或分期配備。

總體建設效果如圖8-25所示。

合法性原則：智慧燈桿建設方案盡可能保證合法性，避免因為報建手續(xù)不全留下安全隱患，對網(wǎng)絡造成不利的影響。

安全性原則：方案所采用的設備、材料、安裝工藝應滿足長時間抗震、防風、防雷、防火、防水、防潮、機房載荷及防盜的要求。

技術性原則：在采用智慧燈桿建設方案時，應滿足該站點的網(wǎng)絡建設目標要求。

維護性原則：在采用智慧燈桿方案時，應考慮今后網(wǎng)絡優(yōu)化和網(wǎng)絡維護的需要，便于對設備和天線的安裝、調整、更換。

經(jīng)濟性原則：在采用智慧燈桿建設方案時，應結合具體環(huán)境，在滿足安全性原則、技術性原則、維護性原則和業(yè)主要求的前提下，選用通用性強、結構簡單、造價最低的方案，降低網(wǎng)絡建設成本。

實施性原則：所采用的智慧燈桿建設方案應便于施工，易于實施。

長期性原則：所采用的智慧燈桿建設方案應考慮耐高溫、耐腐蝕、耐紫外線的需要，能長期為通信網(wǎng)絡及其他市政功能服務。

擴容性原則：在保證智慧燈桿現(xiàn)有系統(tǒng)的使用和各項技術指標不受影響的前提下，能滿足所有方的后續(xù)擴容需求和其他市政部門的共享需求。

2）統(tǒng)建及合桿原則

項目設計應符合國家、行業(yè)及地方現(xiàn)行的有關設計標準和規(guī)范要求，并應經(jīng)過相關主管部門批準。

（1）統(tǒng)建原則。目前除社區(qū)治安視頻監(jiān)控外，其他桿體并未建設，在滿足業(yè)務功能要求和結構安全的前提下，環(huán)境監(jiān)測、揚塵監(jiān)測、通信設備及交通指示牌等設施應利于智慧燈桿設置。智慧燈桿已按照統(tǒng)建原則做了以下預留。

①三大通信運營商：每隔200m預留一根智慧燈桿，供通信運營商使用。

②交通指示牌：在路口、路中位置預留智慧燈桿，供交通指示牌使用。

③交通燈：在路口位置預留智慧燈桿，供交通燈使用。

④視頻監(jiān)控：在路口、小區(qū)出入口位置預留智慧燈桿，供視頻監(jiān)控使用。

⑤LED屏：每3根智慧燈桿預留一個位置，供LED屏安裝使用。

（2）合桿原則。

①道路照明燈桿作為道路上連續(xù)、均勻和密集布設的道路桿件，應作為各類桿件歸并整合的主要載體。

②按照“多桿合一”和“多頭合一”的要求，對各類桿件、配套管線、電力和監(jiān)控設施等進行集約化設置，實現(xiàn)共建共享、互聯(lián)互通。

③智慧燈桿及配套設施應合理預留一定的荷載、接口和管孔等，滿足未來的使用需要。

④應采用新材料、新工藝和新技術，減小智慧燈桿桿徑和體積，提高設施的安全性及安裝、維護和管理的便捷性。

（3）相關設施整合。智慧燈桿上可搭載的治安監(jiān)控、交通監(jiān)控等各類攝像頭及指示、禁令、警告、作業(yè)區(qū)、輔助、告示、旅游區(qū)標志等各種標牌，應優(yōu)化整體設計，小型化、減量化。

智慧燈桿布設應以設置要求嚴格的市政設施點位（如交通信號燈和電子警察等）為控制點，為后期需要建設的其他桿件進行預留，同時調整上下游桿件間距，整體布局。

整合后的智慧燈桿應分層設計。

高度0.5～2.5m：適用于檢修門、倉內設備等設施。

高度2.6～5.5m：適用于路名牌、小型標志標牌、行人信號燈等設施。

高度5.6～8m：適用于機動車信號燈、監(jiān)控、道路指示牌、分道指示標志牌、小型標志標牌等設施。

高度8m以上：適用于照明燈具、通信設備等設施。圖8-26所示為合桿建設示意圖。

3）項目建設方案

（1）智慧照明方案。

多功能智慧路燈系統(tǒng)應參考現(xiàn)有市政路燈桿設計，并綜合考慮設備工作環(huán)境、安裝空間、承重、整體安全性、穩(wěn)定性等因素，并應符合CJ45-2015中4.2、GB 50174-2017中5.1、YD／T 1429-2006中附錄C、DB44／T 1898-2016中4.2與第5章、《信息技術設備的安全》（GB 4943）的相關規(guī)定。智慧燈桿系統(tǒng)的總體設計應符合CJJ89-2012中2、3、5、6的相關規(guī)定，并應符合下列要求。

①預留設備安裝空間，預留桿柱內部穿線空間。

②預留配套傳輸線纜位置。

③設備連接件設計具備靈活性。

④構造形式適應批量大規(guī)模制造生產(chǎn)要求。

多功能智慧路燈系統(tǒng)的照明要求應符合CJJ45-2015中3、4、5的相關規(guī)定。多功能智慧路燈系統(tǒng)應具備互聯(lián)互通的能力，系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)及掛載設備采集的數(shù)據(jù)應提供標準訪問接口。多功能智慧路燈系統(tǒng)應至少能夠在下列環(huán)境條件下正常工作。

①溫度：-20℃～85℃。

②濕度：相對濕度不大于95％。

③風壓：≤0.75kN／㎡。

④鹽霧：≤5％NaCl

燈桿設計高度宜包含4～15m全系列，能滿足庭院景觀照明、市政道路照明等不同場景需求。燈具及其附屬裝置的選擇應符合CJJ45-2015中4.1、4.2的相關規(guī)定。其中，機動車交通道路照明標準值應滿足以下要求：

①設置連續(xù)照明的機動車交通道路的照明標準應符合道路照明的相關技術要求。

②在設計道路照明時，應確保其有良好的誘導性。

③在同一級道路選定照明標準時，應考慮城區(qū)的性質及規(guī)模，本項目可選擇表中的高檔值。

④對同一級道路選定照明標準時，交通控制系統(tǒng)和道路分隔設施完善的道路，宜選擇表中的中檔值，反之宜選高檔值。

交會區(qū)照明標準值，即主要供行人和非機動車混合使用的商業(yè)區(qū)、居住區(qū)人行道路的照明標準值應符合表8-11所示的規(guī)定。

本項目試點道路為城市次干道，照明設計標準如下。

①平均照度（維持值）不低于151x。

②人行道的平均照度值不低于7.51x。

③照度均勻度要求達到0.35以上。

④亮度總均勻度要求達到0.4以上。

⑤道路照明的維護系數(shù)為0.5。

⑥機動車交通道路的照明功率密度值不應大于1.0W／㎡。

路燈供電接入綜合機箱預留的照明接電端子，通過平臺可實現(xiàn)單燈控制等功能。

（2）智慧安防方案。

該試點擬規(guī)劃公安視頻監(jiān)控合建于智慧燈桿上，本次共規(guī)劃15根智慧燈桿設置公安視頻監(jiān)控功能。由于公安視頻的特殊性，視頻的數(shù)據(jù)回傳通過智慧燈桿預留的兩芯光纖（裸芯）傳回公安視頻系統(tǒng)。平臺不參與數(shù)據(jù)的回傳，保證數(shù)據(jù)的隱蔽性和安全性。供電則用智慧燈桿提供的電源端子。

該試點路段的智慧燈桿建成后，小區(qū)開發(fā)商可考慮將小區(qū)內已建成的治安視頻監(jiān)控遷移至智慧燈桿上，經(jīng)勘察共有15根小區(qū)治安視頻桿符合合桿條件。視頻數(shù)據(jù)可接入智慧燈桿的管理平臺，可實現(xiàn)同步數(shù)據(jù)傳輸給小區(qū)物業(yè)管理平臺。供電則用智慧燈桿提供的電源端子。

擬合桿情況如圖8-27所示。

（3）智慧交通方案。

該試點路段擬規(guī)劃交通指示牌和交通燈合建于智慧燈桿上，結合原有規(guī)劃十八路、開拓一橫路西、開拓二橫路西交通工程規(guī)劃，本次共規(guī)劃33根智慧燈桿設置交通標志牌功能，2根智慧燈桿設置交通燈功能。交通控制信號系統(tǒng)可提供兩種接入方案：一是接回交通部門的控制系統(tǒng)；二是接入智慧燈桿的管理平臺，通過平臺再把數(shù)據(jù)傳輸給交通部門，這個環(huán)節(jié)根據(jù)交通部門的要求確定。供電則用智慧燈桿提供的電源端子。

擬規(guī)劃智慧燈桿智慧交通點位如圖8-28所示。

（4）LED信息發(fā)布屏方案。

該試點路段擬規(guī)劃LED信息發(fā)布屏搭建于智慧燈桿上，本次共規(guī)劃24根智慧燈桿設置LED信息發(fā)布屏。利用光纖與管理平臺進行對接，管理部門可以在后臺對信息發(fā)布屏遠程發(fā)送信息。供電則用智慧燈桿提供的電源端子。

擬規(guī)劃智慧燈桿（LED信息發(fā)布屏）點位如圖8-29所示。

（5）移動通信基站方案。

為了緩解通信容量需求不斷上升與通信基站建設密度不夠的矛盾，改善信號覆蓋狀況，利用燈桿架設基站將是一個有效的措施。由于通信運營商擁有自己獨立的通信網(wǎng)絡，本方案只提供光纖通至綜合機房。供電則用智慧燈桿提供的電源端子。經(jīng)現(xiàn)場勘察該試點區(qū)域，結合周邊基站布局情況，綜合考慮運營商的需求情況，擬新增通信功能智慧燈桿布局如圖8-30所示。

試點區(qū)域市政道路通過智慧燈桿的微型基站部署，滿足小區(qū)外圍的路面及沿街商鋪的無線覆蓋，滿足5G演進，解決智慧小區(qū)無線通信、手機上網(wǎng)、“物聯(lián)網(wǎng)＋應用”回傳鏈路等一系列問題。圖8-31所示為網(wǎng)絡覆蓋示意圖。

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