智慧城市背景下智慧路灯的合理性设计

 智慧城市背景下智慧路灯的合理性设计

王慧娟

山东易创光电科技有限公司  山东省德州市  253000  

摘要：随着我国智能化技术的快速发展，在路灯设计过程中现代科学技术的发展动力在于为人类创造更加方便适宜的生活方式和更加优质的公共服务条件。在城市化发展过程中，将智慧城市作为人们日常生活居住的主要场景，可以给城市居民带来更智能和全方位的公共服务。智慧路灯作为城市主要交通设施，与智慧城市的发展息息相关。文章将深入研究智慧路灯的设计，以促进智慧城市的建设。

关键词：智慧城市；智慧路灯；路灯设计

引言

在我国智慧路灯建设方面，暂时还没有充分引入项目风险管理的概念和手段，即使是有部分管理者开展了项目风险管理，但是由于缺乏正确的研究指导，导致智慧路灯建设项目采取的风险管理质量普遍不高，所以科学、合理、深层次的智慧路灯的建设管理体系需进一步完善。

1智慧路灯设计原则

（1）综合性原则。采取综合规划和一次设计的原则确保整体系统的完整性和连续性。（2）安全性原则。智慧路灯所挂载的设备要在不对交通出行者产生干扰的前提下进行配建，以保障道路交通的正常运行，配套的路侧机柜和杆件等安装布设应合理，同时应具备防盗和防触电等功能。（3）数据共享原则。智能设施设备的数据传输协议要符合开放通信协议，并满足道路交通秩序管理、交通运行管理、交通运行监测及信息安全等要求。（4）标准化原则。各类智能设备应经过国家有关部门的监测，符合道路交通安全规范，满足道路交通运营监测和秩序管理等相关需求，满足相关行业标准。（5）多杆合一原则。智能设施设备宜考虑集成杆件建设，实现多杆合一与数据整合，实现设备高度集约化管理，避免杆件林立，同时应确保设备的选型符合经济性要求，避免重复建设。

2智慧路灯概述

（１）节能与环保：智慧路灯多采用ＬＥＤ光源，由于ＬＥＤ光源光效高、寿命长、发热少、不含紫外红外光、显色性好，具有天然的节能绿色环保功能；同时基于半导体便于控制的特性，可配备光感应、时控功能，还可根据周围环境光线、车流量等自动调整亮度和设定场景，进一步减少能源浪费。这种节能效果不仅有助于降低能源成本，还对减少碳排放、改善城市环境产生积极影响。（２）智能化控制：智慧路灯控制系统利用物联网、大数据、云平台、５Ｇ、移动通信等新＿代信息技术，可通过控制中心平台、控制器、手机移动端等多种方式进行监测和控制，通过智能单灯控制模块及网络连接，实现集中控制和远程监测。城市管理者可以根据需要以及大数据分析形成管理策略，对路灯的亮度、开关状态、场景进行精准控制，从而实现灯光的精细化、数字化管理。

3智慧城市背景下智慧路灯设计要点

3.1智慧多功能杆选型

智慧路灯作为城市现代化管理重要的市政设施之一，主要依靠多功能灯杆实现其功能，多功能灯杆依据结构类型可分为固定式、滑槽式、机架式等。（1）固定式：设备一次性安装在多功能杆指定位置，可通过杆体预留接口扩展设备，建设完成后设备位置不能改变，该杆体结构造型简单，成本造价较低，适用于城市大面积新建布设、功能需求明确的高速公路及城市主干道。（2）滑槽式：以铝制杆体为主，在杆体上设计多个滑槽，设备通过连接件安装在滑槽上，可灵活确定设备的安装位置，由于铝制材料强度偏低，应根据需求综合评估其安全性，然后进行选用。（3）机架式：可按需要通过标准机架单元和安装背板灵活安装多种设备，易于安装维护，造价低，但机架式单元会影响杆件的美观度，适用于工业区等对功能模块有增减需求和对造型要求不高的区域。

3.2智慧多功能杆管道敷设、配电及控制

照明按照箱变供电半径为600～700m，且箱变容量主要依据所辖道路的照明负荷，同时考虑为景观、公交、监控和城管等智慧设施预留的容量，适当兼顾周边道路照明负荷，再考虑变压器约70%～80%的负荷率来确定。该工程共设1台箱式变电站，经计算，箱变容量定为250kV·A，箱式变电站选用Dyn11的SCB13三相节能型变压器，箱变10kV电源自就近变电站，采用YJV22-8.7/15-3×300mm2，环网连接。根据《多功能智能杆系统设计与工程建设规范》（DB4403/T30—2019），该项目将智慧交通及智慧照明管道集成共建，根据智慧设备功能不同、需求不同及所接入的部门不同，每座智慧路灯之间敷设2PVC∅75和6PVC∅110管道，过路采用9DN110钢管，埋深为0.7m，2PVC∅75为照明供电，6PVC∅110管道其中1根为智慧设备供电，1根为5G设备供电预留，4根为光缆敷设。智慧设备供电与照明供电各自采用独立的供电回路，智慧设备供电电源引自新建智慧设备多合一综合机柜配电单元，多合一综合机柜设置在路灯箱变旁，每一回路机动车道智慧设备电缆采用铜芯交联聚氯乙烯绝缘电力电缆VV-1kV5×25mm2电力电缆。照明低压配电系统为TN-S系统，配电电缆形式为每回路按三相供电，每线路灯按三相交替接线，保证三相不平衡满足规范要求。LED灯具选择后半夜自动降功率运行，灯具点亮6h后自动降低LED模块驱动电流，使其降功率运行，但灯具输出光通量不小于额定值的50%。为保证数据和设备安全，卡口和监控等设备需配备二合一防雷器，安装视频设备或数据传输的杆件需安装接闪器，接闪器应采用12mm圆钢，长度不小于500mm。根据系统需要，对电源进线设置两级防雷保护，系统防雷通过在设备电源和仪表信号处设置避雷器并通过接地系统进行等电位连接来实现。在各配电箱的电源进线处设置避雷器；对非光缆通信网络端口、仪表电源以及4～20mA模拟信号端口配置相应的信号过电压保护器件。采用TN-S接地系统，箱式变电站变压器中性点处设工作接地，要求接地电阻不大于4Ω，并在箱变处采取总等电位连接，将PE干线、接地干线、箱变引出的金属管道、箱变基坑的金属构件、箱变外露可导电部分和金属围栏等可靠连接。每根杆件和落地箱体处均设有单独的接地极，并和PE线连接形成可靠的重复接地，其中杆件接地装置接地电阻断开PE线测量不应大于10Ω，同时接入PE线测量不应大于4Ω，否则需补打接地极（高土壤电阻率地区可采用长效降阻剂），在此基础上做等电位连接。整体接地工程结束后，共用接地电阻应小于1Ω。

3.3智慧基础设施后台管理设备及软件设计

近期结合管理实际情况，智慧市政基础设备分别接入交通、城管和公安等各部门，监控中心后台管理设备应结合上层次规划或智慧顶层设计进行设置。建议监控室内配置操作台、显示器、服务器、汇聚交换机、防火墙、磁盘阵列和监控存储硬盘等智慧基础设施后台管理设备。后台管理平台软件应包含以下内容：软件主模块1套，软件子模块8套。软件主模块为基础管理模块（系统首页、资源管理、运维管理和系统管理），软件子模块分别为灯控管理模块（LED灯的远程管理和控制、开关、调光、故障报警）、视频控制模块（集中监控多个视频点的活动，定点抓拍、视频回放）、信息发布模块（集中大屏内容发布，内容编辑、上传、发布、撤销）、智慧广播模块（统一广播呼叫、音频上传、集中推送、定点广播）、应急求助模块（一键呼叫和应急求助功能）、环境监测模块和联动应用模块等。进入软件主模块后统筹管理各软件子模块。

结束语

综上所述，在智慧城市建设背景下，智慧路灯能够在满足人们出行方便的基础上节省能源，大力推行智慧路灯建设工作，能够有效降低城市在照明方面的成本投入量。因此相关工作人员在开展智慧路灯设计时，应不断提升智慧路灯设计的合理性，保证智慧路灯处于正常运行状态。

参考文献

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