来源：中国建设报

作者：汪广丰

时间：2020-05-08

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以路灯为载体构建城市的感知网——南京开展基于智慧灯杆的多场景基础设施建设智慧灯杆是智慧城市的基础设施,是各类应用的安装介质、传输通道和数据入口,连接网络的智慧路灯,可将路况交通、医疗、环保、停车等生活信息链接在一起,感知城市运行的脉搏。

以路灯杆为5G建设载体

路灯作为分布最广、最密集的市政设施,能够满足5G超密集组网的站址需求,其完备的供电系统,还可以解决5G基站建设中电缆敷设、接电困难等问题,也大大降低了城市基础设施建设成本。

江苏南京作为5G商用试点城市,正在全面提速5G建设进程,但新增基站站点面临着征地等诸多困难,而智慧灯杆的建设为这一问题提供很好的解决方案。南京市通过融合大数据、物联网、云计算、人工智能等新兴技术,以智慧灯杆为抓手,基本形成了“提供智慧城市基础设施建设创造性的解决方案”,初步形成了全面推进5G网络部署和新型智慧城市建设的新型公共基础设施在城市维度上的构架。今后的5G基站建设,将以智慧灯杆作为5G建设的载体。

据了解,为助力智慧城市建设,南京市2019年基于路灯设施架设了150座5G基站,为2020年5G基站布点全面铺开奠定了良好基础。南京江东路沿线、夫子庙景区周边等依靠智慧灯杆部署的5G网络,为市民提供良好的网络体验。

智慧灯杆不仅能根据时间、天气自动调节亮度,还能利用5G技术,通过视频采集公共安全交通、市政等信息,同时,还提供一键求助、手机充电等便利,形成了一张智慧感知网络。

建设信息化综合运营平台

针对城市现有路灯杆件及管网缺乏完善的基础设施系统支撑,难以完全满足应用需求,无法提供稳定的供电保障和可靠的通信路由等现状问题,南京市另辟蹊径,对既有路灯没有推倒重建,而是建设了城市照明信息化综合运营平台和单灯监控与调度平台,利用自主研发的单灯控制、DTA管理系统、e魔方等高新技术,以较低成本和较快速度,实现路灯的24小时供电和地上、地下通信路由贯通,完成对路灯的智慧化改造。通过在灯杆内加装控制器进行单灯改造或用技术让路灯带电,这样路灯白天不亮的时候,可以加载各种智能应用,让所有设施运行。

据悉,南京对主城区17.2万盏路灯设施实施全生命周期管理,具有维护半径5公里、响应时间半小时的超百人养护团队,路灯亮灯率达99%以上,从路灯回路管理升级到单灯管理,实现订单式修灯,提升养护水平。

目前南京市已完成2.5万余盏路灯的单灯改造,预计三年内可基本实现主城区域单灯全覆盖。南京还对涵盖约116条新道路、200公里地理长度的智慧灯杆布点及管网进行了预留,杆件总数达7679杆。按照每年约150公里地理长度的推进速度,预计三年左右,南京智慧灯杆将基本实现主要道路的全覆盖。届时,南京主要道路上的灯杆将都可以加载应用,实现数据处理,为市民提供更便捷的服务。

系统化科学建设智慧灯杆

为推进智慧灯杆的科学有序建设,南京市将智慧灯杆系统整体组网架构分为三层,一是应用层,环境传感感知、GPS融合处理与大数据分析挖掘等技术的联合运作模式;二是网络层,以以太网络标准协议为基础,3G/4G、Wi-Fi、ZigBee(紫蜂协议)等多种技术融合;三是终端层,终端设备协议统一,实现底层互联互通。产品采用模块化结构设计,客户可根据不同需求和不同的应用场合,选择不同的功能模块,为业主以及其服务的最终使用者提供更好的服务和技术支持。

功能模块化。以智慧照明系统为基础功能,可选配备Wi-Fi热点覆盖功能、摄像头模块、充电桩功能、4G网络覆盖、物联网RFID(射频识别技术)以及信息发布功能等。灯杆采用模块化设计,各功能模块相互独立,预留安装孔位、供电模块、传输连接模块等。可以根据客户需要,按需组合、灵活配置,以适应不同的使用场景。

供电智能化。智慧灯杆各功能模块都有供电的需求,因此为智慧灯杆系统配置工业级智能配电模块,支持电压、电流、功率自动检测,自带报警、过压超载熔断功能。

控制集中化。配合路灯运营平台,除可以对所有照明系统进行集中控制之外,采用了ZigBee通信方式,对充电桩、城市传感等各功能模块之间进行互联,真正进入实现物物互联的时代。在运营平台上可以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,大大降低了人工巡检成本,达到低成本快速响应的效果。

通信模式分层化。对于传输信息量小的传输需求,如控制信息上报、状态采集等,采用ZigBee或者Wi-Fi等方式;对于视频监控、4G网络覆盖等,采用GPON(具有千兆位功能的无源光网络)等高速率传输模式。

5G+智慧灯杆 提升城市现代化治理水平

实现“一杆多用”。南京市从2016年便开始推进“合并杆”的工作,以灯杆为5G基站载体,不用另行立杆接电拉线,可以避免城市的二次开挖,减少基础设施建设重复投入,同时降低运维、管理成本,体现智慧灯杆“一杆多用”的应用价值。

提升城市治理精细化水平。基于智慧灯杆可以加载5G基站、监控视频、环境监测等应用,完成数据采集等工作。通过大数据的采集,智慧灯杆能够跨行业整合分析数据,包括车辆管理、气象监测、噪声监测等的数据,更准确、更快速地帮助城市管理者判定城市运行情况,合理配置公共资源,优化便民服务,提升城市治理精细化水平。

促进经济发展。目前,日趋成熟的智慧灯杆应用系统快速形成闭环,短时间内达成城市量级覆盖,快速集聚企业、人才、科技、资本等要素,带动经济高质量发展。

改善居民生活。智慧灯杆涵盖了基站、视频、显示屏、互动屏、广播、一键求助、便民充电等多种功能模块,可以较为稳定地实时提供数据,为市民提供便捷服务。