智慧路灯是指在路灯上搭载各种传感器及感知设备,实现多功能集成的路灯。智慧路灯不仅具备基本的照明功能,还整合了公安、交通信号、通信、交通标识牌等多种功能,实现多杆合一,减少路面立杆,释放公共空间资源。
创新功能
据了解,智慧路灯不仅具备普通路灯的照明功能,灯杆上面还安装了
5G基站、摄像头、
液晶显示屏和灯箱等,集城市实时视频、信号通讯、智能充电多功能于一体。和普通的灯杆相比,5G智慧灯杆还可以安装摄像头、
LED屏、WiFi、
温湿度传感器、
风向传感器、
智能节电控制器。未来还能支持充电桩、
无人机停机坪等,承载多种5G
创新智慧应用功能。
1.5G基站
2.摄像头
3.LED显示屏
5.实时视频
6.信号通讯
7.智能充电
9.风向传感器
10.智能节电控制器
11.充电桩
12.无人机停机坪
发展现状
城市拥有数量众多的路灯,是最密集的
城市基础设施,便于信息的采集和发布。智慧路灯未来是
物联网重要的信息采集来源,城市智慧路灯是
智慧城市的一个重要组成部分和重要入口,可促进智慧市政和智慧城市在
城市照明业务方面的落地,实现城市及市政
服务能力的提升。在国内,政府路灯管理部门已将如何优化路灯管理系统,
有效控制能源消耗,降低维护和
管理成本,作为建设的一个重要组成部分,
并提上了日程。
市场机遇
近年来,构筑
智慧城市、推动城镇发展被国家列入重要工作范畴。发布的《超级智慧城市报告》显示,全球已启动或在建的智慧城市有1000多个,中国在建500个,远超排名第二的欧洲(90个)。从在建智慧城市的分布来看,我国已初步形成环渤海、
长三角、
珠三角、中西部四大智慧
城市群。
根据《超级智慧城市报告》显示,我国在建的智慧城市达到500个。根据计划,2016年到2020年期间,我国要培育100个新的智慧城市。智慧城市对医疗、交通、物流、金融、通信、教育、能源、环保等领域的发展具有明显的带动作用,将给城市和经济的可持续发展提供持续支持。
从在建智慧城市的
地理位置分布来看,我国已初步形成了以北京、天津、
大连、
青岛、
济南为主的环渤海,以南京、
无锡、上海、
合肥、杭州、
宁波为主的长三角,以广州、
佛山、深圳、
厦门为主的珠三角,以及以
西安、成都、重庆、武汉为主的中西部四大智慧城市群。而除了上述核心城市外,截至2017年底,我国已有超过300个城市和三大运营商签署了智慧城市建设协议,并有290个城市入选
国家智慧城市试点。
在四大智慧城市群形成的过程中,包括芯片制造、传感器设备、
系统集成在内的
物联网产业集群也依托上述核心城市逐渐发展壮大。例如,在芯片制造领域,上海、北京、深圳等城市已具备相当的
产业规模;西安、武汉、成都等中西部城市则依托自身的科研教育优势,在RFID、芯片设计、传感传动、
自动控制、
网络通信与处理、软件及
信息服务等领域形成了较好的产业基础。
智慧路灯作为智慧城市的重要组成部分,也已备受有关部门的高度重视和大力推广。随着
城市化进程的加快,城市公共
照明设施的
采购量和
建设规模日益增大,形成了一个巨大的采购池。
市场预测
路灯是服务于城市照明不可或缺的公共载体,也是关于一个城市或地区公共形象的“门面”之一。随着全球各
城市发展,路灯的数量预计将会在2025年达到3.5亿盏。据IDC发布的《全球智慧城市2017》报告,到2019年,中国
LED路灯更换将超过3000万只,支出达到1000亿元,路灯将成为智慧城市互联
IoT设备的关键平台。当路灯肩负起智慧路灯入口的重任,就要求路灯网络具备有电、有杆、有网等
基本条件。专家预计,未来五年内,智慧照明的
市场需求规模将超过千亿元,为照明科技产业带来了巨大商机。
存在问题
尽管
智慧照明概念十分火爆,并已经在世界范围内得到应用,中国的广州、杭州、
东莞等地也已启动LED路灯的智慧化照明改造项目,但是在很多城市的应用却并不广泛,公众和应用部门对于这一技术及应用的认知相对滞后。例如,智慧
照明系统的技术水平是否已经完全成熟;智慧照明系统如何与其他城市管理系统进行融合、兼容;智慧照明的
社会效应与
实际价值如何相得益彰等,这些问题也严重地影响了智慧照明在智慧城市中的广泛推广和应用。
国内外情况
在国外,也已意识到公共照明管理系统的诸多弊端,开始进行升级改造。在
伦敦,当地政府已计划投资325万英镑更换1.4万个“
智能路灯”,维护人员通过Ipad即可了解路灯是否需要维修或更换,还可控制每个路灯的亮度,提高能源使用效率。
截止到2019年,已知的实施案例国外的包括英国采用iPAD进行控制的威斯敏斯特街道照明系统,德国的采用手机进行路灯点亮的技术,美国的基于WIFI对路灯进行
控制管理的技术。
实施意义
智慧路灯实施完成后不仅可对社会产生深远的影响,还能直接产生可观的
经济效益:
·加强公共照明管理
信息化建设,提升应急调度和科学决策能力。
·减少因照明故障引起的
交通事故和各类社会
治安事件。
·节约城市公共照明能耗,打造低碳环保型城市,建设宜居地区。
·通过智能调控进行二次节能,避免浪费,缩短
投资回报周期。
·计量节能数据,作为供电部门
电耗数据的一个参照,防止漏、盗电的损失。
具备哪些功能
基本功能
1、
智慧照明:路灯单灯
节能管理系统,远程检测,在线管理,
自动开关灯;
3、5G微基站:5G微基站覆盖;
6、
WIFI网络:提供
无线网络,适用于园区公园等场景;
7、智能充电:汽车充电桩,共促新能源基础社设施建设;
8、
信息发布:信息发布屏,远程下发节目,操作便利;
9、
公共广播:紧急动员通告,市政信息广播,媒体新闻发布;
10、视频监控:助力
智能安防建设,实时监控,360度监控;
重要特征
智慧照明要具备3i特征,一是用传感器感知所有物体和环境的状态实现感知化。更透彻的感知,照明环境中的
监控摄像头、传感器、
RFID、数据中心、
数据挖掘和分析工具、移动和
手持设备、电脑和
多媒体终端提供各种丰富的外界数据。
智慧路灯是产业专业分工的产物。
LED模组,WIFI/微基站,监控,
单灯控制器等模块,都有成熟的厂家。一家企业几乎不可能完成全部模块的研发制造,专业分工和
模块化设计是成熟
工业产品的必经之路。
多功能(智慧型)路灯其实是信息采集、处理和发布的载体。多功能路灯对城市建设可以带来节约占地需求,整合
资源利用,提升
城市形象的意义。同时,模块标准化、样式多样化、配置专业化是多功能路灯的未来发展方向。
技术原理
广州中国科学院软件应用技术研究所研发的智慧路灯管理系统由
软件系统和硬件设备组成,分为四层:
数据采集层、通信层、应用处理层和交互层。通过各层的相互配合,实现了路灯
设施管理、故障报警、
用电监测、路灯控制和
移动终端应用等功能,后期还可扩展的车
流量监测、光感监测能智能化功能。
智慧路灯管理系统软件平台是智慧路灯的核心,是对
路灯监控调度、运维
数据管理的中心平台。系统可以通过地图的方式,迅速定位路灯并进行管理,包括设置单灯或一组灯的
调度策略,查询路灯状态和
历史记录,实时更改路灯
运行状态、提供路灯的各类报表等功能。
平台实现了监控管理、
数据统计、信息查询、参数配置和
用户管理五大模块的功能:
在路灯系统中可以对每个
集中器及每个节点控制器进行控制。在操作界面上能
实时显示所有集中器及单灯的状态,并对它们实现单点控制、
组控制、广播控制等
控制策略;
系统提供GIS定位,对每盏路灯进行定位并在地图上显示,并在地图上对路灯进行开关灯等操作,大大方便对路灯的管理;
能自动检测路段是否有车经过,根据情况
自动调节路灯照明亮度,可实现光照调控、
经纬度(
日落时间)调控,可以进行来车数量统计,
节能率统计,以达到节能效果;
路灯故障或线缆被盗时即时自动将照明
设备故障系统上报
业务系统,业务系统根据报警信息类型通过短信预警、邮件预警等方式提醒;
用户无需到现场就能了解路灯用电情况以及功率,
功率因素,包括实时耗电数据查询和历史耗电数据查询,并能在系统中新增、修改和删除
电能表;
用户通过操作在电脑、手机和
pad等客户终端上的客户端软件,即可对照明灯具进行
移动管理。移动
控制终端具备单灯控制、
故障定位等功能,方便维护人员检修路灯和进行移动管理。