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白皮书 | 智慧照明在智慧城市中的应用情况

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2019-01-15 作者:陈冈 来源:阿拉丁照明网 浏览量: 网友评论: 0
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摘要: 近年来随着半导体照明产业的飞速发展,物联网通信技术的突破,软件技术加速迭代以及大数据业务的蓬勃兴起,智慧照明的产品终于逐渐丰富和成熟,智慧照明的概念也逐渐被广大业主所接受。

陈冈 中智城科技有限公司研发总监

《2018阿拉丁照明产业调研白皮书》智慧照明与物联网科技 顾问

近年来随着半导体照明产业的飞速发展,物联网通信技术的突破,软件技术加速迭代以及大数据业务的蓬勃兴起,智慧照明的产品终于逐渐丰富和成熟,智慧照明的概念也逐渐被广大业主所接受。随着相关项目大量开展,智慧照明在不同领域体现出了不同的特点,譬如在户外隧道照明领域,智慧照明更多的以一个专业的子系统形式存在,而在城市道路照明领域,愈来愈多的智慧照明项目和产品,开始与整个市政监控管理平台相结合,与市政中其他相关软、硬件产品紧密联系,变成了智慧城市的重要组成部分和载体。

下面介绍以中智城的两个相关项目,具体的展示并分析智慧照明在智慧城市中的应用情况。

一、江苏洪泽县城区LED道路照明及智慧应用改造项目

该项目位于江苏省洪泽县,总投资规模近3000万元。建设内容包括3000多套LED智能调光路灯、30余套智慧多功能路灯(带高清屏幕显示功能)、50多个环境感知传感器及其系统管理平台,分别安装在洪泽县14条主干道、12条次干道、21条支路及新建道路共54条道路上。能够实现照明的智能控制、信息智能推送展示、部分区域覆盖WiFi、环境在线监测感知等功能。该项目是国内首个智慧路灯系统大规模应用项目,于2015年11月中旬中标,并于2016年5月下旬通过验收。

相关平台软件操作界面如下图所示:

系统平台软件采用BS架构设计,融合GIS、数据库、鉴权加密等多种技术,可实现多用户的并发操作,多级权限管理,历史纪录存储,数据汇总报表输出等多种功能。大大降低业主单位的日常工作强度,提高了相关业务的信息化、智能化水平。

洪泽项目中,相关通信网络的架设与使用较有特点,下图为示意图

如上图所示:以密布在城市道路上的路灯灯杆为载体,在每个灯杆上增加无线控制器,用较低的成本构造了一个规模巨大的无线局域网络。此无线局域网络可完全覆盖相关城市区域,包括地面和地上空间。方便环境监测、井盖监测、停车监测等相关产品的通信需求和业务对接。

二、江西瑞金市数字化城市管理项目

该项目位于江西省瑞金市,覆盖范围达到25平方公里,总投资规模超过5000万元。该项目以瑞金市数字城管系统为基础,包含城市事件与部件智能采集与分析、道路智能照明、夜景照明智能管理、智能停车、基础设施智能监测、无线WiFi、以及环卫、车辆调度、渣土运输管理、物业、广告审批、应急指挥保障等多个智能化城市综合管理系统的建设。

该项目是国内首次利用多功能灯杆为智能硬件载体实现以无缝对接政府业务流程为目标的城市信息化与智能化管理的项目, 于2017年12月29日正式开工,预计于2018年6月结束。

在前端硬件设计时该项目充分考虑到城市路灯遵循着城市的道路与街道分布,如血管和神经一样覆盖城市的躯体,具有密度大,数量多的优势,并且具备了“有网、有点、有杆”三位一体的特点,可以作为数字化城市管理的重要载体。因此本项目以路灯为载体充分利用路灯的“网、点、杆”,搭载监控、传感、广播等设备实现了多杆合一、通讯链路复用。

如上图4所示:利用共杆技术将智慧照明、WIFI网络、监控、小间距灯杆屏、气象监测站、微机站、紧急报警、对讲广播、充电桩等设施集成于一体并进行统一设计优化,在大大提高设备的利用效率,减少重复建设的投入。

在机房设计时本项目综合了各个业务系统的需求,采用分布式设计,在确保对硬件资源进行统一调配,集中管理的情况下,使各主要硬件节点在具有独立处理能力的基础上,相互合作,以满足各个业务系统的要求。

在软件设计上本项目在三层架构的软件体系结构下对各个业务流程进行统一设计,对业务系统进行统一管理,实现终端用户界面统一、业务数据一致、应用程序对接、管理流程快速协同、信息系统集成的基础业务支撑。

从以上两个项目,尤其是江西瑞金项目可以看出,智慧照明系统越来越多的与周边产品关联、融合,已经逐渐从一个单一的业务系统发展成了智慧城市中城管体系里各业务系统的枢纽,成为了泛智慧城管体系的基础框架。并且随着城市精细化、智能化管理程度不断加深,城市管理相关业务越来越复杂,因此市场和用户对智慧照明相关系统产品的期待也会越来越高。

被时代和市场所要求,智慧城市下的户外智慧照明已经变成了一个跨多行业的交叉领域,涉及建筑、光学、照明、通信、机械、电子、软件、计算机等多学科知识和产品,复杂度前所未有,难点层出不穷。这种情况迫切的要求智慧照明的服务提供商需要有专业、复合的人员团队以及高效、科学的项目管理方法,最终才能实现包括方案设计、投标咨询、硬件选型、软件开发、系统集成、工程管理、运营维护等智慧照明项目中全业务链的整合,保证项目全生命周期的服务。

在实际项目建设的过程中,相关工程的施工、调试一般都有较大技术难度和较为复杂的多方协调难度,经常会导致部分工作的延期。如在江苏洪泽项目施工期间,由于采用纸笔的方式记录勘察点位信息,效率较低,隐蔽工程耗材统计困难,后期验收阶段工程量核对复杂,耽搁整体工程进度,为确保按期完工,不得不采用加班的方式追赶工期。

为了规范施工管理,建立科学、可控的项目管理机制,确保工程有序进行,需要企业结合大量相关的施工经验,自主研发出了基于工程勘察和实施的工程管理软件,采用电子化的方式记录勘察及施工过程中的数据信息、安排工程进度、下发工程任务,实时查看并评判工程项目进展。

图 7:工程管理软件 PC 端示意图(1)

图 8:工程管理软件 PC 端示意图(2)

图 9:工程管理软件手机端示意图

如上图9所示:在工程勘察期间,工程相关人员可凭借工程管理软件新增、记录、修改或删除施工点位信息,根据规划新增或删除设备(如摄像头、广播、充电桩等),并且后台可将所有信息统一汇总。

智慧照明在智慧城市中的应用,除了中智城之外,比亚迪在智慧照明的研发推广上也取得了初步成果。

比亚迪照明以“LED路灯”作为智慧城市的节点,通过这一节点实现智慧城市功能,将道路照明、汽车充电、视频监控、移动应用、公告发布、城市管理等功能结合在一起,打造一体化的物联网城市服务。其打造的物联网一体化灯杆,集多种物联网应用于一体,可实现智能监控、智能路灯照明、公共WIFI、微型气象站、汽车充电桩、手机充电、应急报警、LED显示屏及井盖检测等功能。

此套系统的灯杆,其各部分以模块化的方式集成,可根据情况灵活选配,数据通过灯杆上配置的公共网关模块传输到后台,用户可以通过统一的管理平台进行各部分远程监控。24小时的实时道路监控,设备可存储一定量的视频数据供事件事后回溯,能为城市交通安全提供有效的数据保障,并起到重要的监督作用。

一体化的灯杆安装有智能灯头,可实现智能化照明调控。该套系统通过应用先进的电力线载波通信、ZigBee/LoRa无线通信、3G/4G通信、云计算、物联网、移动互联网等技术,在智慧路灯铺设的区域中,增加几个光感应控制器,来实现对路灯的远程集中控制与管理。系统每隔一段很短的时间自动检测外界的光照度情况,在检测到光照度不够时,自动将该区域的路灯打开。在天气突然异常,白天乌云密布或雾霾过重导致路面照度不够时,系统可以达到一个实时检测、自动响应的效果,大大提升路灯对突发天气状态的响应能力。并可根据车流量、人流量等具体情况,自动调节亮度,实现分时无级控制,自动远程开、关及调光控制,真正实现按需照明。同时,还可实现故障主动报警、灯具线缆防盗、远程抄表等功能,单灯精细化的管理,能够大幅节省电力资源,提升公共照明管理水平,以及节省运维成本。

灯杆内置的环境传感器,通过智能感知监测,可检测城市环境参数,包括检测空气中的PM2.5数值;检测空气温湿度具体参数数据;加装噪声传感器,实现道路噪声监测;检测外界光照度,使一体化灯杆根据外界光照智能调节亮度;加装微型气象站设备监测风速、气压、雨量、紫外线强度等气象信息;以及其他环境参数监测,如监测危险气体浓度,加强区域环境内危化品安全防范。

在路灯杆上内嵌智能化的户外LED显示屏,可以通过后台管理中心进行统一管理,远程更新公告信息,在公共场所,行人往来频繁或人群集中地,发布受众面广的公告或公益宣传等,比如“黄色暴雨预警”、“园区指南”等。同时,还可以将显示屏变身为商业显示屏进行运营。

提供路灯公共WiFi热点,可实现商业广告推送(手机登录广告推送、页面内容随意更换、结合二维码,便捷生活)、区域商业数据统计分析(区域客流统计与分析、分店各类数据排名、客流趋势与分布、新老顾客识别与分析、停留时间、顾客上网行为分析等)、o2o+大数据(APP、优惠券分发,社区o2o信息推送等)。

集成电动汽车交流充电桩,提供交流电能,支持手机APP ,操作简便,充电过程实时显示充电方式、时间、电量及费用信息。后台管理平台可对各地充电桩运行状态和故障情况实时监测,全面掌握设备信息和运维状态。还可提供手机标准充电接口,行人可就近充电。

通过井盖内的传感及LoRa发射设备和集中控制器里的通信设备来实现所有井盖的实时监测,比如井盖的状态,损坏或位移情况,权属情况,类别等信息管理。预防安全事故发生,提升井盖设施的管理水平。同时,系统内置有报警点,市民在遇到紧急情况时,可直接按下按钮报警,并快速上报事故信息,后台管理中心实时接收并在地图中进行精确定位事故地点,快速安排人员前往现场处理。方便、快速、安全,为市民带来更全面的安全保障。

目前,比亚迪在智能产品方面还推出了相应的APP应用,并针对市场上反映的一些问题作了深入的研究及开发,提出了相应的产品调整方案,不断地进行性能优化,挖掘更多的潜在需求。

要说的是,智慧城市并非华而不实,目前很多照明企业已经在进行试点,与城市化相关的智慧照明产品也已经陆续推出,但是如何去推广,并且将智慧路灯切实运用到生活当中,是企业现阶段需要解决的问题。

当前,比亚迪的路灯智能控制解决方案也是在试点阶段,而实际上智能解决方案在这个行业中也并没有真正达到大面积的使用率。因为智慧路灯的需求不仅是某一个部门,而是来自社会群体各个部门的需求,推广起来还是具有一定的难度。所以,需求尚不足亦可以说是阻碍智能照明发展的关键因素。这是一个相对成熟的技术,试点产品普遍能做出来,但是WIFI热点、环境监测等的启动难度大,关系到运营、投资等方面,并且目前也并没有更明确的需求方,这些都是阻碍智慧路灯向前发展的因素。

比亚迪智能照明产品在点到时间的控制以及分时间段的控制技术上已经成熟,目前产品的功能、附加值、服务等都已被迅速添加到智慧照明当中,但这些都还只是现阶段的智能化,至于其它智能化的控制方面,未来,还需要根据具体的项目需求进行进一步的研究开发。

智慧照明作为智慧城市的组成部分之一,对城市形象的树立和城市建设水平的彰显都有着重要意义。 以路灯为载体的户外智慧照明项目在我国仍处于起步阶段,相关业务具有广阔的空间、巨大的市场,也有很多难题需要大家共同努力去探索和解决。借助我国城市化、现代化进展,伴随着我国大量智慧城市项目的实践和推广,企业可通过相关需求、技术、应用、产品等多方面的积累,实现量变到质变的过程。

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