智慧灯杆-智慧城市道路智慧照明云平台综合解决方案

智慧灯杆—智慧城市道路照明云平台综合解决方案目录1。城市道路智慧照明1。1智能化管理的路灯改造方案迫在眉睫。。。。。..。。。。。。。。。...。。.....51.2智慧路灯是智慧城市的最佳入口和服务端口.......................................42.我国路灯规模巨大2。1路灯存量巨大且稳定增长2。2我国城市道路建设推进路灯建设.........................................................62.3城镇化的持续推进,加快路灯的基础设施建设.....................................73.智慧照明技术比较和效益分析3。1电力载波和ZIGBEE通讯3.2城市道路智慧照明建设效益明显..........................................................93.3政策频出,大力推广智慧照明4。解决方案以及产品介绍4.1产品简介4.2产品功能及规格说明1.城市道路智慧照明1.1智能化管理的路灯改造方案迫在眉睫城市道路照明是城市公共设施的重要组成部分，而随着城镇化建设的推进，城市道路照明路灯的数量越来越多，能耗越来越高，供电路灯巡查等）,给城市管理造成了巨大的困难。管理部门需要更有效率的管理和节能方案,从而推进城市照明的科学管理和绿色节能。根据道路照明专业委员会的统计,在全国811座城市中已有263座城市的道路灯管控采用了“无线三遥（遥控、摇信、遥测）智能化控制系统”。根据《“十二五"城市绿色照明规纲要》课题组对包括所有直辖8倍和9。2倍.图表1:道路照明控制系统情况目前，国内城市道路照明系统大部分没有采用网络化监控管理，制，这种控制方法缺乏灵活性，并不能实时获取每盏路灯的状况，也法实现有效节能.水平偏低,已经无法满足现代化城市照明的需要。图表2：城市照明传统管理模式存在的弊端路灯节能改造有两种方式:第一,对已有的路灯灯头进行更换,就是把显、具有智能化管理的照明方案成为路灯管理的热点。1.3城市道路智慧照明系统呼之欲出目前,在原有“三遥"系统上，城市道路智慧照明系统以地理信息系统（GIS)平台为基础，融合大数据、云计算、物联网等技术，进一步实现单灯节能管理、设施安全监测、资产管理和生产管理等功能。图表3：城市道路智慧照明系统智慧照明，是智慧城市的重要组成部分。它应用城市传感器、电路灯串联起来，形成物联网：1)实现对路灯的远程集中控制与管理，具有根据车流量、时间、天气情况等条件设定方案自动调节亮度、远程照明控制、故障主动报警、灯具线缆防盗、远程抄表等功能2)明管理水平，降低维护和管理成本。3)利用计算等信息处理技术对海量感知信息进行处理和分析,对包决策支持，使得城市生活照明达到“智慧"状态。图表4：城市道路智慧照明系统智慧照明系统可以根据道路行人和车流量的变化，在满足市民生隔一亮一、单侧亮灯等自由组合的路灯控制方式，实现按需照明、节能降耗.与目前整体路段一个开关的控制方式相比，智慧照明系统依靠远程管理，对城市路灯的规划设计、工程建设、日常巡查、维修管理等进行网络化、精细化、规范化、日常化管理，改变传统的人工巡查模式，减少管护人员、车辆外出巡查次数，对管辖的照明设施实现智能监控、筛选，定位故障灯具，及时发现路灯故障、老化、短路及短路等问题，全面真实的监测亮灯率、故障灯率等数据，大大减轻维护人员的劳动强度，并有效降低维护成本。图表5：智慧照明建设效益明显城市照明管理系统的城市已达263个，覆盖率32.42%。随着城市照明行业的持续发展，将有更多的城市采用城市智能化控制系统。明市场未来的增长还有很大的空间。1。3智慧路灯是智慧城市的最佳入口和服务端口城市拥有数量众多的路灯，是最密集的城市基础设施，便于信息力提升,也是智慧城市的一个重要入口，可促进智慧市政和智慧城市在城市照明业务方面的落地。智慧路灯通过集成传感器,采集城市的信息，在未来将产生智慧城市所需的各种大数据。数据上传到云端，在云端形成大数据.这些数据可与政府内部的交通系统、警务管理系用提供多种数据支持.数据在分析和处理后，图表6:智慧路灯图例头、红外线传感器、雷达、电子显示屏、充电桩、电子等,变成一个图表7：智慧路灯集成模块目前，智慧城市建设正在全国如火如荼的进行。智慧城市通过物联网、大数据、云计算等技术，完善城市公共服务，改善城市生活环化网络平台将发挥更大的作用，从而拓展城市智慧化的管理服务。控体系之中,而且作为重要的信息采集载体，路灯网络可以延伸到停车综合管理网、环境监测网络、充电桩网络等，实现N+网络合一.图表8：智慧路灯成为智慧城市的端口2.我国路灯规模巨大建设的一部分,城市照明行业2。1路灯存量巨大且稳定增长发展，获得了快速的增长。国家统计局数据显示，从2004年至2014年，我国城市道路照明灯数量由1053.15万盏增加到3000万盏以上，年均复合增长率超过11%，城市道路照明行业保持持续快速发展的趋势.图表9：中国城市道路照明灯(千盏）及增速近几年，随着中国路灯LED改造工程的开展，中国LED路灯的渗透率在不断提升。2011年中国LED路灯市场的渗透率为4。21％,2012年达到8。02％，2013年为14.7%。截止到2014年，中国LED路灯市场渗透率超过20％。根据CSAResearch测算，预计到2020年,渗透率将提高到39％.未来随着智慧城市的进一步推进以及LED路灯渗透率的提高，智慧路灯未来发展空间巨大。路灯市场有巨大的存量和增量，1）截至2014年，我国路灯存量超过3000万盏2)假设每年路灯的增长速度为10%随着我国交通道路建设的不断成熟，预计到2020年我国路灯保有量将达到5000万盏。2.2我国城市道路建设推进路灯建设城市道路照明工程属于城市基础设施建设，是国家投资的公共设场变化趋势有重要影响,而城市道路建设长度及面积将会直接决定城市道路照明路灯的数量.近些年来，随着国家对道路建设的持续投入，我国城市年末道路长度和面积连续多年增加。国家统计局数据显示，从2004至2014年，我国城市实有道路长度从22。3万公里增加到33.6万公里，年均增长率4。25％。图表11：20042014年末我国城市实有道路长度及面积2.3城镇化的持续推进，加快路灯的基础设施建设作为城市公共市政建设的一部分，城镇化的建设将直接推动城市镇化率从42.99%增长到56。1％，年均增长2。45%。我国的城镇化还将不断推进,国家对城镇化建设的投入会继续加大。因此，国家对城市道路照明等基础设施建设将持续投入。图表12：2004年-2015年我国城镇化情况照明能源消耗巨大，效率有待提高根据中国电力企业联合会2013年最新报告,2013年全社会用电量占全社会用电量的9％，位居各领域照明用电量之首。图表13：中国2013年各领域照明用电量分布传统路灯一般以钠灯为主，能耗高且耗损大,而LED路灯可以降低耗电量，综合节能率可以达到50％以上，如果再经由智能改造，LED的综合节能率可以达到70％以上。国家统计局数据显示，中国2015年发电量为5。618万亿千瓦时。假设道路照明用电量占9%,那么就是5056亿千瓦时。考虑到我国城市以20％平均节电率计算,则每年可节约电量超过1000亿度电。从节能的角度来看,我国政府有强烈的动力实施智能路灯改造。3.智慧照明技术比较和效益分析3.1电力载波和ZIGBEE通讯在城市智慧路灯控制领域，GPRS+ZigBee和GPRS+电力线载波通信的方式是两种主流的技术。图表14：路灯控制技术优缺点比较图表15：技术结构图其中，GPRS技术适用于远距离的传输，ZIGBEE和电力线载波技术适用于短距离组网的应用,如果把这两种技术结合起来，可充分利而ZIGBEE和电力线载波技术则负责子网（集中控制器至单灯控制器）靠性要求比较高的场合，这种组网方式很合适。城市智慧照明系统中，由于传输的数据量不大，ZigBee、电力线载波技术等都被应用于路灯的控制和管理。电力线载波技术通过电而ZigBee技术具有低成本、低功耗、组网灵活等优点，但对动态环境的适应性、稳定性稍差.图表16：电力线载波与ZigBee技术比较目前在城市公共照明单灯智能化监控领域，电缆线载波通信是底层通信技术的主流方向,在实际应用中约占90％的比例，并且保持不断增长的趋势，ZigBee技术也有一定应用，约占近10％的市场份额，其它技术应用较少。3.2城市道路智慧照明建设效益明显通过一组数据对比，可以清晰看到节能效果。以250w的高压钠灯为例，应用城市智能道路照明控制系统后，单盏灯每天亮12个小时，每天晚上6点至8点,10点至12点功率降至70%,凌晨12点至6点功率降至30％。按照1元/千瓦时，每年每盏灯可以节约费用约800元，每年每10万盏灯可节约费用近8000万元.图表17:节能效益(单盏路灯）一年减少了56％.图表18：运维巡检方式对比图表19：改造前后，运维成本对比场规模超过上百亿,市场空间巨大。下面按照城市规模对投资规模进行估算。图表20:成本估算3.3政策频出，大力推广智慧照明用,智慧城市已成为必然趋势。近年来，智慧城市新政频出，我国多慧城市建设，智慧路灯作为智慧城市建设中的重要组成部分,预计未来仍然会得到政策支持。图表21:政策大力支持智慧照明LED更适合替代大功率的钠灯，不仅可以节约非常可观的电能损耗，也可以减少环境的压力。同时伴随汽车工业飞速发展,我国石油消耗对外依存度持续013年已达58.1％，石油短缺局面日益加剧。电动汽车发展对我国具有重大意义，一方面可以提高电能替代,有效减少单位GDP能耗，另一方面可以有效破解环境约束，解决雾霾等大气污染问题。于是提出了一种基于LED市政路灯和电动汽车充电桩的一体电桩.广泛分布于城市街道的一体化充电桩在保证道路高效照明的同时，为电动汽车充放电提供接口，具有保护、监测、控制、通信、监测和控制。该方案可行性强,适合大规模推广，能够很好地解决充电桩、充电站建设过程中征地难的问题。WIFI热点覆盖，城市小型微基站站点覆盖,城市道路视频监控，城市传感层（PM2.5慧城市建设，将成为未来的一大趋势,同时也合理使用了市政道路公共的资源，避免重复资源浪费。4。1产品简介智慧路灯是一种集成各种信息设备技术创新复合应用的智慧路灯产品，具备智慧照明、WIFI热点、环境信息采集、安防及道路智慧和基础设施。产品下图所示:4.2产品功能及规格说明智慧路灯系统由七大应用子系统组成:LED路灯监控子系统、网络多媒体信息发布子系统、无线WLAN子系统、智慧监控子系统、环的应用子系统进行组合应用。。2.1LED智慧LED路灯子系统LED灯具采用高压压铸成形外壳,外部静电喷塑处理。采用导热系数高的材料及铝合金散热。灯具转角具调节器并标有调节刻度尺，可上下45度调节,模块化模组设计，标准安装接口，实现快速维护更修。配合终端控制器实现远程开关、调光、电能数据和灯具状态查询。客户可根据不同需求自选灯具。。2、网络多媒体信息发布子系统LED灯杆全彩显示屏作为网络多媒体信息发布的平台,内嵌LAN、WIFI、3G智能管理核心模块,让广告可以随心掌控，广告图文信息随便更换，显示信息可包括如商业广告、公益宣传、公共信息发布、紧急情况警告、区域地图显示、周边环境空气污染状况等.产品特点：※箱体一体成型，简洁大方※高强度抗老化面料，耐老化,耐候性强,抗冲击能力强.※采用行业内防水防紫外线最好的户外SMD三合一技术,使屏在使用时具备超宽视角和更好表面平整度及稳定性。※RGB深层灰度处理，色彩丰富，画质高清细腻。※支持点校正功能，保证使用过程中颜色和亮度的一致性.※内部固定加强筋板,抗拉防震，自行散热,寿命长达十年.※拥有IP65的防护等级,无惧任何恶劣天线.※简易安装维修设计,大大降低半年和维修成本.※内设环境监控卡，可以自动监控屏幕的温度,亮度以及湿度规格参数：※像素间距：P3、P4、P5、P6可选；※显示尺寸:800*1280mm※防水等级:IP65※亮度水平：〉3500cd/m2(P3P4)、>5000cd/m2(P5、P6）※可视角度：120度※灰度等级：14※工作温度：-20~+50摄氏度※工作湿度：10～90%※亮度调节:0—100级※控制方式:异步※输入电源：AC100~24050/60Hz※工作寿命：100000H。3、无线WLAN子系统智慧路灯集成无线接入点(AP)做为WLAN半径150覆盖采用大功率双频无线接入点覆盖模式,支持最新一代802。11ac协议的室外型双频无线AP（Access2.4GHz和5GHz频率，支持无线网桥，兼容IEEE802.11a/b/g/n/ac标准。双频同时提供业务，提供更高的接入容量，具有完善的业务支持能力，完善的用户接入控制能力，高等级的网络安全性，灵活的级等特点，满足室外放装型网络部署要求。支持WPA/WPA2/WPA-WPA2-PSK和WPA/WPA2/WPA-WPA2—802。1X认证/加密方式,MAC访问控制，WEP加密等安全机制保证数据在TEC61000—4-5中对用于通信设备防浪涌的要求,能够在室外较恶劣的环境下工作.具有高吞吐量和强劲的负载能力，采用高性能的处理器和无线射频控制技术，确保信号强度和信号质量输出稳定，支持自动功率调整，频率自动调整,负载均衡等功能使得大规模无线组网更加灵活。※性能指标•支持IEEE802.11a/b/g/n/ac标准，支持3×3MIMO，最高速率达1.75Gbps•支持MRC、STBC、LDPC、MLD、DFS•基于multimedia)即Wi-Fi多媒体标准的映射及优先级调度规则实现基于优先级的数据处理和转发•支持自动和手动两种速率调节方式•支持WLAN信道管理和信道速率调整•支持信道自动扫描功能，自动规避干扰•支持U-APSD/WWM节电模式。•符合IEEE802.3u标准•支持DHCPClient，通过DHCP方式获取IP地址•支持业务数据的隧道转发和直接转发两种方式•支持同一VLAN中不同的无线终端之间的访问隔离•支持用户访问控制（ACL）•支持基于每用户的带宽限制•支持自适应带宽管理,自动根据用户数量、环境等因素动态调整用户带宽分配，改善用户体验•支持Open-System认证方式•支持WEP64位和152位•支持WPA/WPA2–PSK认证/加密方式（WPA/WPA2个人版）•支持WPA/WPA2–802.1X认证/加密方式（WPA/WPA2企业版）•支持WPA—WPA2混合认证•支持WAPI认证/加密方式•支持WIDS和WIPS，包括非法设备检测和反制，攻击检测和动态黑名单，STA/AP的黑白名单功能•支持802.1x认证、MAC地址认证、Portal认证等•支持对WiFi终端的定位※网络管理•支持统一网管平台.•支持WEB网管管理AP，可通过HTTP或HTTPS登录.•支持网管实时监控用户配置信息和快速故障定位•支持SNMPV1/V2/V3。•支持AP系统状态告警•支持批量自动升级※可靠性指标•MTPF平均无故障工作时间100000小时以上。※环境特性•工作温度:—40℃～60℃•温度0℃～100℃（非凝结）•防水技术：IP67•工作气压：53kPa~106kPa•防雷技术:内置5KA天馈防雷，无需外接防雷器；以太网接口6KA/6KV增强防雷设计.4.2.4、智慧监控子系统采用支持H。265高效压缩算法的300万像素红外网络高清球机，同时支持10项行为分析，4项异常侦测.带有云台功能,并可定时设置360°图像采集;在满足常规道路监控系统对道路断面全覆盖的视频监控需求以及全天候的高清录像需求的同时，智慧监控系统引入全画面视频检测、视频跟踪、车牌识别等多种业内领先的视频智能技术同时，其还能与应急可视报警设备联动对特定区域进行监控。产品特点：※安装高度6米，监控有效面积最大化，最大化发挥出摄像机系统特征。※安装方式灵活，可根据实际需求选择安装不同功能的摄像机.※采用H.265编码在传输和存储上可节省一半的宽带和存储空间。※支持系统双备份功能，确保数据断电不丢失。※支持断电状态记忆功能，上电后自动回到断电前的云台和镜头状态。※防雷、防浪涌、防突波.※室外球达到IP66防护等级。※支持IK10防暴。规则参数：※Smart•Smart侦测：区域入侵侦测、越界侦测、音频异常侦测、移动侦测、视频遮挡侦测功能•Smart录像：支持断网续传功能保证录像不丢失,配合SmartNVR实现事件录像的二次智能检索、分析和浓缩播放•Smart图像增强：支持透雾、强光抑制、SmartIR防红外过曝技术•Smart编码：支持低码率、ROI感兴趣区域增强编码技术•Smart非法访问异常检测并联动报警的功能※红外功能：•采用高效红外阵列，低功耗，照射距离达150m•红外灯与倍率距离匹配算法•内置热处理及除雾系统•恒流电路设计,红外灯寿命达3万小时※•支持H.265高效压缩算法,极大降低码率，最大支持2048＊1536@30fps实时画面输出•精密电机驱动,反应灵敏，运转平稳，精度偏差少于0.1度，在任何速度下图像无抖动•支持标准的APIGB/T28181、E家协议和萤石云接入•NVR/客户端软件/IE可实现点击跟踪和放大•支持系统双备份功能，确保数据断电不丢失••防雷、防浪涌、防突波，IP66防护等级※•30倍光学变倍,16倍数字变倍•支持自动光圈、自动聚焦、自动白平衡、背光补偿•,0LuxwithIR•支持3D数字降噪、宽动态功能※网络功能：•支持以太网控制•支持128G的MicroSD/SDHC/SDXC卡存储•支持双码流技术，支持H.265/H。264/MJPEG视频压缩算法,支持多级别视频质量配置•支持NAS存储录像，录像可断网续传•支持三级用户权限管理,支持授权的用户和密码,支持HTTPS加密和IEEE802.1x网络访问控制•支持多种网络协议,IPv4/IPv6，HTTP，HTTPS，802.1x，Qos，FTP,SMTP，UPnP，SNMP,DNS，DDNS，NTP,RTSP,RTCP，RTP,TCP/IP，DHCP,PPPoE,Bonjour•支持1路音频输入和1路音频输出※云台功能：•水平方向•水平预置点速度最高可达240°/s，垂直预置点速度最高可达200°/s•水平键控速度为0.1°—160°/s,垂直键控速度为0。1°—120°/s•支持300个预置位•支持8条巡航扫描,每条可添加32个预置点•支持4条花样扫描，每条路径记录时间大于10分钟•支持比例变倍功能,旋转速度可以根据镜头变倍倍数自动调整•支持守望功能，预置点/花样扫描/巡航扫描/自动扫描/垂直扫描/随机扫描/帧扫描/空闲状态)•2路报警输入和1动，可在报警后触发调用预置点/巡航扫描/花样扫描/SD卡录像/触发开关量输出/上传中心/上传FTP/邮件联动4.2.5、环境传感监测子系统智慧路灯集成的环境传感器，可实时监测时数据进行分析处理后通过城市发布平台实时发布（LED显示屏发布及WIFI热点提示），方便市民出行，同时为气象局提供基础气象数据，为环保局提供环境污染情况分析数据。产品特点：环境6要素传感器：※多参数集成设计，可同时测量风速、风向、温度、湿度、气压、雨量等参数；可全天候工作，不受暴雨、冰雪、霜冻天气的影响；※测量精度高；性能稳定；※结构坚固，仪器抗腐蚀性强；※仪器本身轻巧,携带方便，安装、拆卸简单；※信号接入方便，提供RS485信号输出；※不需维护和现场校准。噪声传感器※性能符合IEC61672—2002标准对2性高、稳定性好、动态范围宽等优点。※具有点阵字符式液晶显示，结构紧凑、造型美观，PM2.5传感器※与传统的使用气泵和样气过滤器的光粒子计数器不同，本产品采测器的组合,在一个开放的散射腔室的中心自由空间创建一个“虚拟感应区"。然后感应区及其周边空间会被一个薄的带状激光束照亮。含颗粒的空气不受约束地通过散射室且可以穿过激光束感应区内外,但只有那些穿过感应区域内的颗粒可被双元件检测器确认并由OPC电子计数/测量大小。这种新型的设计可以使用微型低功率风扇代替气泵产生所需的粒子流通过感应区而不需要任何形式的粒子过滤器。无需维护的现场操作。。2.6、充电桩子系统汽车提供交流电能，使用操作简便，在充电过程中,能够实时显示充电方式、时间、电量及费用信息.产品特点:※护和漏电保护功能。※交流输入配置D护功能。※交流输出配置交流智能电能表，可以进行交流充电电量计量.※配置单色LCD与按键人机操作界面，充电方式可设置自动充满、按电量充、程中实时显示充电方式、时间、电量及费用信息。※具有运行状态指示发光条,绿灯常亮指示充电桩“待机”状态；红黄灯闪烁指示充电桩“异常”状态,包括联锁失败、断路器跳闸（过载保护、短路保护或漏电保护)。※具有射频读卡器,支持IC卡付费方式，按照“预扣费与实结账"相结合的方式。※充电桩具有急停按钮开关，能快速切断输出电源