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智慧灯杆的实施技术难点与解决措施

智慧灯杆的实施技术难点与解决措施 北京般若之光智联科技有限公司
2019-12-19
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导读:智慧灯杆的推广,从最初的侧重“智慧”到关注“合杆”, 到当前的聚焦“5G”,很大程度上取决于政策支撑,

智慧灯杆是以路灯杆为载体, 通过功能叠加、端口预留等方式,挂载各类设备实现智能照明、视频采集、移动通信、交通管理、信息交互和城市公共服务等多种功能的综合杆体,智慧灯杆的推广应用工作任务主要集中在2018—2020年、2020—2022年等时间段,其工作内容包括合杆、智慧城市、5G。当前基本聚焦5G,即如何利用路灯杆提供5G基站站址《关于2019年推进电信基础设施共建共享的实施意见》提出各地要加快5G基站站址规划,利用路灯杆、监控杆等公共设施来储备、建设5G站址《广东省加快 5G 产业发展发展行动计划 (2019—2022年)》中明确列出2019—2022年每年需建设的5G站址数量,以及利用路灯杆的方式方法

在政策的支持下,智慧灯杆建设经历了试点、示范、推广等阶段2016 年开始,各地出现一些智慧灯杆试点,多者十几盏,少者只有两三盏,更多的是形象展示接着,一些示范项目出现了,如深圳人民南路、华强北路、上海大沽路智慧灯杆示范项目2017年开始,在杭州城市道路多杆合一改造的影响下, 偏重合杆的智慧灯杆项目在其他城市得以推广落地, 如深圳侨香路、上海外滩, 其主要目的是减少道路杆体数量、营造整洁街景2019年,5G商用成了城市建设关注的热点,分布广、数量多且供电方便的路灯杆成了大家关注的焦点,智慧灯杆建设开始在大中小城市不断推进

从以上情况看,智慧灯杆的推广,从最初的侧重智慧”到关注“合杆 到当前的聚焦5G,很大程度上取决于政策支撑,但是缺乏明确的技术发展逻辑在智慧灯杆推广应用过程中,智慧灯杆技术不断进步,但是依然存在一些实施技术难点,不利于智慧灯杆的规模化应用

实施技术难点

近年来,不少智慧灯杆项目主要从完成任务的角度来实施,对实施关键技术问题缺乏通盘的考虑目前,智慧灯杆主要存在照明功能严重弱化、灯杆可扩展性不够、电气设计考虑不周、供电通信配套不完善等实施技术难点

)  照明功能严重弱化智慧灯杆按理应该把照明功能作为重点,在此基础上再叠加其他功能,但实际并非如此出于外观考虑,不少项目采用灯臂、灯具一体化设计,灯具不再采用照明企业的标准化产品,而是由施工单位购买 LED 模组和驱动电源,根据灯杆造型在施工现场自行拼装由于缺乏整灯的检测和认证,照明配光和电气安全无法保证,质量和效果差强人意,也不利于后续的维护管理照明功能被严重削弱,事实上也不利智慧灯杆的推广应用

)  灯杆可扩展性不够智慧灯杆是当下应用的支点,也应为未来需求预留充足接口技术在快速演进,需求在不断变化,现在就把智慧灯杆的功能应用全部想清楚,既不可能也不现实目前不少项目基于4G技术来想象5G甚至6G的应用场景,功能已被框死,对未来变化预计不足,灯杆寿命可达20年,开放性和可扩展性是智慧灯杆的必然要求目前行业存在一种以功能数量论智慧的不良倾向,但对未来应用缺乏考虑特别目前流行的一体化固定式设计,所有功能都已框定,以后更换或新增功能将会遇到麻烦,只能通过拆除或抱箍等方式来解决,也就失去了多功能杆的本来意义

)  电气设计考虑不周智慧灯杆的功能众多,强弱电并存,但灯杆内部空间有限,对电气设计和接线方式要求很高从目前的项目看,强弱电混仓走线,灯门处接线混乱,部分项目为缩小灯杆直径,甚至在照明手井内接线,在雨天存在严重的安全隐患即使是接线比较规范的项目,也存在环境条件不适应的问题智慧灯杆一般在底座灯门处接线,内部高湿高热,防护等级不够,无论是用端子排或插接口,时间长都容易失效甚至生锈发热,增加了24h通电的智慧灯杆的风险系数

)  供电和通信配套不完善智慧灯杆标配智能照明、视频采集和移动通信,智能照明用电和通信容易解决,视频采集和移动通信则必须敷设光纤,同时对供电可靠性要求也高如果还配置信息发布屏和充电桩,用电负荷更非现状电缆可以负担。目前项目存在重杆体轻线路的情况,杆体功能众多,但电缆、光纤配套不合理有些项目提前配足,但何时投入使用并无规划,沉没成本过大有些项目连管道都没预留,后期开挖管道会增加运营成本在5G站址建设加速的背景下,智慧灯杆的无序建设问题越趋严峻

解决措施

5G 提前商用带来巨大的站址布局压力,倒逼各地的智慧灯杆建设直面技术痛点,通过规范硬件接口和信息接口,完善供电和光纤规划布局,找到照明、合杆、智慧城市、5G之间的最大公约数,可以化解智慧灯杆建设与发展的内在矛盾

1)强化灯杆的硬件接口作用智慧灯杆配置多种功能,所有硬件设备都需要安装在灯杆杆体上杆体设计不合理必然影响功能实现,对希望连接现在与未来的智慧灯杆更是如此由于技术和需求尚在快速变化之中,目前我们可以从接口、杆内分仓分门、接线方式等方面来强化灯杆的硬件接口中心地位

规范硬件接口是灯杆设计的重中之重已经明确的接口,如灯具、摄像头接口按现行规范使用标准产品,尽量不用定制产品尚不明确的接口,如移动通信接口,要能兼顾4G 和5G两种基站规格需要预留的接口可通过滑槽、插接口等方式来解决,尽量不要提前定死硬件接口规范,智慧灯杆才能具备开放性和可扩展性

杆内分仓分门有按强弱电和按专业分两种,前者是把强弱电分开,避免强电干扰传输信号后者是把不同专业分开,一般按照明和非照明进行分类,有利于后期维护当然,杆体底部除了常规的分门式,用抽屉式分开放置也有其合理性无论采用哪种方式,杆体底部空间都是绕不开的问题相对而言,方形底部的工作面宽敞些,圆形底部的杆体更挺拔建议功能多者用方形、少者用圆形

灯杆内部高湿高热,接头进行热缩或灌胶处理效果最好,但也带来后期维护不方便的问题端子排方便后期维护,绝缘却无法保证,在灯门丢失损坏的情况下存在严重的安全隐患该问题尚在研究试验阶段,同时目前的项目中也没有完备的电气接线方案

) 强化网关的信息接口作用智慧灯杆强调多功能,意味着信息种类也多,网关的分流和处理能力尤为重要部分信息涉密,如公安视频数据,需要快速分流其他信息需在网关进行初步处理,再上传平台,已经涉及一定的边缘计算能力网关作为前端的信息处理中心,整个系统中起到承上启下的作用,往下控制终端设备,往上连接管理平台。

规范网关信息接口,将是智慧灯杆系统建设能否成功的关键,其边缘计算能力,决定了整个系统的智慧程度以网关为信息接口中心,也就找到信息处理的最大公约数

) 完善供电和光纤规划布局杆体和网关对智慧灯杆来说非常重要,但是必要的供电和光纤支持则是关键众所周知,灯杆都有电源供应,但变压器负荷和电缆线径不一定能满足所有功能的用电需求,对于用电较多的5G基站、信息发布屏、充电桩等设备,重新规划供电布局和电缆走向是当务之急同理,当前灯杆一般没有光纤,但偏偏光纤对于5G和视频采集却是不可或缺的因此,规划光纤布局成了智慧灯杆建设的前置条件考虑到光纤租用价格较贵,可预先埋好管道,待正式营运时再敷设光纤供电和光纤无疑也是智慧灯杆系统稳定可靠运行的重要条件

3结语

随着5G商用的发展,智慧灯杆建设进入快车道5G既是智慧灯杆的主要推动力,也是智慧灯杆的一大制约力智慧灯杆涵盖照明、合杆、智慧城市、5G等功能,这些功能之间有很多的关联,但对应的需求和建设步调的差别很大,因此,我公司建议,目前我们应统筹考虑照明、合杆、智慧城市、5G,积极寻找它们的最大公约数,通过最大公约数去解决智慧灯杆的技术痛点,给智慧灯杆技术发展更大的空间

我公司认为,以灯杆杆体和网关为中心,规范硬件接口和信息接口,再加上明晰的供电和光纤规划布局,可以有效地解决当前智慧灯杆技术发展、需求变化与建设速度不匹配的矛盾


【声明】内容源于网络
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般若之光定位为智慧城市综合运营商,新基建和元宇宙的数字底座搭建者,城市资源赋能整合者,运营生态建立服务者。以“资本+技术”的模式,从“投、融、建、管、营”等流程上,面向公众、企业、政府提供综合化、集约化、智能化的服务。
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