李文鵬，李 龍，王 聚，孫凱君

(上海羅曼照明科技股份有限公司，上海 200082)

上海市楊浦區(qū)智能微樞紐的設(shè)計及建設(shè)方案

李文鵬，李 龍，王 聚，孫凱君

(上海羅曼照明科技股份有限公司，上海 200082)

智能微樞紐或道路照明燈桿的綜合利用，是發(fā)展智慧城市的重要內(nèi)容。我們利用燈桿，在完成其基本照明功能的同時，使其承擔(dān)其他公共服務(wù)功能，減少道路設(shè)施的重復(fù)公共經(jīng)費(fèi)投入，為智慧照明、綠色減排、網(wǎng)絡(luò)互連互通、公共安全監(jiān)控、園區(qū)信息發(fā)布、新能源汽車充電和商業(yè)推廣系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域提供新型設(shè)施和便利條件。

智慧城市；智能微樞紐；照明燈桿；綜合利用；智能照明

引言

上海市楊浦區(qū)位于上海中心城區(qū)東北部，地處黃浦江下游西北岸，與浦東新區(qū)隔江相望。楊樹浦港縱貫區(qū)境南北，楊浦即以此演變得名。楊浦區(qū)經(jīng)濟(jì)實力十分強(qiáng)勁，其坐擁上海四大城市副中心之一的江灣五角場，另外具有上海第三代國際社區(qū)新江灣城、產(chǎn)值豐厚的環(huán)同濟(jì)-復(fù)旦-上海財大知識經(jīng)濟(jì)圈及其專業(yè)化的創(chuàng)客中心，以及世界500強(qiáng)匯集的大連路總部研發(fā)集聚區(qū)。

結(jié)合上海市楊浦區(qū)的綜合化區(qū)域特點，并重點把握江灣五角場地區(qū)的實際商業(yè)、辦公、餐飲、休閑娛樂以及交通(地鐵重點樞紐)等的多重特點，本次楊浦區(qū)智能微樞紐的設(shè)計和建設(shè)采用了多標(biāo)準(zhǔn)、多功能架設(shè)的特點，重點落實如下功能方案：①以LED路燈為區(qū)域照明應(yīng)用，實現(xiàn)節(jié)能照明、綠色減排。②采用智能攝像探頭和監(jiān)控錄像設(shè)備，使得區(qū)域內(nèi)公共安全達(dá)到遠(yuǎn)程后臺平臺可監(jiān)控和可查詢的功能。③通過瀏覽發(fā)布屏幕，實現(xiàn)界面化發(fā)布功能，使得人員可直觀感受智能微樞紐信息化發(fā)布功能。④通過操作觸摸屏模塊，實現(xiàn)周邊人員可實時獲取周邊實際環(huán)境情況，包括天氣、交通、租車、餐飲等等。⑤通過實體按鍵，實現(xiàn)一鍵叫車和一鍵后臺呼叫功能，完善對于各類無觸屏操作經(jīng)驗人群的實時對講、打車和求助功能。

本次項目根據(jù)微樞紐實際擺放位置處于人行道，重點為方便周邊行人戶外便利化的功能原則定位，因而未采用電動汽車充電樁以及環(huán)境揚(yáng)塵監(jiān)控等功能模塊。

在此基礎(chǔ)上，本智能微樞紐采用了多重設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)以及借鑒了國內(nèi)外多類設(shè)計方案[1-4]。實現(xiàn)本智能微樞紐設(shè)計中基于上述功能的多重線路設(shè)計(供電線路、信息網(wǎng)絡(luò)線路等)、多重功能模塊分類分腔隔離設(shè)計以及散熱設(shè)計、防雷設(shè)計、接地設(shè)計以及遠(yuǎn)程智能控制管理設(shè)計等。

1 智能微樞紐總體系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

智能微樞紐是綜合性的整體化系統(tǒng)，既包含了前端各個智能微樞紐及其配接的各種功能設(shè)備，還通過通信鏈路對接包括為各個智能微樞紐服務(wù)的后端服務(wù)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫(簡稱 “后臺系統(tǒng)”)，并通過后端服務(wù)軟件系統(tǒng)與前端各類設(shè)計內(nèi)嵌的通信協(xié)議、服務(wù)軟件接口及驅(qū)動程序等合成一體，綜合化的實現(xiàn)各類實際需求功能，使各類客戶可以使用各類服務(wù)端設(shè)備(如移動端手機(jī)或固定端PC)，按權(quán)限登錄操作，完成各類功能化的服務(wù)，智能微樞紐系統(tǒng)構(gòu)架如圖1所示。

圖1 智能微樞紐系統(tǒng)架構(gòu)圖Fig.1 Overall system design of intelligent outdoor lighting facility

具體整體化系統(tǒng)包括：

1)前端功能層：即前述的各類網(wǎng)絡(luò)化設(shè)備或其他通信協(xié)議對接設(shè)備，實現(xiàn)照明節(jié)能、網(wǎng)絡(luò)互通、視頻安防、市政交通查詢、公共流媒體發(fā)布、按鍵呼叫及按鍵叫車等各類功能。

2)前端通信層：前端設(shè)備的局域網(wǎng)IP設(shè)定，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換后的端口存儲-轉(zhuǎn)發(fā)及路由選擇，鏈接進(jìn)入公共網(wǎng)絡(luò)。本項目微樞紐采用二級交換機(jī)設(shè)備，使各類功能模塊網(wǎng)口設(shè)定局域網(wǎng)IP地址(192.168.1.XX)后接入局域網(wǎng)交換機(jī)，并通過LAN口接入4G路由器之中，通過4G路由接入互聯(lián)網(wǎng)公共網(wǎng)絡(luò)之中。

3)通信傳輸層：借助公共通信服務(wù)設(shè)施，完成前端信息與后端DNS域名服務(wù)器之間或其他Web服務(wù)器之間的連接。其中各個功能模塊都獨立訪問對應(yīng)的域名服務(wù)器。

4)數(shù)據(jù)平臺層：即后臺系統(tǒng)，以獨立建立的DNS域名為載體，包括軟件服務(wù)器、設(shè)備服務(wù)器、用戶服務(wù)器、負(fù)載均衡器、緩沖服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫服務(wù)器集群等，并借助硬件防火墻等設(shè)備實現(xiàn)綜合后臺系統(tǒng)；

5)后端應(yīng)用層： 綜合的實現(xiàn)在客戶端固定式臺式電腦的用戶顯示及管理操作界面，由本服務(wù)器BS架構(gòu)的網(wǎng)頁化服務(wù)界面提供其對應(yīng)功能。

通過該層次化的設(shè)計結(jié)構(gòu)，智能微樞紐的多功能設(shè)計功能模塊，可以完成從前端設(shè)備到后臺服務(wù)器的有效連接，便于后臺服務(wù)器的管理和控制，也同時為后臺服務(wù)器對前端設(shè)備提供信息打通渠道。其中在本項目之中，包括安防攝像探頭、安防錄像機(jī)、燈光控制模塊、流媒體顯示模塊、按鍵呼叫模塊等均接入獨立建立的云服務(wù)器集群之中分別對接。

2 智能微樞紐的結(jié)構(gòu)設(shè)計

智能微樞紐外觀采用路燈造型設(shè)計，同時為了滿足人行道的綜合需求，又結(jié)合了庭院燈的設(shè)計高度和要求。產(chǎn)品總體高度3.74 m，照明高度3.6 m，通過40 W照明LED模組提供高效照明(LED模組光效大于80 lm/W，CRI大于70，色溫5 000 K)。

在采用LED照明的同時，照明模組也通過程控模塊實現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制?？蛇h(yuǎn)程設(shè)定每日/每周的定時開關(guān)燈時間，并可獲取LED模組DC端的電流電壓檢測數(shù)值，按5 s周期發(fā)送后臺，真正實現(xiàn)準(zhǔn)確程控及檢測LED產(chǎn)品情況的效果[5-8]。

圖2 智能微樞紐結(jié)構(gòu)設(shè)計Fig.2 Architechture design of intelligent outdoor lighting facility

同時，微樞紐的安防探頭采用200萬像素高清球機(jī)，可360°環(huán)繞拍攝周邊環(huán)境情況，安裝高度在3.7 m高度，較為完整的俯視照明燈范圍下10 m×10 m的區(qū)域情況；而流媒體發(fā)布屏(微樞紐上屏幕)采用19寸高亮帶日光感應(yīng)液晶屏，采用720×1 280像素，提供高清視頻及畫面發(fā)布，并結(jié)合廣播發(fā)生器，提供微樞紐流媒體語音及畫面的實時發(fā)布；而觸屏模塊采用19寸紅外觸摸框結(jié)合19寸高亮帶日光感應(yīng)液晶屏，實現(xiàn)了人員操作查詢功能。其中流媒體上屏中心安裝高度在1.75 m，方便周邊行人距離微樞紐1.5 m遠(yuǎn)處即可平視查看流媒體內(nèi)容(并可獲聽音頻聲音)；而觸屏模塊中心安裝高度在1.4 m，方便身高在1.5～1.85 m身高的人員皆可無障礙的在微樞紐0.3 m處操作該觸屏。

3 智能微樞紐的電力設(shè)計

智能微樞紐中，帶“T”標(biāo)識表示該設(shè)備僅每日定時開啟，無需全天24 h使用；帶“S”標(biāo)識表示該設(shè)備僅動作時耗電，非動作時可忽略不計；帶“D”標(biāo)識待機(jī)狀態(tài)(功耗)，帶“O”是運(yùn)行時(功耗)。路燈按40 W及60 W輪廓燈帶計算(光源+驅(qū)動)，按夜間開啟10 h計算(可調(diào)整配置)；工控機(jī)(含雙屏)日間及夜間部分開啟，開啟時間20 h；其余各個模塊均實時24 h開啟。另外，風(fēng)機(jī)裝置，用于對于高亮液晶的高溫散熱設(shè)備，可通過后臺根據(jù)實際天氣溫度實時開關(guān)。

表1 智能微樞紐電力供應(yīng)

4 結(jié)語

智能微樞紐是上海市楊浦區(qū)重點建設(shè)的戶外多功能化基礎(chǔ)設(shè)施，其建設(shè)目的即在于通過多功能應(yīng)用模塊嫁接于“類路燈”產(chǎn)品之中，完善多功能單燈桿嫁接的設(shè)計理念，幫助未來城市發(fā)展進(jìn)一步減少戶外設(shè)施多桿林立的現(xiàn)狀。同時，更加重要的是，通過先進(jìn)的功能模塊及功能理念，將流媒體發(fā)布、觸屏查詢、按鍵呼叫和打車等新增功能嫁接于微樞紐之內(nèi)，方便楊浦區(qū)環(huán)五角場地區(qū)的周邊人員的各類戶外需求。

圖3 智能微樞紐實際項目產(chǎn)品Fig.3 Real product of intelligent outdoor lighting facility

[1] 孔繁宇，崔健博，鄒同元，等. 基于地上地下數(shù)據(jù)的智慧照明信息系統(tǒng)總體設(shè)計[J]. 照明工程學(xué)報，2015，26(5)：14-18.

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[8] LED照明控制系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化綜述：CSA/TR 001-2014[R]. 國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，2014.

DesignandConstructionPlanofIntelligentLightingFacilityatYangpuDistrictinShanghai

LI Wenpeng, LI Long, WANG Ju, SUN Kaijun
(ShanghaiLuomanLightingTechnologiesInc.,Shanghai200082,China)

The intelligent lighting facility or comprehensive utilization of road lighting pole is the important thing to develop a smart city. We use the facility and its position to commit to public service for the reduction of duplication of public road facilities funding. The overall functions include smart lighting, green emission reduction, network interconnection, public security monitoring, park information release of new energy vehicle charging, and commercial promotion system and many other fields to provide new facilities and convenient conditions.

smart city; intelligent lighting facility; lighting pole; comprehensive utilization; intelligent lighting

TM923

A

10.3969j.issn.1004-440X.2017.05.021