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智能路灯软件开发案例分析

2016-10-11 11:47:07

     据国际气候组织(The Climate Group)统计,全球路灯的保有量约为3.04亿盏,并将在2025年达到3.52亿盏。以伦敦为例,路灯照明每年的耗电量高达5600多万度(据统计,伦敦市路灯保有量约为3.5万盏,以400W高压钠灯为基准),巨大的能耗费用再加上人工巡检、管理维护费用,开支非常巨大啊。

  路灯照明是人们日常生活中必不可少的公共设施。据了解,当前我国路灯照明耗电量约占总量的15%。面对供电的紧张局面,传统的LED节能已经不能满足大范围节电的需求;而人工控制、路灯巡查同时也是一项需要耗费大量人力物力的工作。更有效率的管理手段和节能方案已经成为管理部门关注的焦点。

  目前市场上应用于LED驱动电源管理、LED灯具的优秀智能节能监控解决方案可谓凤毛麟角。

  市场痛点

  1.手动、光控、钟控:易受季节、天气自然环境和人为因素影响,经常该亮时不亮,该灭时不灭,造成能源浪费和财政负担。

  2.无法远程修改开关灯时间:不能根据实际情况(天气突变,重大事件,节日)及时校时和修改开关灯时间,也无法进行LED 灯调光,无法实现二次节能。

  3.不具备路灯状态监测:故障依据主要来源于巡视人员上报和市民投诉,缺乏主动性、及时性和可靠性,不能实时、准确、全面地监控全城的路灯运行状况。

  4.普通人工巡检:管理部门缺乏统一调度的能力,只能以逐个配电柜为单元进行调整 ,不仅费时费力,而且增加了人为误操作的可能性。

  5.设备易丢失故障无法定位:无法准确发现电缆盗割、灯头被盗和断路,一旦出现以上情况将带来巨大的经济损失,同时影响市民的正常生活及出行安全。

  因此,具有智能化管理的户外照明方案成为路灯管理的热点。下面通过以下方案,看一看智能路灯解决方案与传统路灯解决方案有何不同。

  方案一:华为:按需照明,节能效率高达80%

  2016年3月15日,华为在CeBIT 2016(德国汉诺威消费电子、信息及通信博览会)上发布了业界首个多级智能控制照明物联网解决方案。

  方案将城市照明路灯统一接入物联网络,基于GIS进行可视化管理,管理者可以清楚的了解每一个街区、每一盏路灯的状态信息;通过应用灵活的照明策略,可以对每一盏路灯的开关状态、照明亮度进行精准控制,真正实现按需照明,节能效率高达80%。

  每盏路灯都安装了一个路灯控制器,用来控制开关和调光。华为使用了基于IPv6的6LoWPAN技术,这种技术具有低功耗、自发现、自组网、可快速自愈的特点

  在对路灯的控制上,照明策略拥有一套“组合拳”,可按照不同规则动态调整,例如亮度传感器、第三方车流量、人流量传感器、实际的天气和环境状况。

  例如在深夜车流稀少的时候调低路灯亮度、间隔开灯;在光照条件不好的阴雨天气根据亮度感知及时开灯。节能效率高达80%。 

  图:基于ZigBee通讯协议的智能路灯通信架构

  方案亮点

  1、可视化管理,路灯在线巡检,故障未卜先知

  方案采用基于GIS的可视化管理,1名人员就可以管理多个街区成千上万盏路灯,每个街区的路灯数量、路灯状态、安装位置、安装时间等信息一目了然。

  2、多级智能控制,多一级保护,多一层可靠

  传统的路灯一般采用集中控制方式,无法对单个路灯进行精确控制。多级智能控制,最大程度上降低了路灯对控制网络的依赖性。

  3、多层次开放,共绘智慧城市蓝图

  底层控制芯片可以基于开源的轻量级操作系统Liteos进行开发,不同厂家的设备可以交互;实现与智能交通、环境监控,城市治理全方位联动,为市政管理提供提供第一手大数据。

  方案二:中兴“Blue Pillar”智慧路灯方案

  “Blue Pillar”智慧路灯方案由中兴通讯Blue Box智能充电桩、4G iMacro新概念基站、智慧控制盒以及智能型路灯构成,实现了面向多种任务的硬件方案及产品的一体化融合。它实现了一个传统的路灯杆,既是4G/5G基 站,也是电动汽车充电桩,同时可采集气象、环境、交通、安防等城市综合信息,大屏幕户外型LED屏幕还可提供便民信息及用于广告运营。 

  充分利用路灯杆资源,融入周围环境,具有很高的隐蔽性,不仅解决了4G网络选址难的问题,同时为政府及运营商进行构建WIFI热点、城市环境监控、安防管理、热区区域人数统计提供了保证,并可以提供定向广告投放,市政信息发布等增值服务。

  站点单位成本更低,站点业务密度更高。有利于运营商获取站点资源的同时,更加节省土地,节省电力,节约资源。让政府、运营商、市民、车主等多方受益,运营商的经营领域也有所扩展,由通信运营向城市服务综合运营转变。

  针对社会越来越强烈聚焦的未来绿色能源推广、电动汽车充电以及车联网等多方面的需求与潜在市场,“Blue Pillar”智慧路灯方案,巧妙地将基站、灯杆以及充电桩融为一体,实现一次性快速部署,为铁塔等运营公司提供了一套便捷的解决方案,不仅解决道路和小区的覆盖难题,而且让路灯通过基站的信息交互也跟着智慧起来,融入万物互联。

  成功案例

  BluePillar是中兴通讯在深刻把握三大运营商及铁塔公司面向未来共享共建及业务拓展需求的背景下,于业内率先推出将基站、灯杆以及充电桩融为一体,实现一次性快速部署,为铁塔公司提供了一套便捷的解决方案,不仅解决道路和小区的覆盖难题,而且让路灯通过基站的信息交互也跟着智慧起来,融入万物互联。该方案试点于2月初已在深圳建设完成并开始运营。

  方案三:致创路灯智能照明管理解决方案

  针对路灯管理存在的几大问题,致创提出具备以下八大功能特性的路灯照明管理解决方案 :

 

  解决方案概述

  致创能源的路灯照明管理解决方案,通过路灯照明管理系统和载波控制模块,对路灯公共照明实行统一管理,达到照明远程监测、智能管控、节能降耗的“三位一体”的成效。

  功能简介

  1.数据采集:照明设备运行信息:采集、分析、显示、报警。

  2.GIS地图显示:电子地图显示:行政区域、台区、照明控制终端、单灯节点、管网支路等。

  3.远程控制:照明设备开关控制运行数据召测报警设备布撤防等。

  4.防盗/故障报警:防盗/故障报警信息:直观展示、推送方式设定。

  5.控制策略:预设定照明设备的开关策略,可实时进行调光。

  6.台账管理:定义、管理及维护行政区域、台区、设备信息。

  方案特点

  1.绿色节能:自动化控制策略化管理,达到二次节能的效果。

  2.提升管理能力:通过户外灯具资产管理、远程实时管理和丰富的管理策略,达到提升管理能力的目的。

  3.安全防护:丰富的告警方式和策略,有效避免多种事故的发生。

  4.安装简单,维护便捷:产品体系结构清晰,巡检维护便捷。

  系统拓扑图 

  总结

  尽管智慧城市还处于初步阶段,系统构建太过复杂,而城市智能路灯项目无疑成为最佳落地点。在政府相关政策的大力支持和LED行业转型的推动下,城市智能路灯将进一步发展。在不久的将来,路灯在智能化的基础上成为智慧城市和智能交通等的载体,进而发挥更多的作用。

  随着智能路灯项目的落地,必将会产生新的商业模式,全新产业链齐参与。

  第一,路灯杆会增设各种设备。例如路灯杆上有电子显示屏提供便捷信息及用于广告运营;装上摄像头监测路上状况;路灯杆上有一键报警的按钮等等。第二,成为环境气象站。在智能网关上增加PM2.5、温湿度等传感器,在显示屏上播报当地气象、环境等城市综合信息。第三,在路灯底线铺设光纤,使得路灯成为WiFi基站,实现全城WiFi热点覆盖。

  由此可见,城市路灯除了节能省电和各种智能化控制,在未来也不再是传统意义上的路灯杆,而是演进到智能城市照明甚至是智慧城市的一部分。这里会涉及到庞大的产业链,芯片、传感器、LED照明、通信模块、云平台等都将有巨大的市场机会,华为、中兴、思科的强势入局也就不难理解了。

 

 

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