張宗磊
摘要:多功能智慧燈桿功能包含了多個(gè)范疇,各種功能需要配套對(duì)應(yīng)的模塊和硬件設(shè)備,導(dǎo)致多功能智慧燈桿各個(gè)系統(tǒng)模塊之間錯(cuò)綜復(fù)雜,燈桿內(nèi)部需要較大空間,線路布局龐雜。多功能智慧燈桿中的功能并非一成不變,伴隨社會(huì)與科技的發(fā)展,其功能必然會(huì)有相應(yīng)的增減和升級(jí)。因此,文章以多功能模塊化智慧路燈為研究對(duì)象,探討其設(shè)計(jì)思路。本文對(duì)多功能智慧路燈設(shè)計(jì)進(jìn)行分析,以供參考。
關(guān)鍵詞:多功能;智慧路燈;設(shè)計(jì)研究
引言
隨著城市化水平的不斷提高,路燈的需求量和規(guī)模不斷增加,作為城市分布最為廣泛的道路基礎(chǔ)設(shè)施之一,路燈工程的建設(shè)影響城市的發(fā)展速度和質(zhì)量。路燈的創(chuàng)新性發(fā)展,是其自身順應(yīng)城市化發(fā)展的必然要求,也是推動(dòng)城市化建設(shè)的需要。推動(dòng)路燈創(chuàng)新,并與科技相結(jié)合,以高效節(jié)能、智慧化管理,推動(dòng)智慧城市發(fā)展。相關(guān)人員設(shè)置了降凈路燈,降凈路燈結(jié)合廣東省部分工業(yè)區(qū)的環(huán)境設(shè)置,結(jié)合當(dāng)?shù)鼗覊m多、附近表面缺乏水資源導(dǎo)致塵土飛揚(yáng)等情況,設(shè)置了一款新功能的智能路燈。
1多功能路燈標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展
在國(guó)際一級(jí),大多數(shù)多功能燈具仍處于智能道路照明系統(tǒng)的水平。美國(guó)、德國(guó)和荷蘭等國(guó)已經(jīng)建立了智能照明控制系統(tǒng),美國(guó)也部署了包括照明、基站和聲音傳感器在內(nèi)的多功能燈具。就標(biāo)準(zhǔn)而言,地面多功能燈具的標(biāo)準(zhǔn)很少,只有那些涉及智能道路照明控制的標(biāo)準(zhǔn),例如Taq技術(shù)的技術(shù)規(guī)格。目前,中國(guó)的多功能燈具標(biāo)準(zhǔn)主要以行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、群體標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)為代表,公司、協(xié)會(huì)、工會(huì)等專業(yè)組織發(fā)揮了重要作用。多功能桿T/CALI0802-2019的技術(shù)規(guī)范著重于多功能燈具的產(chǎn)品要求,不包含施工專用內(nèi)容和工作尺寸。這套標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合了本階段的產(chǎn)品應(yīng)用。根據(jù)多功能燈的不同功能模塊分為八個(gè)部分:一般要求和試驗(yàn)、管理服務(wù)平臺(tái)要求和試驗(yàn)、照明電纜一般要求和試驗(yàn)方法。T/CSA057-2019《多功能燈具功能模塊現(xiàn)場(chǎng)裝配規(guī)范和調(diào)節(jié)要求》,根據(jù)安裝場(chǎng)景選擇功能模塊,調(diào)整裝配和施工調(diào)節(jié)等步驟。江蘇省城市照明智能路燈桿施工指南明確提出了強(qiáng)、弱電筒倉(cāng)。該條規(guī)定:“智能光源桿地下的預(yù)留管道不得小于6,強(qiáng)、弱光源線凈間距不得小于0.5m,建議使用不同顏色的管道區(qū)分不同的特性單位,以及連接的彎頭之間
2多功能智慧路燈的設(shè)計(jì)原則
2.1模塊化原則
考慮到多功能智慧路燈在智慧城市的大范圍推廣鋪設(shè),不同的地區(qū)根據(jù)實(shí)際場(chǎng)景對(duì)所需的功能也不一樣,各種功能設(shè)備需運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì),能使用菜單化選擇,根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行智慧路燈的智能化設(shè)計(jì)和規(guī)劃布局。
2.2適用性原則
多功能智慧路燈的底層:供電設(shè)備、網(wǎng)關(guān)、路由器、充電樁、多媒體交互、一鍵求助以及檢修門等,安裝高度約為2.5m。中層:道路名牌、小型標(biāo)志標(biāo)牌、人行信號(hào)燈、攝像頭、公共廣播、LED顯示屏等設(shè)施,安裝高度范圍于2.5m到5.5m;機(jī)動(dòng)車信號(hào)燈、交通視頻監(jiān)控、交通標(biāo)志指示牌、無(wú)線局域網(wǎng)等,安裝高度范圍在5.5m~8m;氣象監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能照明、物聯(lián)網(wǎng)基站等設(shè)施一般在安裝在8m以上。頂層:智慧路燈頂部設(shè)置微基站等移動(dòng)通信設(shè)備。
3降凈路燈的設(shè)想
3.1降凈路燈的優(yōu)勢(shì)
粉塵、煙和霧均為顆粒物,是懸浮在空氣中的微小固體顆粒。降凈路燈能夠水霧降塵,為行人提供舒適的空氣環(huán)境,可以通過(guò)吸塵器的吸塵口減少空氣中的有害物質(zhì)的含量,減少對(duì)人們健康的影響[4]。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科技水平的提升,越來(lái)越多的科學(xué)技術(shù)可以運(yùn)用到道路建設(shè)過(guò)程中。5G在2019年開始試驗(yàn),截至目前5G技術(shù)仍在不斷完善,強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)兼容、協(xié)調(diào)合理規(guī)劃、滿足業(yè)務(wù)需求。將5G技術(shù)運(yùn)用到降凈路燈,燈桿作為5G微基站,方便路燈的監(jiān)控與管理,可促進(jìn)商業(yè)5G的發(fā)展。降凈路燈可提供GIS定位服務(wù),每盞路燈皆可在地圖上顯示位置,可對(duì)每一桿路燈進(jìn)行監(jiān)測(cè),出現(xiàn)毀壞、電纜被盜、短路等現(xiàn)象時(shí),可及時(shí)進(jìn)行修理,提升了路燈的修理速度。路燈是城鄉(xiāng)道路建設(shè)過(guò)程中投入量較大的建設(shè)設(shè)備之一,可在路燈上安裝車輛監(jiān)控,明確車輛的行駛路線,有案件需要追蹤處理時(shí),可加快追查速度。使用光學(xué)的方法或利用靜電感應(yīng),實(shí)現(xiàn)粉塵監(jiān)測(cè),粉塵濃度達(dá)到一定的值時(shí),降凈路燈會(huì)收到吸塵的信息,開始實(shí)施吸塵。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)控制路燈相應(yīng)的功能開關(guān),也可通過(guò)人工進(jìn)行監(jiān)測(cè),可將降凈路燈與現(xiàn)有的技術(shù)相結(jié)合,使降凈路燈更智能化。
3.2降凈路燈的應(yīng)用潛力
由于城市工業(yè)區(qū)的違法排泄,使部分地區(qū)出現(xiàn)了霧霾等天氣狀況,危害人們的健康。降凈路燈的建設(shè),可以降低環(huán)境污染對(duì)人們的影響,路燈可從空氣中直接吸取有害物質(zhì),在一定的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行灑水降塵,有效提高了空氣指標(biāo)。在建筑工地區(qū)附近,施工會(huì)導(dǎo)致?lián)P塵污染,揚(yáng)塵顆粒包含的細(xì)菌和病毒數(shù)量較多,在空氣中的流動(dòng)速度較快,對(duì)附近環(huán)境、附近居民和過(guò)往行人的危害較大。
4多功能智慧路燈的控制系統(tǒng)與設(shè)計(jì)
4.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案
對(duì)于目前燈絲功能的局限性,裝置以燈絲為支撐,基于云技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)的智能工業(yè)控制系統(tǒng)研究開發(fā)設(shè)計(jì)了結(jié)合綠色智能灌溉、l智能脫鹽等功能的智能燈絲城市系統(tǒng)燈桿主要由頂部垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)、嵌在燈管表面的太陽(yáng)能電池板、干濕組合式靜電清洗裝置、自適應(yīng)生態(tài)灌溉裝置和智能控制系統(tǒng)組成。
4.2智能生態(tài)灌溉模塊
智能生態(tài)灌溉模塊實(shí)現(xiàn)了控制平臺(tái)調(diào)控分析下綠色植物的高效科學(xué)灌溉,系統(tǒng)主要由電磁閥、可調(diào)霧化噴油器和過(guò)壓器組成。燈桿底部的自動(dòng)生態(tài)灌溉系統(tǒng)允許通過(guò)土壤濕度傳感器、無(wú)線探測(cè)網(wǎng)絡(luò)和電子控制臺(tái)自動(dòng)收集、傳輸、計(jì)算和控制管道中的循環(huán)水量。
4.3濕式光束凈化模塊
濕式凈化裝置主要由年號(hào)霧化噴油器、電磁閥、水準(zhǔn)儀和過(guò)壓器組成。年號(hào)霧化噴嘴采用不銹鋼制成,耐蝕性強(qiáng),可以調(diào)整噴嘴尺寸以改變水流。磁鐵在管道中過(guò)壓自來(lái)水后,灰塵以水霧的形式噴射到環(huán)境中。裝置中的電磁閥開關(guān)由系統(tǒng)自動(dòng)控制。當(dāng)系統(tǒng)收到空氣質(zhì)量狀況為嚴(yán)重或嚴(yán)重污染(空氣質(zhì)量指數(shù)大于200)的信息時(shí),空氣凈化系統(tǒng)使用濕式凈化裝置和干式凈化裝置凈化環(huán)境中的污染物;當(dāng)空氣質(zhì)量指數(shù)小于或等于190時(shí),將禁用濕式凈化裝置。此外,當(dāng)系統(tǒng)收到室外環(huán)境下雨或風(fēng)速高(風(fēng)速超過(guò)5.5米/秒)的信息時(shí),濕式凈化模塊將自動(dòng)禁用。
5多功能智慧路燈的設(shè)計(jì)思路
5.1設(shè)計(jì)定位
1)模塊化設(shè)計(jì)方便裝卸,能實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)景配置,方便更換燈頭和增減掛載設(shè)備。2)集成程度高集成多種信息設(shè)備、技術(shù)創(chuàng)新復(fù)合應(yīng)用。3)內(nèi)部結(jié)構(gòu)規(guī)整強(qiáng)弱電設(shè)備分倉(cāng)安裝走線,布局緊湊合理。4)道路交通信號(hào)輔助給行人和車輛提供交通警示,保障出行安全。5)外觀符合地方特色根據(jù)地方文化添加圖案,突出特色。
5.2尺寸設(shè)計(jì)
根據(jù)整桿各部件的布局和內(nèi)部硬件的大小,整機(jī)尺寸設(shè)計(jì),桿體總高12m,下段是正八棱桿體,壁厚5mm,中上段由4根方桿組成,頂部有法蘭盤,尺寸為400mm×400mm,用于安裝固定基站,燈桿底部法蘭盤尺寸為600mm×600mm,厚度為18mm,安裝孔距為φ424mm。
5.3材料工藝
材料采用低碳鋼Q235Q型,通過(guò)大型折彎?rùn)C(jī)一次折彎成型。桿體內(nèi)外壁通過(guò)熱鍍鋅防腐工藝處理,桿體表面使用室外用聚酯塑粉噴塑上色。
結(jié)束語(yǔ)
隨著智能路燈、多功能路燈系統(tǒng)技術(shù)與應(yīng)用的不斷發(fā)展,以及多功能路燈相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)等的發(fā)布與實(shí)施,我們相信智能路燈、多功能路燈將在智慧城市建設(shè)中發(fā)揮更多更有價(jià)值的作用。
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