上海市杨浦区智能微枢纽的设计及建设方案

李文鹏，李 龙，王 聚，孙凯君

(上海罗曼照明科技股份有限公司，上海 200082)

上海市杨浦区智能微枢纽的设计及建设方案

李文鹏，李 龙，王 聚，孙凯君

(上海罗曼照明科技股份有限公司，上海 200082)

智能微枢纽或道路照明灯杆的综合利用，是发展智慧城市的重要内容。我们利用灯杆，在完成其基本照明功能的同时，使其承担其他公共服务功能，减少道路设施的重复公共经费投入，为智慧照明、绿色减排、网络互连互通、公共安全监控、园区信息发布、新能源汽车充电和商业推广系统等诸多领域提供新型设施和便利条件。

智慧城市；智能微枢纽；照明灯杆；综合利用；智能照明

引言

上海市杨浦区位于上海中心城区东北部，地处黄浦江下游西北岸，与浦东新区隔江相望。杨树浦港纵贯区境南北，杨浦即以此演变得名。杨浦区经济实力十分强劲，其坐拥上海四大城市副中心之一的江湾五角场，另外具有上海第三代国际社区新江湾城、产值丰厚的环同济-复旦-上海财大知识经济圈及其专业化的创客中心，以及世界500强汇集的大连路总部研发集聚区。

结合上海市杨浦区的综合化区域特点，并重点把握江湾五角场地区的实际商业、办公、餐饮、休闲娱乐以及交通(地铁重点枢纽)等的多重特点，本次杨浦区智能微枢纽的设计和建设采用了多标准、多功能架设的特点，重点落实如下功能方案：①以LED路灯为区域照明应用，实现节能照明、绿色减排。②采用智能摄像探头和监控录像设备，使得区域内公共安全达到远程后台平台可监控和可查询的功能。③通过浏览发布屏幕，实现界面化发布功能，使得人员可直观感受智能微枢纽信息化发布功能。④通过操作触摸屏模块，实现周边人员可实时获取周边实际环境情况，包括天气、交通、租车、餐饮等等。⑤通过实体按键，实现一键叫车和一键后台呼叫功能，完善对于各类无触屏操作经验人群的实时对讲、打车和求助功能。

本次项目根据微枢纽实际摆放位置处于人行道，重点为方便周边行人户外便利化的功能原则定位，因而未采用电动汽车充电桩以及环境扬尘监控等功能模块。

在此基础上，本智能微枢纽采用了多重设计标准以及借鉴了国内外多类设计方案[1-4]。实现本智能微枢纽设计中基于上述功能的多重线路设计(供电线路、信息网络线路等)、多重功能模块分类分腔隔离设计以及散热设计、防雷设计、接地设计以及远程智能控制管理设计等。

1 智能微枢纽总体系统架构设计

智能微枢纽是综合性的整体化系统，既包含了前端各个智能微枢纽及其配接的各种功能设备，还通过通信链路对接包括为各个智能微枢纽服务的后端服务系统及数据库(简称 “后台系统”)，并通过后端服务软件系统与前端各类设计内嵌的通信协议、服务软件接口及驱动程序等合成一体，综合化的实现各类实际需求功能，使各类客户可以使用各类服务端设备(如移动端手机或固定端PC)，按权限登录操作，完成各类功能化的服务，智能微枢纽系统构架如图1所示。

图1 智能微枢纽系统架构图Fig.1 Overall system design of intelligent outdoor lighting facility

具体整体化系统包括：

1)前端功能层：即前述的各类网络化设备或其他通信协议对接设备，实现照明节能、网络互通、视频安防、市政交通查询、公共流媒体发布、按键呼叫及按键叫车等各类功能。

2)前端通信层：前端设备的局域网IP设定，并实现数据交换后的端口存储-转发及路由选择，链接进入公共网络。本项目微枢纽采用二级交换机设备，使各类功能模块网口设定局域网IP地址(192.168.1.XX)后接入局域网交换机，并通过LAN口接入4G路由器之中，通过4G路由接入互联网公共网络之中。

3)通信传输层：借助公共通信服务设施，完成前端信息与后端DNS域名服务器之间或其他Web服务器之间的连接。其中各个功能模块都独立访问对应的域名服务器。

4)数据平台层：即后台系统，以独立建立的DNS域名为载体，包括软件服务器、设备服务器、用户服务器、负载均衡器、缓冲服务器及数据库服务器集群等，并借助硬件防火墙等设备实现综合后台系统；

5)后端应用层： 综合的实现在客户端固定式台式电脑的用户显示及管理操作界面，由本服务器BS架构的网页化服务界面提供其对应功能。

通过该层次化的设计结构，智能微枢纽的多功能设计功能模块，可以完成从前端设备到后台服务器的有效连接，便于后台服务器的管理和控制，也同时为后台服务器对前端设备提供信息打通渠道。其中在本项目之中，包括安防摄像探头、安防录像机、灯光控制模块、流媒体显示模块、按键呼叫模块等均接入独立建立的云服务器集群之中分别对接。

2 智能微枢纽的结构设计

智能微枢纽外观采用路灯造型设计，同时为了满足人行道的综合需求，又结合了庭院灯的设计高度和要求。产品总体高度3.74 m，照明高度3.6 m，通过40 W照明LED模组提供高效照明(LED模组光效大于80 lm/W，CRI大于70，色温5 000 K)。

在采用LED照明的同时，照明模组也通过程控模块实现了远程控制。可远程设定每日/每周的定时开关灯时间，并可获取LED模组DC端的电流电压检测数值，按5 s周期发送后台，真正实现准确程控及检测LED产品情况的效果[5-8]。

图2 智能微枢纽结构设计Fig.2 Architechture design of intelligent outdoor lighting facility

同时，微枢纽的安防探头采用200万像素高清球机，可360°环绕拍摄周边环境情况，安装高度在3.7 m高度，较为完整的俯视照明灯范围下10 m×10 m的区域情况；而流媒体发布屏(微枢纽上屏幕)采用19寸高亮带日光感应液晶屏，采用720×1 280像素，提供高清视频及画面发布，并结合广播发生器，提供微枢纽流媒体语音及画面的实时发布；而触屏模块采用19寸红外触摸框结合19寸高亮带日光感应液晶屏，实现了人员操作查询功能。其中流媒体上屏中心安装高度在1.75 m，方便周边行人距离微枢纽1.5 m远处即可平视查看流媒体内容(并可获听音频声音)；而触屏模块中心安装高度在1.4 m，方便身高在1.5～1.85 m身高的人员皆可无障碍的在微枢纽0.3 m处操作该触屏。

3 智能微枢纽的电力设计

智能微枢纽中，带“T”标识表示该设备仅每日定时开启，无需全天24 h使用；带“S”标识表示该设备仅动作时耗电，非动作时可忽略不计；带“D”标识待机状态(功耗)，带“O”是运行时(功耗)。路灯按40 W及60 W轮廓灯带计算(光源+驱动)，按夜间开启10 h计算(可调整配置)；工控机(含双屏)日间及夜间部分开启，开启时间20 h；其余各个模块均实时24 h开启。另外，风机装置，用于对于高亮液晶的高温散热设备，可通过后台根据实际天气温度实时开关。

表1 智能微枢纽电力供应

4 结语

智能微枢纽是上海市杨浦区重点建设的户外多功能化基础设施，其建设目的即在于通过多功能应用模块嫁接于“类路灯”产品之中，完善多功能单灯杆嫁接的设计理念，帮助未来城市发展进一步减少户外设施多杆林立的现状。同时，更加重要的是，通过先进的功能模块及功能理念，将流媒体发布、触屏查询、按键呼叫和打车等新增功能嫁接于微枢纽之内，方便杨浦区环五角场地区的周边人员的各类户外需求。

图3 智能微枢纽实际项目产品Fig.3 Real product of intelligent outdoor lighting facility

[1] 孔繁宇，崔健博，邹同元，等. 基于地上地下数据的智慧照明信息系统总体设计[J]. 照明工程学报，2015，26(5)：14-18.

[2] 徐俊，林俊，王强，等. 浅谈上海智慧路灯试点应用分析[J]. 光源与照明，2016(1)：25-27.

[3] 庄晓波，李文鹏，杨樾. 智慧路灯标准体系框架研究[J]. 照明工程学报，2016，27(4)：12-20.

[4] 施晓红，庄晓波，虞再道，等. 智能灯具及其标准的现状和研究[J]. 照明工程学报，2016，27(1)：71-76.

[5] 周太明. 照明设计——从传统光源到LED[M]. 上海：复旦大学出版社，2016.

[6] 陈超中，施晓红，杨樾，等. LED灯具标准体系建设研究(上)[J]. 中国照明电器，2010(1)：31-35.

[7] 陈超中，施晓红，杨樾，等. LED灯具标准体系建设研究(下)[J]. 中国照明电器，2010(2)：35-38，42.

[8] LED照明控制系统标准化综述：CSA/TR 001-2014[R]. 国家半导体照明工程研发及产业联盟，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