智慧路燈標準體系框架研究

莊曉波，李文鵬，楊 樾

(1.上海時代之光照明電器檢測有限公司，上海 201114；2.上海羅曼照明科技股份有限公司，上海 200082)

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智慧路燈標準體系框架研究

莊曉波1，李文鵬2，楊 樾1

(1.上海時代之光照明電器檢測有限公司，上海 201114；2.上海羅曼照明科技股份有限公司，上海 200082)

本文介紹了智慧路燈的應用和國內外標準現狀，并對智慧路燈照明子系統(tǒng)、顯示屏子系統(tǒng)、光伏子系統(tǒng)、充電樁子系統(tǒng)、傳感器子系統(tǒng)、音視頻子系統(tǒng)、通信子系統(tǒng)、軟件子系統(tǒng)、電磁兼容和現場驗收等進行標準梳理，最后探討了智慧路燈標準體系框架。

智慧照明；智慧路燈；標準體系框架

引言

作為智慧城市的重要組成部分，智慧照明是智慧城市的公共服務應用項目之一，將其更好地融合到智慧城市建設的大潮中，具有重要意義。智慧照明是綜合計算、網絡、物理環(huán)境的多維復雜系統(tǒng)，具備全新城市照明系統(tǒng)CityPad的功能，并融合微基站、視頻探頭、多媒體屏、信息交互屏、太陽能光伏、傳感器以及LED照明于一體。

而照明與通信的結合，甚至與傳感器、物聯網等的結合，都是嶄新的課題。多領域的交叉融合，帶來了一系列的問題，如組件間的通信和接口標準以及相應的測試標準等。智慧照明標準體系尚未建立，國內外都沒有相應的系列標準，這就需要我們研究構建相應的標準體系，確立標準框架，使各類智慧照明產品的質量能從安全、性能和電磁兼容等方面進行科學合理的評價，為智慧照明行業(yè)健康發(fā)展建立標準方面的技術基礎。

本文將著重探討智慧照明的室外應用——智慧路燈的標準體系框架。

1 智慧路燈的應用現狀

通過路燈改造，將大功率的高壓鈉燈路燈改造成節(jié)能的LED路燈，并在LED路燈上增加一個單燈控制器，通過PLC(電力線載波)或ZigBee協(xié)議，可以將所有的路燈進行信息化管理，實現巡檢和防盜功能，如圖1所示。用戶使用電腦、iPad或手機終端通過因特網來控制路燈中央控制管理系統(tǒng)(簡稱中央控臺)，中央控臺再通過因特網和GPRS網絡把指令發(fā)給集中控制器(簡稱集中控臺)，集中控臺再通過ZigBee無線協(xié)議或PLC有線協(xié)議控制旗下的每盞LED路燈(如圖1(b)所示，三層架構)。中央控臺也可以直接通過3G或4G網絡將指令發(fā)送到每盞路燈(如圖1(a)所示，兩層架構)。從而后臺可以對LED智能路燈實現開關控制、調光控制(PWM或0～10V調光)、巡檢、自由編組、地圖指引、按天文時鐘自動運行、故障報警、偷盜報警和遠程抄表等功能[1]。這是智慧路燈的初級階段，也是如今應用最多的工程案例。

圖1 智慧路燈系統(tǒng)示意圖(初級階段)Fig.1 Schematic diagram of smart pole (primary stage)

路燈作為規(guī)則分布的城市基礎設施，是分布在城市中最廣泛、最均勻的物聯網，有望成為智慧城市最重要的載體。如圖2所示，在智慧主燈上搭載充電樁、微基站、信息屏、攝像頭、RFID電子標簽和光伏電池板等，在智慧輔燈上加載通信子系統(tǒng)和多種傳感器，通過PLC/Zigbee/6Lowpan等協(xié)議連接成網，再通過4G或光纖把數據傳輸到后臺，可以實現小到對窨井蓋監(jiān)測，大到整個城市景觀效果、園林綠化灌溉控制；上到道路交通狀況，下到地下管網安全、城市排澇的全方位檢測與控制；真正把智慧城市建設落到實處。這是智慧路燈的高級階段，目前處于快速發(fā)展期。

需要說明的是，隨著人們健康意識和對無線上網速度要求的提高，“鄰避效應”擴展，部分宏基站將被微基站取代，帶有微基站的智慧路燈本身就是4G/5G網絡的載體。

2 國內外智慧路燈標準現狀

2.1 國際智慧路燈標準現狀

1)IEC。國際上，2014年11月IEC/TC34/AG2在東京向TC34提交了改組組織架構的建議；TC34技術委員會采納了如下的建議，即在原有的SC 34A(燈)、SC 34B(燈頭&燈座)、SC 34C(附件)、SC 34D(燈具)的4個分委會的基礎上，新增第5個分委會SC 34E(智慧照明系統(tǒng))，如圖3所示。

由于SC 34E分委會需要IEC各成員國投票表決，行政審批時間長；IEC TC34又成立了AG4工作組開展智慧照明標準化相關工作，AG4關于智能燈具和智能照明系統(tǒng)的定義(征求意見稿)如下：①intelligent luminaire(智慧燈具)：luminaire equipped with components that have sensing, communication, and processing capability(智慧燈具是配備了具有傳感、通信和處理能力的組件的燈具)；②intelligent lighting system(智慧照明系統(tǒng))：collection of one or more intelligent luminaires together with one or more controlling devices(智慧照明系統(tǒng)是一個或多個智慧燈具與一個或多個控制裝置的組合)。

圖2 智慧路燈系統(tǒng)示意圖(高級階段)Fig.2 Schematic diagram of smart pole (advanced stage)

圖3 IEC TC34新架構Fig.3 The new structure of IEC TC34

2016年5月，IEC T34 AG4在華盛頓召開了第二次工作組會議。會議最終確定《照明系統(tǒng) 術語和定義》、《自適應照明系統(tǒng)光源待機功率的測試》、《照明系統(tǒng) 一般要求》和《用于具體應用領域的照明系統(tǒng)標準開發(fā)指南》4項標準提案作為優(yōu)先啟動項目開展預研籌備工作，其中3項提案來自中國。

2)ISO。2016年4月，國際標準化組織ISO/TC 274光與照明技術委員會通過投票正式同意建立ISO/TC 274/WG2(第二工作組)，該工作組秘書處設在中國建筑科學研究院，由中國管理。ISO/TC 274/WG2工作組將重點開展ISO 21274 《Light and Lighting —Commissioning Process of Adaptive Lighting Systems》(光與照明——智能照明系統(tǒng)調試方法)的編制工作，并將與來自奧地利、加拿大、荷蘭、德國等11個國家共同研究探討未來國際智能照明領域相關標準化工作。2016年6月，ISO/TC274/WG 2第一次全體會議在意大利都靈召開。會上各國專家重點討論了ISO/PWI 21274名稱、范圍，以及智能照明術語、定義以及標準化工作路線等問題。

3)國際其他組織。國際上還有一些組織在積極推動智慧照明的發(fā)展，如互聯照明聯盟TCLA(The Connected Lighting Alliance)，該組織并不參與制定標準，而是采納已有的開放標準來支持無線照明解決方案的全球普及和發(fā)展，推薦ZLL(ZigBee Light Link)協(xié)議用于路燈，推薦Thread協(xié)議用于樓宇照明。如成立于2012年的TALQ聯盟，其旨在建立一個可在全球范圍內接受的用于室外照明的中央控制管理系統(tǒng)軟件接口協(xié)議，目前已發(fā)布TALQ技術規(guī)范1.0.2版本。再如Fairhair聯盟，其旨在指導和簡化樓宇中照明和樓宇自控生態(tài)系統(tǒng)向物聯網技術的轉化，并消除關于IT基礎設施、安全性和兼容性方面的擔憂。Fairhair聯盟的六家發(fā)起成員——飛利浦照明、路創(chuàng)、西門子、歐司朗、思科和芯科科技意識到單個的樓宇系統(tǒng)服務公司很難打破當前存在的不同的樓宇服務通信標準之間的藩籬，行業(yè)更加需要跨領域的通力合作來打造通用的IT和IoT技術，以適合當今樓宇服務中的主流通信標準。Fairhair聯盟并不創(chuàng)建新的或附加的應用層協(xié)議，相反，Fairhair聯盟與主流的生態(tài)系統(tǒng)如BACnet、KNX和ZigBee緊密合作，以使這些技術轉化為IoT技術。Fairhair的解決方案將使用支持IPv6的網絡技術，如802.15.4網狀網絡(mesh network)，Wi-Fi和以太網。Fairhair聯盟的長期愿景是實現一種低成本、高安全性的基于IP的統(tǒng)一網絡基礎架構，并將其作為可互操作的照明和樓宇自動化系統(tǒng)的基礎。

2.2 國內智慧路燈標準現狀

國內也有相關標準發(fā)布，如中國電力企業(yè)聯合會(CEC)發(fā)布了6項國家標準：《路燈控制管理系統(tǒng) 總則》(征求意見稿)；《路燈控制管理系統(tǒng) 主站技術規(guī)范》(征求意見稿)；《路燈控制管理系統(tǒng) 通信協(xié)議》(征求意見稿)；《路燈控制管理系統(tǒng) 路燈控制器技術規(guī)范》(征求意見稿)；《路燈控制管理系統(tǒng) 路燈控制管理終端技術規(guī)范》(征求意見稿)；《路燈控制管理系統(tǒng) 安全防護技術規(guī)范》(征求意見稿)。住房和城鄉(xiāng)建設部發(fā)布了CJJ/T 227—2014 《城市照明自動控制系統(tǒng)技術規(guī)范》；國家半導體照明工程研發(fā)及產業(yè)聯盟(CSA)發(fā)布了：CSA 018—2013《LED公共照明智能系統(tǒng)接口應用層通信協(xié)議》；CSA/TR 001—2014《LED照明控制系統(tǒng)標準化綜述》；CSA 040—201X《家居智能照明設備無線通信模塊接口規(guī)范》(征求意見稿)；CSA 041—201X 《家居智能照明設備功能屬性規(guī)范》(征求意見稿)；CSA/TR 003—201X《家居智能照明系統(tǒng)架構及互聯互通技術》(征求意見稿)；CSA/TR 004—201X《LED智能家居互聯照明控制協(xié)議技術報告》(征求意見稿)；CSA 045—201X《智能照明體系構架與技術參考模型》(提案)。上海市城鄉(xiāng)建設和交通委員會發(fā)布了DG/TJ 08-2182—2015 《道路LED照明應用技術規(guī)范》。深圳市LED產業(yè)標準聯盟發(fā)布了：SQL/LSA 004.1—2011 《LED路燈智能照明技術規(guī)范 第1部分：控制系統(tǒng)》；SQL/LSA 004.2—2012 《LED路燈智能照明技術規(guī)范 第2部分：電力線載波控制子系統(tǒng)》；SQL/LSA 004.3—2011 《LED路燈智能照明技術規(guī)范 第3部分：應用層通信協(xié)議》；SQL/LSA 004.4—2011《LED路燈智能照明技術規(guī)范 第4部分：信息安全》。國家照明電器質檢中心技術聯盟(CALT)發(fā)布了CALT 004—2016《道路LED照明智能控制系統(tǒng)技術規(guī)范》(報批稿)。

3 智慧路燈各子系統(tǒng)標準現狀研究

目前，智慧路燈處于快速發(fā)展期，現階段示范的產品已是照明、顯示屏、光伏、充電樁、傳感器、通信和軟件等產業(yè)的跨界合成。未來還將實現硬件可植入、軟件可疊加、應用可拓展等，并可能向更大的領域延伸，如智慧醫(yī)療、智慧金融、智慧體育等。由于智慧路燈相關技術和市場尚處在不斷地發(fā)展變化中，加上跨越多個領域和需要有關管理部門的制度支撐等問題，標準化工作難度很大。上述的多個組織制定的有關智慧照明的標準都各有側重點，智慧照明標準是碎片化的。本節(jié)將對智慧路燈主要的幾個子系統(tǒng)進行標準梳理。

3.1 照明子系統(tǒng)

照明子系統(tǒng)的相關標準見表1，可以分為安全標準、電磁兼容標準、性能標準(主要考核LED路燈的光學性能和燈具效能等)、環(huán)境標準、現場檢測(對道路的平均亮度、亮度總均勻度、亮度縱向均勻度、平均照度、照度均勻度、眩光、環(huán)境比以及功率密度等提出要求)和綜合標準。

3.2 顯示屏子系統(tǒng)

顯示屏子系統(tǒng)的相關標準見表2，可以分為安全標準、電磁兼容標準、性能標準(主要針對顏色)、環(huán)境標準(包括防水、防塵，高低溫，振動，跌落和鹽霧等)和綜合標準。目前，缺乏標準對智慧路燈用顯示屏的尺寸和最大亮度等進行限定。

表1 照明子系統(tǒng)相關標準Table 1 The related standards of lighting subsystem

表2 顯示屏子系統(tǒng)相關標準Table 2 The related standards of display subsystem

3.3 光伏子系統(tǒng)

光伏子系統(tǒng)的相關標準有以下6個：CQC 1602—2013《光伏電源供電的LED道路和街路照明系統(tǒng)認證技術規(guī)范》；GB/T 9535—1998《地面用晶體硅光伏組件設計鑒定和定型》；GB 24460—2009《太陽能光伏照明裝置總技術規(guī)范》；GB/T 26849—2011《太陽能光伏照明用電子控制裝置性能要求》；IEC 61730—2:2004《光伏(PV)組件安全鑒定第2部分：技術要求》；IEC 62124:2004《獨立光伏系統(tǒng)——設計驗證》。

其中，GB 24460—2009標準要求，整體結構具有足夠的強度承受10級風荷載試驗，裝置防護等級應大于IP54，4 m以上高度的燈桿應具有良好的防雷和接地保護措施，接地電阻應小于30 Ω，帶電體與金屬部件之間絕緣電阻應大于2 MΩ, 箱體需設計成使用專用工具才能打開的結構[2]。

3.4 充電樁子系統(tǒng)

充電樁子系統(tǒng)的相關標準有以下5個：GB/T 18487.1—2015《電動汽車傳導充電系統(tǒng) 第1部分：通用要求》；GB/T 20234.1—2015《電動汽車傳導充電用連接裝置 第1部分：通用要求》；GB/T 20234.2—2015《電動汽車傳導充電用連接裝置 第2部分：交流充電接口》；GB/T 20234.3—2015《電動汽車傳導充電用連接裝置 第3部分：直流充電接口》；GB/T 27930—2015《電動汽車非車載傳導式充電機與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議》。

3.5 傳感器子系統(tǒng)

目前，用于智慧路燈的傳感器主要有MEMS(微機電系統(tǒng))傳感器、光敏傳感器、紅外傳感器、超聲波傳感器和溫濕度傳感器等，相關的標準并不齊全，主要有以下7個標準：

GB/T 7665—2005《傳感器通用術語》；GB/T 30269.2—2013《信息技術 傳感器網絡 第2部分術語》；GB 10408.5—2000《入侵探測器 第五部分-室內用被動紅外線探測器》；GB 10408.6—2009《微波和被動紅外復合入侵探測器》；GB/T 30269.701—2014《信息技術 傳感器網絡第701部分：傳感器接口：信號接口》；GB/T 15478—2015《壓力傳感器性能試驗方法》；GB/T 15768—1995《電容式濕敏元件與濕度傳感器總規(guī)范》。

3.6 音視頻子系統(tǒng)

音視頻子系統(tǒng)的相關標準有以下4個：GB 8898—2011 《音頻、視頻及類似電子設備 安全要求》；GB 20815—2006 《視頻安防監(jiān)控數字錄像設備》；YD/T 1666—2007《遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的安全技術要求》；YD/T 1806—2008 《基于IP的遠程視頻監(jiān)控設備技術要求》。

3.7 通信子系統(tǒng)

智慧路燈通信，從通信接入方式上，可以分為有線通信方式和無線通信方式。有線通信主要方式為：PLC，DALI，DMX512，KNX/EIB，BACNet，RS-485和Ethernet。無線通信主要方式為：ZigBee，WiFi，Buletooth，EnOcean，UWB，NFC和IrDA[3-4]。本節(jié)主要對以下常用的10個通信協(xié)議的標準(或者稱之為通信規(guī)范)和5個自定義的通信協(xié)議進行梳理：

1)PLC(電力線載波):GB/Z 20177.1—2006《控制網絡LONWORKS技術規(guī)范 第1部分：協(xié)議規(guī)范》；GB/Z 20177.2—2006 《控制網絡LONWORKS技術規(guī)范 第2部分：電力線信道規(guī)范》；GB/Z 20177.3—2006 《控制網絡LONWORKS技術規(guī)范 第3部分：自由拓撲雙絞線信道規(guī)范》；GB/Z 20177.4—2006 《控制網絡LONWORKS技術規(guī)范 第4部分：基于隧道技術在IP信道上傳輸控制網絡協(xié)議的規(guī)范》；

2)DALI(數字可尋址照明接口)：DALI 1：GB/T 30104系列(共12個)，等同采用IEC 62386 1.0版本；DALI 2：IEC 62386 2.0版本，目前已發(fā)布4個標準(相應的國標正在修訂中)，分別是：IEC 62386—101:2014 《數字可尋址照明接口 第101部分：一般要求 系統(tǒng)組件》；IEC 62386—102:2014 《數字可尋址照明接口 第102部分：一般要求 控制裝置》；IEC 62386—103:2014 《數字可尋址照明接口 第103部分：一般要求 控制設備》；IEC 62386—201:2015 RLV 《數字可尋址照明接口 第201部分：控制裝置的特殊要求 熒光燈(設備類型0)》；其他標準如209 顏色控制和303 感應傳感器等還在報批中；

3)DMX512(美國舞臺燈光協(xié)會發(fā)布的一種燈光控制器與燈具設備進行數據傳輸的標準)：WH/T 32—2008《DMX 512-A燈光控制數據傳輸協(xié)議》；

4)KNX: GB/T 20965—2013《控制網絡HBES技術規(guī)范 住宅和樓宇控制系統(tǒng)》；

5)BACNet(樓宇自動控制網絡數據通信協(xié)議): GB/T 28847.1—2012《建筑自動化和控制系統(tǒng) 第1部分：概述》；GB/T 28847.2—2012 《建筑自動化和控制系統(tǒng) 第2部分：硬件》；GB/T 28847.3—2012 《建筑自動化和控制系統(tǒng) 第3部分：功能》；

6)RS-485: TIA/EIA-485-A《485總線標準》；

7)Ethernet: IEEE 802.3, IEEE 802.11以太網系列標準，無線局域網系列標準；

8)ZigBee：IEEE 802.15.4通信協(xié)議，GB/T 15629.15—2010 《信息技術 系統(tǒng)間遠程通信和信息交換局域網和城域網 特定要求 第15部分：低速無線個域網(WPAN)媒體訪問控制和物理層規(guī)范》(修改采用IEEE 802.15.4：2006)；

9)WiFi：IEEE 802.11a/b/g/n通信協(xié)議；無應用層協(xié)議；Allseen聯盟成立智能照明工作組，正在定義應用層協(xié)議；

10)Bluetooth: IEEE 802.15.1：物理層和MAC層規(guī)范；無應用層協(xié)議。

5個自定義通信協(xié)議：TALQ技術規(guī)范1.0.2版《中央控制管理系統(tǒng)軟件接口協(xié)議》；中國電力企業(yè)聯合會(CEC)發(fā)布的國家標準 《路燈控制管理系統(tǒng) 通信協(xié)議》(征求意見稿)；CJJ/T 227—2014《城市照明自動控制系統(tǒng)技術規(guī)范 附錄A城市照明自動控制系統(tǒng)通信協(xié)議要求》；CSA 018—2013《LED公共照明智能系統(tǒng)接口應用層通信協(xié)議》；深圳市LED產業(yè)標準聯盟發(fā)布的SQL/LSA 004.3—2011《LED路燈智能照明技術規(guī)范 第3部分：應用層通信協(xié)議》。

3.8 軟件子系統(tǒng)

軟件子系統(tǒng)大體可分為嵌入式軟件和管理服務平臺。關于嵌入式軟件，相關標準主要有如下4個：GB/T 28169—2011《嵌入式軟件 C語言編碼規(guī)范》；GB/T 28171—2011《嵌入式軟件可靠性測試方法》；GB/T 28172—2011《嵌入式軟件質量保證要求》；GB/T 30961—2014《嵌入式軟件質量度量》。位于后臺的管理服務平臺是整個智慧路燈系統(tǒng)的大腦，它通過對智慧路燈采集而來的大數據進行分析處理，可以有效地應對城市管理中節(jié)能環(huán)保、道路交通、市民服務等諸多公共問題，甚至協(xié)助打擊犯罪。智慧更多地體現在軟件上。

國際上，大公司不但重視智慧路燈的硬件投入，更加重視軟件的開發(fā)，如Philips建立了CityTouch云平臺，GE建立了Predix云平臺，并在網絡安全方面投入大量的人力和物力，寄希望于基于云平臺的大數據挖掘來提供服務，如GE在圣地亞哥的智慧路燈項目已提供實時交通信息、停車引導和槍聲檢測等服務。與國際大公司相比，國內的智慧照明公司重視硬件的投入，不太重視后臺的軟件，尤其是安全考量和研發(fā)投入較少。這些智慧路燈產品在大范圍投入市場后，可能會被安全漏洞摧毀，且漏洞一旦暴露，后期的修復升級成本極高。

2016年央視3·15晚會上揭露大批智能硬件安全漏洞，如大疆無人機被劫持、智能樓宇系統(tǒng)被惡搞、智能家居被隨意控制、智能攝像頭使用戶隱私全無和智能POS機盜刷銀行卡等。這部分曝光非常有前瞻性，把智能設備的安全隱患擺到消費者面前，不僅是給這個領域的公司、創(chuàng)業(yè)者以及嘗鮮的用戶提了個醒，也給這個飛速發(fā)展智能硬件行業(yè)扎了一針預防針。

關于網絡安全，相關標準主要有如下10個：GB/T 25068.1—2012 《信息技術 安全技術 IT網絡安全 第1部分：網絡安全管理》；GB/T 25068.2—2012《信息技術 安全技術 IT網絡安全 第2部分：網絡安全體系結構》；GB/T 25068.3—2010《信息技術 安全技術 IT網絡安全 第3部分：使用安全網關的網間通信安全保護》；GB/T 25068.4—2010《信息技術 安全技術 IT網絡安全 第4部分：遠程接入的安全保護》；GB/T 25068.5—2010《信息技術 安全技術 IT網絡安全 第5部分：使用虛擬專用網的跨網通信安全保護》；GB/T 20270—2006《信息安全技術網絡基礎安全技術要求》；GB/T 25069—2010《信息安全技術術語》；GB/T 2887—2000《電子計算機場地通用規(guī)范》；GB/T 29234—2012《基于公用電信網的寬帶客戶網絡安全技術要求》；SQL/LSA 004.4—2012《LED路燈智能照明技術規(guī)范 第4部分：信息安全》。

3.9 電磁兼容

電磁兼容包括了諧波、電壓波動和閃爍、無線電騷擾特性的限值和測量方法、抗擾度、靜電放電抗擾度、浪涌抗擾度和射頻場感應的傳導騷擾抗擾度等項目。目前，智慧路燈的各個硬件子系統(tǒng)都有相應的EMC標準，但缺少整機的EMC標準。

3.10 現場驗收

1)燈桿。燈桿相關標準有2個：QB/T XXXXX—201X 《燈桿 第1部分：一般要求》(報批稿)；QB/T XXXXX—201X 《燈桿 第2部分：鋼質燈桿》(報批稿)。以上2個燈桿標準主要對燈桿的機械性能進行考核，如尺寸及公差、檢修門耐沖擊性能、外殼防護等級、抗風和耐腐蝕等。

2)設計。設計相關標準有5個：CJJ 45—2015《城市道路照明設計標準》；CJJ/T 227—2014《城市照明自動控制系統(tǒng)技術規(guī)范》；CJJ 89—2012《城市道路照明工程施工及驗收規(guī)程》；DG/TJ 08-2182—2015《道路LED照明應用技術規(guī)范》；DG/TJ 08-2033—2008《道路隧道設計規(guī)范》。

4 智慧路燈標準體系框架探討

智慧路燈是跨界融合的復雜系統(tǒng)，標準體系尚未建立，本節(jié)在梳理智慧路燈各子系統(tǒng)標準現狀的基礎上，參考照明行業(yè)[5-11]和其他行業(yè)[12-14]的標準體系以及相應的國家標準[15]，提出了智慧路燈系統(tǒng)標準體系框圖，如圖4所示。

圖4 智慧路燈系統(tǒng)標準體系框圖Fig.4 The standard system framework of smart pole

由于智慧路燈融合了微基站、視頻探頭、多媒體屏、信息交互屏、太陽能光伏、傳感器以及LED照明于一體，智慧路燈系統(tǒng)是跨領域的多維復雜系統(tǒng)，具備全新城市照明系統(tǒng)CityPad的功能，是智慧城市的重要載體，這就涉及多部門的管理協(xié)調，因此智慧路燈系統(tǒng)標準急需強有力的外部支撐。如顯示屏是否能放置在主干道的路燈上，屏幕尺寸和最大亮度的要求是什么這都需要管理部門給出明確的規(guī)范。如智慧路燈底部箱體安裝空間較為局促，需制定相應標準將底部箱體進行分倉設計，高低壓設備和線路進行分倉安置，保證設備和檢修人員的安全[16]。

對于智慧路燈系統(tǒng)的基本功能，至少應有遠程控制、故障報警和巡檢功能。對于評價指標，應從節(jié)能、健康、安全和舒適等角度來綜合考量，如系統(tǒng)效率、中間視覺效應和光生物效應等。對于子系統(tǒng)的內部支撐，應對多功能燈桿的機械強度進行考核，并規(guī)范各子系統(tǒng)的電源線(如220V AC和12V/24V DC等)和控制線，以及子系統(tǒng)之間交互的接口協(xié)議、接線和測試方法等，再對組件間的電磁兼容進行測試。對于現場驗收，應對智慧路燈的基本功能進行測試，并對系統(tǒng)可靠性和網絡可靠性進行考核，如通信丟包率、無線同頻干擾和中繼測試等。對于管理，可以分成設施監(jiān)控、設施管理、生產管理、亮燈策略管理和監(jiān)控數據管理等，服務于路燈行業(yè)管理部門以及行政管理部門等用戶[17]。對于大數據采集、分析、處理，大數據可以包括溫度、濕度、光照、電壓、電流、PM2.5、噪聲、雨量、風速、車流、地震、地下管網、窨井蓋等。

5 結束語

智慧路燈已成為智慧城市的重要發(fā)展趨勢，而智慧路燈的建設是一項長期的、復雜的系統(tǒng)工程，從技術上來看，智慧路燈是多學科多領域交叉融合的產品；從管理上來看，它涵蓋市政、交通、公共安全、環(huán)境和照明等多個方面；從服務上來看，它可以提供大數據采集分析處理、公共信息發(fā)布、導航定位和無線上網服務。其中，標準化是支撐智慧路燈建設的重要手段，標準化可以有效規(guī)范智慧路燈的規(guī)劃、設計、建設、運行及設備制造，促進技術的產業(yè)化和商業(yè)化，避免資源浪費和重復投入。

值得一提的是，標準體系的編制是動態(tài)的，雖然目前的標準體系框架考慮了近期和長遠的需求，但隨著技術的不斷發(fā)展，也應該實時進行適當的調整，這樣才能不斷完善。

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Research on the Standard System Framework of Smart Pole

ZHUANG Xiaobo1, LI Wenpeng2, YANG Yue1

(1.ShanghaiAlphaLightingEquipmentTestingLtd.,Shanghai201114,China; 2.ShanghaiLuomanLightingTechnologiesInc.,Shanghai200082,China)

The application of smart pole and international and domestic standards are described in this article. The standards of subsystem of smart pole have been sorted out, such as lighting, display, PV, charging stake, sensor, audio & video, communication, software, EMC and field inspection. And then, the standard system framework of smart pole has been inquired.

intelligent lighting; smart pole; standard system framework

TM923

A

10.3969j.issn.1004-440X.2016.04.003