三網合一工程在智慧城市建設中的應用

秦祖銘　晏劍輝

摘 要 研究將電力線載波技術應用到智慧城市中的路燈工程、天網工程、交通工程三個公共管理項目，實現三網合一。其主要目的是提高網絡利用率，減少城市蜘蛛網絡現象，美化城市建設面貌，有很好的經濟效益和節能效果。

關鍵詞 三網合一 電力載波 PLC

中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2017.04.073

Abstract In this paper， the power line carrier technology is applied to three public management projects， such as street lamp project， Skynet project and traffic engineering in the smart city. Its main purpose is to improve the utilization rate of the network， reduce the phenomenon of urban spider network， beautify the urban construction， has a good economic and energy saving effect.

Key words triple play； power carrier； PLC

0 引言

三網融合目前是國家擺在戰略高度位置的研究方向，涉及廣電業、電信業和互聯網產業。產業結構和發展電子信息產業是三網融合推進的關鍵。

當人類發展進入21世紀的第二個十年，新一代信息技術向傳統產業領域滲透的現象和趨勢越發明顯，數字化、信息化快速向網絡化、平臺化、智能化演變。隨著城市化進程的深入，相互孤立的信息化孤島在部分城市開始互聯互通，數據開始匯聚在統一平臺上，云計算、大數據技術讓數據的商業價值全面彰顯，平臺和系統將更加開放，并在新技術、新模式的推動下相互對接，聚合、創新出更廣泛的新經濟形態，一個全新的、活躍的、自驅動的創新創業氛圍也隨之起來。“智慧城市”是運用新一代信息和通信技術手段，分析、整合城市運行系統的各項關鍵信息，實現與市民生活息息相關的各方面智能服務。“智慧城市經濟”是智慧城市建設的載體和核心，是在“網絡信息基礎建設”、“產業發展”、“應用服務”三位一體理念指導下的綜合性新興產業門類。智慧城市經濟包括產業智慧化和智慧產業化兩個方面，也是城市的智慧化和智慧的城市經濟相結合；不僅要實現產業的智慧化，還要實現智慧的產業化。

以智慧城市建設中路燈系統為研究對象，針對傳統路燈建設中存在的問題，基于電力線載波通信技術對智能化路燈系統與天網工程（安防系統）綜合應用，并且將太陽能技術對城市智能化路燈管理系統的供電技術進行優化，在此基礎上提出城市路燈工程、天網工程、智慧交通工程一體化建設的構想，形成三網合一綜合管理的新模式，從技術上、政策建議幾方面進行研究，減少城市中的蜘蛛網絡現象，美化城市建設，減少為網絡建設費用，為智慧城市建設提供智力支持。

1 路燈智能化管理系統應用技術

路燈照明作為人類日常生活不可少的公共設施，隨著三網融合技術的不斷發展，越來越受重視。傳統的LED節能已經不能滿足大范圍節電的需求；而人工控制、路燈巡查同時也是一項需要耗費大量人力物力的工作。更有效的管理手段和節能方案已經成為管理部門關注的焦點。

研究利用電力線載波通信技術，對快速發展的道路照明系統實現自動化和智能化管理，利用光的照度，實時動態調整開燈數量、時間，利用電力線載波通信技術，監測路燈的故障情況。從而達到提高照明質量及維護、檢修效率；保證道路亮燈率和設備完好率、節約能源、減輕勞動強度，避免相關事故的發生。

電力線載波通信技術是電力系統特有的、基本的通信方式。早在20世紀20年代，電力載波通信就開始應用到10KV配電網絡線路通信中。低壓配電網的使用，應用而生了許多新技術，擴頻通信、數字信號處理技術和計算機控制技術等都是在此基礎上得以發展的，多種技術的應用提高和改善了低壓配電網中涉及的電力載波通信過程中對可用性和可靠性的要求。低壓電力線是目前使用過程中最為普遍的一種通信方式，在三網融合的過程中，充分利用好這一特性，形成一種新型的傳輸媒介，以此來改善國民經濟，帶動生產力發展。

由于供電網絡四通八達，而低壓電力線連接千家萬戶，構成最普及的網絡。利用它進行數據通信，傳遞各種信息，不占用任何無線頻道資源。電力載波通訊技術優勢非常明顯，成本低、有現成的電源線、一線兩用，價格低廉，延伸方便，不需要重新架設網絡，只要有電力線，就能進行數據傳遞，即充分利用現有的電力網，便能簡單地實現利用電力線載波通信技術。

2 智能化路燈系統與天網工程（安防系統）綜合應用技術 ——二網合一

隨著國家對健康環境、平安城市的提出，在信息傳輸過程中通過聯網共享的模式使數據延伸更廣，特別是近幾年來過家大力提倡智慧城市的發展，這就對天網工程的不斷發展提出了新的要求，通過數據對比分析，在智能處理過程中依次處理的技術包括采集、共享、分析、研判、存儲等流程化的方案。

研究城市道路的路燈系統，將公共安全的監控系統融入智能化路燈管理系統中。利用電力線載波通信技術，充分依托現有的電網，兩端加以調制解調器系統，直接以50Hz 交流電為載波，再以數百KHz的脈沖為調制信號，進行信號的傳輸與控制。電力載波技術優勢非常明顯，成本低，利用現成的電力輸配線，一線兩用；價格低廉，延伸方便，不需要重新架設網絡，只要有電力輸配線，就能進行天網信息數據傳輸，即充分利用現有的電力網，便能簡單地實現城市天網工程，大大節約監控系統的線路敷設、桿塔建設成本，節約資源。

3 太陽能技術與城市智能化路燈管理系統的供電技術優化

研究光伏發電是利用半導體界面的光生伏特效應，而將光能直接轉變為電能的一種技術。是太陽能電池的使用，是此種技術得以實現的依托。太陽能電池在制作過程中線通過串聯結構即你選哪個封裝，今兒形成大的電池組件，在通過與大功率控制器的共同作用，即可形成光伏發電裝置。此裝置受地域因素影響較少，且安全可靠、無噪聲、低污染、無需消耗燃料和架設輸電線路。因此，采用太陽能對路燈照明、監控系統的供電經濟方便。

4 路燈、安防、交通一體化公網三網合一的綜合應用技術

研究城市的路燈、安防、交通一體化公網的三網合一綜合應用技術，該技術是建立在電力線載波通信技術基礎上，將城市路燈、城市的天網工程（公共安全）及城市的交通三個公共管理項目的多聯產綜合系統。三網合一是高速公路信息化發展的趨勢，是以高速公路通信系統為網絡傳輸基礎，其主要目的是提高網絡的利用率，減少城市蜘蛛網絡和重復建設現象，提高智慧城市建設面貌。三聯產技術通過電力線載波通信技術利用，減少了通信網絡的建設，因電力線路使用年限大大超過光纖、網線，提高了通訊的可靠性，從原來的三個網絡建設，減少為一個網絡建設，采用這種方式具有較好的經濟效果和節能效果。

國內外電力線載波通信技術在低壓配電網來說有許多新興的數字技術需要研究，低壓電力線載波通信技術抗干擾性是本次項目的關鍵技術。同時結合目前城市建設過程中對信息數據處理要求的不斷提高，加大數據信息的分類，在大數據信息背景下，此技術的發展會越來越好。當然國內外對電力線載波通信技術在城市路燈智能化研究方面還有很多的路要走。研究的過程也有待提高。

綜上所述在智慧城市建設中三網融合的關鍵技術體現在：

（1）太陽能技術與瀘州城市智能化路燈管理系統的供電優化技術；（2）低壓電力線載波通訊技術通信技；（3）路燈、安防、交通一體化公網的三網合一綜合應用技術；（4）政策建議幾方面方面進行研究，構建基于電力線載波通訊技術在瀘州路燈智能監控系統綜合應用體系。

在整個的研究過程中技術路線的延續體現在：（1）調研分析國內外有關最新科研和應用資料，明確城市路燈系統的最新技術；（2）完成智能城市路燈系統體系的調查研究，辯論探討總結已有的城市路燈系統建設經驗；（3）分析已有的城市路燈系統的主要原因；（4）通過分析統計資料得到一般節能規律，結合低壓電力線載波通訊技術通信技，制定切實可行的路燈智能監控系統綜合應用體系方案。（5）通過低壓電力線載波通訊技術通信設計改進、置換和增加新型節能設備。

5 總結

只有在城市數字化的前提下，才能實現智慧化，沒有數字信息基礎，智慧城市就無從談起。所以，基于以上多方面因素，本課題探索對智慧城市快速發展的道路照明系統，實現自動化和智能化管理，形成城市路燈、天網工程及城市的交通三個公共管理項目的多聯綜合系統提供有力依據。提高網絡的利用率，減少城市蜘蛛網絡現象，美化城市建設面貌。電力線路使用年限大大超過光纖、網線，提高了通訊的可靠性，同時三個網絡建設，變為一個網絡建設，大大節約監控系統的線路敷設、桿塔建設成本，數字通信技術的發展開辟了更為廣闊的前景。融合計算機和數字信號處理技術，采用數字式電力載波系統對電力載波通信網絡進行擴展和改進，無論是在技術上，還是在經濟上都是最佳的選擇方案，節約資源，所以本課程的探索應用前景非常廣泛。

參考文獻

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