多功能智慧(灯杆)路灯系统集成解决方案及示例项目详细解析 点击:122 | 回复:0



智慧路灯物联网

    
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发表于:2020-12-30 10:13:10
楼主

项目背景:

在建设品质城市的大背景下,按照智慧城市、智慧交通顶层设计的总体要求,结合街道功能定位,项目应用视频识别、多源数据融合等高新技术,完善道路智能感知与服务设施,预留车路协同基础设施,为交通参与者提供美好的出行体验,为交通管理者提供精细的治理手段,打造城市智慧道路创新示范工程。
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项目简介:

1、项目需求:

将路灯杆全面升级,打造智慧型路灯。在人流活动密集区域提供免费WIFI;借助路灯杆设置行人信息屏,发布服务信息;以“多杆合一”方式,整合道路设施,打造外形美观、风格统一的城市艺术品,提升慢行空间体验。

2、产品功能:

道路智慧路灯是一款智能化程度很高的智能硬件产品,挂载全息感知式视频检测模块、全彩可变信息屏、智慧LED照明设备、WIFI宽带接入&嗅探模块、环境检测仪等智能设备。实现对道路设备设施的集约化管理,实现对道路智能设施设备的智慧化建设或更新,形成“人-车-路-环境”智慧网联。

1)全息感知式视频检测功能

全息感知式视频检测模块是具有多种功能以及多种功能的组合能力,最显著的是基于人工智能、云计算、大数据算法的图像识别与存储能力,基于视频图像处理技术可实现交通流参数检测、交通事件检测、道路险情识别的功能,同时兼备道路监控功能,并将数据实时上传至道路监控中心。

2)全彩可变信息显示功能

根据交通、天气及指挥调度部门的指令信息,操作员可向信息屏发布各种通告和信息,从而有效地对交通流量进行诱导,提高路网的交通运输能力,为行人及自行车提供慢行交通诱导、公交到站时间、周边地标景点等各类出行服务信息;同时也可以在重点路段、重点景区增加节假日祝福语以及弘扬宣传爱国的图片。

3)智慧LED照明功能

依托智慧控制的单灯控制器来接收灯光中心的调节照明亮度指令,通过NB-IOT单灯控制器来调节电源驱动器的控制信号,从而达到对照明亮度的调节,根据不同路灯\时段的照度、车流量、人流量以及雨、雪、雾等天气情况实现单盏LED路灯的智能节能管控。

4)城市WIFI热点

基于道路智慧路灯构建道路全面覆盖的无线AP,为公众提供道路沿线的无线上网服务,同时实现人群密度的动态监测及预警。

5)物联网中继功能

物联网中继器支持沿线智慧道钉、智能边坡、智能井盖、智能垃圾桶等物联网设备的数据接入,通过建立通用的无线电空中接口及其公开的标准协议,使不同厂家生产的智能物联网设备在没有电线或电缆互相连接的情况下,将在一定距离范围内的所有物联网设备的数据接入到智慧道路管控平台。

6)车路协同功能

车联网和无人驾驶技术的发展,为车路协同技术带来重要的发展机遇,比如云计算、大数据、移动互联网技术,为高精度定位、精细化信息服务和新一代无线传感网络构建等提供了更加可靠的技术保证。作为新一代智能交通系统,车路协同技术全方位实现车主、车路动态实时信息交互,完成全时空动态交通信息采集和融合,充分共享信息,在此基础上保障复杂交通环境下车辆行驶安全,实现道路交通主动控制,提高路网运行效率。

7)环境检测功能

以道路智慧路灯为载体对城市进行合理、有效地布局,形成城市感知网络系统,能够及时、准确、全面地反映不同区域的温度、湿度、噪音、PM2.5、PM10、CO2等环境质量现状及发展趋势,为环境管理、环境规划、环境科学研究提供依据,为城市基础服务保障设施的维护提供及时、准确的信息。

8)一键报警功能

市民在遇到突发、紧急情况时,按下道路智慧灯杆上的一键求助按钮,就可与公安局或救助中心人员进行通话,同时将求助位置等信息直接发送到管理平台,为公安或救助人员及时赶到现场进行相应的处理和救助提供快速、准确的信息。

3、技术方案:

基于路灯杆,集成高清摄像头、WIFI探针、诱导屏、标识标牌、照明等设备设施,升级成道路智慧路灯(路灯杆、视频杆、标牌杆、诱导屏杆的合一)。

协议

采用Modbus、UDP\TCP 协议、OCP、MQTT、HTTP等物联网通用协议,可以接入所有支持该协议的物联网设备。

组网方式

道路智慧灯杆采用环形组网方式,鉴于连接发生故障而营销整个网络,通过光纤将控制机柜的交换机与道路智慧路灯里的核心网关组成一个环形网络结构,因此在使用一条主通信信道进行传输数据的同时,再加上一条备用的信道,当主信道有故障的时候,可以切换道被用信道,提高网络系统冗余性。

关键技术

a)基于深度学习与人工智能算法,在前端设备实现对视频图像的智能化识别,自动化发现和采集道路异常事件(如路面损害、自然灾害、交通事故、设施损坏等),并实现自动预警与上报。

b)结合集成化的路侧诱导屏,实现多元信息的动态整合和智能化发布,对路况、停车位、周边楼宇\景点、行程时间、公交到站、道路施工、天气、交通事故等多元信息进行整合发布。

4、系统平台:

特点

a)打造“人-车-路-环境”全道路元素的全息感知。

b)统一标准、有序建设、高度可扩展、可扩充的管理平台。

c)打破信息传输孤岛,避免基础智能设施的重复建设,实现高度数据共享。

d)实现大数据交互环境下的数据融合、数据标准化、数据监测等智慧道路核心功能,

e)实现从“数据采集-数据共享-城市服务”的闭环。

基本功能

a)立体展现重要桥梁、隧道、边坡等区域的实际情况,实时展示传感器的位置、状态与数值。

b)杆件状态、类型分布、数据总量监测。

c)路贴、边坡、桥梁、隧道、路面积水、管道、垃圾桶、井盖等传感器数据接入,数据接入状态与数据质量监控,提供时间空间等多维度的数据查询分析。

d)实时视频查看、车流量车型检测、道路险情识别与分类、人流量\共享单车检测、共享单车秩序识别等,路面异物预警、交通拥堵预警、行人聚集预警、共享单车乱停乱放预警等。

e)实现对道路智能设备的状态监控、清单查询与精细管控,支持在线设备软件版本更新与维护,通过标准化的数据申请、审核授权、使用监控等流程支持的跨部门共享与分发。
f)通过预案实现发布内容、发布时间、发布动作、发布对象等自定义信息发布控制。

5、运营模式:

区委指定牵头部门作为运维主体,委托专业公司负责运维。

6、预期效果:

a)以道路智慧灯杆为载体,预留未来新增设备挂载的接口,实现对交通设施的集成化、节约化和智能化管理,实现多杆合一。

b)依托物联网技术,形成“人-车-路-环境”智慧网联,实现车辆检测识别、道路运行监控、道路险情预警、城市积水检测、公交优先控制、智能路内停车和智慧出行信息服务发布的全功能覆盖,构建智慧城市公用U型管廊,为未来智能终端升级预留空间。

c)建立在线的智能化管理应用平台,对前端采集的交通数据进行统一存储、处理与挖掘,实现交通综合管理与调控。

7、遇到的问题:

项目运营问题

8、解决方案:

建设运营模式中,采用设计采购施工运营总承包(EPCO)作为首选模式,保证运维的专业性和延续性;或者由各区委会指定牵头部门作为运维主体,委托专业公司负责运维。

9、项目特色

1)优势:

解决了当前道路智慧化建设的三个核心问题:

a)职能分割导致道路两侧杆件林立(路灯杆、视频杆、诱导屏杆、标识牌杆等)与道路重复开挖,建设、维护成本高,管理主体多;

b)各部门杆件缺乏统一部署,数据标准不一,整合难度大,导致数据分割,难以共享;

c)智慧化道路缺乏整体规划建设,滞后于交通工具本身的智能化,难以满足共享单车、车路协同等新技术的发展需求。

2)、创新之处:

在灯杆前端搭载人工智能机器学习,对前端视频图像实施挖掘,识别道路险情及道路异常事件,同时具备“端到端”的深度学习算法,与后台AI及大数据平台配合实现VA挖掘,满足智慧城市管理要求。

3)、可借鉴的经验:

a)技术方案可以借鉴,在前端对数据进行处理,将结构化数据上传给后端,节约网络宽带。

b)灯杆结构设计可以借鉴,预留5G基站、LTE-V等智能设备的安装接口。




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