针对新时期的城市发展形势和人民的需求，2015年10月，党的十八届五中全会强调“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念，为城市的发展赋予新的内涵，为城市管理提出新的要求。同年12月，习近平总书记在中央城市工作会议上指出，“要加快智慧城市建设，提升城市治理和服务水平”。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三五年规划纲要》提出“以基础设施智能化、公共服务便利化、社会治理精细化为重点，充分运用现代信息技术和数据，建设新型示范智慧城市”。截至2019年7月，目前国家智慧城市试点已达400余家，为规范和推动智慧城市的健康发展构筑创新了2.0时代的城市新形态。但目前国内城市公共照明管控方式简单、粗放,灯具能耗高，服务质量和节能水平有待提高，难以满足现代化智慧城市公共照明的需要，城市公共照明面临精细化管理与节能降排双重挑战。
一、东太湖度假区城市照明管理现状
1、能源消耗大。随着东太湖度假区的开发建设，辖区公共照明设施规模日益增大，用电量节节攀登，社会各方对城市公共照明的要求和希望越来越高。城市公共照明在夜间不仅为人民生活出行带来便利和舒服，也提升了城市夜间经济。同时，其巨大的电能消耗产生的费用支出也占据较大运营成本，东太湖度假区3万余盏路灯，电费约2000万元；能源消耗的同时造成的二氧化碳排放直接影响人们生活的环境。
2、维护成本高。东太湖度假区城市公共照明运行监管经历了手动开关、分散式时控/光控，集中远程监控（回路三遥功能）三个阶段。目前大范围使用的是以路灯控制箱为单位的集中管理，虽然基本实现了远程定时开光灯以及因线路故障导致的大范围灭灯报警功能。但此种控制模式仍然脱离不了人工巡检的范围，属于半智能半人工。东太湖度假区200平方公里辖区城市照明设施多分布广，人工巡检模式工作量大，投入人力物力大，巡修维护成本不仅高，而且还存在巡检盲区。传统管理模式与城市公共照明在设施资源、运行监控、故障报警、运行维护和节能减排等精细化、综合化、智能化的管理还存在一定差距。
3、无拓展外延空间。城市照明无处不在的地理优势以及自带配电供电的便利，其可作为城市智慧数据采集的终端，通过信息感知或数据交换为智慧城市运营提高坚实的终端基础。但由于传统的城市照明集中控制模式，只能对整条道路或几条道路进行集中断/供电，无法实现在确保白天灯具不亮的情况下主电缆供电。因此无法外延实现如提供环境信息传感、公用通信接入、公共信息发布、智能安防等功能24小时在线的要求。
二、东太湖度假区城市道路灯具现状
随着LED光源技术的不断成熟，近几年，新建、改建道路已基本采用LED路灯。截至2017年底，东太湖度假区共有各类路灯14887根，共28428（火）盏。其中LED灯具14464盏，节能灯2606盏，钠灯8869盏（11358火）（功率在150W～400W间）。随着太湖新城的发展，日益庞大的路灯照明系统，在带给城市绚烂夜景和现代化气质的同时，也给路灯系统的管理和维护带来了巨大的工作量。每年需要花费大量的人力、物力和财力用于维持路灯系统的日常运行、能源消耗、路灯数量持续增多形成“叠加效应”，路灯电费逐年上涨。
为解决城市公共照明精细化管理及节能减排双重挑战，东太湖度假区2018年完成对辖区内46条城区道路、49条乡镇道路总计8869盏（11358火）高压钠灯进行节能及智能化控制改造。2019年9月将启动并完成对存量道路照明LED灯具智能化改造。
1、LED灯具替换高压钠灯
LED灯具经过十多年的应用探索，比传统高压钠灯在色温、光效、显色指数、使用寿命以及环境保护方面，显著优于钠灯。
经光效测算及现场试点测量道路照度，辖区内LED灯具替换高压钠灯采取180WLED替换400W钠灯、120WLED替换250W钠灯、80WLED 替换150W钠灯,并结合双车道采用80W、双向四车道采用120W、双向六车道及以上采采用180W的原则进行LED灯具替换传统钠灯。
2、应用LED灯具实现一次节能
采取LED灯具替换辖区内高压钠灯，节能改造电费每年节约423.41万元，节能率53%。
节能效益的计算采用：功率下降值*功率调整因数*运行时间*电价进行计算。运行时间：全年路灯运行时间统一按每天10小时、每年365天计算，年运行时间等于10×365＝3650（小时）。
3、城市照明智能控制通讯方式选择
单灯智能控制系统目前主流的通信方式有电力载波通信（PLC）技术和Zigbee无线通信技术以及公网无线通信技术（NB-IOT/CDMA/GPRS）。
NB-IoT(NarrowBand Internet of Things)即基于蜂窝的窄带物联网，主要应用在小数据量、低速率的物联网应用场景，是实现万物
互联的突破性技术。NB-IoT有更好的安全性、更深度的覆盖、更长的电池周期，具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低、架构优等特点。国家工业和信息化部2017年6月6日发文《关于全面推进移动物联网（NB-IOT）建设发展的通知》指出，“要推广NB-IOT技术在公共服务领域的应用，推进智慧城市建设，以水、电、公共停车管理等方面为切入点，结合智慧城市，推进NB-IOT技术在城市公共服务和公共管理中的应用”。按照工信部的规划，2017年底全国范围内的NB-IoT基站数量已达到40万个，预计到2020年国内的NB-IoT基站规模将达到150万个，NB-IoT已然成为无可置疑的物联网行业标准。
4、LED灯具智能化改造实现二次节能
智能单灯控制器可以控制每盏LED灯具的电流值，让灯输出的光的功率从10～100%变化，灯的耗电量也随之变化，可以实现二次节能。东太湖度假区8869套钠灯在使用LED灯具替换的基础上，通过时序控制，2小时全亮，5小时调整80%，5小时（一半）调整50%，经计算可实现节约电费全年79.27万元，在LED灯具一次节能的53%的基础上再节能20%。二次节能实现节能效益如下表：
6、城市照明智能控制系统功能
东太湖度假区智能道路照明控制系统采用NB-IOT通信技术使单灯控制器接入智能道路照明管理平台，实现单灯控制、状态监测、参数设置、数据处理、系统管理以及在线升级等功能，达到对道路照明的单灯全面监测、智能控制、精准管理，实现按需照明和节能减排。
（1）高效监管，精细管理
城市照明控制系统通过单灯控制器搜集每一盏灯的运行参数，包括电压、电流、功率、功率因数、漏电流等，自动判断线路异常、故障、短路、断路等问题，并采取点对点的模式将相关故障传输到相关责任人的手机上，工作人员能快速、准确判断故障的具体位置，迅速解决故障，对城市道路照明实现精细化动态管理。
（2）按需照明、节能减排
根据不同道路的功能、特点和人流量情况，确定每条道路和路段在不同时间分布的照明需求。在满足市民生活需求和保证社会治安需求的前提下，通过制定一系列节能开关灯预案进行路灯调光节能管理，在有必要的情况下采取隔一亮一、隔二亮一、单侧亮灯、双臂灯单侧亮等自由组合的路灯控制方式，严格控制灯具的亮度和亮灯时间，深层次地实现按需照明，最大限度地减少直接的能源消耗。
1、为江城城市智慧化建设提供载体。
集约化建设和基础设施共享是新型城镇化和新型智慧城市建设的基本要求。城市照明智能化通过集中供电控制、单灯开/关控制，实现了城市无处不在的照明电力线路24小时全天候供电。因此城市照明不是仅仅提供照亮功能，同时还可以充分利用灯杆资源优势，搭载不同功能的数据采集终端。如平安城市、智慧交通、雪亮工程、智慧市政、智慧环保、智慧景区、智慧社区等应用物联网感知前端设备提供无处不在的统一的载体，实现灯杆综合利用，为实现信息共享一体化的智慧城市打好坚实基础。，
2、为江城5G网络建设提供助力。
“4G改变生活、5G改变社会”，作为智慧城市信息化发展的方向，相对于2G/3G/4G网络，5G不仅是无线通讯产业的一次升级换代，更是一次技术革命，5G是打破传统移动通信以“人”为主的约束，通向万“物”互联，帮助人类社会进入全面的智能时代。但由于5G建网频段高，5G毫米波穿透力差空气中衰减大，导致基站覆盖范围相对变小。因此5G网络摒弃了3G/4G的宏基站而采取全新的微基站形式。5G新站点的需要更多的布置才能实现高度速率体验的连续覆盖。新的5G站点获取必然面临巨大的资金成本和时间成本压力，而微站由于体积小，易于隐蔽和美化，其可以结合城市照明杆件进行布置，这样即可以有效解决站址获取困难，空间不足、供电难等问题。
城市照明是智慧城市无处不在的基础设施，转变照明应用观点，以“创新、协调、绿色、开放、共享”为的新的思维。以遍布城市街巷的照明设施作为智慧城市终端传感器的载体，集约化的实现对物理城市的全面感知，通过云计算、大数据等技术手段对所感知到的各类城市信息进行智能化处理和分析，高效整合形成信息的高速流动合反馈，从而全面提升城市的规划、管理和运行的效率和水平。
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