智慧灯杆设计说明-Z2线

第页智慧灯杆设计说明一、工程概况及照明设计范围1.1工程概况根据《重庆市主城区西永组团Q(部分)、S、T(部分)、U(部分)标准分区控制性详细规划（2013年）》，台资园规划控制面积7.58平方公里（实际面积7.56平方公里），规划由综合服务区、研发办公区和企业生产区三大功能区组成，规划城市建设用地以工业用地、科研用地、商业金融用地、市政公用设施用地、防护绿地等为主。目前园区一期工程已基本建成并投入使用，二期市政基础设施处于开工建设阶段，本项目属于园区三期建设内容。随着园区的建设发展，三期的开发建设正在快速进行中，但该区域基础交通设施建设相对滞后一些，目前仅有曾家连接线一条骨架道路横管园区，因此为了满足该园区开发建设的需要，区域市政道路网络的完善是十分紧迫的。Z2线道路呈南北走向，道路向北起于H3线，向南终止于H5线，沿线与H4线道路平交，道路设计全长257.501m，道路等级为城市支路，设计车速设计速度30km/h，标准路幅宽度16m，双向2车道。道路路面采用沥青混凝土。1.2设计范围本工程设计范围包括以下内容：(1)道路照明变配电系统(2)道路照明系统；(3)照明防雷接地系统。(4)智慧道路设计（仅包含多杆合一设计）智慧道路设计，包含智慧道路融合平台、智慧照明、智慧交通、智慧市政、智慧安监、智慧环保以及智慧便民生活。智慧道路融合平台：信息平台是以设备管理为设计基础，以“多系统联动”、“智能分析”和“预案执行”为核心的综合性、多业务应用的智能集成管理平台。智慧照明：包含变配电系统、道路照明系统、地通道供配电及照明系统、照明防雷接地系统；路灯箱变10kV进线不在本次设计范围，设计分界点在箱变高压接线端子上端。智慧交通：在本工程体现为交通监控设备杆与路灯灯杆多杆合一，数据传入重庆市交警系统后台。智慧市政：包含井盖监测、管网检测、积水监测、智慧灌溉、市政人员监测等子应用。智慧环保：智慧环保应用包括监测点位查询、气象环境数据热力图、气象环境变化趋势分析等子应用。智慧安监：包括视频监控、报警求助、网络广播等子应用。智慧便民生活：包括信息交互、无线WiFi、信息发布等子应用。智慧灯杆是完成以上功能的主要载体，达到一杆多用、多杆合一。智慧灯杆作为新型特种设备，本次设计仅包含智慧照明与智慧交通，照明灯杆与交通专业协同，进行多杆合一设计，其余智慧道路设备及智慧道路融合平台最终依据建设方后期需求进行专项设计。本次设计图纸仅用于智慧灯杆招标用，不得另做其它用途。二、设计依据(1)《城市道路工程设计规范》CJJ37－2016；(2)《城市道路照明设计标准》CJJ45－2015；(3)《供配电系统设计规范》GB50052-2009；(4)《LED城市道路照明应用技术要求》GB/T31832-2015；(5)《电力工程电缆设计标准》GB50217-2018；(6)《城市道路交通设施设计规范》GB50688-2011(7)《路灯控制管理系统》GB/T34923.1~6-2017(8)《低压配电设计规范》GB50054-2011；(9)《20KV及以下变电所设计规范》GB50053-2013；(10)《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010；(11)《电力变压器能效限定值及能效等级》GB20052-2020;(12)《城市道路工程技术规范》GB51286-2018;(13)《城市道路照明工程施工及验收规程》CJJ89-2012;(14)《视频安防监控系统工程设计规范》GB50395-2007;(15)《城市道路交通工程项目规范》GB55011-2021;(16)《重庆市市政工程施工图设计文件编制技术规定》（2018年版）；(17)国家和地方其他相关的现行规范、规程、标准及标准图集；；(18)相关专业提供的资料及建设单位与我单位签订的合同；(19)初步设计的相关批复及建设单位提供相关文件要求；三、对上阶段论证及审查意见的执行情况无四、智慧照明4.1道路照明供配电系统1.本工程道路照明负荷等级为三级，预留景观照明及交通工程用电回路。负荷计算参见配电箱系统图。2.根据路网的分布，Z2线道路不单独设置室外箱变，照明电源由位于兴顺路南延段和H4线交叉口处的室外箱变提供。3.本工程照明低压出线采用220/380V电压，TN-S接地系统。4.本工程低压侧按景观照明、广告照明、交通监控、道路照明分别设置计量表。4.2道路照明系统设计1.道路照明按照《城市道路照明设计标准》进行设计，本次设计范围内Z2线道路等级为城市支路，其机动车道照明参数标准值为：道路类型亮度照度眩光限制阈值增量TI（%）最大初始值环境比SR最小值照明功率密度（LPD）(W/m2)平均亮度Lav(cd/㎡)维持值总均匀度U0最小值平均照度Eav(Lx)维持值总均匀度最小值支路0.750.4100.3150.52.本工程道路照明采用常规照明方式。本工程采用常规照明方式，选用LED作为道路照明光源。本工程道路照明采用常规照明方式，采用LED作为道路照明光源。Z2线：本次设计照明灯具布置在道路一侧的人行道上，其中：标准横断面段道路一侧人行道上采用双臂灯，车行道侧光源功率为90W，灯具安装高度为10米，灯臂长为1.5米，灯具仰角为12度；人行道侧光源功率为40W，灯具安装高度为8米，臂长为1.0米，灯具仰角为10度，具体布置详见照明平面图。照明路灯安装间距控制在30米左右。拓宽段及交叉口采用常规照明方式，通过增大路灯的功率以及适当减小路灯间距保证照明要求。交叉口照明：交叉口照明的标准值参见下表：交会区类型路面平均照度Eav(lx),维持值照度均匀度UE眩光限制主干路与次干路交会500.4在驾驶员观看灯具的方位角上，灯具在80°和90°高度角方向上的光强分别不得超过30cd/1000lm和10cd/1000lm次干路与次干路交会30次干路与支路交会人行道照明：人行道照明的标准值参见下表：道路类型路面平均照度Eh，av(lx)维持值路面最小照度Eh，min(lx)，维持值最小垂直照度Ev，min（lx）维持值最小半柱面照度Esc,min（lx）维持值流量中等的道路1.5本次设计交叉口照明采用常规方式，通过增大路灯的功率以及适当减小路灯间距保证照明要求。3．根据上述灯具布置情况进行照度计算，其结果如下：道路名称路面平均照度Eav(lx)维持值平均亮度Lav(cd/㎡)维持值最总均匀度最小值照明功率密度（LPD）(W/m2)Z2线18.720.750.30.44人行道11.35本次设计交叉口照明采用常规方式，通过增大路灯的功率以及适当减小路灯间距保证照明要求。4.常规照明选用截光型灯具，灯具及灯杆要求：灯具要求纵向和横向采用中配光LED灯具的初始光通量应不低于额定光通量的95%，不高于额定光通量的120%LED灯具光源模组，满足色温Tc值3000K～4000K，显指≥70，色品容差≤5的条件下，模组光效≥120lm/W。LED模组带透镜光通量与不带透镜光通量的比值不小于99.5%。LED灯具光源模组依据依据GB/T14522-2008，采用符合GB/T16422.1要求的试验箱和试验方法，抗老化达到500h。LED灯具光源模组应符合依据IECTR62778:2014应用IEC62471评估光源和灯具的蓝光危害的要求。LED灯具模组具有中国质量认证中心出具的CQC产品认证证书，LED模组光源采用优质芯片，以保证照明稳定性。LED灯具在正常工作3000小时的光通维持率应不低于98%，6000小时的光通维持率应不低于96%。灯具的谐波电流限值符合现行国标《电磁兼容限值谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤16A)》GB17625.1要求。电磁兼容抗扰度符合现行国标《一般照明用设备电磁兼容抗扰度要求》GB/T18595，无线申骚扰特性符合现行国标《电气照明和类似设备的无线申骚扰特性的限值和测量方法》GB17743的要求。灯具中控制装置、LED模块应可现场替换，且替换后的防护等级不得降低:电气腔与光学系统分开,为独立组件,电气应易于安装或拆卸，以方便维修、更换。单灯自带熔断器保护，200W及以下采用4A熔丝，300W采用6A熔丝，300W及以上采用8A熔丝，熔断器安装在灯杆下部检修门内LED路灯模组的防护等级不低于IP67，散热采用6063铝合金材质.灯杆要求采用热浸锌喷塑防腐，镀锌层平均厚度≥65μm，镀锌层使用寿命达30年以上杆型采用圆锥型，连续锥性钢结构,路面灯杆材质为国标优质Q300以上钢，12米及以下灯杆壁厚不应小于4mm；最终灯杆样式由建设方确定灯杆颜色需满足《重庆市主城区市政设施容貌管理导则》要求照明灯灯杆检修门自带专用工具开启的防盗装置在桥梁处安装的灯具需设防坠落装置.

5.由供电干线引上至顶部灯具的照明线通过压接式可分离路灯连接器采用BVV－3x2.5的绝缘导线引至智慧路灯箱体内，箱体内的路灯接线设备由多杆合一供货商提供成套设备。为平衡三相负荷，灯具采用L1，L2，L3三相跳跃接线方式。6.本工程每一路灯基础旁均设置一个防盗检查井，灯具分支线与供电干线的接线方式采用线夹分线方式。7.照明控制模式及措施：通为保证道路夜间行车的安全性，不采用常规的全/半夜灯控制。而是采用智能开关+单灯调光方式，开灯时及关灯时的天然光照度水平为20lx。4.3道路照明控制系统设计照明控制系统是智慧照明的核心，其模式及措施：通为保证快速路夜间行车的安全性，不采用常规的全/半夜灯控制。而是采用智能开关+单灯调光方式，开灯时及关灯时的天然光照度水平为20lx，但经调节后次干路的平均照度不得低于10lx，支路的平均照度不得低于8lx。路灯调光由智慧路灯控制系统完成，其单灯控制器、照明监控终端和智慧照明应用系统组成。1、单灯控制器实现对单个光源的自动、手动、定时以及分组分类等多种模式开关控制。设置在路灯灯杆检修电气门内或灯头上。检测意外亮灯、灭灯、停电、电压超限、过载、欠载，补偿电容故障等故障信息，并主动告警。采集单光源电压、电流、有功功率等数据。采用标准安装接口，实现快速维护更修。通过单灯检测数据评估路灯亮灯率及完好率，从而评估养护公司对路灯养护工作。单灯控制器要求：（1）工作温湿度：满足户外C3级，-40℃～+85℃；10%～93%。（2）通讯方式：NB-IOT+WIFI双链路传输技术，最终以招标确定供货厂家自身产品特性确定。（3）防水等级：IP66。（4）计量准确度：电压、电流、功率、功率因素偏差±1%以内。（5）具备双链路节点状态上报功能、具备双链路在线升级功能；（6）单灯控制器具有CQC认证证书（7）单灯控制器具有有效期内无线电发射设备型号核准证；（8）单灯控制器30天－40℃低温和60℃高温无故障运行测试报告（9）发射信号质量、邻道泄漏抑制比和接收灵敏度等符合3GPPTS36.521-1技术规范。（10）响应速度：终端对于系统操作响应时间不得超过5秒，可在5秒内现场故障及时报给管理员手机终端。（11）可接负载容量：16A/250VAC。（12）浪涌抗扰度：符合GB/T17626.5标准，终端能够承受不低于4KV的电压，且在差模4kV及共模4KV的试验电压下设备没有功能或性能的暂时降低或丧失。（13）电快速瞬变脉冲群抗扰度：符合GB/T17626.4标准，电源回路能够承受±4KV，信号回路能够承受±2KV的快速脉冲群干扰；且在4KV以上的试验电压下设备没有功能或性能的暂时降低或丧失。（14）静电放电抗扰度：符合GB/T17626.2标准，终端能够承受空气放电±15KV，接触放电±8KV，且在15KV或8KV的试验状态下设备没有功能或性能暂时降低或丧失。2、集中控制器采用ARM微处理器，具有数据采集、控制输出、远程通信等功能。设置在路灯箱变或配电箱内。终端具有18路电流采集、9路开关量输入采集、6路开关量输出控制并支持GPRS和RS485通信。可对照明控制的配电设备进行信号采集、控制、显示、数据传输等。集中器可用于对城市的路灯进行数据采集、精确时控、远程控制。通过与智慧道路融合平台监控软件构成的照明监控系统，对照明设施进行实时的控制与管理，并预留能接入当地照明管理部门控制管理系统的接口。集中器要求：（1）支持6路开关信号输出控制功能；支持9路开关信号输入；支持18条支路数据采集；支持扩展（2）采集准确度：电压、电流、功率、功率因素偏差±1%以内。（3）兼容GPRS/CDMA/3G/4G/蓝牙/以太网/RS485/RS232/USB/SD/CAT1多种通信方式和通信协议。（4）内置LCD显示屏、LED指示灯和按键，无需联网即可本地操作，实现功能设置和调试。（5）具备掉电自动数据保存功能，确保在现场恢复供电后继续运行。（6）漏电管理：实现对输出线缆进行实时监测漏电情况，包括漏电的精确测量和实时上传，漏电发生主动上报故障，以及执行漏电保护动作。（7）自运行：应用本地策略，满足网络异常、无网和控制中心系统失效等异常状态下系统可按预先设置的开关时间，自动开关灯，确保照明线路的运行。（8）智能策略：可根据经纬度、光照度和系统下发的策略（周模型、节假日模型、每日多次控制模型）自动调节亮灯计划方案。（9）浪涌抗扰度：符合GB/T17626.5标准，终端能够承受不低于4KV的电压，且在差模4kV及共模4KV的试验电压下设备没有功能或性能的暂时降低或丧失。（10）电快速瞬变脉冲群抗扰度：符合GB/T17626.4标准，电源回路能够承受±4KV，信号回路能够承受±2KV的快速脉冲群干扰；且在4KV以上的试验电压下设备没有功能或性能的暂时降低或丧失。（11）模块化设计：通讯模块化设计，可现场更换，使用方便。（12）静电放电抗扰度：符合GB/T17626.2标准，终端能够承受空气放电±15KV，接触放电±8KV，且在15KV或8KV的试验状态下设备没有功能或性能暂时降低或丧失。（13）系统独立性：控制器和组件损坏，不会影响其他设备的正常运行，能有效避免局部损坏而导致系统瘫痪。3、智慧照明应用系统智慧照明应用系统包括照明策略设置、故障报警、设备监测等子应用，是智慧道路融合平台重要组成部分。根据车流量、天气条件、时间段等因素制定控制及调光控制策略。实时获取灯杆照明运行数据，对数据分类存储，形成路灯照明设施运维数据库，对用电能量监测数据进行分析，给出优化节能方案和节能建议。结合历史大数据，对异常数据进行分析，判断出故障类型、故障类别、故障原因，提高故障分析的准确性，并给出维修建议。通过集成的GIS功能，系统可直观的查询系统内所有路灯的工作状态，并对故障灯具进行的精确定位。对照明设施实现单灯级控制（选测、开灯、关灯、调光）。系统可利用移动终端，通过互联网络实现路灯的远程操控和管理。应急管理：通过配置事故应急告警类型，实现夜晚批量灭灯、白天批量亮灯、大面积离线和大面积调光值偏低报警；光源寿命分析：系统根据每种光源的特性和设计寿命，针对当前光源的工作时间，结合从电源上经过的电压和电流的总和，计算光源的损耗和剩余时间。4.4管线敷设1、道路照明供电管线敷设（1)道路照明每条路均埋PVC110电缆保护套管顺人行道沿线敷设，车行道下采用CPVC110电缆保护套管，照明管道内应预留8#细铁丝,每一灯具处设检查井。（2）由供电干线引上至顶部灯具的照明线通过防水型绝缘穿刺线夹采用BVV－3×2.5的绝缘导线引至智慧路灯箱体内，箱体内的路灯接线设备由多杆合一供货商提供成套设备。（3）照明管线在人行道、绿化带内埋深不应小于0.5m，在车行道下埋深不应小于0.7m。（4）道路照明灯检查井底部设置Ф100泄水孔排水。五、智慧交通按照目前交通监控的管理方式，其数据采集和处理前端设备由交通工程专业设计，接入重庆市交警监控系统。详见交通工程专业设计文件。作为智慧道路的一部分，此处表现为多杆合一，道路两侧需要设置的杆体众多，主要有：道路照明、交通标志标牌、信号灯、监控、路名牌、公共服务设施指示标志牌。根据不同杆件的功能，分为四种合杆方式：（1）路灯与红绿灯合；（2）大型指路牌与路灯合；（3）小型指路牌与摄像头、路灯合；（4）摄像头与路灯合。根据就近原则，在不影响使用功能的前提下，通过多杆合一后，合理、有序的使用城市道路空间，美化道路环境。六、智慧灯杆设计1、智慧路灯的类别智慧灯杆是实现智慧道路的主要载体，其形式综合考虑挂载设备的工作环境、安装空间、承重、整体安全性、稳定性等因素。在满足总体功能性指标设计前提下，根据应用环境和景观美化设计要求进行外观设计。智慧路灯按功能分为一般型和节点型，仅有智慧照明功能的为一般型，具备辅助功能的为节点型。根据功能不同，节点型分为以下六种：辅助功能节点类型LED屏无线WIFI视频监控广播一键求助环境检测手机充电井盖监测管网监测积水监测节点A√√√√√√√节点B√√√√节点C√√节点D√√√√节点E√√节点F√√2、杆体接口预留充分考虑功能设备的可拓展性，为挂载设备和配套设施预留接口及安装空间，后期可在满足杆体荷载要求的条件下便捷加装、更换设备。杆体预留接口及安装空间应符合以下要求：杆体上预留设备安装空间，内部预留穿线空间；预留孔宜呈圆形，如无特殊要求，预留孔的最小宽度应大于30mm；预留孔应打磨光滑，无毛刺、无锐边，加塞防水橡胶泥；预留配套传输线缆位置，根据需求预安装配套线缆；设备连接件设计具备灵活性，并与挂载设备的重量相适应；各系统间应进行物理隔离，避免设备间产生干扰，保证各设备正常运行以及数据采集、传输的准确度和安全性；杆体底座设备检修门开口应小于底座直径的40%，检修门下缘应离地300mm以上，检修门宜安装智能门锁。3、设备安装位置智慧灯杆的挂载设备的安装位置根据其设备功能进行设置：杆体顶部：宜安装智能照明、移动通信基站、环境监测设备、气象监测设备（环境/气象数据采集终端宜安装在箱体内部）；杆体中部：宜安装公共广播设备、信息发布屏；杆体底部：节点型宜安装综合配电箱，一键呼叫、多媒体交互设备、防盗传感器；仅有照明功能的采用视频采集设备：应综合考虑视频采集要求及范围，根据具体需求进行安装；公共WLAN:在保证WLAN覆盖要求情况下根据实际部署要求安装，宜使用一体化天线；交通信号、交通标志的安装必须满足交通信息的有效传达，并符合现行标准的相关要求；物体识别设备RFID阅读器宜安装在杆体中部和底部位置，天线宜安装在中部位置，RFID标签按实际应用场景安装；物联网设备：网关与中继（特指智能照明中的单灯控制器）配置比例按照1:50~200设计，具体根据应用场景及传输距离调整，设备安装在箱体内部，天线拉远至箱体外，以保证覆盖效果，预留空间应同时满足一台中继和一台网关的安装；挂载设备的尺寸、电气和通讯设备的安装走线应与多功能综合灯杆造型整体相匹配。4、多杆合一杆体设计根据道路杆件的具体情况，结合本项目设计要求，在可扩展、可复制的基本原则下，杆体形式分为四类，A类：无挑臂灯杆；B类：单悬臂灯杆；C类，双悬臂灯杆；D类，三悬臂灯杆。A类杆件：A类无悬臂灯杆杆件（可搭一些小型指示牌，杆体预留接口，可根据实际需求扩充）。无悬臂灯杆杆件效果图无悬臂灯杆+小型交通标志B类杆件：B类单悬臂灯杆杆件（可搭载视频监控、交通流量监测设备、小型交通标志等，杆体预留接口，可根据实际需求搭载其他设施）。单悬臂灯杆杆件效果图单悬臂灯杆+视频监控+微波车辆检测器C类杆件：两悬臂灯杆杆件（可搭载分道指示牌、中型电子信息板、视频监控等，杆体预留接口，可根据实际需求搭载其他设施）两悬臂灯杆杆件效果图两悬臂灯杆+中型分道标志D类杆件：三悬臂灯杆杆件（可搭载大中型指路标志牌、电子信息板、视频监控等，杆体预留接口，可根据实际需求搭载其他设施）。三悬臂灯杆杆件效果图三悬臂灯杆+指路标志牌七、节能措施1、采用LED作为道路照明光源。灯具要求如下：LED灯具的初始光通量应不低于额定光通量的90%，不高于额定光通量的120%LED灯具色温Tc 值3000K～4000K，效能不得低于120lm/WLED灯具在正常工作3000小时的光通维持率应不低于98%，6000小时的光通维持率应不低于96%LED灯具效率不低于70%高压钠灯灯具效率要求其效率不低于70%高压钠灯250W灯具的效能不得低于28000lm。2、道路照明照度及功率密度计算值如下表：道路名称路面平均照度Eav(lx)维持值平均亮度Lav(cd/㎡)维持值最总均匀度最小值照明功率密度（LPD）(W/m2)Z2线18.720.750.30.44人行道11.353、照明控制模式及措施：而是采用智能开关+单灯调光方式，开灯时及关灯时的天然光照度水平为20lx。4、减少配电线路损耗1）尽量选用电阻率ρ较小的导线；2）尽可能减少导线长度，尽可能避免在设计中线路走弯，不走或少走回头路；3）变配电站应尽可能地靠近负荷中心，以减少供电半径；4）对于较长的线路，在满足载流量、热稳定、保护配合及电压降要求的前