深圳市多功能杆智能系统技术与工程建设规范.docx

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深圳市多功能杆智能系统技术与工程建设规范

深圳市多功能杆智能系统技术与工程建设规范

LT

深圳市标准化指导性技术文件

深圳市多功能杆智能系统技术与工程建设规范

TechnologyandengineeringconstructionspecificationofmultifunctionalpoleintelligentsysteminShenzhen

2018-10-1发布

2018-10-1实施

深圳市经济贸易和信息化委员会   发布

目  录

前  言

本规范按GB/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分：

标准的结构和编写》的规定编制。

本规范由深圳市经济贸易和信息化委员会提出。

本规范由深圳市经济贸易和信息化委员会归口。

本规范起草单位：

深圳市经济贸易和信息化委员会、中电科新型智慧城市研究院有限公司、深圳市智慧杆产业促进会、华为技术有限公司、广州信盛通信科技有限公司、深圳安邦科技有限公司、深圳市城市交通规划设计研究中心有限公司、深圳桑达国际电源科技有限公司、深圳奇迹智慧网络有限公司、深圳市洲明科技股份有限公司、中电科技集团重庆声光电有限公司。

本规范主要起草人：

徐志斌、黄爱萍、黎旻、秦廷辉、杨雅莹、董国文、柳庆勇、刘兴川、赵迎迎、王海滨、王天小、李鹏鸽、刘晓静、石先刚、吴洪亮、王海龙、王建民、沈慧敏、罗利、姚伟龙、郭斌、林晓东、李新军、商洪亮、傅东生、周锐鹏、秦海波、钱俊江。

请注意，本规范的某些内容可能涉及专利。

本规范的发布机构不承担识别这些专利的责任。

引  言

多功能杆智能系统是集智能照明、视频采集、移动通信、交通管理、环境监测、气象监测、应急求助、信息交互等诸多功能于一体的复合型公共基础设施，是未来构建新型智慧城市全面感知网络的重要载体。

利用多功能杆的一体化集成设计，加载不同的信息化设备及配件，实现信息设备之间的互联互通，可有效利用资源，减少重复投资。

将多功能杆建设成为可以被广泛应用的信息基础设施是一种必要且可行的选择。

本规范针对多功能杆智能系统的结构功能、性能指标、施工验收、运行管理与维护等方面制订了详细的规定，目的是提高多功能杆的规范化、标准化设计生产及建设水平，提高系统的安全性和可靠性，促进多功能杆产品质量提升，推动多功能杆建设的健康有序发展。

本规范旨在推出一个推荐性的技术文件与工程规范，为深圳市的多功能杆产业健康有序发展提供一定的参考和指引，为多功能杆智能化系统的产品设计、检验验收、施工建设以及运行维护等工作提供技术依据。

随着多功能杆智能系统技术和标准化水平的不断提高，本规范将适时予以修订。

深圳市多功能杆智能系统技术与工程建设规范

1　范围

本部分给出了多功能杆智能系统的系统设计、系统工程、系统运行管理与维护的总体要求，包括杆体设计、挂载设备、编码标识、系统施工、系统验收、运行管理等。

本规范适用于多功能杆智能系统的设计、施工、运行管理与维护。

2　规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T699-2015优质碳素结构钢

GB/T700-2006碳素结构钢

GB/T1220-2007不锈钢棒

GB/T1591-2008低合金高强度结构钢

GB/T4208-2017外壳防护等级（IP代码）

GB4943信息技术设备的安全

GB8702-2014电磁环境控制限值

GB8898-2011音视频及类似电子设备的安全

GB/T13912-2002金属覆盖层钢铁制件热浸镀锌层技术要求及试验方法

GB14886-2016道路交通信号灯设置与安装规范

GB14887-2011道路交通信号灯

GB/T15629.15-2010信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第15部分：

低速无线个域网（WPAN）媒体访问控制和物理层规范

GB/T18592-2001金属覆盖层钢铁制品热浸镀铝技术条件

GB/Z20177.1-2006控制网络LONWORKS技术规范第1部分：

协议规范

GB/Z20177.2-2006控制网络LONWORKS技术规范第2部分：

电力线信道规范

GB/Z20177.3-2006控制网络LONWORKS技术规范第3部分：

自由拓扑双绞线信道规范

GB/Z20177.4-2006控制网络LONWORKS技术规范第4部分：

基于隧道技术在IP信道上传输控制网络协议的规范

GB20815-2006视频安防监控数字录像设备

GB/T22239-2008信息安全技术信息系统安全等级保护基本要求

GB25000.1-2010软件工程软件产品质量要求与评价

GB50007-2011建筑地基基础设计规范

GB50009-2012建筑结构荷载规范

GB50017-2017钢结构设计规范

GB50052-2009供配电系统设计规范

GB50057-2010建筑物防雷设计规范

GB50068-2001建筑结构可靠度设计统一标准

GB50135-2006高耸结构设计规范

GB50174-2008电子信息系统机房设计规范

GB50217-94电力工程电缆设计规范

GB50252-2010工业安装工程质量检验评定统一标准

GB50260-2013电力设施抗震设计规范

GB50289-98城市工程管线综合规划规范

GB50343-2012建筑物电子信息系统防雷技术规范

GB50348-2018安全防范工程技术规范

GB50526-2010公共广播系统工程技术规范

GB50661-2011钢结构焊接规范

GB50689-2011通信局站防雷与接地工程设计规范

GB50838-2015城市综合管廊工程技术规范

GB51038_2015城市道路交通标志和标线设置规范

GB51120-2015通信局（站）防雷与接地工程验收规范

YD/T1429-2006通信局（站）在用防雷系统的技术要求和检测方法

YD5125-2014通信设备安装工程施工监理规范

CJJ45-2015城市道路照明设计标准

CJJ89-2012城市道路照明工程施工及验收规程

DB44/T1898-2016LED道路照明工程技术规范

SZDB/Z147-2015简易型电动汽车交流供电装置

IEEE802.3InstituteofElectricalandElectronicsEngineers电气和电子工程师协会802.3标准

IEEE802.11InstituteofElectricalandElectronicsEngineers电气和电子工程师协会802.11标准

IEEE802.15.4InstituteofElectricalandElectronicsEngineers电气和电子工程师协会802.15.4标准

IEEE802.11a/ac/b/g/nInstituteofElectricalandElectronicsEngineers电气和电子工程师协会802.11a/ac/b/g/n标准

3　术语和定义

3.1

多功能杆智能系统multifunctionalpoleintelligentsystem

以杆为载体，通过挂载各类设备提供智能照明、移动通信、城市监测、交通管理、信息交互和城市公共服务等功能，可通过后台系统远程监测、控制、管理、校时、发布信息，称为多功能杆智能系统，简称“多功能杆系统”。

3.2

通讯协议protocol

通讯协议又称通讯规程、链路控制规程，是指通讯双方对数据传送控制的一种约定。

约定中包括对数据格式，同步方式，传送速度，传送步骤，检纠错方式以及控制字符定义等问题做出统一规定，通讯双方必须共同遵守。

3.3

报文message

网络中交换与传输的数据单元，即站点一次性要发送的数据块。

3.4

智能照明intelligentlighting

对多功能杆的照明系统进行精细化管控，实现远程开灯、关灯、调光，并根据经纬度、时区等设置定时任务，控制所有路灯或指定路灯的开灯、关灯、调光、接收故障告警等。

3.5

视频采集videocapture

通过摄像机，可远程控制查看现场情况，可存储一定量的视频数据供事后回溯。

3.6

移动通信mobilecommunications

沟通移动用户与固定点用户之间或移动用户之间的通信设备，如4G基站、5G基站等。

3.7

微基站microbasestation

微基站相对于宏基站的功率较小，有分体式微基站和一体化微基站两类，覆盖范围一般不超过200m。

3.8

信息设备informationequipment

泛指所有能够处理信息、信号、绘图、图像、动画、录像及声音的器材。

3.9

公共WLANpublicWLAN

使用高速宽带无线技术覆盖城市行政区域，提供可随时随地接入的无线网络，提供利用无线终端或无线技术获取信息的服务，并实现无线公共接入、无线定位、视频服务、无线支付等功能。

3.10

交通流检测trafficflowdetection

通过交通流检测器采集城市交通信息，可实时传递交通状态信息，如车流量、车道平均速度、车道拥堵情况等。

3.11

公共广播publicbroadcasting

公共广播系统可按区域和功能提供音频广播，可远程控制播放内容，如政府公告、应急指挥信息等。

3.12

环境监测environmentalmonitoring

通过气体、声音传感器监测城市环境参数，如PM2.5、PM10、二氧化碳、二氧化硫、噪声、扬尘、臭氧等。

3.13

气象监测meteorologicalmonitoring

通过气象传感器监测城市气象参数，如温湿度、风向风速、降雨量、气压、能见度、紫外辐射、路面温度、积涝等。

3.14

一键呼叫abuttoncall

一键式紧急呼叫设备，快速传递报警信息。

3.15

信息发布屏informationrelease

通过显示屏可远程统一发布信息，如异常天气警报、公益广告、天气情况、环境信息等。

3.16

多媒体交互终端multimediainteractiveterminal

通过触摸显示屏，可提供信息查询、电动车充电等交互操作。

3.17

充电桩electriccarcharging

可根据需要提供不同的充电接口，为各种类型的电动汽车提供充电服务。

3.18

路侧单元RSUroadsideunit

ETC系统中安装在路侧，采用DSRC（DedicatedShortRangeCommunication）技术与车载单元（OBU，OnBoardUnit）进行通讯，实现车辆身份识别、电子扣分的装置。

3.19

智能网关intelligentgateway

通过智能网关实现系统信息的采集、信息输入、信息输出、集中控制、远程控制、联动控制，并具有感知网络接入、异常网络互通及通讯与数据格式标准化的能力。

3.20

强电

强电指电工领域的电力部分。

特点是功率大、电流大、频率低，主要考虑损耗小、效率高的问题。

本规范中的强电是指220V及以上的交流电源。

3.21

弱电

弱电一般是指直流电路或音频、视频线路、网络线路、电话线路，交流电压一般在36V以内。

本规范中的弱电是指48V及以下的直流电源。

3.22

光纤

光纤是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。

3.23

管理平台managementplatform

管理平台即软件管理系统，主要对多功能杆及相关设备进行管理、控制、运行监测、数据运维等。

4　系统设计

4.1　系统组成

多功能杆智能系统应包含多功能杆杆体、底座、挂载设备、配套设施及管理平台。

其中：

——多功能杆杆体由杆体、悬臂等部分组成；

——多功能杆底座为支撑杆体的重要结构，集成断路器、防雷装置、强弱电线等；

——挂载设备由各类功能设备组成，如照明设备、视频采集设备、通信设备、电源设备等；

——配套设施即为满足多功能杆智能系统的正常使用需要而配套建设的各种服务性设施，如浸水传感器、倾斜传感器、电力管线、通讯管线及土建基础等；

——管理平台即软件管理系统，主要对多功能杆及挂载设备进行管理、控制、运行监控、数据运维等。

4.2　系统功能

可通过在多功能杆上配置支持多种接口的网关或路由接入各类设备，能够提供智能照明、视频采集、移动通信、公共WLAN、交通管理、公共广播、环境监测、气象监测、一键呼叫、信息发布、多媒体交互、电动汽车充电等功能。

4.3　杆体设计

多功能杆应参考现有路灯杆、监控杆、通信杆、交通杆等城市杆件设施进行设计，并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，技术参数指标需满足杆体所挂载设备正常工作需求。

多功能杆可在满足总体功能性指标设计前提下，根据应用环境（如城区主干道、次干道、公园等）和景观美化设计要求进行外观设计，并严格控制非功能性反光、眩光材质使用。

多功能杆的构造形式应适应大规模批量制造生产要求。

4.3.1　杆体分类

多功能杆依据其结构类型通常可分为固定式、滑槽式、机架式，以及其他组合式。

1）固定式：

设备一次性安装在多功能杆的指定位置，可通过杆体预留接口扩展设备，建设完成后设备位置不能改变；该杆体结构造型简单，成本造价较低，适用于城市大面积新建布设、功能需求较明确的高速公路及市区主干道沿线等；

2）滑槽式：

以铝制杆体为主，在杆体上设计多个滑槽，设备通过连接件安装在滑槽上，可灵活确定设备的安装位置；由于铝制材料强度偏低，应根据需求综合评估其安全性进行选用；

3）机架式：

可按需通过标准机架单元和安装背板灵活安装多种设备，易于安装维护，造价低；机架式单元会影响杆件的美观度，适用于工业区等对功能模块有增减需求、造型要求不高的区域。

4.3.2　杆体高度

多功能杆的高度应综合考虑周边环境、净空高度、应用功能及设备安装高度需求进行设计，以达到功能性和环境协调一致。

部分应用场景下多功能杆的高度设计可参考表1。

表1多功能杆应用场景及高度

场景

多功能杆高度

m

道路

高、快速路

8-15

主干路

8-12

次干路

8-12

支路

6-8

高架、桥梁、立交

8-12

商业步行街、公园、小区、人行道、小型汽车道

3-6

4.3.3　材质要求

多功能杆的材质选用应满足安全和功能要求，并保证足够的强度、刚度和稳定性，杆体厚度应综合考虑其高度、结构、荷载等因素进行测算。

1）采用碳素结构钢、低合金结构钢或不锈钢时，钢材性能应符合GB/T699-2015中第5章与第6章、GB/T700-2006中第5章、GB/T1591-2008中第5章与第6章、GB/T1220-2007中第6章与第7章的相关规定，钢结构多功能杆整体安全性验算及测试应符合GB50017-2017的相关要求；采用高强铝合金等新型材料时，应符合杆体强度及稳定性要求和相应的标准规定；

2）碳素结构钢材质的杆体应采用热浸锌或热浸铝进行防腐处理，优先考虑热浸锌，可根据需要进行喷漆或喷塑；热浸锌应符合GB/T13912-2002的相关规定；热浸镀铝应符合GB/T18592-2001的相关规定；喷漆应符合QB/T1551-1992的相关规定；喷塑应符合JG/T495-2016的相关规定；

3）杆体采用内外表面热浸锌防腐处理时，应表面光洁、锌层均匀，无漏镀、起皮、流坠、锌瘤、斑点及阴阳面等缺陷；经锤击试验锌层不剥离，不凸起，热浸锌完毕后宜进行钝化处理，48小时盐雾试验合格，保证杆件20年以上的防腐性能；

4）多功能杆各类绝缘件必须能够耐热、耐潮湿或污秽，支承、覆盖或包裹带电部分或导电部分（特别是在运行时能出现电弧和按规定使用时出现特殊高温的受热件）的绝缘件不得由于受热等影响致使其安全性降低。

4.3.4　杆体接口预留

多功能杆在设计上应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：

1）杆体上预留设备安装空间，内部预留穿线空间；

2）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；

3）预留孔应打磨光滑，无毛刺、无锐边，加塞防水橡胶泥；

4）预留配套传输线缆位置，根据需求预安装配套线缆；

5）设备连接件设计具备灵活性，并与挂载设备的重量相适应；

6）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；

7）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。

4.3.5　设备安装位置

多功能杆的挂载设备的安装位置应根据其设备功能进行具体规划：

1）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）；

2）杆体中部：

宜安装公共广播设备、信息发布屏；

3）杆体底部：

宜安装一键呼叫、多媒体交互设备、防盗传感器，充电桩参照嵌入式充电桩的现行标准设计安装，电器柜应内嵌于杆体底座；

4）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；

5）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；

6）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；

7）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；

8）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；

9）挂载设备的尺寸、电气和通讯设备的安装走线应与多功能杆造型整体相匹配。

多功能杆挂载设备的安装位置可参考图1，具体安装位置应根据实际需求进行调整。

图1多功能杆挂载设备安装位置示意图

4.3.6　安全设计

4.3.6.1　使用年限

多功能杆在规定的设计使用年限内应具有足够的可靠度。

多功能杆的底座、杆体、悬臂及其连接配件的设计应符合GB50068-2001中相关规定，使用年限应为20~25年，安全等级符合二级标准。

4.3.6.2　环境安全

多功能杆系统应符合以下环境安全要求：

1）温度：

应至少能够在-20~75℃环境下正常工作；

2）湿度：

应至少能在相对湿度≤95%环境下正常工作；

3）防水防尘性：

应达到IP65及以上，并符合GB/T4208-2017中相关规定；

4）抗震性：

应符合GB50260-2013中5、6.8的相关规定，其中抗震烈度应达7度，设计基本地震加速度值为0.15g；

5）防腐性：

应至少能在盐雾≤5%Nacl环境下正常工作。

4.3.6.3　荷载要求

多功能杆的设计应充分考虑外在荷载对结构稳定性的影响，依据其外形尺寸进行力学模型分析，核定横梁和立柱的根部等危险部位的安全可靠性，确保杆体在满负荷情况下的安全性及稳定性。

其中，电子警察、交通信号灯、交通标志的悬臂半径及荷载应符合现行标准的相关规定；对于其他设备，低于15m杆体的悬臂半径不宜大于2.5m，高于15m杆体的悬臂半径不宜大于3m。

除集成现有功能设备荷载外，杆体荷载还应适当增加冗余荷载设计，保证后期功能扩展承重需求。

4.3.6.4　抗风设计

多功能杆的抗风设计应根据GB50009-2012中第8章的相关规定进行测算，底座、杆体、悬臂、设备及其连接配件等在风压组合值作用下的最大应力，应小于材料强度设计值。

直径在250mm以内的杆体，宜采用圆形截面；直径大于250mm的杆体，宜采用圆形、8边形或12边形截面；如挂载设备对偏转角有要求，需进行偏转角验算。

杆体抗风设计相关参数见表2。

表2杆体抗风设计参数

杆体高度

m

杆体底径范围

mm

迎风总面积

m²

基本风压

KN/m²

风力等级

3-6

≤280

≤5

0.75

≥12

6-10

≤350

≤3

10-15

≤450

≤3

15-20

≥450

≤3

4.3.6.5　防雷接地

多功能杆电气设备可触及的金属部分均应严格按照要求做接地安全保护，防雷接地应符合CJJ45-2015、YD/T1429-2006中5.3的相关规定，并应符合以下要求：

1）多功能杆的杆体及构件、设备外壳、配电及控制箱等外露可导电部分应进行保护接地，电气系统接地型式宜采用TN-S系统或TT系统，TN-S和TT系统示意见图2、图3；

2）杆体、悬臂、底座等所有裸露金属部件与接地端子之间应具有可靠的电气连接，端子固定螺栓规格不应小于M8；

3）由于多功能杆承载多种电气设备，杆件接地电阻不应大于4Ω；

4）多功能杆设置避雷针时，应确保所有挂载设备均在避雷针的保护范围内；避雷针与引下线之间应采用螺栓连接，避雷针与引下线及接地装置的紧固件均应使用热浸锌制品；金属多功能杆的杆体可作为避雷针的引下线。

图2TN-S接地系统示意图

图3TT接地系统示意图

4.3.6.6　漏电保护

为保证人身安全和电网可靠运行，多功能杆的漏电保护应符合以下要求：

1）开关箱中漏电保护器的额定漏电动作电流不应大于人体安全电流：

交流额定动作电流≤30mA；直流额定动作电流≤150mA；额定漏电动作时间≤0.1s；

2）总配电箱中漏电保护器的额定漏电动作电流＞30mA,额定漏电动作时间＞0.1s；

3）为了保证多级保护的选择性，下一级额定漏电动作电流应小于上一级额定漏电动作电流，各级额定漏电动作电流应有1.2~2.5倍级差；

4）漏电保护器的选择和防护等级应与使用环境条件相适应，宜采用电磁式漏电保护器；选择漏电保护器的额定漏电动作电流值时，应充分考虑线路和设备可能发生的正常泄露电流值；

5）漏电保护器标有负载侧和电源侧时，应该按规定安装接线，不得反接；漏电保护器负载侧的中性线不得与其他回路共用；

6）采用直流供电时，应安装对地绝缘监测装置；

7）多功能杆应安装用电警示标志。

4.4　挂载设备

多功能杆应支持多种设备的挂载。

挂载设备可包括但不限于本规范所提及的设备类型。

4.4.1　功能配置

多功能杆的功能配置应综合考虑实际应用场景及功能需求，应用场景及推荐性配置可参考表3：

表3多功能杆应用场景及可配置功能

应用场景

系统功能

智能照明

视频采集

移动

通信

公共WLAN

交通标志

交通

信号灯

交通

流监

测

交通执法

公共广播

环境监测

气象监测

一键

呼叫

信息发布屏

（交通）

信息发布屏

（广告）

多媒体

交互

充电

桩

路测

单元

高速公路

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快速路

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主干路

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