1．智慧燈桿規劃

1）桿件間距設置分析

替換原則：在本期工程智慧燈桿上掛載的通信基站、公安監控、環境監測及一鍵求助4類設備中，通信基站對于覆蓋間距要求較高，所以，本期智慧燈桿需求桿距總體上以通信基站的規劃間距為基礎。

在無線網絡規劃工作中，鏈路預算是評估無線通信系統覆蓋能力的主要方法，是在通信系統中對發送端、通信鏈路、傳播環境和接收端中所有增益和衰減的核算，估算信號從發射端成功傳送到接收端的最遠距離。圖8-3所示為鏈路預算示意圖。

2）覆蓋半徑計算

在本次鏈路預算中，通信設備擬采用常用微站設備（華為Book RRU）結合道路覆蓋模型參與計算。華為Book RRU基本參數如下：發送功率2x5W；天線增益11dBi，雙極化天線；方向角水平65°，垂直面35°。

根據本次項目設備參數和鏈路預算參數，根據鏈路預算，在該道路場景下基站覆蓋半徑為190m左右。考慮小區切換和重疊區域15％冗余覆蓋，通信基站站距約為覆蓋半徑的1.8倍，單網運營商站間距建議設置為320m左右。

由于各運營商之間的設備必須具備一定的垂直隔離度，單桿只能滿足一到兩家設備的掛載需求，所以，桿距最優為160m左右，如圖8-4所示。

本項目對道路普通燈桿進行“一桿多用”的改造，對路兩旁建設在綠化帶里的普通路燈桿，間隔160m左右把原有路燈桿替換成智慧燈桿，共需改造智慧燈桿148根：其中替換8m／6m桿76根（其中整合信號燈和照明功能桿8根、整合電子警察和照明功能桿8根），替換14m／10m桿56根，替換14m對稱雙臂桿9根（其中整合信號燈和照明功能桿8根、整合電子警察和照明功能桿1根）；另外為滿足電子警察單獨需求新增7根桿體，不整合路燈功能，具體情況如表8-3所示。

2．各類型智慧燈桿桿體介紹

（1）原雙臂普通路燈桿體與智慧燈桿桿體示意圖如圖8-5所示。

（2）原普通電子警察桿桿體與相應智慧燈桿桿體示意圖如圖8-6所示。

（3）原普通信號燈桿體與智慧燈桿桿體示意圖如圖8-7所示。

3．桿體及桿身細節介紹

1）模塊固定方式

設備可采用滑槽卡扣、自適應抱箍、桿頂法蘭盤等固定件安裝，如圖8-8、圖8-9所示。

2）預留端口封堵設計

預留的進線端口為防止雨水的進入，必須進行封堵。

（1）桿體的滑槽上預留的端口可開設螺紋孔，使用可拆卸的堵頭螺絲進行封堵，如圖8-10所示。

（2）頂部預留端口，使用橡膠墊＋蓋板形式進行密封，如圖8-11所示。

其中桿體的滑槽式設計，掛載設備可根據需求自由上下調節，設置安裝高度；桿體和頂部預留端口，可根據設備通過端口需求靈活布線，連接至設備端。

圖8-12所示為滑槽式設計示意圖。

3）桿體內部走

智慧燈桿整合了多種功能，電纜、光纜、接地等線路同時通過桿體內部連接至設備，需要進行有效合理的線路空間規劃設計，確保各設備的正常運行，以方便后期的功能擴展。

智慧燈桿桿體內部進行分倉設計，內部分為4個倉體結構，布線管道預留規劃清晰。

（1）區域①供通信、監控等設施電纜布線使用。

（2）區域②供道路照明燈使用。

（3）區域④供通信、監控等傳輸光纜線纜布線使用。

（4）區域③供交通信號燈使用。

圖8-13所示為桿體內部分倉示意圖。

4）桿體檢修門和特種漆

智慧燈桿桿體的檢修門閉合后與燈桿形狀相同，且具有防盜的鐵鏈裝置；離地2m以下智慧燈桿桿體在外層會噴上防粘特種漆，以防止廣告粘貼，降低后期的維護難度。

4．智慧燈桿桿體基礎設計方案

1）基礎設計說明

多功能燈桿基礎根據國家相關規范要求，結合實際土質及地基承載力等情況進行基礎基底承載力驗算、基礎抗拔穩定驗算、基礎抗傾覆驗算，設計出相匹配的基礎，使桿體在最大荷載作用下保持安全、穩定。

基礎埋深：通過抗傾覆驗算，設計適量的基礎埋深來控制基礎在彎矩作用下的偏心距，防止基礎出現傾覆破壞。

基礎寬度：通過抗拔穩定驗算，設計適量的基礎寬度來控制基礎及其上覆土的自重，以抵抗基礎拔力，防止基礎被拔出。

基礎板厚度：通過抗沖切驗算，對基礎材料及沖切力的情況設計基礎底板厚度，以防止基礎發生沖切破壞。

基礎配筋：通過彎矩驗算，對鋼筋材料的屈服值和使用鋼筋數量情況進行配筋設計。

2）桿體基礎設計方案

原路燈桿與智慧燈桿桿體基礎對比如圖8-14至圖8-16所示。

5．改造智慧燈桿用電需求

1）箱變需求情況

原箱變負荷情況：原路燈照明工程設計，共設置5個箱變，總功耗為192.21kW，對應的路燈回路功耗如表8-4所示。

加入原設計的其他負荷預留（交通監控、綠化用電、公交站臺）約180kW后，情況如表8-5所示。

改造智慧燈桿桿體后箱變負荷情況：智慧燈桿掛載通信、公安監控、廣播等設施，桿件的照明和交通信號燈供電保留原設計，其他設備供電擬通過原有箱變改造后引入市電，本次新增功耗為143.76kW，對應的箱變的用電需求如表8-6所示。

改造后的功耗負荷明細如表8-7所示。

根據表8-7可知，改造后箱變負荷率在85.65％及以下，原設計160kVA的箱變容量可以滿足新增負荷要求，無須改變。

2）電纜線徑負荷情況

A支線桿間連接電纜為5x16m㎡線纜，敷設了11836m，此線纜最大載流量為79A；B支線桿間連接電纜為5x25mm線纜，敷設了19075m，此線纜最大截流量為101A；替換智慧燈桿后，原有線纜也可滿足需求，如表8-8所示。

箱變1和箱變2是二期一標的設計范圍，箱變3、箱變4、箱變5是二期二標的設計范圍，用線纜的最大載流量來衡量每個回路的電流數據可得，負載率均為80.54％以下，說明原有線纜滿足改造后的電流需求。

3）電路控制和計量建議

原照明工程路燈電路控制方式，由箱變控制全路段照明分時段的開啟和關閉。改造后智慧燈桿需要24小時不間斷供電，可通過增加單燈控制器加浪涌保護器的方案實現供電安全分路控制。

智慧燈桿桿件從路燈電纜引電，每根路燈增加單燈控制器，對路燈實現定時控制，其他設備24小時不中斷供電；在智慧燈桿上安裝“智能電度表”裝置，實現數據計量、傳輸、管理。另外，原路燈設計用電為三級負荷，為滿足通信用電要求，要求改為二級負荷用電。

6．防雷接地設計

本期智慧燈桿桿體替換后的防雷接地設計和原方案保持一致，具體如下。

（1）變壓器的防雷、接地及等電位連接：箱式變電站的高、低壓線路的輸入輸出側及道路照明配電箱的輸入側分別裝設避雷器。箱式變電站中性點工作接地電阻不大于4Ω，當達不到要求時需增設人工接地裝置。變壓器的箱體內應設專用接地導體，該接地導體上應設有與接地網相連接的固定端子，其數量不少于兩個，并應有明顯的接地標志。變壓器的高壓配電裝置、低壓配電裝置和金屬支架等均應有符合接地技術條件的接地端子，并與專用接地導體可靠地連接在一起。對變壓器常態非等電位部位全部實現高壓瞬態等電位連接，包括在變壓器高壓側和低壓側分別安裝高壓、低壓避雷器各3只，所有避雷器與中性線、箱式變壓器殼和其他金屬的支撐件共同接地。

（2）采用TN-S接地系統，路燈的防雷接地、路燈燈桿的保護接地線共用同一接地體，路燈配電線路五芯電纜中的一根電纜作為接地線，桿座砼基礎主配筋及燈桿地腳螺栓在地下部分全部焊連成一個電氣整體，接地端子引出地面，所有路燈基礎連成一體，形成接地網。本系統銅鐵連接處應采用過渡連接端子，若端子難以取得，可在接續處涂至少3遍瀝青漆防腐。與工作接地網焊連后的總接地電阻宜小于4Ω，高土壤電阻率地區可放寬至焊連后小于10Ω。在不能滿足要求的情況下，應考慮設專用接地網或人工接地體。

（3）所有設備外露的可導電部分均應與接地干線可靠連接。

7．智慧燈桿傳輸管道及手井設計

改造后的智慧燈桿需沿燈桿路徑設置傳輸管道和手井，用于敷設機房至手井及手井之間的連接段的傳輸光纜，共需新增110PVC管約25km，手井270個，間隔約80m。智慧燈桿桿件傳輸光纜通過新增管道連接至設備機房，不占用道路原設計傳輸管道。

傳輸管道及手井連接示意圖如圖8-17所示。

智慧燈桿桿件傳輸管道手井尺寸設計為500mmx400mm，埋深為1000mm；手井蓋外觀設計根據周邊綠化環境配置，采用覆土、綠植等美化設計，使用標樁注明位置。

8．智慧燈桿機房需求

本工程擬設置10個2mx3m的美化設備機房，統一放置本路段在智慧燈桿桿體上有需求的后臺設備；每個機房覆蓋1km左右，具體實施位置需與規劃部門協調確認。

9．設計方案總結

本工程共需改造智慧燈桿148根：其中替換8m／6m桿76根（其中整合信號燈和照明功能桿8根、整合電子警察和照明功能桿8根），替換14m／10m桿56根，替換14m對稱雙臂桿9根（其中整合信號燈和照明功能桿8根、整合電子警察和照明功能桿1根）。另外。為滿足電子警察單獨需求新增7根桿體，不整合路燈功能；新增10個2mx3m的美化設備機房；新增270個手井（500mmx400mm），新增25km6110 PVC管道連接至設備機房，如表8-9所示。

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