何長江 張鉦林

【摘要】? ? 隨著21世紀(jì)新時代信息技術(shù)的發(fā)展，城市信息化作為智慧城市的重要組成部分，其應(yīng)用水平也在不斷提高，建設(shè)智慧城市，智能燈光作為其一個重要組成部分，對提高城市的智能化和信息化水平有很大作用。本文主要介紹和探討智慧燈桿在新時代城市建設(shè)與5G建設(shè)中的發(fā)展和作用， 簡要介紹了智能燈桿的產(chǎn)生背景，詳細(xì)介紹了智能燈桿的結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)和主要功能，最后列出了智能燈桿制造的難點和任務(wù)，并提出了一些建設(shè)性的建議。

【關(guān)鍵詞】? ? 智能燈桿? ? 智慧城市? ? 5G建設(shè)

引言：

近年來，隨著我國交通行業(yè)的不斷發(fā)展，為人們出行方式提供了較大的便利，從中也促進(jìn)了我國城市的迅猛發(fā)展，城市文化、游玩及特色餐飲引起了城市居民的廣泛關(guān)注。因此，如何更好的提供全方位的信息服務(wù)，有效實施信息化管理已迫在眉睫，本文通過筆者的工作實踐，就智慧燈桿在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

一、智能燈桿存在的環(huán)境背景

1.1 城市道路建設(shè)促進(jìn)智能燈桿建設(shè)

積極開展智慧燈桿技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系研究，滿足各方的需求。統(tǒng)籌考慮照明、移動通信、公共WLAN、視頻、廣播、一鍵報警、 信息發(fā)布等功能的有機(jī)整合，深入分析智慧燈桿所掛載設(shè)備大小、高度重量布點位置、方向角度、電力負(fù)載備電方式防雷性能、傳輸方式等技術(shù)參數(shù)，結(jié)合安裝場景外觀、安全等要求，按照兼容、開放、共享可擴(kuò)展、前瞻性等原則制定建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。標(biāo)準(zhǔn)制定適度超前，兼顧各領(lǐng)域的個性化需求，并為未來需求保留接展空間。各部門在新建或改造路燈桿、視頻監(jiān)控桿、通信桿等路桿設(shè)施時，應(yīng)遵循相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，實現(xiàn)單-功能路桿向智慧燈桿的轉(zhuǎn)變。

1.2 城市智能化的發(fā)展帶動了智能燈桿的快速發(fā)展

目前，全國已經(jīng)提出了一系列智能照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，并制定了相應(yīng)的政策法規(guī)，一些城市正在全力推進(jìn)智能照明的試驗開發(fā)和推廣。預(yù)計項目總投資將超過1萬億元，未來政策將維持;5G已經(jīng)上升到戰(zhàn)略高度，成為未來ICT發(fā)展的主流，其商業(yè)化部署促進(jìn)了5G微基站的建設(shè)需求，作為5G微基站的首選，為智能燈桿的發(fā)展注入了新的動力。由于5G網(wǎng)絡(luò)使用的是高頻，其要蓋范圍小于4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，因此5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)需要配套更多的站點。如果按照傳統(tǒng)模式，就意味著智能燈桿可以有效依托市政道路、鐵路、地鐵、智能燈、視頻桿等公共設(shè)施，滿足整個電信公司和現(xiàn)有4G信息基礎(chǔ)設(shè)施的需求，從而最大限度地利用公共桿和通信桿，打通雙向交流，節(jié)約城市建設(shè)時間，有效利用資源，實現(xiàn)共建，盡可能降低5g建設(shè)和實施的運(yùn)營成本，盡可能促進(jìn)5G的商業(yè)推廣。

1.3 智慧燈桿是通往智慧城市和服務(wù)港口的最佳入口

城市路燈是智慧城市建設(shè)的重要手段。它可以結(jié)合城市照明、交通、照明及照明網(wǎng)絡(luò)、環(huán)保等信息網(wǎng)絡(luò)，采用新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)[1]，方便數(shù)據(jù)的采集和分發(fā)，是城市中最好的傳感模塊和智能載體。它利用云數(shù)據(jù)和人工智能提高城市管理的智能化水平，將采集到的數(shù)據(jù)上傳到云端，通過政府間的舉措和相關(guān)部門，為高智能城市提供大量的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)應(yīng)用支持。

1.4 城市集約化急需“多桿合一”

密集的道路建設(shè)如環(huán)境監(jiān)測等會影響城市景觀。因此，安裝電力和通信線路，要避免資源浪費(fèi)，充分利用路燈，鼓勵“減少案例，功能是智能照明的第一點，這也可以培養(yǎng)城市建設(shè)的智慧，節(jié)約城市建設(shè)投資，提高城市經(jīng)濟(jì)管理水平。

“智能路燈”是指在城市建設(shè)中利用路燈網(wǎng)絡(luò)，通過先進(jìn)技術(shù)、HF/Sigma和無線GPRS/CDMA、5G通信和互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)路燈的分散管理[2];具有視頻控制功能，可自動控制燈光、時間、天氣等遠(yuǎn)程燈光、有源干擾設(shè)備、應(yīng)急電纜、電報等，節(jié)能管理，完善公共照明管理，減少維護(hù)，縮小面積、規(guī)范化，對城市建設(shè)的規(guī)范化和簡化起著重要作用。智能照明可實現(xiàn)視頻檢測、智能照明、WLAN熱點、信息顯示等功能、環(huán)境傳感器、應(yīng)急呼叫、開發(fā)整合新能源充電棧和公共廣播。它還可以在酒吧頂部預(yù)留5G微站[3]，以擴(kuò)大房間。不同的功能模塊彼此獨立?？筛鶕?jù)需要調(diào)整不同的應(yīng)用場景，結(jié)合靈活配置，選擇不同的功能模塊，成為智能城市建設(shè)過程中的先鋒。

從功能結(jié)構(gòu)上，智能光操作平臺可分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。也就是說，智能照明可以滿足新能源汽車的裝載要求，并可用于智能城市下載不同的傳感器和通信接入點;在標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)協(xié)議的基礎(chǔ)上，網(wǎng)絡(luò)級信息交換;智能城市的整個信息基礎(chǔ)設(shè)施正在燈光控制平臺的基礎(chǔ)上進(jìn)行現(xiàn)代化?？刂剖铱蓾M足智能城市各功能模塊的開發(fā)和實現(xiàn)需求。國家智慧城市信息平臺可通過這三個層次，直接向政府部門所有相關(guān)員工提供實時服務(wù)。它們被集成到不同信息技術(shù)和設(shè)備的創(chuàng)新應(yīng)用中。

二、智能燈桿的主要功能

2.1 智能照明功能

通過提供自動熄燈軟件，并根據(jù)季節(jié)變化、天氣狀況、照明、特殊節(jié)假日等調(diào)整路燈亮度，控制系統(tǒng)和物料連接信息基礎(chǔ)設(shè)施平臺提供遠(yuǎn)程控制，對單個燈桿或整組燈桿進(jìn)行實時報警控制和智能分析，故障時反饋維修服務(wù)，可大大提高城市路燈調(diào)度員的工作效率，降低路燈維修人員的工作強(qiáng)度。

2.2 視頻監(jiān)控功能

探頭視頻監(jiān)控采用燈桿作為載體，路燈電纜、光纜等主要設(shè)施或接口用于預(yù)留照明，智能視頻控制功能的實現(xiàn)。室外彩色攝像機(jī)可以實時控制周圍人群的運(yùn)動;在緊急情況下，您可以通過“一鍵直撥”按鈕直接與警方聯(lián)系，系統(tǒng)會采集視頻、圖像等信息，通過實時傳輸?shù)娇刂浦行腫2]，監(jiān)控中心可以通過燈上的探頭了解助手周圍的情況，采取有效措施，采取快速、及時的措施管理和處理案件;此外，視頻探頭還可以監(jiān)控一些特定的安全狀況（如井蓋異常變化、井蓋異常變化等）、燈光意外碰撞等。

2.3連接 WiFi功能

Wifi天線信號的覆蓋范圍大約有100-500米，最好在基站上安裝一個燈泡，本實用新型可有效降低運(yùn)行成本和能耗，體積小，安裝便利 、覆蓋范圍廣、隱蔽性好等優(yōu)點;無線WiFi也可以用來監(jiān)控信號的傳輸。公眾不僅可以獲取信息，還可以獲取方便自己生活的信息，收集用戶特征數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)分析公民行為軌跡，并在信息支持的基礎(chǔ)上，由國家相關(guān)部門做出科學(xué)決策;此外，無線WiFi還可以配置移動終端和個人電腦訪問網(wǎng)頁，并與廣告服務(wù)機(jī)構(gòu)開展宣傳教育工作。

2.4 自動充電功能

智能充電：緊跟政府大力推廣新能源車輛政策，在停車場、車站、服務(wù)區(qū)等處的智能燈桿上，集成電動汽車充電樁，可為電動車、手機(jī)提供電能，使用操作簡便。在充電過程中能夠?qū)崟r顯示各類充電信息，亦可與視頻監(jiān)控、APP 聯(lián)動，充電人員可進(jìn)行遠(yuǎn)程實時監(jiān)測，查看充電狀態(tài)，避免人為破壞。

2.5 氣象監(jiān)查功能

可實時存儲微環(huán)境指標(biāo)（PM2.5、Co、CO2、no、NO2等）、濕度、噪聲、氣壓、風(fēng)速、風(fēng)向信息、降水量等管理平臺，并通過顯示信息發(fā)布平臺對相關(guān)信息進(jìn)行實時分析處理，為有關(guān)部門的氣象檢查提供支持和參考。

2.6 發(fā)布信息功能

智能燈光顯示作為多媒體信息通過互聯(lián)網(wǎng)傳播的平臺，可以隨意進(jìn)行實時發(fā)布內(nèi)容的更新和廣告圖形的替換，顯示時事信息、商業(yè)廣告、公共信息、交通擁堵、公共信息傳播等，緊急報警、區(qū)域地圖顯示環(huán)境空氣污染等[4]作為城市的“智慧之窗”，城市居民還可以實現(xiàn)公共廣播的遠(yuǎn)程集中控制。

三、智能燈桿發(fā)展建設(shè)面臨的挑戰(zhàn)與建議

3.1 加深大眾對智能燈桿認(rèn)知

目前，智能照明的發(fā)展還處于十分的低級階段，發(fā)展不徹底，燈泡的更新和維護(hù)只是局部改進(jìn)，有關(guān)部門缺乏積極宣傳和正確引導(dǎo)，缺乏真正的政策和資金支持;社會上對智能燈的概念和價值普遍缺乏了解。因此，政府應(yīng)更加重視它，積極向公眾推廣智能燈泡，確保公眾的理解和支持，并向政府相關(guān)部門宣傳和提高推廣“智能”燈的意識;通過多種形式的資金支持，組織“智能”燈桿建設(shè)專項資金，增強(qiáng)“智能”燈桿建設(shè)對社會資金的吸引力。

3.2 設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)框架、法律法規(guī)體系

由于智能燈技術(shù)和市場在不同行業(yè)的發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)之間難以協(xié)調(diào)，標(biāo)準(zhǔn)框架體系尚未建立;雖然國家相關(guān)部委或地方政府制定了相關(guān)法律法規(guī)，但并不完善，建議加強(qiáng)智能燈不同應(yīng)用領(lǐng)域的交叉整合和互操作機(jī)制，加快制定和完善智能燈桿產(chǎn)品質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系;立法機(jī)關(guān)應(yīng)修改相關(guān)立法，使之更適合“智能”燈的實際應(yīng)用。

3.3 加強(qiáng)數(shù)據(jù)管理

隨著智能照明的普及與發(fā)展，系統(tǒng)必然會有大量的信息和數(shù)據(jù)，處理和試圖處理大量的信息和數(shù)據(jù)，這給燈桿的管理帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，也給現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)帶來了沉重的負(fù)擔(dān)，提供數(shù)據(jù)分析和處理水平，確保照明安全。

3.4 智能燈桿的后期維護(hù)與處理

目前，大部分城市仍為普通路燈，各專業(yè)服務(wù)團(tuán)的路燈已用于本地區(qū)的普通服務(wù)，智能照明安裝后，所轄部隊缺乏應(yīng)急維修經(jīng)驗，為給智能照明的正常運(yùn)行帶來諸多不便，建議成立專業(yè)的燈桿操作專家團(tuán)隊，不定期采取措施加強(qiáng)相關(guān)廠家的培訓(xùn)、認(rèn)證或訂貨培訓(xùn)等相關(guān)技能和知識，提高他們對智能照明系統(tǒng)的持續(xù)知識和操作適應(yīng)性。

3.5 減弱智能燈桿上架設(shè)設(shè)備之間的相互干擾

為了實現(xiàn)多功能集成，智能燈往往會安裝不同類型的功能傳感器來采集信息，不同設(shè)備之間可能存在干擾，導(dǎo)致一些傳感器或設(shè)備使用不當(dāng)，建議改進(jìn)設(shè)備的智能照明，提高產(chǎn)品的兼容性和通用性，打破信息資源共享的模塊化限制。

四、結(jié)束語

緊跟桌面網(wǎng)絡(luò)、云統(tǒng)計、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G等最新高新技術(shù)快速發(fā)展，進(jìn)一步發(fā)展集智能照明、視頻監(jiān)控、智能充電等功能于一體的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，成為綜合性智能燈桿為智慧城市化進(jìn)程注入新思路，解決智慧城市化發(fā)展面臨的問題和任務(wù)。一方面，對外關(guān)系管理，建立規(guī)范的安全風(fēng)險框架和制度政府，并通過有效的跨部門互動;另一方面，企業(yè)、政府和市場之間的合作是必要的，以便在不同的參與者和專業(yè)人員之間找到共同點和融合點，有利于“智能燈桿”綜合利用的智能化和產(chǎn)業(yè)化。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1] 劉義平，張明明，張暢，等.智慧路燈建設(shè)的實踐與思考[J].照明工程學(xué)報，2017，28（5）：103-105，111.

[2] 中國農(nóng)業(yè)機(jī)械工業(yè)協(xié)會風(fēng)力機(jī)械分會.2016年中國智慧路燈應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J].中小型風(fēng)能設(shè)備與應(yīng)用，2016，23（3）：57-59.

[3] 肖鵬.智慧路燈在城市道路照明中的應(yīng)用[J].電工技術(shù)，2018（22）：121-122，125.

[4] 白鷺，陳壬賢，李陽.復(fù)合型路燈桿在城市照明中的應(yīng)用[J].農(nóng)村電氣化，2017（8）：16-20.