探討智慧城市中智慧燈桿的運用

摘 要：智慧城市是工業(yè)化、信息化以及城市化綜合作用之下的產(chǎn)物，而智慧燈桿的構(gòu)建是建設新型智慧城市的必備條件，也是提升城市核心競爭力、搶占未來新型產(chǎn)業(yè)高地的重要基礎(chǔ)。本文首先針對智慧城市形態(tài)及智慧燈桿的特點，探討智慧燈桿在智慧城市中融合建設的必要性和可行性，希望能為推動智慧城市信息基礎(chǔ)設施的集約化建設提供有益參考。

關(guān)鍵詞：智慧城市；智慧燈桿；運用

中圖分類號：TU113.6 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）36-0262-02

1 引 言

智慧燈桿是在路燈桿的基礎(chǔ)上集成無線基站、WIFI設備、傳感器、視頻監(jiān)控、RFID、公共廣播、信息發(fā)布等多類感知設備，如同城市的神經(jīng)末梢充分對信息進行采集、發(fā)布、傳輸形成一張智慧感知的網(wǎng)絡，智慧燈桿在智慧城市中的運用可實現(xiàn)智能照明、智能安防、無線城市、智能感知、智慧交通、智慧市政等諸多功能。結(jié)合我國明確提出的“建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會”發(fā)展戰(zhàn)略，以“集約”、“便捷”、“和諧”為理念研究更加開放的與智慧城市基礎(chǔ)設施融合成為當前的熱點課題，其中智慧燈桿是最佳的突破口。

2 智能燈桿應用于智慧城市建設的重要意義

智能燈桿是城市照明的重要設施，其智慧化后，相對于其他公共設施，將在智慧城市建設中擔任感知層的角色，是各種智慧城市行業(yè)應用的載體，具有如下無可比擬的優(yōu)勢：

（1）覆蓋面廣：在城市所有地面公共設施中，路燈的覆蓋面最高；

（2）點位多、死角少：大中型城市每條路都有路燈，已承擔地理坐標功能；

（3）可實現(xiàn)多種功能集成：未來的路燈還將承載多方面的信息采集功能；

（4）市民關(guān)注度高：路燈已成為市民關(guān)注度最高的民生設施之一；

（5）與城市的擴建同步，擴張性強。

新型智慧路燈是一種集成各種信息設備技術(shù)創(chuàng)新復合應用的產(chǎn)品。智慧燈桿的合作開發(fā)是基于城市公共資源載體，創(chuàng)新性的集成了通信網(wǎng)絡技術(shù)來實現(xiàn)強大功能是落實國家關(guān)于信息基礎(chǔ)設施供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革建設的實例。它包括：智能照明系統(tǒng)；無線通信系統(tǒng)；智能安防系統(tǒng)；信息交互系統(tǒng)；環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)；充電樁系統(tǒng)?；谡彰骰A(chǔ)設施，智慧路燈成為智慧城市的一個部分，能加快全市信息基礎(chǔ)設施改造升級，使得城市管理更加數(shù)字化、智能化，為城市的管理運營及安全、交通、環(huán)境提供高效支持。

3 智能燈桿概述

3.1 系統(tǒng)分析

智能燈桿照明技術(shù)對于城市發(fā)展具有重要意義，同時是構(gòu)建智慧城市關(guān)鍵性技術(shù)。照明和互聯(lián)網(wǎng)相互融合形成新型智能性產(chǎn)品。智能燈桿是智慧城市構(gòu)建當中重要元素，通過智能燈桿照明系統(tǒng)能夠促使智慧城市更加繁華以及更加具有特色。

智能燈桿具備多種功能，通過智能調(diào)控技術(shù)能夠促使照明燈具具備自動調(diào)節(jié)能力，從而促使當前照明系統(tǒng)實現(xiàn)智能化以及現(xiàn)代化。當前照明系統(tǒng)之中會利用傳感技術(shù)，對于目標進行跟蹤、監(jiān)控，同時能夠?qū)τ谕饨绛h(huán)境進行感知，通過參數(shù)對環(huán)境情況進行明確。

智能燈桿照明能夠根據(jù)用戶需要，將環(huán)境參數(shù)反饋到電路系統(tǒng)，這樣，智能路燈就能夠根據(jù)外界環(huán)境的變化調(diào)節(jié)光的色彩以及明暗程度，使當前照明系統(tǒng)更加具備人性化。智能燈桿照明系統(tǒng)之中，應當完善硬件及軟件層面，軟件層面需要對于控制手段及控制協(xié)議進行完善，發(fā)展人機交互系統(tǒng)，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)某些故障，能夠?qū)崿F(xiàn)自動的檢測以及修復，提升照明系統(tǒng)人性化、智能性以及穩(wěn)定性。同時，硬件層面應當加強通信技術(shù)應用，例如，通過紅外線通信、電力通信等方式促使了燈桿照明系統(tǒng)實現(xiàn)智能化調(diào)節(jié)。另外，還能夠?qū)崿F(xiàn)有效節(jié)能以及起到美化環(huán)境重要作用，同時智能化控制能夠促使智慧路燈使用壽命延長。其次，智能燈桿的應用能夠有效提升燈管理效率和管理水平，有效降低路燈維護費用，智能燈桿運用過程當中，不同的時間段，不同的照度。此外，可以根據(jù)功能區(qū)域中的實際情況，對于智能路燈照度進行合理設置，例如，某些地區(qū)深夜幾乎沒有人流量就會自動實現(xiàn)滅燈，不需要人工進行控制，實現(xiàn)路燈節(jié)能。由此可見，智能路燈應當給予用戶提供良好舒適以及溫馨環(huán)境，為智慧城市建設做出貢獻。運用智能燈桿過程當中，應當采取有效方式對于無效照明時間進行控制，避免無效照明浪費能源。因此，通常智能燈桿照明系統(tǒng)當中會利用光敏傳感器，感知外界環(huán)境，保障光線合理性。

照明系統(tǒng)聯(lián)動，和其他系統(tǒng)實現(xiàn)有效聯(lián)系。例如和監(jiān)控報警系統(tǒng)實現(xiàn)良好聯(lián)動，有助于對緊急事件進行處理。對于各節(jié)點燈具進行有效控制，包括燈具開關(guān)以及亮度。對于智能燈桿進行控制之中，會應用集中控制器，通過集中控制器會將監(jiān)控信息發(fā)送到節(jié)點控制器，同時通過節(jié)點控制器將信息反饋到監(jiān)控中心，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)對于智慧路燈有效控制。另外傳統(tǒng)燈具會充氣體，氣體難以控制，容易出現(xiàn)各種問題以及故障。但是，智慧路燈更具有智能性，同時和傳感器之間實現(xiàn)融合，提升燈具人性化程度，進而提升環(huán)境品質(zhì)以及改善人們生活，同時能夠降低能源消耗。

城市路燈還可通過感知系統(tǒng)，能夠?qū)τ谲囕v信息進行獲取，照明過程中智慧路燈能夠切實保障照明系統(tǒng)和景觀之間良好協(xié)調(diào)，促使道路環(huán)境更加溫馨和諧，給予人們良好視覺感受，提升城市道路光照環(huán)境。

3.2 道路以及景觀照明分析

智慧城市建設過程當中應當運用智慧路燈，通過運用燈桿數(shù)字顯示屏以及通過智能驅(qū)動方案采集周圍環(huán)境信息，同時對于路燈亮度進行合理有效調(diào)節(jié)，另外還能夠?qū)鞲衅飨到y(tǒng)和城市監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)良好融合，通過運用圖像識別技術(shù)確認服務范圍之內(nèi)具備較高的人流、車流量之后，才會提高路燈亮度。同時，會打開智能顯示屏幕，通過顯示屏播放新聞內(nèi)容或廣告等，在保障照明的基礎(chǔ)之上，節(jié)約成本，避免無效照明。例如，智聯(lián)通信企業(yè)路燈系統(tǒng)就注重節(jié)能性。路燈能夠根據(jù)日出以及日落對于光照進行調(diào)節(jié)，從而對路燈進行精細化管理。另外，路燈能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)光控制，不同時間段就可以以不同的功率運行，有效節(jié)約了電能。除此之外，通過遠程監(jiān)控系統(tǒng)可以對于路燈進行監(jiān)督控制，避免出現(xiàn)路燈漏電，防止安全事故產(chǎn)生，切實保障出行者的人身安全。

3.3 對傳統(tǒng)運營商覆蓋方式的改變

傳統(tǒng)移動運營商均是在路邊建筑上或者自建桿塔上進行基站布放、天線安裝。移動基站掛載于智能路燈桿上，進行街道站和低高度站點方式建設，其最大的優(yōu)勢就在于高速率、容量大、調(diào)整方式靈活?，F(xiàn)代運營商的無線網(wǎng)絡，在網(wǎng)絡建設初期，主要目標通過高站、大站進行快速的全面覆蓋，小區(qū)覆蓋半徑一般為1～2.5km，天線掛高都很高。而隨著網(wǎng)絡的不斷建設，站點的天線平均掛高越來越低、站間距越來越近。同時出現(xiàn)了兩種網(wǎng)絡建設的難點：“補盲”，對由于各種阻礙或遮擋導致信號無法達到的地點進行覆蓋；“疏忙”，對于用戶過于集中的區(qū)域進行話務量吸收而進行建站（見圖1）。

4 智能燈桿應用案例分析

智能燈桿中智慧路燈在諸多城市進行了試點，其中，某城區(qū)將兩千多盞高壓鈉燈轉(zhuǎn)變成為智能路燈，通過控制器技術(shù)運用在當前的路燈照明系統(tǒng)，從而實現(xiàn)了智慧城市路燈自動控制以及智能調(diào)節(jié)，智能路燈根據(jù)控制設備及配電設備能夠?qū)崿F(xiàn)對道路智能監(jiān)測，有效保障環(huán)境和諧性以及環(huán)境亮度，另外，能夠有效縮減系統(tǒng)構(gòu)建成本。路燈系統(tǒng)當中安裝控制器，利用單燈控制方式，切實保障深夜階段是“隔一亮一”照明方式，這樣，能夠一方面保障夜間照明，保障人們出行安全，另一方面，有效節(jié)約了電費開支，實現(xiàn)路燈系統(tǒng)智能管理和控制，促使資源利用效率得到顯著提高。智慧路燈操作方便，便于管理人員操作，僅僅需要打開網(wǎng)絡就可以登錄控制系統(tǒng)，然后通過對控制系統(tǒng)對于智慧路燈進行控制。

另外，智慧路燈在長時間使用之后，個別路燈難免會出現(xiàn)損壞問題，通過控制系統(tǒng)，能夠?qū)τ趽p壞的路燈進行定位，第一時間發(fā)現(xiàn)損壞路燈，這樣就有助于管理人員安排相關(guān)維修人員對路燈進行維修，切實保障路燈系統(tǒng)穩(wěn)定以及安全運行。例如，知名企業(yè)晶和照明就是研發(fā)智能照明系統(tǒng)的企業(yè)，該企業(yè)提出了智慧城市燈桿方案就具備一定參考意義，智能燈桿能夠智能調(diào)節(jié)光照度同時智能感應；和報警系統(tǒng)聯(lián)動，實現(xiàn)對緊急事故的處理。此外，路燈能夠?qū)τ陲L向、城市雨量以及噪音量進行監(jiān)測。

5 結(jié)束語

綜上所述，智慧城市建設當中應當加強智慧燈桿的運用，其不但節(jié)能環(huán)保，而且有效提升照明效果，避免無效照明，同時也使政府部門建設成本降低以及管理效率的提升，給民眾帶來更好的環(huán)境、便捷度和信息化智能化的生活。在智慧城市大背景下，智慧燈桿建設提升了城市路燈服務質(zhì)量以及道路環(huán)境質(zhì)量，讓我們真正體驗到物聯(lián)網(wǎng)改變生活。

參考文獻

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收稿日期：2018-11-19