城市路燈的建設(shè)與未來(lái)

摘要：隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰飛，城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加速。如今，城市越來(lái)越多也越來(lái)越大，城市的道路總里程在不斷的攀升。與之對(duì)應(yīng)，道路兩旁的路燈將越來(lái)越多，如果不能合理規(guī)劃則會(huì)帶來(lái)巨大的能源損耗，也會(huì)給植物和夜間出行的動(dòng)物帶來(lái)生態(tài)災(zāi)難。本論文以駐馬店市相關(guān)數(shù)據(jù)資料為基礎(chǔ)，結(jié)合其他學(xué)者的研究成果，從路燈的過(guò)去、現(xiàn)在和將來(lái)為主要研究對(duì)象。為城市路燈的科學(xué)建設(shè)提供自己的建議。

關(guān)鍵詞：智慧路燈;能源;反光

一、路燈發(fā)展史

首先了解過(guò)路燈的發(fā)展史，才能更好的科學(xué)規(guī)劃路燈的光明未來(lái)。

路燈的發(fā)展史是一部戶外追求光明的創(chuàng)業(yè)史，也是人類美好生活的探索史。

15世紀(jì) 倫敦-路燈最早起源

1417年，為了讓倫敦冬日漆黑的夜晚明亮起來(lái)，倫敦市長(zhǎng)亨利·巴頓發(fā)布命令，要求在室外懸掛燈具照明。后來(lái)，他的倡議又得到了法國(guó)人的支持。

16世紀(jì) 巴黎-路燈照明法令

16世紀(jì)初的時(shí)候，巴黎居民住宅臨街的窗戶外必須安裝照明燈具。路易十四時(shí)，巴黎的街道上出現(xiàn)了許多路燈。1667年，被稱為“太陽(yáng)王”的路易十四還正式頒布了城市道路照明法令。

1807 英國(guó)汽燈

最初的路燈光線比較弱，因?yàn)槁窡舨捎闷胀ǖ南灎T和油。后來(lái)改用煤油后，路燈的亮度有了明顯的提高，而路燈真正的革命是在汽燈出現(xiàn)之后。1807年汽燈被安裝在了波邁大街上，并很快風(fēng)靡歐洲各國(guó)的首都。

1843 上海煤油燈

1843年，中國(guó)上海街頭出現(xiàn)了第一盞煤油燈。后來(lái)，上海的租界的路燈又改為煤氣燈，它是由倫敦移植過(guò)來(lái)的，亮度比煤油燈提高了數(shù)倍。

直到1879年，上海十六浦碼頭終于亮起了中國(guó)第一盞電燈，配備的是一臺(tái)10馬力的內(nèi)燃機(jī)發(fā)電組，相當(dāng)于一臺(tái)手扶拖拉機(jī)的功率。初始的馬路電燈在每根電線桿上裝閘刀開(kāi)關(guān)，仍需人工每天開(kāi)啟關(guān)閉，3年后方改為多個(gè)路燈合用一個(gè)開(kāi)關(guān)，這種形式的路燈在全國(guó)各個(gè)城市沿用到20世紀(jì)。

1873 用電路燈

1873年亞力山大·洛德金設(shè)計(jì)出白熾燈泡。不久，這種燈泡被應(yīng)用于彼得堡海軍大廈的照明。幾年之后，托馬斯·愛(ài)迪生對(duì)這種燈泡進(jìn)行了改進(jìn)，使這種燈泡的亮度更強(qiáng)，生產(chǎn)成本更低。隨著這種燈泡的大量出現(xiàn)，汽燈迅速退出了道路照明，電燈取而代之，成為城市夜晚戶外照明的重要工具。

1906 北京官辦路燈

京師華商電燈公司首先在東城安裝了官辦路燈。這些電燈算是北京最早的電路燈，到今年整整100年。

1911 北京城內(nèi)7個(gè)區(qū)的街道路燈中，有電燈600多盞。

1929 北京煤油紗罩燈陸續(xù)換成了電燈。

1943 北京最后一批87盞煤油路燈被電燈取代，煤油燈退出歷史舞臺(tái)。

1960 前門地區(qū)安裝了23盞日光燈路燈。這是北京第一次試用新光源，大大提高了路燈照明度。

90年代后 燈源技術(shù)升級(jí)

隨著新的光源技術(shù)的出現(xiàn)，后逐步升級(jí)為高強(qiáng)氣體放電燈、LED路燈。

路燈后時(shí)代-智慧路燈

2008 在紐約召開(kāi)的外國(guó)關(guān)系理事會(huì)上，IBM提出了“智慧地球”這一理念，進(jìn)而引發(fā)了智慧城市建設(shè)的熱潮。

智慧城市建設(shè)已成為當(dāng)今世界城市發(fā)展不可逆轉(zhuǎn)的歷史潮流，智慧的城市需要智慧的路燈，路燈承載的不僅僅是照明，還有人類智慧美好生活的更多訴求。智慧路燈成為智慧城市建設(shè)落地最自然的切入口，它照亮了智慧城市建設(shè)的道路，為探索智慧城市的建設(shè)者指明了方向。智慧路燈以燈桿為核心，為實(shí)現(xiàn)智慧照明、綠色照明的基礎(chǔ)上，拓展視頻監(jiān)控、語(yǔ)音廣播、4G基站、wifi覆蓋、空氣質(zhì)量監(jiān)控、報(bào)警求助、信息發(fā)布、廣告互動(dòng)等功能，實(shí)現(xiàn)硬件可植入，軟件可疊加，應(yīng)用可拓展，是“互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)+智慧城市”的有效實(shí)現(xiàn)，是智慧城市實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)感知平臺(tái)的有效載體。

通過(guò)智慧路燈感知城市動(dòng)態(tài)，聆聽(tīng)城市心聲，并提供全程全時(shí)服務(wù)，真正體現(xiàn)“智慧”，體現(xiàn)高水平高標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)互通，是物聯(lián)網(wǎng)、云服務(wù)、大數(shù)據(jù)的綜合運(yùn)用，將全面提升城市智慧水平，推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略實(shí)施。

二、現(xiàn)代城市路燈的科學(xué)規(guī)劃

隨著智慧城市的建設(shè)，現(xiàn)代城市路燈無(wú)疑將以智慧路燈為主。

（一）智慧路燈的優(yōu)勢(shì)

高效節(jié)能

對(duì)普通路燈進(jìn)行智能照明改造后，可大幅度降低路燈的電耗，有效提高節(jié)能率。以廣州中國(guó)科學(xué)院軟件應(yīng)用技術(shù)研究所在南沙逸暉路的改造工程為例，共有十八盞燈，智能路燈在LED燈的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改造，增加了來(lái)車檢測(cè)模式和時(shí)間控制模式對(duì)照明設(shè)備進(jìn)行控制。通過(guò)一年的最終檢測(cè)結(jié)果顯示：節(jié)能率高達(dá)78.73%，年節(jié)省費(fèi)用達(dá)到6044.4元，相當(dāng)于年均節(jié)省9.93噸標(biāo)準(zhǔn)煤，年均二氧化碳排放量減少24.75噸。

智能管理

智能路燈具有全面和優(yōu)化的路燈智能控制功能，為路燈管理人員提供更高效的管理和維護(hù)手段。

穩(wěn)定可靠

產(chǎn)品的穩(wěn)定可靠主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

①采用電力載波通訊技術(shù)，比其它的無(wú)線通信方式成本更低且更安全可靠;

②集中控制器的內(nèi)核固件采用雙備份，設(shè)備固件故障可自行修復(fù);

③集中控制器有網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘自動(dòng)校時(shí)功能，可不依賴服務(wù)器常年準(zhǔn)確運(yùn)行;

④基于云計(jì)算底層架構(gòu)的軟件平臺(tái)具備高可靠性、負(fù)載均衡等優(yōu)勢(shì)。

配置靈活

智能路燈提供多種不同配置的產(chǎn)品線供用戶選擇，軟件平臺(tái)和硬件平臺(tái)均可根據(jù)用戶的實(shí)際需求定制。

（二）加快智慧路燈的普及

由于智慧城市建設(shè)尚處于初級(jí)階段，我國(guó)智慧路燈發(fā)展時(shí)間較短，目前存在系統(tǒng)秩序性較差、智慧程度低等問(wèn)題。在管理方面缺乏一定的經(jīng)營(yíng)謀劃，實(shí)施部門與后期維護(hù)部門之間的溝通與協(xié)怍無(wú)法達(dá)到融洽。在自主升級(jí)方面，仍然有很多管理、實(shí)施、后期維護(hù)等工作都是由人工進(jìn)行，無(wú)法對(duì)路燈照明信息進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算和評(píng)估，從而造成大量的人力物力浪費(fèi)。

在中國(guó)華為科技有限公司的努力下，5G時(shí)代智慧城市正加速向我們走來(lái)。2019年是5G時(shí)代加速發(fā)展的一年，5G的建設(shè)離不開(kāi)大量基站的建立。而智慧路燈有著獨(dú)一無(wú)二的優(yōu)勢(shì)——密度大、無(wú)死角、全覆蓋。智慧路燈無(wú)疑是大量小基站建立的最佳選擇。把握機(jī)遇相信成功。

（三）安裝細(xì)則

每個(gè)廠家生產(chǎn)的路燈是有些不同的，在設(shè)計(jì)之初要充分考慮到道路寬度、車流量、人流量等路況信息，從而確定合理路燈間距、桿長(zhǎng)、安裝角度。光照強(qiáng)度可以依靠路燈自行調(diào)控。此外，路基的質(zhì)量也是非常重要的，它關(guān)系到路燈的使用壽命。在安裝時(shí)也要顧及到對(duì)其他生物的影響，盡量不要破壞它們的生活節(jié)律，與自然的和諧。

三、新型路燈

近年來(lái)也不斷出現(xiàn)些新型路燈，新穎奇特。在這里做些簡(jiǎn)單的整理。

（一）發(fā)光樹(shù)做路燈

自然界有許多生物可以發(fā)光，它們發(fā)出的光有磷光和熒光兩種。大家最熟悉的是螢火蟲(chóng)，在夏天的夜晚，它們那“騰空類星隕，拂樹(shù)若花生”的美麗熒光曾引起人們的許多遐想。科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，螢火蟲(chóng)發(fā)光是發(fā)光界中的熒光素，在熒光酶的催化下發(fā)出的間歇光，熒光素和熒光酶都是由發(fā)光基因“指揮”合成的。利用基因工程將發(fā)光基因?qū)胫参锱嘤霭l(fā)光植物。目前，科學(xué)家已培育出發(fā)光的煙草、棉花等。如果將發(fā)光樹(shù)種植到高速公路的兩旁，白天做行道樹(shù)，夜晚則可以做路燈照明。既節(jié)約了能源也保護(hù)了環(huán)境。

（二）熒光物質(zhì)做路燈

一種防水的噴涂材料被稱作“星光大道”，它能夠在白天吸收紫外線，而且在夜晚發(fā)出藍(lán)色光。這種噴涂材料鋪設(shè)時(shí)耗時(shí)短，完成后四個(gè)小時(shí)就可正常通行?，F(xiàn)在雖然在發(fā)光強(qiáng)度上還有所欠缺，但是在未來(lái)有望使用這種涂料照亮道路。為城市提供街道照明的低成本選擇。

（三）能源再利用

第一種是廢舊電池供能，利用廢舊電池集中發(fā)電，既能避免重金屬污染，又能有效利用資源。第二種是生物質(zhì)能供能，有機(jī)廢料被微生物分解生成甲烷從而產(chǎn)生電能。第三種是微生物霧霾凈化供能，微生物霧霾凈化器LED節(jié)能生態(tài)路燈配有空氣凈化系統(tǒng)和微生物過(guò)濾系統(tǒng)，不僅提高了空氣質(zhì)量又能給路燈提供能量。

五、結(jié)論

中國(guó)正發(fā)展的越來(lái)越好，盡管我國(guó)的智慧路燈發(fā)展時(shí)間短，相信隨著經(jīng)濟(jì)、科技的不斷強(qiáng)大，智慧路燈定將在我國(guó)蓬勃發(fā)展。彼時(shí)我們將看到奇幻的新型路燈。

作者簡(jiǎn)介：竇霄龍（2000.11—）男，民族：漢族，籍貫：河南駐馬店市西平縣權(quán)寨鎮(zhèn)，學(xué)校：駐馬店高級(jí)中學(xué)。

指導(dǎo)教師：申柯