多功能燈桿在城市道路建設(shè)中的應(yīng)用

陳 晨

（中冶南方城市建設(shè)工程技術(shù)有限公司，湖北 武漢 430077）

城市道路作為城市的重要組成部分滲透至城市的各個角落，服務(wù)于交通運輸和行人通行。道路沿線一般設(shè)置有路燈、交通標(biāo)志牌、交通信號燈、電子警察等輔助設(shè)施。長久以來，這些道路輔助設(shè)施都是各自立桿架設(shè)，對道路空間和景觀都帶來了不小的影響。另一方面，近年來隨著智慧城市建設(shè)的興起，智慧道路這一概念也應(yīng)運而生。而路燈作為道路上覆蓋面最廣的基礎(chǔ)設(shè)施理所當(dāng)然成為了智慧道路應(yīng)用的最佳載體。智慧路燈由傳統(tǒng)的路燈升級而來，通過對路燈的智能化管理，能節(jié)約電能資源，提升公共照明管理水平，降低維護成本。

將“多桿合一”的理念和智慧路燈相結(jié)合便形成了多功能燈桿。多功能燈桿在實現(xiàn)智慧道路功能的同時優(yōu)化了道路空間，美化了道路景觀。因此，多功能燈桿在智慧道路建設(shè)中得到了日益廣泛的應(yīng)用。

1 多功能燈桿的概念

一直以來，城市中的路燈桿、電力桿、通信桿、監(jiān)控桿、交通指示牌、廣告牌等基礎(chǔ)設(shè)施功能單一，而且都是由不同的管理部門或使用單位建設(shè)和維護，由此引發(fā)了桿塔林立、路面反復(fù)開挖等的問題。

多功能燈桿則是從城市美化、資源整合、節(jié)能環(huán)保的角度出發(fā)提出的一種全新的建設(shè)理念。單個燈桿上掛載多種業(yè)務(wù)，能有效節(jié)約城市的地面和空間資源，減少道路開挖施工及桿體林立的亂像，使城市美觀有序。

多功能燈桿以路燈桿為載體，集成各類傳感器和智能設(shè)備，成為集智能照明、移動通信、交通管理、視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、信息交互、應(yīng)急求助、充電樁、數(shù)據(jù)采集等諸多功能于一體的復(fù)合型公共基礎(chǔ)設(shè)施，是構(gòu)建新型智慧城市全方位感知網(wǎng)絡(luò)的重要節(jié)點。

2 多功能燈桿的應(yīng)用探討

一般來說在城市道路建設(shè)中多功能燈桿的基本功能是智能照明，在此基礎(chǔ)上可以分層掛載交通標(biāo)牌、交通信號燈、電子警察、電子車牌讀取設(shè)備、治安監(jiān)控攝像機、電子圍欄設(shè)備、移動通信微基站、IoT基站、WiFi熱點設(shè)備、路側(cè)單元、智能網(wǎng)關(guān)、環(huán)境監(jiān)測傳感器、LED顯示屏、多媒體交互終端、廣播揚聲器、一鍵呼叫對講機、充電樁等智能化備和傳感器，從而實現(xiàn)不同功能的擴展。

由于各類應(yīng)用集中在同一燈桿上，通過多功能燈桿的建設(shè)可以減少管道、線纜的投資。另一方面，在建設(shè)時同步預(yù)留管道，當(dāng)后期擴展新功能時可以避免重復(fù)開挖路面，最大程度維護了城市形象美觀。

（1）智能照明控制?；跓o線射頻技術(shù)和電力線載波通信技術(shù)實現(xiàn)路燈的智能化控制，如：單燈控制、分組控制、定時控制、場景控制等。還可以結(jié)合車流監(jiān)測和亮度監(jiān)測實現(xiàn)路燈的自適應(yīng)控制。通過智能照明控制可以實現(xiàn)綠色照明、便捷化維護，提升了道路照明的整體管理水平。

（2）交通管理輔助。將交通標(biāo)牌、交通信號燈、電子警察、電子車牌讀取設(shè)備安裝在多功能桿上，減少桿件的建設(shè)，優(yōu)化了道路空間的占用，特別是路口空間。但是需要注意，此時多功能桿的布置應(yīng)綜合考慮交通管理和道路照明的需求。

多功能燈桿的應(yīng)用還能緩解城市道路交通壓力。它除了能夠通過感應(yīng)人車距離調(diào)整照明亮度外，還能根據(jù)某一地區(qū)的車流量實施照明分級處理，按照不同的照明模式為車輛的正常行駛創(chuàng)造有利條件。好比在某一新建設(shè)的城市道路中，由于道路通行量較低，故而可適當(dāng)降低照明亮度，以此達到節(jié)能目的。同時，在一些人員稀少地帶，多功能燈桿還可采用“忽暗忽明”的方式降低電力損耗。在車輛即將超出前方安全區(qū)域內(nèi)，可增加照明強度，擴大照明范圍，而后可在車輛順利走出“照明圈”后待數(shù)秒后恢復(fù)到原有照明強度。這種方法不但能夠增強交通行駛的安全性，而且還能為交通管理人員高效管控交通堵塞現(xiàn)象提供協(xié)助作用，最終促使整個城市道路都處在通暢運行狀態(tài)下。

（3）市政管理輔助。隨著智慧城市建設(shè)的興起，越來越多的市政基礎(chǔ)設(shè)施都實現(xiàn)了智慧化的管理。對于城市道路而言，主要是智慧井蓋、智慧管網(wǎng)、智慧垃圾桶、智慧養(yǎng)護等應(yīng)用。借助IoT基站和智能網(wǎng)關(guān)，將多功能燈桿作為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的接入節(jié)點，實現(xiàn)道路沿線的泛在物聯(lián)。

在市政管理工作中，還應(yīng)考慮到城市道路建設(shè)的美觀性，而多功能燈桿剛好可以滿足這一要求。比如北京地區(qū)，作為繁華地帶，它的市政管理難度略大。從相關(guān)新聞報道中可知：北京預(yù)計在2020年7月份對當(dāng)?shù)睾５韰^(qū)、朝陽區(qū)等20多條建設(shè)中的道路應(yīng)用多功能燈桿，并對100多個電力箱的外觀進行美化處理，使其與城市發(fā)展理念相貼合。好比在北京地區(qū)長達0.9km的道路上存在233根立式燈桿，無論從整體形象還是視覺效果上都給人一種“混亂”感覺。若能實現(xiàn)多功能燈桿的合理建設(shè)，其數(shù)量最多將縮減156根，可促使管理者規(guī)范性的對城市道路實施管理。同時，還可根據(jù)城市道路的建設(shè)風(fēng)格與顏色自由搭配與之協(xié)調(diào)的多功能燈桿，最終讓人車經(jīng)過此處時獲得良好的視覺舒適度。因此，城市道路建設(shè)應(yīng)合理安裝多功能燈桿，讓城市道路朝著智能化方向不斷發(fā)展，這也是為了提高城市發(fā)展的信息化水平，促使我國在高科技協(xié)助下獲得更卓越的成就。

（4）治安監(jiān)控。治安監(jiān)控攝像機是平安城市最基本的節(jié)點，利用最新的人臉識別及跟蹤技術(shù)能夠大幅提升治安管理水平。在城市或者區(qū)域的邊界依托多功能燈桿布設(shè)電子圍欄，實現(xiàn)邊界的安防管控。

多功能燈桿作為一種多項功能集于一體的路燈設(shè)備，它在城市道路建設(shè)中起到了良好的促進作用，并且能為城市治安工作的高質(zhì)量發(fā)展提供重要保障。從“2015年第三屆電商論壇”中可知：多功能燈桿雖然功能齊全，但在研發(fā)與創(chuàng)新階段應(yīng)始終堅守?zé)魲U基本設(shè)計要求，即“照明功能”，只有保證燈桿正常實施燈光強弱變化、明暗度調(diào)節(jié)，才能促進多功能燈桿的良性發(fā)展。針對它所展現(xiàn)出來的治安監(jiān)控功能，是指它設(shè)有電氣參數(shù)監(jiān)測裝置，根據(jù)燈芯焊盤溫度的智能檢測結(jié)果判斷該路燈是否存在潛在故障，以此實現(xiàn)路燈照明范圍內(nèi)的長久監(jiān)測，以此對當(dāng)?shù)夭环ǚ肿拥姆缸镄袨槠鸬秸饝刈饔?。此外，多功能燈桿在治安監(jiān)控工作中還可直接經(jīng)由路燈對路燈所在范圍內(nèi)的地區(qū)治安情況進行針對性監(jiān)測。相比以往人力巡查方式，無論從效率還是成本上都有所改善。

（5）無線通信。最新的5G移動通信技術(shù)采用宏基站加微基站的組網(wǎng)模式，在多功能燈桿上集成5G微基站既能滿足5G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，又踐行了利用社會資源共享建站的理念。在人員密集的公共服務(wù)區(qū)、商業(yè)區(qū)提供高速WiFi接入，進一步完善了無線城市的建設(shè)。

（6）環(huán)境監(jiān)測。通過氣象參數(shù)和環(huán)境參數(shù)的采集和發(fā)布，服務(wù)于交通運輸和市民出行活動。同時也作為城市環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)格化建設(shè)的重要組成部分，服務(wù)于城市生態(tài)環(huán)境治理。

（7）信息交互。通過顯示屏發(fā)布交通信息、氣象和環(huán)境信息、宣傳信息，亦或播放廣告，成為道路沿線信息發(fā)布的窗口。在人員密集的區(qū)域設(shè)置多媒體觸摸屏，提供信息查詢、信息上報等交互功能，將信息采集滲透到城市的毛細(xì)血管。

（8）應(yīng)急求助。在道路沿線設(shè)置一鍵呼叫對講機，為市民提供觸手可及的報警、醫(yī)療求助、信息上報等服務(wù)。城市應(yīng)急服務(wù)質(zhì)量不但關(guān)乎著城市居民人身安全，而且還對城市發(fā)展水平有著深遠(yuǎn)影響。比如某城市的犯罪率較高或民眾滿意度偏低，會造成外來居民逐漸削弱旅游、創(chuàng)業(yè)等熱情，最終降低當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟實力。因此，若能在城市道路建設(shè)中應(yīng)用多功能燈桿，一方面，可幫助外來人員在遇到困難時快速找到“解決門路”，以此增加對整座城市的好感度。另一方面，多功能燈桿的應(yīng)急求助功能可有效降低犯罪率。在人們發(fā)生危險時能及時通過多功能燈桿接通救援熱線，避免長時間求助無援增加其生命或財產(chǎn)風(fēng)險。同時，在城市道路建設(shè)中安裝多功能燈桿，還可提高當(dāng)?shù)鼐瘎?wù)人員、消防人員的工作效率，利用應(yīng)急定位系統(tǒng)鎖定求助方位，精準(zhǔn)識別火災(zāi)、危險事件的發(fā)生地。

（9）路邊充電站。隨著新能源汽車的不斷發(fā)展和普及，借助路邊停車位旁的多功能燈桿提供臨時充電服務(wù)將是未來發(fā)展的趨勢。

（10）無人駕駛。隨著5G通信網(wǎng)路的建設(shè)，無人駕駛離我們越來越近。而道路作為無人駕駛的主要使用場所，將通過設(shè)置在多功能燈桿上路側(cè)單元和覆蓋道路沿線的5G網(wǎng)絡(luò)搭建支撐無人駕駛應(yīng)用的車聯(lián)網(wǎng)V2X，協(xié)同智慧交通管理手段將無人駕駛變?yōu)楝F(xiàn)實。

上面介紹了基于多功能燈桿實現(xiàn)的各類智慧應(yīng)用，在實際工程建設(shè)中將會根據(jù)道路所在區(qū)位、道路的不同等級、道路沿線的使用需求進行合理配置，同時預(yù)留將來的擴展空間。

3 結(jié)束語

通過多功能燈桿的一體化集成設(shè)計，加載功能各異的智能化設(shè)備及傳感器，實現(xiàn)設(shè)備之間的信息互通。在保持城市美觀有序的同時，可以有效利用資源，減少重復(fù)投資。隨著智慧城市管理模式的不斷創(chuàng)新，多功能燈桿作為附屬于道路的公共基礎(chǔ)設(shè)施將會在智慧城市建設(shè)中廣泛應(yīng)用。