多功能燈桿在城市道路工程中的具體應(yīng)用

王柏柱，鄭智偉，陳承超，劉永輝，宋利平

（中建二局第一建筑工程有限公司）

1 多功能燈桿概念

長期以來，城市路燈、通信桿、交通指示牌和電力桿等都普遍存在功能設(shè)計單一的問題，加之其往往由不同部門人員來管理、維護(hù)、修理，因此難免會導(dǎo)致城市出現(xiàn)桿塔林立、反復(fù)開挖路面等問題。多功能燈桿的建設(shè)和使用，是站在美化城市環(huán)境、整合城市基礎(chǔ)設(shè)施資源、節(jié)能環(huán)保等角度提出的一種全新城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)理念。在單個多功能燈桿上能夠搭載多種任務(wù)功能，不僅可以全面節(jié)省城市土地資源建設(shè)空間，還可以避免反復(fù)開挖城市道路、各類桿塔林立等亂象，從而使城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)更美觀、更有序。

在城市建設(shè)中，多功能燈桿將路燈燈桿作為載體，集中整合各種傳感器和智能設(shè)備，最終形成集移動通信、智能照明、交通管理、視頻監(jiān)測、應(yīng)急求助、充電樁等于一體的多功能城市基礎(chǔ)公用設(shè)施[1]，是當(dāng)前智慧城市建設(shè)的重點內(nèi)容之一。

2 城市多功能燈桿建設(shè)原則

多功能燈桿將城市路燈燈桿作為建設(shè)載體，集中城市環(huán)保、監(jiān)控、市政、交通、電訊等功能，在設(shè)計時應(yīng)遵循以下原則。

①公共性原則，即全部開放城市所有資源，進(jìn)一步提升公共運(yùn)行效率。

②安全性原則，即必須考慮多功能燈桿作為城市公共基礎(chǔ)設(shè)施的安全性，同時要綜合考慮多功能燈桿用電安全以及支付系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。

③易管理和維護(hù)原則，即在多功能投入使用后，要充分考慮其在城市使用的頻繁性，并確保投入使用后，在管理與維護(hù)上的便利性。

④擴(kuò)展和兼容性，即從城市可持續(xù)發(fā)展角度出發(fā)，要求多功能燈桿應(yīng)具備可兼容和擴(kuò)展性。

⑤經(jīng)濟(jì)性，即在設(shè)計多功能燈桿過程中，充分考慮設(shè)計建設(shè)的性價比，并盡量節(jié)約經(jīng)費(fèi)，以確保其在運(yùn)轉(zhuǎn)時能實現(xiàn)高效與節(jié)能。

3 多功能燈桿應(yīng)用

3.1 智能照明控制

多功能燈桿智能照明控制的主要工作原理是在無線射頻技術(shù)和電力線載波通信技術(shù)的支持下，實現(xiàn)對路燈的智能化控制，如單個路燈的控制、對路燈分組控制、定時控制路燈、場景控制等。通過智能化控制路燈照明，除了可以實現(xiàn)城市路燈綠色照明要求外，還能使維護(hù)、管理更具便捷性，從而全面提升對路燈照明管理的成效與水平。

3.2 交通管理輔助

在多功能燈桿上安裝交通標(biāo)牌、電子警察、交通信號燈以及電子車牌讀取等設(shè)備，能在進(jìn)一步減少城市桿塔建設(shè)數(shù)量的同時，降低道路空間占用率，這尤其體現(xiàn)于路口的空間優(yōu)化上。但必須注意的是，在布置多功能燈桿時，必須要將其交通崗管理輔助功能建立在綜合考量交通管理、城市道路照明等方面需求的前提下。

在交通管理方面，多功能燈桿可以顯著緩解城市道路的交通運(yùn)輸壓力，并感應(yīng)人和車之間距離，調(diào)整燈光照明。與此同時，多功能燈桿還能參照某個地區(qū)車流量來實現(xiàn)照明的分級處理工作，并根據(jù)不同照明模式幫助車輛行駛流暢。

以某個最新建設(shè)的城市道路為例，由于該城市整體道路通行量較低，因此應(yīng)適當(dāng)調(diào)低照明亮度，以節(jié)省能源。這是因為，對于人員較稀少地區(qū)來說，建立多功能照明燈桿可以實現(xiàn)“忽暗忽明”，從而有效節(jié)省電力資源。

不僅如此，多功能燈桿還可以根據(jù)車輛超出安全區(qū)域的情況，適當(dāng)增加照明強(qiáng)度，從而進(jìn)一步擴(kuò)大照明范圍，并在車輛順利行駛出照明圈后，在數(shù)秒的時間內(nèi)，將燈光照射強(qiáng)度恢復(fù)到原先的范圍值。這除了能夠使汽車駕駛、交通運(yùn)輸變得更加安全順利外，還能幫助交警等管理人員提升交通管理的效果，大大緩解了交通堵塞現(xiàn)象，使整個城市道路都能處于一種較為穩(wěn)定暢行的狀態(tài)中。

3.3 市政管理輔助

伴隨智慧城市建設(shè)理念的不斷興起，越來越多的城市基礎(chǔ)市政設(shè)施開始在管理方式上實現(xiàn)了智能化。當(dāng)前，智慧城市道路建設(shè)主要為智慧垃圾桶、智慧井蓋、智慧養(yǎng)護(hù)以及智慧管網(wǎng)等。在此背景下，通過NB-IoT基站（基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)）以及智能網(wǎng)關(guān)，可以將多功能燈桿作為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的重要接入節(jié)點，使道路沿線逐漸實現(xiàn)泛在物聯(lián)。

在城市的市政管理工作中，基于對市政道路美觀特點的綜合考量，建設(shè)多功能燈桿可以滿足美觀性需求。例如，北京作為繁華的一線城市，其整體市政管理工作開展十分困難，而查閱相關(guān)新聞報道可以得知，北京在2020年7月份在20多條道路中使用了多功能燈桿，并與此同時對100多個電力箱進(jìn)行了外觀的美化升級處理，從而進(jìn)一步貼合了城市的發(fā)展理念?？梢哉f，建立多功能燈桿十分有利于城市管理人員在管理城市道路時的規(guī)范化。

另外，多功能燈桿還能根據(jù)不同城市的不同道路建設(shè)風(fēng)格與特點，選擇跟城市道路風(fēng)格相匹配的燈桿，讓經(jīng)過的車輛和人群獲得良好的視覺體驗。因此，在城市道路的建設(shè)過程中應(yīng)科學(xué)合理地建設(shè)多功能燈桿，使城市道路的建設(shè)逐步向智能化的方向發(fā)展，全面提升城市的現(xiàn)代化、信息化、智能化水平。

3.4 治安監(jiān)控

治安監(jiān)控作為建設(shè)平安城市中不可缺少的一部分，現(xiàn)階段往往都是通過生物技術(shù)（如人臉識別技術(shù)、跟蹤技術(shù)等）來全面提升城市治安水平。對此，多功能燈桿可以協(xié)助設(shè)置電子圍欄，以實現(xiàn)城市便捷地區(qū)的安全管控?？偠灾喙δ軣魲U集成效用為城市的治安工作提供了保障。

①多功能燈桿的治安監(jiān)控功能主要是指在多功能燈桿內(nèi)部設(shè)置電氣參數(shù)監(jiān)測裝置，能根據(jù)燈芯和焊盤溫度對其進(jìn)行智能檢測，并通過最終檢測結(jié)果判斷路燈故障，以實現(xiàn)路燈照明范圍內(nèi)的長時間監(jiān)控。此外，在該功能下，若發(fā)生不法事件，還可對不法分子起到一定的震懾作用。

②監(jiān)控經(jīng)過路燈和路燈照明范圍以內(nèi)區(qū)域。相較于傳統(tǒng)的人工巡查，多功能燈桿不管在成本投入還是工作效率上，都得到了全方位的提升與優(yōu)化，有效節(jié)約了成本和提高了效率。

3.5 無線通信

正在建設(shè)基站的5G技術(shù)，通過宏基站加上微基站的組網(wǎng)方式，能夠在多功能燈桿上集成5G微基站。在滿足5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)覆蓋區(qū)域范圍的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實現(xiàn)運(yùn)用社會資源建設(shè)共享基站的建設(shè)概念。當(dāng)前，在一些人員較為密集的寫字樓、商圈以及公共服務(wù)區(qū)，多功能燈桿還可以提供高速WiFi，讓大眾全方位共享經(jīng)優(yōu)化后的無線城市建設(shè)成果。

3.6 環(huán)境監(jiān)測

多功能燈桿可以采集和發(fā)布當(dāng)前城市的氣象參數(shù)和環(huán)境參數(shù)，使人們的交通出行更便捷、更可靠。除此之外，多功能燈桿還是市政環(huán)境監(jiān)測實現(xiàn)網(wǎng)格化建設(shè)的重點內(nèi)容，能夠服務(wù)城市在生態(tài)環(huán)境上的治理。

3.7 便民互動，信息發(fā)布

為了進(jìn)一步實現(xiàn)城市的信息化建設(shè)，更好地服務(wù)智慧城市建設(shè)，建設(shè)多功能燈桿還附加了智能化公交查詢、地鐵查詢、地理位置查詢、出行線路查詢、發(fā)車服務(wù)等內(nèi)容，且在界面上播放新聞和廣播，提供智能對講服務(wù)。此外，多功能燈桿上的信息交互屏還可以為廣大市民提供出行所需要的商圈、旅游、酒店等信息。

3.8 應(yīng)急求助

在城市的道路沿線設(shè)置一鍵呼叫對講機(jī)，為城市居民提供隨時隨地、較為便捷的報警裝置以及醫(yī)療幫助。城市的應(yīng)急服務(wù)水平除了與人們的人身安全有重要關(guān)系之外，對城市的長遠(yuǎn)發(fā)展也有著密切關(guān)系。例如，某個城市的犯罪率非常高，民眾對城市的滿意程度較低，則會導(dǎo)致外來人口逐漸喪失在該城市的旅游熱情和創(chuàng)業(yè)、居住熱情等，阻礙城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此，在城市道路建設(shè)中安裝多功能燈桿有利于幫助外來人口解決遇到的困難問題，提升城市好感度。

另外，提升安裝多功能燈桿的數(shù)量能夠抑制城市的犯罪率，在城市居民碰見危險事件時，通過多功能燈桿向相關(guān)人員尋求幫助，撥打城市緊急救援熱線，縮短出警時間，避免因長時間得不到救助而增加人們的生命危險。在道路建設(shè)過程中安裝多功能燈桿，可進(jìn)一步提升警務(wù)人員、消防人員的工作質(zhì)量和出警效率，通過應(yīng)急定位系統(tǒng)快速鎖定發(fā)生安全事故的地點，精準(zhǔn)識別各類危險事故，如火災(zāi)、傷人事件的發(fā)生位置。

3.9 新能源汽車充電

通過建設(shè)多功能燈桿，給城市提供新能源汽車充電服務(wù)，解決了新能源汽車充電服務(wù)不夠完善的問題。這主要是因為，多功能燈桿可以為新能源汽車與各種園區(qū)以及停車道實行連接，全面突出車主使用的綜合化服務(wù)特點，將汽車交給第三方管理，實現(xiàn)汽車停車、充電、防盜等綜合性服務(wù)效果，降低停車道這類公共設(shè)施的重復(fù)建設(shè)數(shù)量以及在停車位收費(fèi)人員上的成本投入。

4 結(jié)語

多功能燈桿在功能設(shè)置上具有一體化特點，加強(qiáng)對該類燈桿的運(yùn)用能使城市更加美觀，加強(qiáng)對各類資源的利用效率，降低在城市基礎(chǔ)設(shè)施上的重復(fù)建設(shè)投資。伴隨智慧城市建設(shè)管理模式的逐漸創(chuàng)新，多功能燈桿在城市道路建設(shè)中將會得到越來越廣泛的運(yùn)用，從而全面提升城市的建設(shè)水平以及人們的生活體驗。