智慧燈桿在智慧城市中的應用探討

吳張敏

摘要：路燈是城市照明的重要設施，新型智慧路燈是一種集成各種信息設備技術創新復合應用的產品。基于照明基礎設施，智慧路燈成為智慧城市的一個部分。文章主要討論智能燈桿應用的主要功能，對智慧燈桿建設的必要性與應用優勢進行了探討。

關鍵詞：智慧燈桿;智慧城市;應用

引言

在如今，路燈是城市照明的載體，在城建設施中是一種密度最大、數量最多的設施，發揮著舉足輕重的作用。城市建成區中“路通燈亮”的現象就足以表明其分布廣泛、可以供電的屬性，如果再新增添可以通信聯網的功能，那么燈桿將會極大地促進智慧城市的建設。將普通燈桿進行由內而外的翻新，在其可以發揮照明功能的同時，還可以將供電、控制和網絡集于一體。綠色減排，為人們的工作和生活帶來了極大的便利。

一、智慧燈桿建設的必要性

（一）網絡感知層

主要利用該層對城市周圍環境進行探測。由于智慧燈桿在城市中的分布范圍廣、數量龐大，可以在該設施上安裝傳感器、攝像頭等，在智慧燈桿工作時對其周圍的環境進行感知，實現周圍環境數據的實時監控、采集和控制。

（二）網絡通信層

主要包括高帶寬、大容量的光網絡與覆蓋面較廣的無線網絡。智慧燈桿能夠作為網絡通信的重要載體，還可以搭載通信基站。特別是5G時代的到來，更是對智慧燈桿的布局提出了高要求，以解決5G基站的布局問題。

（三）數據計算與存儲層

該層的主要功能是用來對數據信息進行計算與存儲。隨著各類信息技術的不斷發展，許多創新應用不斷涌現，包括空氣質量檢測、照明監控等，這些創新應用都需要進行數據計算與存儲，而智慧燈桿作為重要的信息載體，能夠作為網絡計算節點使用。

（四）數據融合及應用層

作為智慧城市參考模型構建過程中的信息采集終端，其主要功能是將各個領域的智慧應用進行有機融合。現階段，智慧燈桿在城市發展建設中起到的作用已經被大眾認可，其作為信息載體，能夠有效拓展城市的各項職能，包括照明、供電、安防、環境質量監測、空氣質量監測、智慧交通、預警等。

二、智慧燈桿應用優勢

（1）覆蓋面廣在城市中的地面公共基本設施中，路燈的覆蓋面幾乎是最廣的。

（2）可以實現多種功能的集成化：以后生活中的路燈還將承擔更多方面的信息收集功能。

（3）死角少、點位多：城市中基本每一條路都安裝著路燈，可以作為地理標志。

（4）市民關注度提高：市民對于路燈建設的關注度日益提高。

（5）擴張性強，與城市的擴建同步。

（6）平臺管理：在對普通燈桿的升級改造之后，智慧燈桿不僅可以進行資源共享，還能實現對其遠程控制和管理。

（7）結構合理：在結構上運用雙管的造型，不但安全堅固，還能將強弱電分開。在燈桿內側有開槽的設計，安裝方便快速，可以縮短時間，節省人力。

（8）整合資源高度的集成化設計，可以使城市路桿的多種功能，同時也包括移動通信功能，全都統一整合到智慧路燈上，有利于節約資源，促進城市的可持續發展。

（9）面向5G：通過連接5G網絡，可以提前掌握燈桿的資源，擴大容量。

（10）開放性好：不僅可以適用于移動通信微基站，也可以適用于其他方面，比如：交通監控、公共廣播、無線通信、廣告傳媒等。

（11）造型美觀：經過多次的更改設計得到了現在的理想結果。

（12）施工方便，快速實施：依照普通路燈的方式開展，可以在網絡需要的領域內迅速部署，為人們提供所需的服務。

三、智能燈桿應用的主要功能

（一）智能照明功能

在智能照明上主要是運用物聯網技術，通過軟件平臺根據周圍環境的實時情況以及根據季節的變化、天氣狀況、光照度、特殊節假日等來實現路燈的自動開關燈和對路燈的亮度進行調整，實現按照需求進行人性化照

明，在確保安全的同時實現了二次節能，提高照明質量。此外，綜合有線或無線的通信技術、監控制系統以及物聯信息基礎設施平臺，對單一燈桿或整個燈桿群進行遠程管理、實時監控故障報警以及智能分析，并可向檢修部門反饋故障情況，在大幅提高城市路燈管理人員的工作服務效率的同時降低路燈維護作業人員的工作強度。

（二）視頻監控功能

智慧路燈的視頻監控功能需要在智慧路燈燈桿上預留有安裝插口或者接口，可以連接網以及供電系統和攝像機，而且還需要滿足公路兩邊安裝高清攝像機的最小寬度要求。利用現代技術可以實現對智慧路燈的監控設備進行智慧的遠程監控以及管理，實時地了解智慧路燈的運行狀態以及查詢其位置等。在智慧城市的發展中，用于視頻監控功能的攝像機一般是集中安裝在智慧警務系統中，這樣可以方便與對監控系統的實時管理與監控。

（三）WiFi接入功能

由于WiFi天線覆蓋距離可達100～500m，利用燈桿來架設基站是一種較好的方式。與傳統基站網絡相比，其運營成本與能耗均可得到有效降低，同時具有設備體積小、安裝便捷、覆蓋面廣、隱蔽性好等優點;還可以利用無線WiFi實現監控信號傳輸，市民不僅可接收到有關信息，而且還可以實現信息的查詢，方便市民的生活，收集市民的上網特征數據，利用大數據來分析市民的行為運動軌跡，用信息支持方式來為政府有關部門提供科學決策;同時還可以通過無線WiFi來定制手機端及個人電腦端的接入頁面，進行信息的推送與廣告服務。

（四）智能充電功能

隨著城市電動汽車保有量的增大，而充電樁的數量遠不能滿足電動汽車的需求，將充電樁集成到燈桿的內部，在道路兩側與燈桿共址布局建設，為電動汽車提供交直流電能。使用操作非常簡便，電動汽車車主只需要將車停靠在設有停車位的路燈旁，通過掃描充電樁上的二維碼并安裝相關的終端APP便可進行充電，系統會根據充電的時間、電量等來計算充電的費用且可通過手機來進行支付。將智能燈桿與充電樁有機結合，將極大地解決充電樁數量不足、建設成本高等困局，構建城市管理者、電動汽車、充電樁運營商一體化的產業聯動鏈。充電樁與信息發布平臺聯動，顯示充電樁的使用狀態，與探頭的聯動，可監測充電樁停車位的運行、使用情況，實現對充電樁停車位管控。

（五）環境監測功能

智慧路燈還具有一定的環境監測功能，智慧路燈能夠實時監測當地的濕度、溫度、風向以及風速、整個公路路面的積水狀態以及整個環境中的噪音狀況等。前期需要在智慧燈桿上預留一定的安裝插口以及接口，這樣方便與在安裝時實現整個環境模塊的便捷安裝。所安裝的所有的環境監測模塊都能夠支持遠程集中管理與控制，實現運行狀態的實時監控，查詢其運行狀態以及對智慧燈桿進行實時的定位。利用環境監測系統可以實現實時監測環境中的空氣質量以及整個環境的溫度和濕度狀態，同時也可以檢查環境中的噪聲狀態同時可以利用環境監測系統的中環境監測器監測到的噪聲多發路段進行噪聲的控制以及治理，同時可以利用聲學傳感器監測事故多發路段，對事故多發路段實行實時偵測其車輛碰撞的過程，縮短事故的響應時間，盡量早地采取措施救助傷者。

結束語

總之，隨著城市的不斷建設和發展，智慧燈桿作為城市和網絡關鍵的連接載體，也將會擴大實施范圍，成為智慧城市建設的基礎。提出了智慧燈桿應用于智慧城市的優勢和各種公共服務功能，促進城市和社會的持續發展，改變人們的生活方式，有效提高生活質量和水平。

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