智慧灯杆在智慧城市中的应用

崔 林

广东省电信规划设计院有限公司，广东广州 510630

1 城市智慧化建设过程中遇到的问题

（1） 各个监控系统的各自为政；

（2） 公共即时信息发布平台的缺失；

（3） 信息采集设备布点的尴尬。

城市智慧化建设需要一个采集、传输、发布的集成载体。目前，在市政工程中大规模应用的路灯杆是智慧城市建设的最佳载体。

路灯是城市照明的重要设施，其智慧化后，相对于其他公共设施，将在智慧城市建设中担任感知层的角色，是各种智慧城市行业应用的载体，具有如下无可比拟的优势：

（1） 覆盖面广：在城市所有地面公共设施中，路灯的覆盖面最高；

（2） 点位多、死角少：大中型城市每条路都有路灯，已承担地理坐标功能；

（3） 可实现多种功能集成：未来的路灯还将承载多方面的信息采集功能；

（4） 市民关注度高：路灯已成为市民关注度最高的民生设施之一；

（5） 与城市的扩建同步，扩张性强。

新型智慧路灯是一种集成各种信息设备技术创新复合应用的产品。

2 智慧路灯杆项目开发

智慧灯杆的合作开发是基于城市公共资源载体，创新性的集成了通信网络技术来实现强大功能是落实国家关于信息基础设施供给侧结构性改革建设的实例。

它包括：智能照明系统；无线通信系统；智能安防系统；信息交互系统；环境监控系统；充电桩系统。

基于照明基础设施，智慧路灯成为智慧城市的一个部分，能加快全市信息基础设施改造升级，使得城市管理更加数字化、智能化。智慧路灯通过物联网收集采集城市的信息，辅以大数据云计算等技术，为城市的管理运营及安全、交通、环境提供高效支持。集中化的网络管理平台和智能化的信息交互功能是智慧灯杆的创新性应用。

3 智慧路灯杆项目试点

针对某地区的智慧路灯杆试点，在工程中遇到的问题，总结出智慧路灯杆建设的注意事项：

路灯一般采用高效节能的LED灯具，外壳防水防锈散热性能要打包。需具备灯具转角具调节器，可上下45°调节，模块化模组设计，标准安装接口，实现快速更新维护。配合智慧照明单灯系统实现远程开关、调光，达到按需照明的效果。

灯本身具有立杆和取电的优势，充分利用城市光纤主网络资源，最好直接配置WiFi组件，WiFi全城覆盖，市民在路边就可以利用WiFi上网，享受网上冲浪的快感。在WiFi连接认证界面可发布公益信息和政府公告，拓宽政府宣传渠道，提高宣传效果。

慧路灯自带的传感器可对有害气体、有害液体、温度、湿度、PM2.5、噪音等参数做实时监控，并通过城市发布平台实时发布，方便市民出行，同时为气象局提供基础气象数据，为环保局提供环境污染情况分析数据。智慧路灯自带的LED显示屏也可作为商业路段广告运营的载体，提升城市形象。

智慧路灯集成了监控摄像机，利用路灯WiFi网络资源，打造全城视频监控无盲点，对原有公安天网系统有效补充，减少公共安全投资成本，提升城市治安水平，切实保障人民人身、财产安全。政府各部门可根据自身需求，充分利用监控资源。

智慧路灯集成了紧急报警系统，其中户外广播、语音对讲设备与110报警服务台对接全天候联动，一旦触发报警器，周围摄像头的监控画面会立即自动弹出到监控中心监控屏位置和监控内容的求助信息也会一并发送到管理平台上，提高110出警速度，全面保障人民人身、财产安全。

智慧路灯集成电动汽车交流充电桩，为新能源汽车提供充电服务。由于其建设简便、使用便利，对城市的新能源改造是一个重要措施。满足越来越多的新能源车辆充电需求。后台管理平台可对各地充电桩运行状态和故障情况做实时监测，全面掌握设备信息和运维状态。

4 对传统运营商覆盖方式的改变

传动移动运营商均是在路边建筑上或者自建杆塔上进行基站布放、天线安装。移动基站挂载与智能路灯杆上，进行街道站和低高度站点方式建设，其最大的优势就在于高速率、容量大、调整方式灵活。

现代运营商的无线网络，在网络建设初期，主要目标通过高站、大站进行快速的全面覆盖，小区覆盖半径一般为1～2.5km，天线挂高都很高。而随着网络的不断建设，站点的天线平均挂高越来越低、站间距越来越近。同时出现了两种网络建设的难点：“补盲”，对由于各种阻碍或遮挡导致信号无法达到的地点进行覆盖；“疏忙”，对由于用户过于集中的区域进行话务量吸收而进行建站。

图1 蜂窝覆盖示意图

在高密集建筑区域的大部分话务都将会被室分系统吸收，但在街道和路边以及低层的用户，由于商务活动频繁和用户的高端性，也对用户速率和漫游性有非常高的要求。与传统宏基站相比，全灯杆站或街道站组网的特点是覆盖范围较小、发射功率较低、安装方便快速等，小区的覆盖半径30～300m，安装的天线在街道两侧楼宇的下方，沿着街道建筑形成的峡谷进行传播，信号在楼内的辐射较小。同时调节单站点的功率，避免了站点之间的干扰。

（1） 传统高站覆盖，单站覆盖面积大，但单站容量小，一旦被阻挡或搬迁，会出现大面积覆盖漏洞，如图2。

图2 传统高站大小区

（2） 低层站覆盖，单站覆盖面积小，但总体容量大，一旦某个站被阻挡或搬迁，周围站点也可以迅速进行补充，如图3。

图3 小微基站小小小区

5 智慧路灯杆项目的应用意义

对城市公共资源的集成和管理，移动通信网络快速部署，有很高的应用价值。

5.1 平台管理

在智慧路灯多模块共享的基础上，增加了创新的智能管理平台来集约化远程管理和控制。

5.2 面向5G

非常适合用于高频段、高速率、小半径的5G网络部署，利于我司提前掌控杆塔资源，扩大基础资源容量。

5.3 开放性好

不仅适合移动通信微基站，也兼容其他各种市政所需项目，例如：交通监控、安防系统、充电桩、大气环境监控、广告等。

5.4 整合资源

高度的集成化设计，能够将多种城市立杆的功能，包括移动通信功能，统一到智慧路灯上，利于美化城市环境、节约土地和配套资源。

5.5 造型美观

通过多种功能的组合与美化设计，确定了现在的美化造型，通过试点站取得了非常理想的效果。

5.6 结构合理

双管造型不但安全稳固，而且使强弱电分离，同时内侧开槽提供便捷的安装条件。

5.7 快速部署，施工简便

按照普通路灯方式开展，能够在网络急需的区域迅速部署，提供所需服务。

6 智慧路灯杆的效益

智慧路灯作为智慧城市的一个缩影，在安全、交通、市政、宣传、环境等多个层面给政府和市民带来便利：路灯智能控制，实现精细化节能管理；光纤、电力等设施共建共享；设备自动运维节省人力。

智慧路灯作为一个较新的产品，有其广阔的市场，不管对管理部门亦或公众都有较多的便捷。

不管在节能环保层面，还是集约化共享建设方面，以及打通部门数据和自动运维等方面都直接或间接带来效益。

7 结语

政府部门建设成本降低以及管理效率的提升，给民众带来更好的环境、便捷度和信息化智能化的生活。在智慧城市大背景下，智慧路灯建设会让我们真正体验到物联网改变生活。

[1] 洪芸芸，张志海.LED智慧路灯在智慧城市中的应用[J].中国交通信息化，2015.

[2] 吴春海.智慧路灯的应用探讨[J]. 照明工程学报，2017.