一种新型的照明高杆

曹杨

通过此次照明领域专业技术转移转化能力提升高级研修班历时两天紧张的线上学习我收获很多，无论是对于照明领域最新的技术发展，或者是对于其他专业与照明技术多方位、多维度的融合拓展，都有了更深、更广阔的认识。下面我将结合我处5G双升降式高杆灯这一新课题，简要介绍一下它在智慧城市建设中的应用，以及在“双碳”减排中起到的作用。

1、项目背景

目前在机场车站、大型广场、高速服务区等人流密集场所解决功能照明的主要方式就是建设单一升降系统的传统照明高杆。传统照明高杆一般高度为30米至35米，多采用套接式灯杆组合而成，顶部设置各种样式的灯盘用于安装泛光照明灯具。为了方便日常维护，灯杆内部含有一套用于升降灯具灯盘的升降系统和控制装置，通过卷扬机和钢丝绳与顶部挂钩系统的配合，完成灯盘灯具的垂直升降。

随着5G时代的到来以及通讯技术的高速发展，在上述区域对5G网络覆盖要求越来越高，时常需要设置多个5G通信塔才能满足基本的通讯需求。但因为5G通信塔占地面积大，选址局限性大，往往与功能照明设置的高杆灯重合，既增加了建设成本又浪费了很多宝贵的土地资源，因此如果能将5G通信塔与此类地区已广泛分布的照明高杆灯有机结合，创造出一种既包含照明功能又可以作为5G通讯基站的5G照明高杆，同时能够满足照明和通信发射功能，就可以有效解决这些问题。使照明高杆与通讯基站二者结合，将是智慧城市照明探索发展的一大创新。

与此同时，5G照明高杆也要充分考虑照明与通讯在功能需求上、设施运维上的不同特点，解决各种设施在运行过程中如何有机结合但又不互相干扰的相关问题，才是最终完美的解决方案。

2、功能及用途

针对上述背景需求，我们通过仔细研究国内外相关案例，通过分析普通单一升降系统照明高杆灯自身结构特点，深入了解5G通讯塔设置方面的技术规范，最終找到了二者相结合的最优方案——“5G双升降高杆灯”。

该方案打破了传统高杆灯仅照明单一功能的局限，以传统升降式高杆灯作为智慧设备的载体，顶部加载5G天线，能够同时满足照明和通讯发射功能，二杆合一，既减少建设成本，同时也大大减少钢材的使用量，可以实现节约资源、节能减排的良好效果。且照明灯具与5G天线均可实现独立升降操作，改变传统的通信塔的通信平台都是固定式平台的现状，避免当固定通信平台需要维护时需要另设单独爬升装置的问题，使通信平台的安装、维修不再困难，便于灯具和5G天线的安装与维护。

目前普通高杆灯照明作为5G、多点定位等设备的载体，已广泛应用于各大机场，包括：成都天府国际机场、厦门机场、青岛胶东国际机场、武汉天河机场等项目。此次发明的5G双升降高杆灯也首次运用于南京市油坊桥立交的项目，有效解决高杆照明与5G基站合并建设的问题，并取得了良好的使用效果。在5G基站微型化、灯杆智慧化这一大市场发展以及“双碳”战略的大背景下，5G升降高杆灯将有巨大市场潜力。

3、5G双升降高杆灯技术要点

5G双升降高杆灯创造性的将高杆本体、通信装置和照明装置三合一：其中，通信装置包括通信升降机构、通信升降安装架和5G通信机构，5G通信机构沿通信升降安装架周向设置，通信升降机构设置在高杆本体上。照明装置包括灯具升降机构、灯具升降安装架和灯具，灯具设置在灯具升降安装架上，灯具升降机构设置在高杆本体上，灯具升降机构和所述通信升降机构均为偏心结构，灯具升降机构和通信升降机构的中心不在同一轴线上，其中灯具升降机构设置在通信升降机构的下方。由此，该照明高杆同时具有通信和照明的功能，且便于通信平台和灯盘的安装及维修，这是原先所有照明高杆及5G通讯塔都不具备的优越功能。

同时也首次在原照明高杆上加装一套升降装置，使之高杆有两套升降系统，一套升降系统单独用于灯具升降，另一个单独用于5G天线升降，二者互不干涉。考虑到灯具升降升降次数是5G天线升降次数的几倍，因此通过专门的设计将灯具升降系统放置在天线升降下部，实现维护灯具时不需要升降天线。如需要维天线时只需将在将灯具降下再即可降下天线。同时灯具升降系统不必加大滑轮架与升降内圈（配导向），天线升降系统滑轮架适当加大即可。两套升降系统采用两个套相同的绳缆系统，在杆内前后放置，杆内采用圆钢分割，互不干涉，确保绳缆系统的稳定性。

具体技术设计内容如下：

为了更好的解释灯杆结构以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对5G双升降高杆作详细描述。应当说明的是，靠近高杆本体的一端为“近”，远离高杆本体的一端为“远”。

如图1所示，5G双升降系统照明高杆包括高杆本体1、通信装置和照明装置，如图2所示，通信装置包括通信升降机构21、通信升降安装架22和5G通信机构23，5G通信机构23沿通信升降安装架22周向布置，通信升降安装架22为圆筒状结构与高杆本体1同轴设置且套设在高杆本体1的外部，通信升降机构21设置在高杆本体1上，通信升降机构21可以设置在高杆本体1的上部，当然可以设置在高杆本体1的顶部，通信升降机构21带动通信升降安装架22沿高杆本体1的轴线方向竖直往复运动，从而使通信升降安装架22上的5G通信机构23沿高杆本体1的轴线方向上下移动，便于通信升降安装架22上的5G通信机构23的安装及维修。

其中，灯具升降机构31和通信升降机构21均为偏心结构，即灯具升降机构31和通信升降机构23的中心不在同一轴线上，由于在通信升降机构23和灯具升降机构31内均设有用于升降的绳索，因此灯具升降机构31和通信升降机构23的中心不在同一轴线上能够避免绳索之间的干涉保证的装置使用的可靠性，为了美观及结构简单，灯具升降机构31和通信升降机构23的中心不在同一轴线上但均在高杆本体1的直径范围内。

如图2所示，照明装置包括灯具升降机构31、灯具升降安装架32和灯具33。灯具33设置在灯具升降安装架32上，灯具升降安装架32为圆筒状结构且与高杆本体1同轴设置且套设在高杆本体1的外部，灯具升降机构31设置在高杆本体1上，灯具升降机构31能够带动灯具升降安装架32沿高杆本体1的轴线方向竖直往复运动，从而使灯具升降安装架32上的灯具33沿高杆本体1的轴线方向上下移动，便于灯具升降安装架32上的灯具33的安装及维修。

灯具升降机构31设置在通信升降机构21的下方，主要是由于通信装置的通信升降机构21及照明装置的灯具升降机构31，在升降时有先后顺序，在实际的应用过程中，由于灯具33的升降次数较多，因此将灯具升降机构31设置在通信升降机构21的下方，维护灯具时不需要升降5G通信机构23，当需要维护天线时先将灯具升降安装架32降下，再降下通信升降安装架22。

5G双升降高杆灯通过在高杆本体1上同时设置通信装置和照明装置，使通信塔同时具有通信和照明的功能，并且在该照明高杆上，通过设置通信升降机构21对通信升降安装架22进行升降，通过设置灯具升降机构31对灯具升降安装架32进行升降，同时灯具升降机构31设置在通信升降机构21的下方，便于5G通信机构23和灯盘的安装及维修，可以大大节省建设成本，并且降低日后的运营维护成本，且灯具升降机构31和通信升降机构21均为偏心结构，即灯具升降机构31和通信升降机构23的中心不在同一轴线上，防止了升降机构的干涉，提高了照明高杆使用的可靠性。

如图2和图4所示，为了提高了5G通信机构23的信号，5G通信机构23以通信升降安装架22的轴线为中心周向布置且平行布置有3排，其中，5G通信机构23包括信号发射器232和信号连接件233，信号发射器232通过信号连接件233与通信升降安装架22铰接，以便能够调节信号发射器232发射接收信号的方向来加强信号，在本实施例中信号发射器232为AAU设备即天线和射频单元集成一体化的模块。

如图3-图4所示，通信升降机构21包括第一电缆升降组件212、信号线升降组件213和至少两组第一钢丝绳升降组件211，第一电缆升降组件212、信号线升降组件213和第一钢丝绳升降组件211沿周向布置，第一电缆升降组件212、信号线升降组件213和第一钢丝绳升降组件211的近端均与第一圆周固定架24连接，第一电缆升降组件212、信号线升降组件213和第一钢丝绳升降组件211的远端均与通信升降安装架22的顶端连接。

具体地，信号线升降组件213包括多个信号线滑轮2131、信号线滑轮臂2132和信号线，信号线滑轮臂2132的两端分别与第一圆周固定架24和通信升降安装架22连接，为了保证信号线升降组件213的稳定性，设有两个相对设置的信号线滑轮臂2132，多个信号线滑轮2131的转轴分别搭设在信号线滑轮臂2132上，信号线能够在信号线滑轮2131上滑动，信号线与5G通信机构23连接。

如圖3所示，包括三组第一钢丝绳升降组件211，两组信号线升降组件213和一组第一电缆升降组件212，当然在实际应用的过程中在高杆本体1的内部设有用于输送第一钢丝绳、第一电缆及信号线的轨道。

4、应用与效益：

5G双升降高杆灯的应用具有广阔的空间。以南京市为例，全市约有400处传统照明的高杆灯，如果经过几年的改造，都能够实现照明与5G通讯塔相结合，将大大促进智慧城市在南京的拓展，形成规模效益。

首先，在经济效益方面，进一步促进照明行业与通讯行业的融合，促进智慧城市建设的发展，提升城市数字化水平，提高居民幸福生活感受，同时也创造了新的经济增长点。

其次，社会效益方面，更合理的节省土地资源、减少重复建设;减少铁矿石等资源浪费和污染，同时减少CO2排放，保护环境，低碳节能，推进碳中和，改善城市环境，积极响应国家“双碳”战略、促进“双碳”工作的开展、减少碳排放;在解决功能性照明的同时也解决了通讯基建的建设问题，二杆合一，意义重大。

综上所述，在5G基站微型化、灯杆智慧化这一大市场发展以及“双碳”战略的大背景下，5G双升降高杆灯必将具有巨大市场潜力以及广泛的推广空间。