多功能灯杆在城市道路工程中的具体应用

2021-03-30王柏柱郑智伟陈承超刘永辉宋利平

智能建筑与智慧城市 2021年9期

王柏柱，郑智伟，陈承超，刘永辉，宋利平

（中建二局第一建筑工程有限公司）

1 多功能灯杆概念

长期以来，城市路灯、通信杆、交通指示牌和电力杆等都普遍存在功能设计单一的问题，加之其往往由不同部门人员来管理、维护、修理，因此难免会导致城市出现杆塔林立、反复开挖路面等问题。多功能灯杆的建设和使用，是站在美化城市环境、整合城市基础设施资源、节能环保等角度提出的一种全新城市基础设施建设理念。在单个多功能灯杆上能够搭载多种任务功能，不仅可以全面节省城市土地资源建设空间，还可以避免反复开挖城市道路、各类杆塔林立等乱象，从而使城市基础设施建设更美观、更有序。

在城市建设中，多功能灯杆将路灯灯杆作为载体，集中整合各种传感器和智能设备，最终形成集移动通信、智能照明、交通管理、视频监测、应急求助、充电桩等于一体的多功能城市基础公用设施[1]，是当前智慧城市建设的重点内容之一。

2 城市多功能灯杆建设原则

多功能灯杆将城市路灯灯杆作为建设载体，集中城市环保、监控、市政、交通、电讯等功能，在设计时应遵循以下原则。

①公共性原则，即全部开放城市所有资源，进一步提升公共运行效率。

②安全性原则，即必须考虑多功能灯杆作为城市公共基础设施的安全性，同时要综合考虑多功能灯杆用电安全以及支付系统的安全稳定性。

③易管理和维护原则，即在多功能投入使用后，要充分考虑其在城市使用的频繁性，并确保投入使用后，在管理与维护上的便利性。

④扩展和兼容性，即从城市可持续发展角度出发，要求多功能灯杆应具备可兼容和扩展性。

⑤经济性，即在设计多功能灯杆过程中，充分考虑设计建设的性价比，并尽量节约经费，以确保其在运转时能实现高效与节能。

3 多功能灯杆应用

3.1 智能照明控制

多功能灯杆智能照明控制的主要工作原理是在无线射频技术和电力线载波通信技术的支持下，实现对路灯的智能化控制，如单个路灯的控制、对路灯分组控制、定时控制路灯、场景控制等。通过智能化控制路灯照明，除了可以实现城市路灯绿色照明要求外，还能使维护、管理更具便捷性，从而全面提升对路灯照明管理的成效与水平。

3.2 交通管理辅助

在多功能灯杆上安装交通标牌、电子警察、交通信号灯以及电子车牌读取等设备，能在进一步减少城市杆塔建设数量的同时，降低道路空间占用率，这尤其体现于路口的空间优化上。但必须注意的是，在布置多功能灯杆时，必须要将其交通岗管理辅助功能建立在综合考量交通管理、城市道路照明等方面需求的前提下。

在交通管理方面，多功能灯杆可以显著缓解城市道路的交通运输压力，并感应人和车之间距离，调整灯光照明。与此同时，多功能灯杆还能参照某个地区车流量来实现照明的分级处理工作，并根据不同照明模式帮助车辆行驶流畅。

以某个最新建设的城市道路为例，由于该城市整体道路通行量较低，因此应适当调低照明亮度，以节省能源。这是因为，对于人员较稀少地区来说，建立多功能照明灯杆可以实现“忽暗忽明”，从而有效节省电力资源。

不仅如此，多功能灯杆还可以根据车辆超出安全区域的情况，适当增加照明强度，从而进一步扩大照明范围，并在车辆顺利行驶出照明圈后，在数秒的时间内，将灯光照射强度恢复到原先的范围值。这除了能够使汽车驾驶、交通运输变得更加安全顺利外，还能帮助交警等管理人员提升交通管理的效果，大大缓解了交通堵塞现象，使整个城市道路都能处于一种较为稳定畅行的状态中。

3.3 市政管理辅助

伴随智慧城市建设理念的不断兴起，越来越多的城市基础市政设施开始在管理方式上实现了智能化。当前，智慧城市道路建设主要为智慧垃圾桶、智慧井盖、智慧养护以及智慧管网等。在此背景下，通过NB-IoT基站（基于蜂窝的窄带物联网）以及智能网关，可以将多功能灯杆作为物联网设备的重要接入节点，使道路沿线逐渐实现泛在物联。

在城市的市政管理工作中，基于对市政道路美观特点的综合考量，建设多功能灯杆可以满足美观性需求。例如，北京作为繁华的一线城市，其整体市政管理工作开展十分困难，而查阅相关新闻报道可以得知，北京在2020年7月份在20多条道路中使用了多功能灯杆，并与此同时对100多个电力箱进行了外观的美化升级处理，从而进一步贴合了城市的发展理念。可以说，建立多功能灯杆十分有利于城市管理人员在管理城市道路时的规范化。

另外，多功能灯杆还能根据不同城市的不同道路建设风格与特点，选择跟城市道路风格相匹配的灯杆，让经过的车辆和人群获得良好的视觉体验。因此，在城市道路的建设过程中应科学合理地建设多功能灯杆，使城市道路的建设逐步向智能化的方向发展，全面提升城市的现代化、信息化、智能化水平。

3.4 治安监控

治安监控作为建设平安城市中不可缺少的一部分，现阶段往往都是通过生物技术（如人脸识别技术、跟踪技术等）来全面提升城市治安水平。对此，多功能灯杆可以协助设置电子围栏，以实现城市便捷地区的安全管控。总而言之，多功能灯杆集成效用为城市的治安工作提供了保障。

①多功能灯杆的治安监控功能主要是指在多功能灯杆内部设置电气参数监测装置，能根据灯芯和焊盘温度对其进行智能检测，并通过最终检测结果判断路灯故障，以实现路灯照明范围内的长时间监控。此外，在该功能下，若发生不法事件，还可对不法分子起到一定的震慑作用。

②监控经过路灯和路灯照明范围以内区域。相较于传统的人工巡查，多功能灯杆不管在成本投入还是工作效率上，都得到了全方位的提升与优化，有效节约了成本和提高了效率。

3.5 无线通信

正在建设基站的5G技术，通过宏基站加上微基站的组网方式，能够在多功能灯杆上集成5G微基站。在满足5G网络建设覆盖区域范围的基础上，进一步实现运用社会资源建设共享基站的建设概念。当前，在一些人员较为密集的写字楼、商圈以及公共服务区，多功能灯杆还可以提供高速WiFi，让大众全方位共享经优化后的无线城市建设成果。

3.6 环境监测

多功能灯杆可以采集和发布当前城市的气象参数和环境参数，使人们的交通出行更便捷、更可靠。除此之外，多功能灯杆还是市政环境监测实现网格化建设的重点内容，能够服务城市在生态环境上的治理。

3.7 便民互动，信息发布

为了进一步实现城市的信息化建设，更好地服务智慧城市建设，建设多功能灯杆还附加了智能化公交查询、地铁查询、地理位置查询、出行线路查询、发车服务等内容，且在界面上播放新闻和广播，提供智能对讲服务。此外，多功能灯杆上的信息交互屏还可以为广大市民提供出行所需要的商圈、旅游、酒店等信息。

3.8 应急求助

在城市的道路沿线设置一键呼叫对讲机，为城市居民提供随时随地、较为便捷的报警装置以及医疗帮助。城市的应急服务水平除了与人们的人身安全有重要关系之外，对城市的长远发展也有着密切关系。例如，某个城市的犯罪率非常高，民众对城市的满意程度较低，则会导致外来人口逐渐丧失在该城市的旅游热情和创业、居住热情等，阻碍城市的经济发展。因此，在城市道路建设中安装多功能灯杆有利于帮助外来人口解决遇到的困难问题，提升城市好感度。

另外，提升安装多功能灯杆的数量能够抑制城市的犯罪率，在城市居民碰见危险事件时，通过多功能灯杆向相关人员寻求帮助，拨打城市紧急救援热线，缩短出警时间，避免因长时间得不到救助而增加人们的生命危险。在道路建设过程中安装多功能灯杆，可进一步提升警务人员、消防人员的工作质量和出警效率，通过应急定位系统快速锁定发生安全事故的地点，精准识别各类危险事故，如火灾、伤人事件的发生位置。

3.9 新能源汽车充电

通过建设多功能灯杆，给城市提供新能源汽车充电服务，解决了新能源汽车充电服务不够完善的问题。这主要是因为，多功能灯杆可以为新能源汽车与各种园区以及停车道实行连接，全面突出车主使用的综合化服务特点，将汽车交给第三方管理，实现汽车停车、充电、防盗等综合性服务效果，降低停车道这类公共设施的重复建设数量以及在停车位收费人员上的成本投入。