多功能灯杆在城市道路建设中的应用

陈 晨

（中冶南方城市建设工程技术有限公司，湖北 武汉 430077）

城市道路作为城市的重要组成部分渗透至城市的各个角落，服务于交通运输和行人通行。道路沿线一般设置有路灯、交通标志牌、交通信号灯、电子警察等辅助设施。长久以来，这些道路辅助设施都是各自立杆架设，对道路空间和景观都带来了不小的影响。另一方面，近年来随着智慧城市建设的兴起，智慧道路这一概念也应运而生。而路灯作为道路上覆盖面最广的基础设施理所当然成为了智慧道路应用的最佳载体。智慧路灯由传统的路灯升级而来，通过对路灯的智能化管理，能节约电能资源，提升公共照明管理水平，降低维护成本。

将“多杆合一”的理念和智慧路灯相结合便形成了多功能灯杆。多功能灯杆在实现智慧道路功能的同时优化了道路空间，美化了道路景观。因此，多功能灯杆在智慧道路建设中得到了日益广泛的应用。

1 多功能灯杆的概念

一直以来，城市中的路灯杆、电力杆、通信杆、监控杆、交通指示牌、广告牌等基础设施功能单一，而且都是由不同的管理部门或使用单位建设和维护，由此引发了杆塔林立、路面反复开挖等的问题。

多功能灯杆则是从城市美化、资源整合、节能环保的角度出发提出的一种全新的建设理念。单个灯杆上挂载多种业务，能有效节约城市的地面和空间资源，减少道路开挖施工及杆体林立的乱像，使城市美观有序。

多功能灯杆以路灯杆为载体，集成各类传感器和智能设备，成为集智能照明、移动通信、交通管理、视频监控、环境监测、信息交互、应急求助、充电桩、数据采集等诸多功能于一体的复合型公共基础设施，是构建新型智慧城市全方位感知网络的重要节点。

2 多功能灯杆的应用探讨

一般来说在城市道路建设中多功能灯杆的基本功能是智能照明，在此基础上可以分层挂载交通标牌、交通信号灯、电子警察、电子车牌读取设备、治安监控摄像机、电子围栏设备、移动通信微基站、IoT基站、WiFi热点设备、路侧单元、智能网关、环境监测传感器、LED显示屏、多媒体交互终端、广播扬声器、一键呼叫对讲机、充电桩等智能化备和传感器，从而实现不同功能的扩展。

由于各类应用集中在同一灯杆上，通过多功能灯杆的建设可以减少管道、线缆的投资。另一方面，在建设时同步预留管道，当后期扩展新功能时可以避免重复开挖路面，最大程度维护了城市形象美观。

（1）智能照明控制。基于无线射频技术和电力线载波通信技术实现路灯的智能化控制，如：单灯控制、分组控制、定时控制、场景控制等。还可以结合车流监测和亮度监测实现路灯的自适应控制。通过智能照明控制可以实现绿色照明、便捷化维护，提升了道路照明的整体管理水平。

（2）交通管理辅助。将交通标牌、交通信号灯、电子警察、电子车牌读取设备安装在多功能杆上，减少杆件的建设，优化了道路空间的占用，特别是路口空间。但是需要注意，此时多功能杆的布置应综合考虑交通管理和道路照明的需求。

多功能灯杆的应用还能缓解城市道路交通压力。它除了能够通过感应人车距离调整照明亮度外，还能根据某一地区的车流量实施照明分级处理，按照不同的照明模式为车辆的正常行驶创造有利条件。好比在某一新建设的城市道路中，由于道路通行量较低，故而可适当降低照明亮度，以此达到节能目的。同时，在一些人员稀少地带，多功能灯杆还可采用“忽暗忽明”的方式降低电力损耗。在车辆即将超出前方安全区域内，可增加照明强度，扩大照明范围，而后可在车辆顺利走出“照明圈”后待数秒后恢复到原有照明强度。这种方法不但能够增强交通行驶的安全性，而且还能为交通管理人员高效管控交通堵塞现象提供协助作用，最终促使整个城市道路都处在通畅运行状态下。

（3）市政管理辅助。随着智慧城市建设的兴起，越来越多的市政基础设施都实现了智慧化的管理。对于城市道路而言，主要是智慧井盖、智慧管网、智慧垃圾桶、智慧养护等应用。借助IoT基站和智能网关，将多功能灯杆作为物联网设备的接入节点，实现道路沿线的泛在物联。

在市政管理工作中，还应考虑到城市道路建设的美观性，而多功能灯杆刚好可以满足这一要求。比如北京地区，作为繁华地带，它的市政管理难度略大。从相关新闻报道中可知：北京预计在2020年7月份对当地海淀区、朝阳区等20多条建设中的道路应用多功能灯杆，并对100多个电力箱的外观进行美化处理，使其与城市发展理念相贴合。好比在北京地区长达0.9km的道路上存在233根立式灯杆，无论从整体形象还是视觉效果上都给人一种“混乱”感觉。若能实现多功能灯杆的合理建设，其数量最多将缩减156根，可促使管理者规范性的对城市道路实施管理。同时，还可根据城市道路的建设风格与颜色自由搭配与之协调的多功能灯杆，最终让人车经过此处时获得良好的视觉舒适度。因此，城市道路建设应合理安装多功能灯杆，让城市道路朝着智能化方向不断发展，这也是为了提高城市发展的信息化水平，促使我国在高科技协助下获得更卓越的成就。

（4）治安监控。治安监控摄像机是平安城市最基本的节点，利用最新的人脸识别及跟踪技术能够大幅提升治安管理水平。在城市或者区域的边界依托多功能灯杆布设电子围栏，实现边界的安防管控。

多功能灯杆作为一种多项功能集于一体的路灯设备，它在城市道路建设中起到了良好的促进作用，并且能为城市治安工作的高质量发展提供重要保障。从“2015年第三届电商论坛”中可知：多功能灯杆虽然功能齐全，但在研发与创新阶段应始终坚守灯杆基本设计要求，即“照明功能”，只有保证灯杆正常实施灯光强弱变化、明暗度调节，才能促进多功能灯杆的良性发展。针对它所展现出来的治安监控功能，是指它设有电气参数监测装置，根据灯芯焊盘温度的智能检测结果判断该路灯是否存在潜在故障，以此实现路灯照明范围内的长久监测，以此对当地不法分子的犯罪行为起到震慑作用。此外，多功能灯杆在治安监控工作中还可直接经由路灯对路灯所在范围内的地区治安情况进行针对性监测。相比以往人力巡查方式，无论从效率还是成本上都有所改善。

（5）无线通信。最新的5G移动通信技术采用宏基站加微基站的组网模式，在多功能灯杆上集成5G微基站既能满足5G网络的覆盖范围，又践行了利用社会资源共享建站的理念。在人员密集的公共服务区、商业区提供高速WiFi接入，进一步完善了无线城市的建设。

（6）环境监测。通过气象参数和环境参数的采集和发布，服务于交通运输和市民出行活动。同时也作为城市环境监测网格化建设的重要组成部分，服务于城市生态环境治理。

（7）信息交互。通过显示屏发布交通信息、气象和环境信息、宣传信息，亦或播放广告，成为道路沿线信息发布的窗口。在人员密集的区域设置多媒体触摸屏，提供信息查询、信息上报等交互功能，将信息采集渗透到城市的毛细血管。

（8）应急求助。在道路沿线设置一键呼叫对讲机，为市民提供触手可及的报警、医疗求助、信息上报等服务。城市应急服务质量不但关乎着城市居民人身安全，而且还对城市发展水平有着深远影响。比如某城市的犯罪率较高或民众满意度偏低，会造成外来居民逐渐削弱旅游、创业等热情，最终降低当地的经济实力。因此，若能在城市道路建设中应用多功能灯杆，一方面，可帮助外来人员在遇到困难时快速找到“解决门路”，以此增加对整座城市的好感度。另一方面，多功能灯杆的应急求助功能可有效降低犯罪率。在人们发生危险时能及时通过多功能灯杆接通救援热线，避免长时间求助无援增加其生命或财产风险。同时，在城市道路建设中安装多功能灯杆，还可提高当地警务人员、消防人员的工作效率，利用应急定位系统锁定求助方位，精准识别火灾、危险事件的发生地。

（9）路边充电站。随着新能源汽车的不断发展和普及，借助路边停车位旁的多功能灯杆提供临时充电服务将是未来发展的趋势。

（10）无人驾驶。随着5G通信网路的建设，无人驾驶离我们越来越近。而道路作为无人驾驶的主要使用场所，将通过设置在多功能灯杆上路侧单元和覆盖道路沿线的5G网络搭建支撑无人驾驶应用的车联网V2X，协同智慧交通管理手段将无人驾驶变为现实。

上面介绍了基于多功能灯杆实现的各类智慧应用，在实际工程建设中将会根据道路所在区位、道路的不同等级、道路沿线的使用需求进行合理配置，同时预留将来的扩展空间。

3 结束语

通过多功能灯杆的一体化集成设计，加载功能各异的智能化设备及传感器，实现设备之间的信息互通。在保持城市美观有序的同时，可以有效利用资源，减少重复投资。随着智慧城市管理模式的不断创新，多功能灯杆作为附属于道路的公共基础设施将会在智慧城市建设中广泛应用。