智慧城市视野下的环境设施创新设计探究——以江苏省扬州经济技术开发区智慧易安装路灯为例

姚逸凡 华中科技大学建筑与城市规划学院设计学系

伴随着科技的不断进步和经济的迅猛发展，智能技术及其应用逐渐渗透到社会生活的方方面面，智慧城市成为城市发展的大势所趋。在互联网、物联网、云计算等新兴技术融合而成的波澜壮阔、形态万千的国家图景中，智慧城市视野下的环境设施创新设计方兴未艾，已经成为一个具有现实意义的探索课题。

1 智慧城市与环境设施理念及其设置现存问题

1.1 理念解析

智慧城市是近年来被提出的一种新型城市形态，其核心理念是运用先进的信息技术及高新科技，通过对城市核心运行系统各项关键信息的感测、分析和整合，将城市公共环境、公共安全、城市服务进行规划管理，以对城市生活中的各类需求做出智能响应。智慧城市建设旨在通过运用新科技信息手段，提升城市资源利用效率，优化城市内部服务管理，实现城市智慧化管理和运行，为城市居民创造更便捷、宜居的城市生活环境，从而实现城市的可持续发展。

城市环境设施是城市环境建设的主题，它是在城市环境中，由政府统一规划设置的，免费或低价为公民提供服务的各类公共服务设施系统及相应的识别系统。良好的城市环境设施的设置能够优化城市环境，提升人们的生活品质；能够在特定的环境与视觉节点内形成富有吸引力的公共活动聚集点，完善城市的功能分布。

为适应智慧城市建设的需求，近年来，智慧城市环境设施在设计中逐步引入大数据、物联网、人工智能等新兴技术，在满足传统使用功能的基础上，增加数据采集、设备自动化、人机交互等智能化功能。实质上，信息化技术不仅贯穿在智慧城市环境设施的规划设计、生产配置与运营管理中，为城市居民提供智能化、交互性服务，更促使了人们对于环境设施的审美感知和社会责任意识的变化，为城市环境的发展和城市文化的传承创造了新的蕴含。

1.2 现存问题

在进行智慧城市建设过程中,通过调查可知当前智慧城市视野下环境设施设置普遍存在如下问题：一是智慧环境设施设置种类较少、功能单一，无法满足大众对城市智慧生活各个方面的需求；二是已有智慧环境设施在造型上千篇一律，缺乏城市特色，同质化严重；三是已有智慧环境设施缺乏整体性，规划设置布局不够合理，适应不了智慧城市建设的发展；四是已有智慧环境设施现有管理机制匮缺，后期维护不到位。

基于智慧环境设施设置现存问题，笔者从2019年起即对环境设施设置进行调研，并参与环境设计专业课程中相关智慧环境设施的设计工作。在学校组织的大学生创新创业项目中以《智慧城市视野下的环境设施创新设计研究》为题申报获得立项，希冀能够为推动智慧环境设施的创新设计贡献绵薄之力。

2 智慧城市视野下环境设施创新设计探究

智慧城市视野下环境设施创新设计，即能够通过高新技术在环境设施中的应用将智能化渗透到城市居民生活的方方面面，真正做到城市环境设施设计以人为本、美观实用、低碳环保，从而实现城市环境设施和资源的可持续发展。通过运用系统性、创新性设计思维，突破传统思维定式，对设计各组成部分以及其相互联系进行综合考量，以达到理想化的设计效果。

笔者承担的课题研究从立项至今，在理论层面所做的主要工作包括探寻智慧城市及其环境设施设计理论、创新设计方法与相关技术原理等；在实践层面已完成湖北省武汉东湖高新技术开发园区环境设施设置调研与设计工作，并在江苏省扬州市相关规划设计单位参与智慧城市环境设施设计工作。截至目前，已与项目组成员共同完成智慧移动公厕、智能分类垃圾箱、智慧无人送货车、智慧警务工作站及智慧路灯等造型设计工作，其中有相关智慧环境设施造型设计已经作为设置选型方案予以实际应用。在此，以江苏省扬州经济技术开发区智慧易安装路灯为例进行了深入剖析。

3.江苏省扬州经济技术开发区智慧易安装路灯解读

江苏省扬州经济技术开发区位于我国经济发展最具活力的长三角地区，是上海经济圈与南京都市圈的节点区域。为促进智慧城市的有序发展，推动自主创新成果在智慧城市中推广应用，科技部和国家标准委于2013 年开展了智慧城市技术和标准试点示范工作。江苏省扬州市作为全国首批信息化试点城市，先后荣获国家“三网融合”试点城市、“智慧旅游”试点城市称号，并被中国智慧城市大会授予全国“智慧城市领军城市”（图1）。基于其经济技术开发区城市智慧环境设施建设需要，笔者参与了智慧易安装路灯设计造型、技术导入及设置应用等方面的工作。

3.1 设计造型

随着5G 通信技术的发展和新能源汽车的普及，为了便于市民的出行，智慧路灯顶部设计有5G 微基站，内嵌WiFi 基站，实现全城WiFi 覆盖；底座部分设置有电动汽车充电桩，有效解决出行问题。智慧易安装路灯的设计造型较好贯彻了以人为本理念，回应了群众实际需求。

在设计造型层面，将最具城市特色的“海上丝绸之路”“古运河文化”等元素转化为合适的设计语言，导入智慧易安装路灯设计造型之中，使其能够更好地融入城市背景。比如，路灯从整体上采用银色与蓝色结合的简洁流线型，象征蜿蜒灵动、穿城而过的拥有2500 多年历史的古运河，给人以时尚创新的视觉体验，更好地传达城市精神与文化追求。

此外，智慧易安装路灯能够根据对人流量和车流量的监控分析实时调整照明方案，针对主要道路、快速路和较偏僻的道路也有不同的应对策略。为符合智慧城市视野下的环境设施绿色低碳、可持续发展要求，路灯采用风光互补发电系统进行供电，利用风能和太阳能在时间上的互补性实现全天候储能，更加经济、科学、实用[1]。本项智慧路灯设计通过使用“三遥”监控系统，利用计算机技术动态地对路灯实施远距离遥控和管理，形成集实时监视、实时控制、实时故障诊断功能于一体的智慧照明管理体系，从而实现城市照明的智能化控制（图2）。

3.2 技术导入

在智慧易安装路灯设计中，将已获易安装专利技术导入，通过安装卡块、螺栓，复位弹簧和路灯本体的结合设计，使得智慧路灯的安装更为简单便捷，防止在安装的过程中工作人员处于高空作业时间较长，从而导致施工作业危险系数增高，同时利用复位弹簧对路灯本体进行散热，便于延长其使用寿命。

智慧易安装路灯系统设计将城市照明系统、城市安防系统、智能交通系统进行有机整合，实现信息采集全面化、数据整合一体化、系统处置集约化等设计特点。

3.3 创新特点

智慧易安装路灯设计，其创新特点归纳起来看：一是在设计中合理导入智能技术，实现技术创新应用；二是设计以人为本，与需求相结合；三是注重具有城市文化特色的造型、材料及城市色彩在智慧环境设施设计中的转译应用，增强设施文化传达功能；四是灵活运用城市多源大数据，因地制宜开展设计[2]；五是联结智慧城市环境设施网络，构建智慧平台，实现系统化设计；六是节能降耗，绿色设计；七是在设计中完善管理体系，持续激发空间活力。

作为江苏省扬州经济技术开发区智慧易安装路灯创意设计的第一完成人，该项成果由所在设计实习单位以《一种易安装路灯》为名，向国家知识产权局申报并于2020 年10 月获准授予实用新型专利证书（专利号：ZL201921830090.1）。如今，开发区的智慧城市建设已具雏形，智慧易安装路灯的设置应用与之相得益彰，并将会随着后续智慧环境设施创新设计得到进一步推广、改进，进而为把誉为“好地方”的这座名城建设得好上加好、越来越好作出贡献。

图1 江苏省扬州经济开发区及其道路灯具设置现况图

图2 华中科技大学创新创业训练计划项目成果展示