探讨智慧灯杆在智慧城市和5G建设中的作用

何长江 张钲林

【摘要】    随着21世纪新时代信息技术的发展，城市信息化作为智慧城市的重要组成部分，其应用水平也在不断提高，建设智慧城市，智能灯光作为其一个重要组成部分，对提高城市的智能化和信息化水平有很大作用。本文主要介绍和探讨智慧灯杆在新时代城市建设与5G建设中的发展和作用， 简要介绍了智能灯杆的产生背景，详细介绍了智能灯杆的结构、结构和主要功能，最后列出了智能灯杆制造的难点和任务，并提出了一些建设性的建议。

【关键词】    智能灯杆    智慧城市    5G建设

引言：

近年来，随着我国交通行业的不断发展，为人们出行方式提供了较大的便利，从中也促进了我国城市的迅猛发展，城市文化、游玩及特色餐饮引起了城市居民的广泛关注。因此，如何更好的提供全方位的信息服务，有效实施信息化管理已迫在眉睫，本文通过笔者的工作实践，就智慧灯杆在智慧城市建设中的应用进行探讨。

一、智能灯杆存在的环境背景

1.1 城市道路建设促进智能灯杆建设

积极开展智慧灯杆技术标准体系研究，满足各方的需求。统筹考虑照明、移动通信、公共WLAN、视频、广播、一键报警、 信息发布等功能的有机整合，深入分析智慧灯杆所挂载设备大小、高度重量布点位置、方向角度、电力负载备电方式防雷性能、传输方式等技术参数，结合安装场景外观、安全等要求，按照兼容、开放、共享可扩展、前瞻性等原则制定建设标准规范。标准制定适度超前，兼顾各领域的个性化需求，并为未来需求保留接展空间。各部门在新建或改造路灯杆、视频监控杆、通信杆等路杆设施时，应遵循相关要求和标准规范，实现单-功能路杆向智慧灯杆的转变。

1.2 城市智能化的发展带动了智能灯杆的快速发展

目前，全国已经提出了一系列智能照明产业发展规划，并制定了相应的政策法规，一些城市正在全力推进智能照明的试验开发和推广。预计项目总投资将超过1万亿元，未来政策将维持;5G已经上升到战略高度，成为未来ICT发展的主流，其商业化部署促进了5G微基站的建设需求，作为5G微基站的首选，为智能灯杆的发展注入了新的动力。由于5G网络使用的是高频，其要盖范围小于4G网络覆盖范围，因此5G网络的建设需要配套更多的站点。如果按照传统模式，就意味着智能灯杆可以有效依托市政道路、铁路、地铁、智能灯、视频杆等公共设施，满足整个电信公司和现有4G信息基础设施的需求，从而最大限度地利用公共杆和通信杆，打通双向交流，节约城市建设时间，有效利用资源，实现共建，尽可能降低5g建设和实施的运营成本，尽可能促进5G的商业推广。

1.3 智慧灯杆是通往智慧城市和服务港口的最佳入口

城市路灯是智慧城市建设的重要手段。它可以结合城市照明、交通、照明及照明网络、环保等信息网络，采用新一代互联网技术[1]，方便数据的采集和分发，是城市中最好的传感模块和智能载体。它利用云数据和人工智能提高城市管理的智能化水平，将采集到的数据上传到云端，通过政府间的举措和相关部门，为高智能城市提供大量的数据和数据应用支持。

1.4 城市集约化急需“多杆合一”

密集的道路建设如环境监测等会影响城市景观。因此，安装电力和通信线路，要避免资源浪费，充分利用路灯，鼓励“减少案例，功能是智能照明的第一点，这也可以培养城市建设的智慧，节约城市建设投资，提高城市经济管理水平。

“智能路燈”是指在城市建设中利用路灯网络，通过先进技术、HF/Sigma和无线GPRS/CDMA、5G通信和互联网实现路灯的分散管理[2];具有视频控制功能，可自动控制灯光、时间、天气等远程灯光、有源干扰设备、应急电缆、电报等，节能管理，完善公共照明管理，减少维护，缩小面积、规范化，对城市建设的规范化和简化起着重要作用。智能照明可实现视频检测、智能照明、WLAN热点、信息显示等功能、环境传感器、应急呼叫、开发整合新能源充电栈和公共广播。它还可以在酒吧顶部预留5G微站[3]，以扩大房间。不同的功能模块彼此独立。可根据需要调整不同的应用场景，结合灵活配置，选择不同的功能模块，成为智能城市建设过程中的先锋。

从功能结构上，智能光操作平台可分为感知层、网络层和应用层。也就是说，智能照明可以满足新能源汽车的装载要求，并可用于智能城市下载不同的传感器和通信接入点;在标准以太网协议的基础上，网络级信息交换;智能城市的整个信息基础设施正在灯光控制平台的基础上进行现代化。控制室可满足智能城市各功能模块的开发和实现需求。国家智慧城市信息平台可通过这三个层次，直接向政府部门所有相关员工提供实时服务。它们被集成到不同信息技术和设备的创新应用中。

二、智能灯杆的主要功能

2.1 智能照明功能

通过提供自动熄灯软件，并根据季节变化、天气状况、照明、特殊节假日等调整路灯亮度，控制系统和物料连接信息基础设施平台提供远程控制，对单个灯杆或整组灯杆进行实时报警控制和智能分析，故障时反馈维修服务，可大大提高城市路灯调度员的工作效率，降低路灯维修人员的工作强度。

2.2 视频监控功能

探头视频监控采用灯杆作为载体，路灯电缆、光缆等主要设施或接口用于预留照明，智能视频控制功能的实现。室外彩色摄像机可以实时控制周围人群的运动;在紧急情况下，您可以通过“一键直拨”按钮直接与警方联系，系统会采集视频、图像等信息，通过实时传输到控制中心[2]，监控中心可以通过灯上的探头了解助手周围的情况，采取有效措施，采取快速、及时的措施管理和处理案件;此外，视频探头还可以监控一些特定的安全状况（如井盖异常变化、井盖异常变化等）、灯光意外碰撞等。

2.3连接 WiFi功能

Wifi天线信号的覆盖范围大约有100-500米，最好在基站上安装一个灯泡，本实用新型可有效降低运行成本和能耗，体积小，安装便利 、覆盖范围广、隐蔽性好等优点;无线WiFi也可以用来监控信号的传输。公众不仅可以获取信息，还可以获取方便自己生活的信息，收集用户特征数据，利用大数据分析公民行为轨迹，并在信息支持的基础上，由国家相关部门做出科学决策;此外，无线WiFi还可以配置移动终端和个人电脑访问网页，并与广告服务机构开展宣传教育工作。

2.4 自动充电功能

智能充电：紧跟政府大力推广新能源车辆政策，在停车场、车站、服务区等处的智能灯杆上，集成电动汽车充电桩，可为电动车、手机提供电能，使用操作简便。在充电过程中能够实时显示各类充电信息，亦可与视频监控、APP 联动，充电人员可进行远程实时监测，查看充电状态，避免人为破坏。

2.5 气象监查功能

可实时存储微环境指标（PM2.5、Co、CO2、no、NO2等）、湿度、噪声、气压、风速、风向信息、降水量等管理平台，并通过显示信息发布平台对相关信息进行实时分析处理，为有关部门的气象检查提供支持和参考。

2.6 发布信息功能

智能灯光显示作为多媒体信息通过互联网传播的平台，可以随意进行实时发布内容的更新和广告图形的替换，显示时事信息、商業广告、公共信息、交通拥堵、公共信息传播等，紧急报警、区域地图显示环境空气污染等[4]作为城市的“智慧之窗”，城市居民还可以实现公共广播的远程集中控制。

三、智能灯杆发展建设面临的挑战与建议

3.1 加深大众对智能灯杆认知

目前，智能照明的发展还处于十分的低级阶段，发展不彻底，灯泡的更新和维护只是局部改进，有关部门缺乏积极宣传和正确引导，缺乏真正的政策和资金支持;社会上对智能灯的概念和价值普遍缺乏了解。因此，政府应更加重视它，积极向公众推广智能灯泡，确保公众的理解和支持，并向政府相关部门宣传和提高推广“智能”灯的意识;通过多种形式的资金支持，组织“智能”灯杆建设专项资金，增强“智能”灯杆建设对社会资金的吸引力。

3.2 设立标准框架、法律法规体系

由于智能灯技术和市场在不同行业的发展，标准之间难以协调，标准框架体系尚未建立;虽然国家相关部委或地方政府制定了相关法律法规，但并不完善，建议加强智能灯不同应用领域的交叉整合和互操作机制，加快制定和完善智能灯杆产品质量技术标准体系;立法机关应修改相关立法，使之更适合“智能”灯的实际应用。

3.3 加强数据管理

随着智能照明的普及与发展，系统必然会有大量的信息和数据，处理和试图处理大量的信息和数据，这给灯杆的管理带来了严峻的挑战，也给现有的网络带来了沉重的负担，提供数据分析和处理水平，确保照明安全。

3.4 智能灯杆的后期维护与处理

目前，大部分城市仍为普通路灯，各专业服务团的路灯已用于本地区的普通服务，智能照明安装后，所辖部队缺乏应急维修经验，为给智能照明的正常运行带来诸多不便，建议成立专业的灯杆操作专家团队，不定期采取措施加强相关厂家的培训、认证或订货培训等相关技能和知识，提高他们对智能照明系统的持续知识和操作适应性。

3.5 减弱智能灯杆上架设设备之间的相互干扰

为了实现多功能集成，智能灯往往会安装不同类型的功能传感器来采集信息，不同设备之间可能存在干扰，导致一些传感器或设备使用不当，建议改进设备的智能照明，提高产品的兼容性和通用性，打破信息资源共享的模块化限制。

四、结束语

紧跟桌面网络、云统计、大数据、人工智能、5G等最新高新技术快速发展，进一步发展集智能照明、视频监控、智能充电等功能于一体的战略性新兴产业，成为综合性智能灯杆为智慧城市化进程注入新思路，解决智慧城市化发展面临的问题和任务。一方面，对外关系管理，建立规范的安全风险框架和制度政府，并通过有效的跨部门互动;另一方面，企业、政府和市场之间的合作是必要的，以便在不同的参与者和专业人员之间找到共同点和融合点，有利于“智能灯杆”综合利用的智能化和产业化。

参  考  文  献

[1] 刘义平，张明明，张畅，等.智慧路灯建设的实践与思考[J].照明工程学报，2017，28（5）：103-105，111.

[2] 中国农业机械工业协会风力机械分会.2016年中国智慧路灯应用现状分析[J].中小型风能设备与应用，2016，23（3）：57-59.

[3] 肖鹏.智慧路灯在城市道路照明中的应用[J].电工技术，2018（22）：121-122，125.

[4] 白鹭，陈壬贤，李阳.复合型路灯杆在城市照明中的应用[J].农村电气化，2017（8）：16-20.