摘要：路灯是城市照明的重要设施，新型智慧路灯是一种集成各种信息设备技术创新复合应用的产品。基于照明基础设施，智慧路灯成为智慧城市的一个部分。智慧灯杆项目是依托市政设施中数量最多覆盖最广的路灯灯杆的特性，为智慧城市建设提供必备的供电资源、发达的通信网络与无处不在的无线网络，也为智慧照明、绿色减排、新能源汽车与手机充电、无线城市、公共安全等诸多领域提供新型设施和便利条件。
关键词：智慧灯杆；智慧城市；应用
1智慧灯杆的概述
狭义的智慧灯杆是指在城市照明路灯的基础上，采用更加先进的通信技术和无线网等技术将路灯进行集中控制与管理的一种更加先进的智慧路灯。所讲述的智慧灯杆是将充电桩、无线通信及电子屏幕等多种传感器组成的一种新型的城市基础设施。如今是大数据时代，物体间的智能化服务是未来全球技术发展潮流。智慧灯杆作为智慧城市发展的载体，能够共享城市的资源及感应城市的发展变化，与各行各业相互沟通，收集各行各业的资源信息以及运行数据，为大数据时代大城市的高效稳定运行及实现资源共享提供坚定的物质基础，智慧灯杆功能示意图如图1。
图1 智慧灯杆功能示意图
2智慧灯杆的功能设计研究
2.1照明
智慧灯杆的照明功能主要包括照明系统和平台软件两个部分。照明系统需要控制所使用的灯具，具有节能的效果；平台软件需控制使灯杆更加智慧化，平台软件能够控制整个智慧城市的信息，在此基础之上叠加相应的图层，这样可以保证实现城市的智慧化以及网络化的管理，同时可以实现对城市的远程集中控制管理以及控制，实现对整个城市路灯的智慧化地实时监控，方便与实时查询路灯的运行状态及其位置的监控。智慧路灯的平台软件需要具有能够集中管控整个城市路灯的能力，这就要求平台软件需要具备优异的异构设备，实现对整个城市互不相关联的子系统进行实时监控管理，发挥智慧灯杆的杆体、灯杆、电力共享等功能，对智慧照明的远程控制和管理，节约城市资源。
2.2交通管理
智慧交通系统中除了智慧公交以及移动执法与智慧路灯没有一定的相关联之外，系统中包含的其他功能几乎都与智慧路灯具有紧密的联系，包括违停监控、违章监控、交通诱导以及雷达测速等功能。
2.3视频监控
智慧路灯的视频监控功能需要在智慧路灯灯杆上预留有安装插口或者接口，可以连接网以及供电系统和摄像机，而且还要满足公路两边安装高清摄像机的最小宽度要求。利用现代技术可以实现对智慧路灯的监控设备进行智慧的远程监控以及管理，实时地了解智慧路灯的运行状态以及查询其位置等。
2.4环境监测
智慧路灯能够实时监测当地的湿度、温度、风向以及风速、整个公路路面的积水状态以及整个环境中的噪音状况等。前期需要在智慧灯杆上预留一定的安装插口以及接口，这样方便与在安装时实现整个环境模块的便捷安装。所安装的所有的环境监测模块都能支持远程集中管理与控制，实现运行状态的实时监控，查询其运行状态以及对智慧灯杆进行实时的定位。利用环境监测系统可以实现实时监测环境中的空气质量以及整个环境的温度和湿度状态，同时也可以检查环境中的噪声状态同时可以利用环境监测系统的中环境监测器监测到的噪声多发路段进行噪声的控制以及治理，同时可以利用声学传感器监测事故多发路段，对事故多发路段实行实时侦测其车辆碰撞的过程，缩短事故的响应时间，尽量早地采取措施救助伤者。
2.5公共广播
智慧路灯同时还具有的一种功能就是支持广播加载的功能，同时也需要前期在路灯的灯杆上预留一定的安装插口或者接口，这样可以将音频线插入灯杆，灵活地实现广播喇叭的方便播放以及网络的接入。同时公共广播可以实现远程的集中管理以及实时的运行状态管理。
2.6充电桩
智慧路灯有电动汽车充电口，人们可以通过扫描二维码来支付费用，同时该系统实现了对充电桩的远程实时的监控管理，可实现对充电桩运行状态的实时监控以及查询其运行状态以及对充电桩进行实时的定位等功能。充电桩系统的功能方便于智慧城市中的智慧路灯路边有停车位时设置。
2.7无线通信
（1）公共无线WiFi。智慧灯杆同时支持公共场所的无线WiFi功能的加载，同时在前期预留安装插口或者接口，这样可以方便实现无线网络的便捷安装，同时给周围的公共场所提供方便的无线网络，灵活地实现将各种APP安装在智慧灯杆上。同时智慧灯杆系统能够将实现远程地对无线公共网络的管理与控制，满足整个运行设备的实时运行管理及监控以及对智慧灯杆的实时定位等。
（2）移动通信。同时智慧灯杆具有移动通信功能，在智慧灯杆系统中输入相关的通信模块，其主要模块包括灯杆预留的安装插口或接口，实现移动通讯基站的便捷安装、供电和网络接入。
（3）网络通信层，包括大容量高带宽的光网络和全城覆盖的无线网络。智慧灯杆既可以作为光网络的光纤节点，又可以加挂移动通信天线成为微基站，尤其在5G时代，智慧灯杆能够解决基站密集的部署需求。
3智慧灯杆在智慧城市中的应用分析
3.1国内应用案例
国内也有很多地方实现了智慧灯杆的使用，例如，四川宜宾翠屏区政府就在某道路上的2000多跟普通灯杆进行升级改造，政府出资100万元进行改造，改造后的智慧灯杆具有实时地监控该灯杆的运行状态、节能环保、智能防盗等功能。陕西西安市主城区就15万根普通灯杆进行改造，联合华为电子科技公司进行整个城市的普通灯杆的智能升级，升级的灯杆具有节能以及照明、监测噪声、充电等功能。
3.2国外应用案例
智慧灯杆在国外的应用十分广泛，美国的华盛顿全市进行智慧城市的改造，对整个城市的20万根智慧灯杆进行改造，涉及整个智慧灯杆的道路路长大约是7200Km，进行改造后的道路一旦遇到紧急情况，整个智慧灯管的智慧灯就会不停地闪烁，同时智慧灯杆的广播功能就会响应，以便提醒过往的车辆以及行人为救护车以及消防车等应急车辆进行让道。德国的智慧灯杆也应用十分广泛，早期建立了10万根一般普通的灯杆，后期进行智慧灯杆的升级，对1000根普通灯管进行了升级，在每一个普通灯管上安装了充电桩同时每一根智慧灯杆设置了充电功能。
通过以上案例，可得出智慧灯杆在国内外的建设规律主要有：第一，现代城市智慧灯杆的建设方式主要是对原有的灯管进行改造或者将原有的灯杆进行替换，但是由于经费有限，一般对原有的灯杆进行升级改造的费用较整杆替换的费用较低，所以国内外几乎都是采用将原有的灯杆进行升级改造。第二，智慧城市中的智慧灯杆其主要作用就是能够实时监控整个智慧灯杆的运行状态以及能够实现智慧灯杆的节能环保，同时具有无限WiFi热点等功能。第三，在进行智慧灯杆的整杆替换过程中一般采用的是插花式建设，这一项也主要反映的是智慧城市的数据收集与应用上呈现不对称的现象。
4结语
总之，随着智慧城市建设范围的不断扩大，智慧灯杆作为物联网与智慧城市的重要载体，将是智慧城市产业落地的关键、技术惠民的重心。
参考文献
[1]郭志英.智慧城市的基础设施建设——智慧路灯[J].智能建筑电气技术,2017.
[2]徐光.浙江首个窄带物联网智慧照明项目建成路灯变身充电桩[N].浙商网,2017.
论文作者:历莉
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/9
标签：智慧论文; 灯杆论文; 路灯论文; 城市论文; 实时论文; 功能论文; 运行状态论文; 《电力设备》2019年第16期论文;