智慧燈桿設(shè)計(jì)改造策略研究

崔楊峰 柏世剛

【摘要】? ? 隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日益進(jìn)步以及城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，智慧城市與人們的生活越來(lái)越近，同時(shí)，“十三五”規(guī)劃綱要提出構(gòu)建泛在高效的信息網(wǎng)絡(luò)，積極推進(jìn)第五代移動(dòng)通信（5G）和超寬帶關(guān)鍵技術(shù)研究，啟動(dòng)5G商用。今年是5G元年，智慧燈桿作為配套建設(shè)的重點(diǎn)是響應(yīng)國(guó)家建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的有效途徑。本文將對(duì)智慧燈桿的設(shè)計(jì)改造進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述，對(duì)目前道路桿體的新建、整合，智慧燈桿的部署做一個(gè)簡(jiǎn)要分析。

【關(guān)鍵詞】? ? 智慧城市? ? 智慧燈桿? ? 5G? ? uRLLC? ? 照度

引言：

近年來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，城市道路建設(shè)規(guī)模不斷增大，規(guī)劃道路建設(shè)和舊城區(qū)道路拓寬改造成為城市道路建設(shè)的重點(diǎn)。道路照明建設(shè)日漸突出，隨著5G商用規(guī)模化進(jìn)程的推進(jìn)，傳統(tǒng)照明燈桿根本滿足不了5G通信（尤其uRLLC場(chǎng)景，低時(shí)延，高可靠場(chǎng)景）基礎(chǔ)設(shè)施需求，同時(shí)，市政、公安、交通等部門隨著通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，在城市道路兩側(cè)的終端設(shè)備也日益增加，道路周邊多桿林立的現(xiàn)象尤為嚴(yán)重，影響了城市景觀和品質(zhì)。在此背景下引入“多桿合一”概念，其目的是讓道路公共設(shè)施走向集中化，節(jié)約化，智慧化。

一、智慧燈桿的應(yīng)用

智慧燈桿在兼顧5G通信的前提下成功整合多項(xiàng)功能：充電樁、LED屏、氣象監(jiān)測(cè)、照明、治安監(jiān)控、交通指示等，真正實(shí)現(xiàn)了“多桿合一”，根據(jù)不同的場(chǎng)景可以選擇不同的功能配置。如：十字路口可采用高、中桿LED射燈作為照明，整合紅綠燈、治安監(jiān)控、氣象監(jiān)測(cè)等設(shè)備;社區(qū)路口可選擇LED屏、氣象監(jiān)測(cè)、道路照明，監(jiān)控等。一些特殊功能可根據(jù)落地區(qū)域的需求任意添加。道路周邊的各類桿體統(tǒng)一規(guī)劃替換成智慧燈桿后提高道路美觀度的同時(shí)兼顧了新通信系統(tǒng)的配套，為5G各類場(chǎng)景的實(shí)現(xiàn)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

二、智慧燈桿的規(guī)劃設(shè)計(jì)

（一）照明設(shè)計(jì)

道路照明需參照《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》CJJ45-2015，根據(jù)道路類型分為三類如下表1所示：

注：

（1）表中所列平均照度僅適用于瀝青路面。若系水泥混凝土路面，其平均照度值相應(yīng)降低約30%

（2）表中各項(xiàng)數(shù)值僅適用于干燥路面。

（3）表中對(duì)每一級(jí)道路的平均亮度和平均照度給出了兩檔標(biāo)準(zhǔn)值，“/”左側(cè)為低檔值，右側(cè)為高檔值

（4）迎賓路、通向大型公共建筑的主要道路、位于市中心和商業(yè)中心的道路執(zhí)行Ⅰ級(jí)照明

其中級(jí)別I與級(jí)別II目前居多。確定場(chǎng)景后，根據(jù)國(guó)標(biāo)使用目前應(yīng)用最廣泛的LED燈具（幾種級(jí)別的道路均可使用LED燈具，詳見(jiàn)《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》由于篇幅原因本文對(duì)燈具選擇不再詳述），進(jìn)行下一步的照度分析。

設(shè)置覆蓋道路寬度，燈桿支臂，桿高等參數(shù)后可以模擬出照度均線圖：

上圖為150WLED燈，燈桿間距30米，桿高10米，挑臂1米，道路寬度14米雙向車道的模擬照度均線圖。調(diào)整燈具大小以及桿距直至滿足各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)（實(shí)際規(guī)劃根據(jù)規(guī)范，在滿足照度的基礎(chǔ)上調(diào)整間距以及燈功率，此處為應(yīng)用舉例），如下圖所示。

對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)值可得出此參數(shù)配置滿足照度需求。以上為兩側(cè)并排對(duì)稱的方案，針對(duì)不同的環(huán)境和不同地區(qū)的要求需要對(duì)照明燈桿的位置做相應(yīng)調(diào)整，如有機(jī)非隔離帶的路段，通常燈桿安裝于隔離帶內(nèi)，機(jī)動(dòng)車道和非機(jī)動(dòng)車道均需要做相應(yīng)照度模擬。非機(jī)動(dòng)車道寬度均小于機(jī)動(dòng)車道，燈具高度可以適當(dāng)下調(diào)，根據(jù)各地要求調(diào)整參數(shù)，模擬出最佳結(jié)果;對(duì)于雙向機(jī)動(dòng)車道的照明也可以采用交叉互補(bǔ)式的方式（即雙邊交叉排列），此種方式節(jié)約桿件的同時(shí)也兼顧到對(duì)面燈具的照度弱區(qū);幾種燈桿部署方式優(yōu)缺點(diǎn)如下表：

（二）交通、公安等公共設(shè)施的設(shè)計(jì)改造

完成照明設(shè)計(jì)后需針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)需要整合的桿體做一次調(diào)研核對(duì)，如交通指示牌，紅綠燈，大型路牌，電子警察（槍機(jī)）等歸屬交警部門管控，各設(shè)施尺寸，重量，標(biāo)高等參數(shù)均需記錄，對(duì)于新建桿體，槍機(jī)要求距離路口停車線25米左右，路牌下沿凈空5.5米;另外球機(jī)一般屬于公安管控，用于治安管理，常見(jiàn)于路口以及易犯罪區(qū)域，球機(jī)高度6米左右，挑臂3米。現(xiàn)場(chǎng)所有干系桿體記錄完成后須找各相關(guān)部門統(tǒng)一核對(duì)協(xié)商，交通部門有相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)劃可以參考，對(duì)于治安監(jiān)控需核對(duì)球機(jī)掛高及監(jiān)控區(qū)域，此環(huán)節(jié)需要很大的精力去調(diào)研，以便桿體點(diǎn)位基礎(chǔ)的確定。對(duì)于LED屏、環(huán)境監(jiān)控及音響等設(shè)備視業(yè)主需求而定，各相關(guān)方要求均明確后才能開(kāi)始智慧燈桿方案的設(shè)計(jì)。

（三）桿體設(shè)計(jì)

“多桿合一”涉及到多個(gè)設(shè)施的共建共享，桿體設(shè)計(jì)也成為智慧燈桿設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，針對(duì)不同的環(huán)境和地區(qū)可分成外觀、結(jié)構(gòu)以及基礎(chǔ)三個(gè)部分分別設(shè)計(jì)。

外觀設(shè)計(jì)

根據(jù)當(dāng)?shù)卣w市政，結(jié)合品質(zhì)辦、風(fēng)貌小組等相關(guān)市容市貌要求設(shè)計(jì)，包括桿體顏色，造型，銘牌位置，挑臂等。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

包含桿體鋼材規(guī)格，內(nèi)外徑，厚度，法蘭尺寸以及各設(shè)施預(yù)留位置，挑臂固定方式等。

基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)設(shè)計(jì)需考慮桿體的整體受力情況，根據(jù)自重及軸力、彎矩、剪力等計(jì)算其基礎(chǔ)大小，考慮到智慧燈桿作為通信桿體的配套，因此建議參考通信桿塔的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。目前基礎(chǔ)設(shè)計(jì)大致分為三類：預(yù)制塊、筏板和鋼管樁，其中預(yù)制塊和筏板開(kāi)挖量較大，建設(shè)周期較長(zhǎng)，投資略小于鋼管樁，鋼管樁基礎(chǔ)建設(shè)周期短，開(kāi)挖量小。鑒于智慧燈桿的立桿大多位于道路兩側(cè)人行道或者綠化帶，開(kāi)挖難度大，地下管線復(fù)雜，因此建議采用鋼管樁基礎(chǔ)作為智慧燈桿的桿體基礎(chǔ)。

（四）管道設(shè)計(jì)

市政管道涉及面較廣，智慧燈桿的設(shè)計(jì)離不開(kāi)管道的整改和新建，嚴(yán)格執(zhí)行當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)局，市政等規(guī)定是確保配套建設(shè)的關(guān)鍵。首先要對(duì)整改區(qū)域原有管線進(jìn)行摸排，多年的城市建設(shè)已積累了大量管線，很多管線資料已經(jīng)缺失，這給摸排帶來(lái)很大困難，建議咨詢測(cè)繪局，市政等相關(guān)單位，獲取管線資料，以便桿體點(diǎn)位基礎(chǔ)的確定。

三、結(jié)束語(yǔ)：

城市智慧基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)是邁向智慧城市的標(biāo)志，智慧燈桿的部署在智慧城市的基礎(chǔ)建設(shè)中起到了畫(huà)龍點(diǎn)睛的作用，它將市政、交通、公安與通信等融為一體，既節(jié)約了空間資源，也給城市帶來(lái)了美觀，提升了城市品質(zhì)。國(guó)家戰(zhàn)略5G的興起，進(jìn)一步推動(dòng)了智慧城市前進(jìn)的步伐。科技的日新月異，我們的生活品質(zhì)將越來(lái)越高，當(dāng)然對(duì)于智慧燈桿的研究還應(yīng)不斷深入，讓智慧燈桿的建設(shè)流程簡(jiǎn)單化、節(jié)約化，也為智慧城市以及國(guó)家戰(zhàn)略貢獻(xiàn)力量。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》CJJ45-2015

[2]《視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》

[3]GA_T 652-2017公安交通管理外場(chǎng)設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)施施工通用要求

[4]楊棟.論城市市政道路設(shè)計(jì)的方法及相關(guān)思路[J].工程技術(shù)研究，2017（8）：196-197.

[5]王麗.通訊鐵塔的設(shè)計(jì)與維護(hù)策略初探[J].信息技術(shù)與信息化，2015（6）：116-120.