城市路燈的建設與未來

摘要：隨著中國經(jīng)濟的騰飛，城鎮(zhèn)化進程不斷加速。如今，城市越來越多也越來越大，城市的道路總里程在不斷的攀升。與之對應，道路兩旁的路燈將越來越多，如果不能合理規(guī)劃則會帶來巨大的能源損耗，也會給植物和夜間出行的動物帶來生態(tài)災難。本論文以駐馬店市相關數(shù)據(jù)資料為基礎，結合其他學者的研究成果，從路燈的過去、現(xiàn)在和將來為主要研究對象。為城市路燈的科學建設提供自己的建議。

關鍵詞：智慧路燈;能源;反光

一、路燈發(fā)展史

首先了解過路燈的發(fā)展史，才能更好的科學規(guī)劃路燈的光明未來。

路燈的發(fā)展史是一部戶外追求光明的創(chuàng)業(yè)史，也是人類美好生活的探索史。

15世紀 倫敦-路燈最早起源

1417年，為了讓倫敦冬日漆黑的夜晚明亮起來，倫敦市長亨利·巴頓發(fā)布命令，要求在室外懸掛燈具照明。后來，他的倡議又得到了法國人的支持。

16世紀 巴黎-路燈照明法令

16世紀初的時候，巴黎居民住宅臨街的窗戶外必須安裝照明燈具。路易十四時，巴黎的街道上出現(xiàn)了許多路燈。1667年，被稱為“太陽王”的路易十四還正式頒布了城市道路照明法令。

1807 英國汽燈

最初的路燈光線比較弱，因為路燈采用普通的蠟燭和油。后來改用煤油后，路燈的亮度有了明顯的提高，而路燈真正的革命是在汽燈出現(xiàn)之后。1807年汽燈被安裝在了波邁大街上，并很快風靡歐洲各國的首都。

1843 上海煤油燈

1843年，中國上海街頭出現(xiàn)了第一盞煤油燈。后來，上海的租界的路燈又改為煤氣燈，它是由倫敦移植過來的，亮度比煤油燈提高了數(shù)倍。

直到1879年，上海十六浦碼頭終于亮起了中國第一盞電燈，配備的是一臺10馬力的內(nèi)燃機發(fā)電組，相當于一臺手扶拖拉機的功率。初始的馬路電燈在每根電線桿上裝閘刀開關，仍需人工每天開啟關閉，3年后方改為多個路燈合用一個開關，這種形式的路燈在全國各個城市沿用到20世紀。

1873 用電路燈

1873年亞力山大·洛德金設計出白熾燈泡。不久，這種燈泡被應用于彼得堡海軍大廈的照明。幾年之后，托馬斯·愛迪生對這種燈泡進行了改進，使這種燈泡的亮度更強，生產(chǎn)成本更低。隨著這種燈泡的大量出現(xiàn)，汽燈迅速退出了道路照明，電燈取而代之，成為城市夜晚戶外照明的重要工具。

1906 北京官辦路燈

京師華商電燈公司首先在東城安裝了官辦路燈。這些電燈算是北京最早的電路燈，到今年整整100年。

1911 北京城內(nèi)7個區(qū)的街道路燈中，有電燈600多盞。

1929 北京煤油紗罩燈陸續(xù)換成了電燈。

1943 北京最后一批87盞煤油路燈被電燈取代，煤油燈退出歷史舞臺。

1960 前門地區(qū)安裝了23盞日光燈路燈。這是北京第一次試用新光源，大大提高了路燈照明度。

90年代后 燈源技術升級

隨著新的光源技術的出現(xiàn)，后逐步升級為高強氣體放電燈、LED路燈。

路燈后時代-智慧路燈

2008 在紐約召開的外國關系理事會上，IBM提出了“智慧地球”這一理念，進而引發(fā)了智慧城市建設的熱潮。

智慧城市建設已成為當今世界城市發(fā)展不可逆轉(zhuǎn)的歷史潮流，智慧的城市需要智慧的路燈，路燈承載的不僅僅是照明，還有人類智慧美好生活的更多訴求。智慧路燈成為智慧城市建設落地最自然的切入口，它照亮了智慧城市建設的道路，為探索智慧城市的建設者指明了方向。智慧路燈以燈桿為核心，為實現(xiàn)智慧照明、綠色照明的基礎上，拓展視頻監(jiān)控、語音廣播、4G基站、wifi覆蓋、空氣質(zhì)量監(jiān)控、報警求助、信息發(fā)布、廣告互動等功能，實現(xiàn)硬件可植入，軟件可疊加，應用可拓展，是“互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)+智慧城市”的有效實現(xiàn)，是智慧城市實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)感知平臺的有效載體。

通過智慧路燈感知城市動態(tài)，聆聽城市心聲，并提供全程全時服務，真正體現(xiàn)“智慧”，體現(xiàn)高水平高標準，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)互通，是物聯(lián)網(wǎng)、云服務、大數(shù)據(jù)的綜合運用，將全面提升城市智慧水平，推進“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略實施。

二、現(xiàn)代城市路燈的科學規(guī)劃

隨著智慧城市的建設，現(xiàn)代城市路燈無疑將以智慧路燈為主。

（一）智慧路燈的優(yōu)勢

高效節(jié)能

對普通路燈進行智能照明改造后，可大幅度降低路燈的電耗，有效提高節(jié)能率。以廣州中國科學院軟件應用技術研究所在南沙逸暉路的改造工程為例，共有十八盞燈，智能路燈在LED燈的基礎上進行了改造，增加了來車檢測模式和時間控制模式對照明設備進行控制。通過一年的最終檢測結果顯示：節(jié)能率高達78.73%，年節(jié)省費用達到6044.4元，相當于年均節(jié)省9.93噸標準煤，年均二氧化碳排放量減少24.75噸。

智能管理

智能路燈具有全面和優(yōu)化的路燈智能控制功能，為路燈管理人員提供更高效的管理和維護手段。

穩(wěn)定可靠

產(chǎn)品的穩(wěn)定可靠主要體現(xiàn)在以下四個方面：

①采用電力載波通訊技術，比其它的無線通信方式成本更低且更安全可靠;

②集中控制器的內(nèi)核固件采用雙備份，設備固件故障可自行修復;

③集中控制器有網(wǎng)絡時鐘自動校時功能，可不依賴服務器常年準確運行;

④基于云計算底層架構的軟件平臺具備高可靠性、負載均衡等優(yōu)勢。

配置靈活

智能路燈提供多種不同配置的產(chǎn)品線供用戶選擇，軟件平臺和硬件平臺均可根據(jù)用戶的實際需求定制。

（二）加快智慧路燈的普及

由于智慧城市建設尚處于初級階段，我國智慧路燈發(fā)展時間較短，目前存在系統(tǒng)秩序性較差、智慧程度低等問題。在管理方面缺乏一定的經(jīng)營謀劃，實施部門與后期維護部門之間的溝通與協(xié)怍無法達到融洽。在自主升級方面，仍然有很多管理、實施、后期維護等工作都是由人工進行，無法對路燈照明信息進行準確的計算和評估，從而造成大量的人力物力浪費。

在中國華為科技有限公司的努力下，5G時代智慧城市正加速向我們走來。2019年是5G時代加速發(fā)展的一年，5G的建設離不開大量基站的建立。而智慧路燈有著獨一無二的優(yōu)勢——密度大、無死角、全覆蓋。智慧路燈無疑是大量小基站建立的最佳選擇。把握機遇相信成功。

（三）安裝細則

每個廠家生產(chǎn)的路燈是有些不同的，在設計之初要充分考慮到道路寬度、車流量、人流量等路況信息，從而確定合理路燈間距、桿長、安裝角度。光照強度可以依靠路燈自行調(diào)控。此外，路基的質(zhì)量也是非常重要的，它關系到路燈的使用壽命。在安裝時也要顧及到對其他生物的影響，盡量不要破壞它們的生活節(jié)律，與自然的和諧。

三、新型路燈

近年來也不斷出現(xiàn)些新型路燈，新穎奇特。在這里做些簡單的整理。

（一）發(fā)光樹做路燈

自然界有許多生物可以發(fā)光，它們發(fā)出的光有磷光和熒光兩種。大家最熟悉的是螢火蟲，在夏天的夜晚，它們那“騰空類星隕，拂樹若花生”的美麗熒光曾引起人們的許多遐想。科學家研究發(fā)現(xiàn)，螢火蟲發(fā)光是發(fā)光界中的熒光素，在熒光酶的催化下發(fā)出的間歇光，熒光素和熒光酶都是由發(fā)光基因“指揮”合成的。利用基因工程將發(fā)光基因?qū)胫参锱嘤霭l(fā)光植物。目前，科學家已培育出發(fā)光的煙草、棉花等。如果將發(fā)光樹種植到高速公路的兩旁，白天做行道樹，夜晚則可以做路燈照明。既節(jié)約了能源也保護了環(huán)境。

（二）熒光物質(zhì)做路燈

一種防水的噴涂材料被稱作“星光大道”，它能夠在白天吸收紫外線，而且在夜晚發(fā)出藍色光。這種噴涂材料鋪設時耗時短，完成后四個小時就可正常通行。現(xiàn)在雖然在發(fā)光強度上還有所欠缺，但是在未來有望使用這種涂料照亮道路。為城市提供街道照明的低成本選擇。

（三）能源再利用

第一種是廢舊電池供能，利用廢舊電池集中發(fā)電，既能避免重金屬污染，又能有效利用資源。第二種是生物質(zhì)能供能，有機廢料被微生物分解生成甲烷從而產(chǎn)生電能。第三種是微生物霧霾凈化供能，微生物霧霾凈化器LED節(jié)能生態(tài)路燈配有空氣凈化系統(tǒng)和微生物過濾系統(tǒng)，不僅提高了空氣質(zhì)量又能給路燈提供能量。

五、結論

中國正發(fā)展的越來越好，盡管我國的智慧路燈發(fā)展時間短，相信隨著經(jīng)濟、科技的不斷強大，智慧路燈定將在我國蓬勃發(fā)展。彼時我們將看到奇幻的新型路燈。

作者簡介：竇霄龍（2000.11—）男，民族：漢族，籍貫：河南駐馬店市西平縣權寨鎮(zhèn)，學校：駐馬店高級中學。

指導教師：申柯