多功能燈桿在城市道路建設中的應用

陳 晨

（中冶南方城市建設工程技術有限公司，湖北 武漢 430077）

城市道路作為城市的重要組成部分滲透至城市的各個角落，服務于交通運輸和行人通行。道路沿線一般設置有路燈、交通標志牌、交通信號燈、電子警察等輔助設施。長久以來，這些道路輔助設施都是各自立桿架設，對道路空間和景觀都帶來了不小的影響。另一方面，近年來隨著智慧城市建設的興起，智慧道路這一概念也應運而生。而路燈作為道路上覆蓋面最廣的基礎設施理所當然成為了智慧道路應用的最佳載體。智慧路燈由傳統的路燈升級而來，通過對路燈的智能化管理，能節約電能資源，提升公共照明管理水平，降低維護成本。

將“多桿合一”的理念和智慧路燈相結合便形成了多功能燈桿。多功能燈桿在實現智慧道路功能的同時優化了道路空間，美化了道路景觀。因此，多功能燈桿在智慧道路建設中得到了日益廣泛的應用。

1 多功能燈桿的概念

一直以來，城市中的路燈桿、電力桿、通信桿、監控桿、交通指示牌、廣告牌等基礎設施功能單一，而且都是由不同的管理部門或使用單位建設和維護，由此引發了桿塔林立、路面反復開挖等的問題。

多功能燈桿則是從城市美化、資源整合、節能環保的角度出發提出的一種全新的建設理念。單個燈桿上掛載多種業務，能有效節約城市的地面和空間資源，減少道路開挖施工及桿體林立的亂像，使城市美觀有序。

多功能燈桿以路燈桿為載體，集成各類傳感器和智能設備，成為集智能照明、移動通信、交通管理、視頻監控、環境監測、信息交互、應急求助、充電樁、數據采集等諸多功能于一體的復合型公共基礎設施，是構建新型智慧城市全方位感知網絡的重要節點。

2 多功能燈桿的應用探討

一般來說在城市道路建設中多功能燈桿的基本功能是智能照明，在此基礎上可以分層掛載交通標牌、交通信號燈、電子警察、電子車牌讀取設備、治安監控攝像機、電子圍欄設備、移動通信微基站、IoT基站、WiFi熱點設備、路側單元、智能網關、環境監測傳感器、LED顯示屏、多媒體交互終端、廣播揚聲器、一鍵呼叫對講機、充電樁等智能化備和傳感器，從而實現不同功能的擴展。

由于各類應用集中在同一燈桿上，通過多功能燈桿的建設可以減少管道、線纜的投資。另一方面，在建設時同步預留管道，當后期擴展新功能時可以避免重復開挖路面，最大程度維護了城市形象美觀。

（1）智能照明控制。基于無線射頻技術和電力線載波通信技術實現路燈的智能化控制，如：單燈控制、分組控制、定時控制、場景控制等。還可以結合車流監測和亮度監測實現路燈的自適應控制。通過智能照明控制可以實現綠色照明、便捷化維護，提升了道路照明的整體管理水平。

（2）交通管理輔助。將交通標牌、交通信號燈、電子警察、電子車牌讀取設備安裝在多功能桿上，減少桿件的建設，優化了道路空間的占用，特別是路口空間。但是需要注意，此時多功能桿的布置應綜合考慮交通管理和道路照明的需求。

多功能燈桿的應用還能緩解城市道路交通壓力。它除了能夠通過感應人車距離調整照明亮度外，還能根據某一地區的車流量實施照明分級處理，按照不同的照明模式為車輛的正常行駛創造有利條件。好比在某一新建設的城市道路中，由于道路通行量較低，故而可適當降低照明亮度，以此達到節能目的。同時，在一些人員稀少地帶，多功能燈桿還可采用“忽暗忽明”的方式降低電力損耗。在車輛即將超出前方安全區域內，可增加照明強度，擴大照明范圍，而后可在車輛順利走出“照明圈”后待數秒后恢復到原有照明強度。這種方法不但能夠增強交通行駛的安全性，而且還能為交通管理人員高效管控交通堵塞現象提供協助作用，最終促使整個城市道路都處在通暢運行狀態下。

（3）市政管理輔助。隨著智慧城市建設的興起，越來越多的市政基礎設施都實現了智慧化的管理。對于城市道路而言，主要是智慧井蓋、智慧管網、智慧垃圾桶、智慧養護等應用。借助IoT基站和智能網關，將多功能燈桿作為物聯網設備的接入節點，實現道路沿線的泛在物聯。

在市政管理工作中，還應考慮到城市道路建設的美觀性，而多功能燈桿剛好可以滿足這一要求。比如北京地區，作為繁華地帶，它的市政管理難度略大。從相關新聞報道中可知：北京預計在2020年7月份對當地海淀區、朝陽區等20多條建設中的道路應用多功能燈桿，并對100多個電力箱的外觀進行美化處理，使其與城市發展理念相貼合。好比在北京地區長達0.9km的道路上存在233根立式燈桿，無論從整體形象還是視覺效果上都給人一種“混亂”感覺。若能實現多功能燈桿的合理建設，其數量最多將縮減156根，可促使管理者規范性的對城市道路實施管理。同時，還可根據城市道路的建設風格與顏色自由搭配與之協調的多功能燈桿，最終讓人車經過此處時獲得良好的視覺舒適度。因此，城市道路建設應合理安裝多功能燈桿，讓城市道路朝著智能化方向不斷發展，這也是為了提高城市發展的信息化水平，促使我國在高科技協助下獲得更卓越的成就。

（4）治安監控。治安監控攝像機是平安城市最基本的節點，利用最新的人臉識別及跟蹤技術能夠大幅提升治安管理水平。在城市或者區域的邊界依托多功能燈桿布設電子圍欄，實現邊界的安防管控。

多功能燈桿作為一種多項功能集于一體的路燈設備，它在城市道路建設中起到了良好的促進作用，并且能為城市治安工作的高質量發展提供重要保障。從“2015年第三屆電商論壇”中可知：多功能燈桿雖然功能齊全，但在研發與創新階段應始終堅守燈桿基本設計要求，即“照明功能”，只有保證燈桿正常實施燈光強弱變化、明暗度調節，才能促進多功能燈桿的良性發展。針對它所展現出來的治安監控功能，是指它設有電氣參數監測裝置，根據燈芯焊盤溫度的智能檢測結果判斷該路燈是否存在潛在故障，以此實現路燈照明范圍內的長久監測，以此對當地不法分子的犯罪行為起到震懾作用。此外，多功能燈桿在治安監控工作中還可直接經由路燈對路燈所在范圍內的地區治安情況進行針對性監測。相比以往人力巡查方式，無論從效率還是成本上都有所改善。

（5）無線通信。最新的5G移動通信技術采用宏基站加微基站的組網模式，在多功能燈桿上集成5G微基站既能滿足5G網絡的覆蓋范圍，又踐行了利用社會資源共享建站的理念。在人員密集的公共服務區、商業區提供高速WiFi接入，進一步完善了無線城市的建設。

（6）環境監測。通過氣象參數和環境參數的采集和發布，服務于交通運輸和市民出行活動。同時也作為城市環境監測網格化建設的重要組成部分，服務于城市生態環境治理。

（7）信息交互。通過顯示屏發布交通信息、氣象和環境信息、宣傳信息，亦或播放廣告，成為道路沿線信息發布的窗口。在人員密集的區域設置多媒體觸摸屏，提供信息查詢、信息上報等交互功能，將信息采集滲透到城市的毛細血管。

（8）應急求助。在道路沿線設置一鍵呼叫對講機，為市民提供觸手可及的報警、醫療求助、信息上報等服務。城市應急服務質量不但關乎著城市居民人身安全，而且還對城市發展水平有著深遠影響。比如某城市的犯罪率較高或民眾滿意度偏低，會造成外來居民逐漸削弱旅游、創業等熱情，最終降低當地的經濟實力。因此，若能在城市道路建設中應用多功能燈桿，一方面，可幫助外來人員在遇到困難時快速找到“解決門路”，以此增加對整座城市的好感度。另一方面，多功能燈桿的應急求助功能可有效降低犯罪率。在人們發生危險時能及時通過多功能燈桿接通救援熱線，避免長時間求助無援增加其生命或財產風險。同時，在城市道路建設中安裝多功能燈桿，還可提高當地警務人員、消防人員的工作效率，利用應急定位系統鎖定求助方位，精準識別火災、危險事件的發生地。

（9）路邊充電站。隨著新能源汽車的不斷發展和普及，借助路邊停車位旁的多功能燈桿提供臨時充電服務將是未來發展的趨勢。

（10）無人駕駛。隨著5G通信網路的建設，無人駕駛離我們越來越近。而道路作為無人駕駛的主要使用場所，將通過設置在多功能燈桿上路側單元和覆蓋道路沿線的5G網絡搭建支撐無人駕駛應用的車聯網V2X，協同智慧交通管理手段將無人駕駛變為現實。

上面介紹了基于多功能燈桿實現的各類智慧應用，在實際工程建設中將會根據道路所在區位、道路的不同等級、道路沿線的使用需求進行合理配置，同時預留將來的擴展空間。

3 結束語

通過多功能燈桿的一體化集成設計，加載功能各異的智能化設備及傳感器，實現設備之間的信息互通。在保持城市美觀有序的同時，可以有效利用資源，減少重復投資。隨著智慧城市管理模式的不斷創新，多功能燈桿作為附屬于道路的公共基礎設施將會在智慧城市建設中廣泛應用。