天津城市建设管理职业技术学院 天津 300134
摘要：随着经济和信息技术的快速发展，智慧路灯的出现为市政设计带来了更多挑战，目前的智慧路灯设计还存在一些问题。文章结合设计经验，对智慧路灯设计中的管线敷设、供电设计、杆体及基础设计、智能设备选择问题以及相关规范进行探讨。
关键词：智慧路灯设计；关键问题；智能设备
1 引言
智慧路灯在各大城市的应用普及是信息化技术在城市建设及发展过程中的重要体现。智慧路灯可根据车流量大小及天气情况自动调整灯光大小，降低了路灯无效运转造成的能源消耗，相较于普通路灯节能60%以上。同时路灯管理人员可通过智慧路灯系统实现对每个单体灯的全面监管，不仅可及时发现路灯运行故障，提高检修效率和质量，而且省去了夜间路灯巡检环节，使得路灯管理人员工作量大幅降低。随着互联网技术不断创新、城市快速发展，利用智慧路灯使其多功能复用、信息共享、交互利用，为更好的管理城市公共设施，提供了很好的支持。
2 智慧路灯系统概述
智慧路灯系统是信息化技术渗透于城市照明系统的具体表现，它改变了传统路灯需要人工操控的特点。智慧路灯承载了多种使用功能，如交通远程监控、公安远程监控、污染物远程监测、LED信息发布等，它以信息技术为载体构建了一个自动化、智能化、系统化的路灯服务系统，从而满足城市照明多样化的功能需求。智慧路灯系统还能对相关数据资源进行整合，它是由前端设备、通讯传输设备以及后端数据中心三大模块组成。前端设备是由多个不同功能的传感器、摄像头、音频设备和LED屏等设备组成。各类传感器是感知环境状态的主要设备，能够实现对数据信息的收集；高清摄像头可实现对前端音视频、图像等的实时收集；音频设备的主要功能完成对各项音频广播的操作；LED屏是展示图文、视频等的主要载体。通信传输设备是负责接收前端设备数据信息的主要设备，并将接收到信号加密处理后上传至数据中心。后端数据中心是集各种服务器、系统平台、监控中心等多种管理功能为一体的平台，负责数据的查询、接收、处理等。
3 发展智慧路灯的必要性
3.1 智慧路灯设计需求较大
我国的智慧路灯设计起步较晚，相较于西方发达国家的发展技术仍有一段差距。在科学技术日新月异的情况下，我们所生活的环境及生活方式发生了巨大变化，人们更加注重生活的品质，这就为城市发展提供了动力，在智慧城市不断涌现的前提下，智慧路灯设计成为必然。
3.2 提高城市照明质量、节约资源
城市照明经常存在无效运转现象，同时路灯管理和维护工作量较大，使得资源浪费现象无法避免。智慧路灯的出现可有效解决城市照明系统建设中的信息孤岛、重复建设等问题，同时能够实现按需供电，避免了不必要的资源浪费。另外智慧路灯能够实现城市各个角落每一路灯的全面监管，降低了维护管理成本.
4 智慧路灯系统方案设计
4.1 智慧路灯系统设计规划
在智慧路灯系统设计过程中，我们首先要结合城市发展规划，明确智慧路灯系统的功能目标及需求方向。并以此为落脚点，对系统结构需实现的功能进行针对性的设计，从而让智慧路灯系统设计能够满足城市发展对照明系统的多样化功能需求。其次是智慧路灯控制系统的设计。各种功能的控制软件组成了智慧路灯的基本框架，软件的设计要以实现智慧路灯的多层面需要为根本。如智慧路灯的通信协议、软件接口以及处理方式等，都是完善智慧路灯各项功能的重要组件，促使软件能够远程控制智慧路灯的开启和运行方案。
4.2 智慧路灯杆杆体及基础设计
智慧路灯项目中，虽然最终采购的杆体样式通常由甲方确定，但仍然需要重视杆体设计。智慧路灯杆体设计，主要表达灯杆高度、臂型（单臂或双臂）、臂长、灯杆挂载智能设备种类及安装高度等重要信息。上述前三点与普通路灯灯杆设计相同。智能设备的安装高度与其功能、设备间的相互影响有关，同时兼顾美观。通常移动通信设备（如5G微基站）、气象环境监测设备安装于灯杆顶部，公共WLAN设备、交警或治安摄像头、交通信号灯、信息发布屏、公共广播安装于灯杆中部，多媒体交互终端、一键呼叫、充电设备安装于灯杆底部。特别要注意，采用支架安装的智能设备，如果朝向机动车道，不应进入道路建筑限界，如果朝向人行道，需要保持适当的高度，以防行人意外碰撞，信息发布屏还应考虑视距及树木遮挡问题。智慧路灯杆体结构一般需要提出荷载、抗风、防腐等关键要求，杆体材质、杆径、壁厚一般不作硬性规定，由供货方经过校核后确定。杆体载荷除集成现有功能设备荷载外，还应适当增加冗余荷载设计。智慧路灯杆体设计有两个细节需要注意：（1）为保持杆体整洁美观，杆体建议具备防粘贴功能，防粘贴区域不低于2.5 m；（2）重要道路两侧杆体通常需预留挂载国旗、灯笼等装饰物的挂件，采用何种形式可与使用单位协商。智慧灯杆基础不能盲目采用同等高度普通路灯基础，需要考虑挂载智能设备所增加的荷载，经结构专业计算后确定。
4.3 智慧路灯供电设计
在市政电力来源方便时，智慧路灯供电首选市政电力，通常采用路灯箱变供电。智慧路灯挂载的智能设备与灯具在供电控制、维护管理上具有明显的差别，因此智能设备与灯具建议采用不同供电回路。智慧路灯灯具的供电与常规路灯一致，一般采用电源模块统一向各类智能设备供电。智能设备的供电负荷计算应根据具体的配置情况并作适当预留。（1）交流充电桩和通信基站在目前设计中多为预留，未来需要时安装设备，若考虑供电设施一次建成，将预留的交流充电桩和通信基站的计算负荷纳入变压器的总负荷，将导致近期变压器负荷率较低，不节能，并且一旦将来交流充电桩和通信基站需求变化，还将造成投资浪费。上述情况下的供电设施方案可采用分期建设方案，近期按目前使用智能设备的需要并稍做预留设置变压器，远期根据实际增加智能设备的需要新增变压器或更换变压器。（2）通信基站供电设计需征求运营商意见。通常，5G宏基站由直流不间断电源供电，引自运营商通信机柜（房）；5G微基站可由安装在智慧路灯设备舱内的模块化电源直接供电。（3）交流充电桩与通信基站建议独立计量用电量。（4）不同类型信息发布屏（像素点规格、单双面等）的功率差别较大，计算前，需与使用单位做较详细的沟通，大致确定信息发布屏的规格。
4.4 应急求助
对所有的道路照明设施进行统一编码，每一个道路照明设施分配一个唯一的编码，通过编码可精确识别单个道路照明设施的身份信息和位置信息。根据需要为若干道路照明设施增加求助按钮。情况紧急时，市民直接走到该道路照明设施旁，按下求助按钮与求助中心人员进行视频通话，包含位置信息的求助信息将会直接发送到管理平台；同时该道路照明设施附近的监控摄像头立刻拍摄现场实时视频，并传回管理平台，供管理人员处理使用。
5 结语
在大力建设智慧城市的当下，智慧路灯具有较大发展潜力。市政设计人员作为智慧路灯蓝图的勾勒者，应该做出应有的贡献。笔者结合深圳智慧路灯设计的实际经验，探讨智慧路灯设计中的一些关键问题，希望对智慧路灯设计者有所帮助。
参考文献:
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