王桂锐
深圳高速工程顾问有限公司广东省深圳市 518000
摘要：近年来，随着经济社会的发展，城镇化水平不断提高，城市公共区域照明设备逐渐增多，电力消耗不断增加，对公共照明管理提出了更高的要求。目前简单、粗放的城市照明管理，服务质量和节能水平无法满足城市照明精细化管理的要求，高效管理与高效节能成为两大难题。同时，由于互联网，物联网，云计算，大数据、地理信息技术兴起，还可以在城市照明远程集中控制基础上，利用照明设施构建WIFI、微基站、视频监控、广告屏播控、城市环境实时监测、紧急呼叫、广播等方面拓展城市照明管理系统的应用开发。
关键词：城市道路；智慧照明；多功能杆；应用研究
引言
智慧城市的概念自提出以来一直都被视作未来城市发展的必经之路，智慧城市的特征之一就是基础设施智能化，如路灯、信号灯等一些基础设施，主要的实现目标是基于人工智能实现基建自动化，解放人力的控制系统。从智慧化城市的角度来看，智慧灯具的设计和量产是重要构成部分，智慧灯具的特点是不仅要实现智慧化，还要实现节能减排的环保要求。
1城市照明现状
现代城市照明设施数量越来越多，以往的过于粗放、被动、无监督和评价机制的传统管理模式已不能满足现代化城市照明管理的需要，创建一种全新的管理模式来推动城市的照明管理和亮化管理已成为迫在眉睫的首要工作。目前城市照明管理还是采用比较传统的时钟控制方式，特别是重大节日或阴雨天不能根据需要进行亮灯情况调整，不能对单灯进行控制，无法实现按需照明。另外，缺乏路灯故障处理情况跟踪、分析机制，影响照明生产管理考核，从而影响到领导的管理决策判断。城市照明管理精细化、节能精准化是智慧照明的发展方向和价值所在。经过长期发展，城市照明从最初的手动开关，演变为分散式时控/光控，再发展到目前主流的集中式智能监控。传统智慧照明多采用电力线载波（部分场景采用ZigBee）结合2G/3G/4G的通信方式，通信效果和单灯控制灵活性受到限制。随着技术的发展，窄带物联网（NB-IoT）、eMTC、LoRa等物联网技术层出不穷，为智慧照明发展提供更大更强的网络支撑。
2智慧灯具设计所遇到的瓶颈
灯具主要是由导线系统、灯头和灯杆构成，目前的节能灯大多采用LED灯头，对于智慧灯具的设计来说并没有技术上的革新点可用，智慧灯具的设计要点在于灯杆的设计。随着智慧照明概念的提出，市场需求急剧增加，各大厂商都着手于研究和制造智慧灯具。但是从设计成品的使用情况来看，智慧灯具的灯杆设计在实际使用时的表现都不太理想，目前较为流行的一体化固体方式存在很多使用和维护上的技术问题，甚至在初次安装时都带来了很多的技术难题，如安装困难、二次拆装困难等。与传统灯具的设计相比，智慧灯具有着更为复杂的电路系统并且加装了通信模块或者数据收集模块，这就要求灯杆的设计更加科学化，而目前灯杆的硬件设计仍然停留在各种功能堆砌的状态，缺乏宏观上的科学设计，导致了其功能设计到位，但从建筑学角度来说设计却不合理。
3基于大数据的智慧照明控制系统设计理念和未来发展蓝图
3.1智慧照明控制系统设计理念
设计人员在设计智慧照明控制系统时需要合理运用大数据技术，加强智慧照明管理制度。
智慧照明控制系统的组成部分包括多组传感器、中央控制器、通信模块等，因此，设计师们可以构建一个更加完善的城市公共照明大数据管理平台。其中智慧照明控制系统分为智能感知层、网络传输层和大数据处理应用层等。智能感知层是城市智慧照明控制系统中的感知系统，它主要是由多组传感器结合照明线路覆盖范围将信息数据收集起来，如常见的设备电路信息以及各类故障信息等照明设备运行信息，甚至还包括照明区域的明暗度、温差和噪音等一些智慧照明控制系统外部信息数据。这些照明信息数据经过不同特定的传感器在智能感知层集成起来，然后通过大数据处理中心全方位分析定位，找到最优化的照明方案，使得智慧照明控制系统的路线更优化，城市照明能够正常运行，为城市居民夜间提供方便出行与安全保障。网络传输层是智能感知层与大数据处理应用层的中间桥梁，能够实现两者之间的双向传输。主要工作原理是接收智能感知层中传感器采集的各项照明信息数据，然后将采集到的数据精准地传递到各个相对应的网络节点；然后网络节点利用通信技术进行连接，把所有采集到的照明信息数据整合在一起传递到大数据处理应用层；最后大数据处理应用层根据传递过来的照明信息数据，通过分析处理远程控制城市照明设备的运行情况。大数据处理应用层是智慧照明系统的中枢层，可以清晰准确反应整个城市照明控制系统的完整运作状态。它的工作原理是将智能感知层与网络传输层采集的各项照明信息数据，经过大数据处理中心解析得出结论，然后准确的反馈到智慧照明控制系统中，进一步实现照明设备的自动化，能够有助于智慧照明控制系统的节能效果。城市管理人员也要实时监控大数据处理中心，及时发现照明设备故障，派遣工作人员处理，保证城市正常运转。
3.2大数据处理中心核心内容
大数据处理中心的核心内容主要包括数据源、采集、保存、处理与显示等模块。智慧照明控制系统是根据智能感知层所收集到的城市信息数据，经过网络层传输到大数据处理中心，把这些信息数据统计整合存储为数据源。然后大数据处理中心对数据源进行全方位分析和评估，使得智慧照明控制方案更加完善，最后结合城市照明现场的实际状况，采用具有特色的照明控制方案，有效提升城市智慧照明控制系统中的节能效果。
3.3大数据智慧照明控制系统发展蓝图
智慧交通系统采用新兴网络技术、新兴数据通信技术、新兴传感技术与电子控制技术等科技技术进行有机结合，构建一个更加清晰明确且具有高效性的城市交通管理体系。然后在城市智慧照明控制系统中安装交通相关的传感器，使得城市中的照明路灯能够感知到路面行驶的车辆速度，并将车辆的运行信息和实际状况，实时地传递到城市交通监控中心。交通监理中心经过大数据技术分析和评估，利用多媒体形式把城市路况或者违章信息传送给有需要的人，使得城市交通压力得到很好缓解。智能安防是一个全新的概念，促使城市安防与计算机技术有机结合起来，城市安防监管工作效率得到很大提升。智慧安防系统能够对视频监控和图像进行全面分析，促进城市可视化管理理念的达成。在城市智慧照明控制系统中的合理位置安装和安防相关的传感器，然后系统能够自动锁定城市中的危险因素，一旦发生及时传送回安防监控中心和紧急搜索区域内的警力资源，使得危险因素在可控范围内制止，有效地提升城市的安全治理水平，保证城市居民的人身安全以及社会秩序的安定和谐。
结语
利用基于物联网的城市智慧照明，在保障照明质量的前提下，能精准化单灯节能管控方式，为不同的应用场合提供不同的照明水平，真正实现按需照明、低碳照明，为解决环境污染做出贡献。同时，可以提高城市照明基础设施智能化水平，为智慧城市提供信息点接入、城市大数据监测采集等服务，推动城市全面协调可持续发展。
参考文献
[1]冀楠.智慧城市背景下智慧照明灯具的设计探讨[J].智能城市,2019,5(24):32-33.
[2]马秀峰.基于智慧城市照明体系的LED光源应用效益研究[D].邯郸:河北工程大学,2017.