陳建榮

（江蘇未來(lái)城市公共空間開(kāi)發(fā)運(yùn)營(yíng)有限公司，江蘇 南京 210000）

城市道路上的路燈桿的間隔寬度一般為30-35米，而5G 路燈鏈路站址的寬度要求一般在100-200 米，其高度及間隔寬度能夠迎合5G 鏈路的建設(shè)要求。在5G新基建的大背景下，推動(dòng)5G 智慧燈桿與各種智慧城市照明、智慧城市安防、智慧城市軌道交通、智慧環(huán)保和其他各種智慧市政管理的有機(jī)融合具有非常重要的意義。以5G 智慧燈桿為5G 鏈路載體，不用單獨(dú)立桿接電拉線，不用進(jìn)行二次回填，降低了交通設(shè)施建設(shè)重復(fù)投入，同時(shí)融合其他智慧應(yīng)用能夠節(jié)約城市能源，降低后期維護(hù)公共設(shè)施成本，體現(xiàn)了智慧燈桿“一桿多用”的應(yīng)用價(jià)值。

1 智慧燈桿的作用及價(jià)值

1.1 智慧燈桿應(yīng)用情況

目前，燈桿的價(jià)值已經(jīng)得到廣泛認(rèn)可，大多已經(jīng)在智能硬件上集成了各種實(shí)用功能，如自動(dòng)智能燈光照明、視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控、信息公開(kāi)、環(huán)保、緊急電話呼叫、無(wú)線通信Wifi、充電接口等。但是，目前各種監(jiān)控功能的系統(tǒng)硬件、各種監(jiān)控功能之間的相互聯(lián)系非常薄弱，距離真正的普及還有很長(zhǎng)的路要走。同時(shí),智慧城市照明智能燈桿的各項(xiàng)主要應(yīng)用功能部分都涵蓋了城市照明、交通、環(huán)境、公安、氣象等不同的各級(jí)公共資源整合管理負(fù)責(zé)職能部門，各個(gè)不同職能部門之間的資源整合以及溝通銜接協(xié)調(diào)難度很大。[1]

通過(guò)分析研究，在街道、學(xué)校和覆蓋清晰的景區(qū)，智慧燈桿效果明顯。在這種集中管理模式的區(qū)域，將智能燈光照明、視頻監(jiān)控、環(huán)保等功能集中在智慧燈桿上，可以幫助管理者應(yīng)對(duì)突發(fā)事件，提高管理效率。而在5G 萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代，借助于“5G+智慧燈桿”載體，通過(guò)技術(shù)手段將各系統(tǒng)和功能成功融合，可以更好的服務(wù)于智慧城市。

1.2 智慧燈桿在智慧城市建設(shè)中的作用

1.2.1 對(duì)城市環(huán)境監(jiān)測(cè)感知和控制

目前，智慧城市燈桿系統(tǒng)是改造城市功能覆蓋廣、數(shù)量多的重要基礎(chǔ)公共設(shè)施，通過(guò)燈桿加載智能環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳感器、視頻監(jiān)控?cái)z像頭等就可以直接實(shí)現(xiàn)對(duì)智慧城市功能范圍內(nèi)的所有環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、公共安全管理數(shù)據(jù)采集和環(huán)境監(jiān)測(cè)的過(guò)程控制。

1.2.2 構(gòu)建全覆蓋通信網(wǎng)

通信網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)大容量、高網(wǎng)絡(luò)帶寬的智能光通信網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)覆蓋區(qū)域的微型無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。一個(gè)智慧桿網(wǎng)絡(luò)可以直接作為光通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的一個(gè)光纖通信節(jié)點(diǎn)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)增加一個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)接收機(jī)之后還可以銜接成為微型無(wú)線鏈路，特別是5G 網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，智慧桿可以解決鏈路密集部署的需求。[2]

1.2.3 智慧城市數(shù)據(jù)處理中心

隨著全球移動(dòng)物理互聯(lián)網(wǎng)、人工智能和全球移動(dòng)互聯(lián)大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)的飛速發(fā)展，可以實(shí)現(xiàn)包括空氣質(zhì)量溫度變化自動(dòng)監(jiān)測(cè)、照明光源溫度控制、智能監(jiān)控汽車駕駛視頻數(shù)據(jù)分析等大型智能汽車應(yīng)用，包括了實(shí)時(shí)收集分析來(lái)自覆蓋全球各地?zé)o人駕駛智慧汽車智能應(yīng)用的大量大型智能汽車數(shù)據(jù)，成為當(dāng)前構(gòu)建智能汽車城市中一個(gè)重要的網(wǎng)絡(luò)邊緣信息處理數(shù)據(jù)計(jì)算系統(tǒng)的核心節(jié)點(diǎn)。

1.2.4 智能照明功能

在智能照明上主要是運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)備，通過(guò)軟件平臺(tái)依據(jù)周邊環(huán)境的實(shí)時(shí)狀況及季節(jié)的變動(dòng)、天氣狀況、光照度、特殊假期等來(lái)推動(dòng)路燈的軟啟動(dòng)及對(duì)于路燈亮度的調(diào)整，依照需求展開(kāi)人性化照明，在確保安全的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了二次節(jié)能，提升了照明品質(zhì)。另外，綜合有線或無(wú)線的通信技術(shù)設(shè)備、監(jiān)控制系統(tǒng)及物聯(lián)信息內(nèi)容基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，對(duì)單一燈桿或整個(gè)燈桿群開(kāi)展遠(yuǎn)程管理、實(shí)時(shí)監(jiān)控故障報(bào)警以及智能分析，可向檢修部門反饋系統(tǒng)故障情況，在大幅提高城市路燈人員的工作服務(wù)管理水平的同時(shí)降低了路燈維護(hù)人員的工作壓力。

1.2.5 視頻監(jiān)控功能

將燈桿當(dāng)作小視頻監(jiān)控探頭的載體，利用路燈的導(dǎo)線、電纜等基礎(chǔ)部分或者燈桿留出的接口來(lái)實(shí)現(xiàn)智能燈桿視頻監(jiān)控的基本功能。利用云臺(tái)控制的彩色戶外攝像機(jī)可展開(kāi)360°全方位圖象采集，還可以對(duì)周圍的客流量、交通流量展開(kāi)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；當(dāng)碰到緊急狀況時(shí)，通過(guò)“一鍵呼叫”按鍵可直接聯(lián)絡(luò)到附近的警察進(jìn)行求救，系統(tǒng)將采集到的小視頻、圖象等等信息內(nèi)容實(shí)時(shí)傳回監(jiān)測(cè)中心，監(jiān)測(cè)中心可以依據(jù)燈桿上的探頭知曉到求助者周圍的狀況，以便采用高效、便捷的措施對(duì)案件進(jìn)行妥善處理；另外，視頻探頭還可以對(duì)某個(gè)特定的安全情況（比如窖井蓋的異常變動(dòng)、燈桿遭受到意外撞擊等)開(kāi)展監(jiān)控，并根據(jù)特殊的群體、中小型活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)展開(kāi)數(shù)字化布控。

1.2.6 WiFi 接入功能

因?yàn)閃iFi 接收機(jī)掩蓋距離高達(dá)100-500 米，利用燈桿來(lái)架設(shè)鏈路是一種較好的方式。與傳統(tǒng)式鏈路網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)相比，其運(yùn)作成本與能源消耗都可獲得有效減少，同時(shí)還具備設(shè)備壽命長(zhǎng)、加裝便捷、覆蓋面廣、隱秘性難等優(yōu)點(diǎn)；還可以利用無(wú)線WiFi 促成監(jiān)測(cè)信號(hào)源傳輸，居民不但可傳送到有關(guān)信息內(nèi)容，也可以促成信息內(nèi)容的錄入，方便居民的生活，搜集居民的上網(wǎng)特性數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)來(lái)剖析居民的行為運(yùn)動(dòng)歷程，用信息內(nèi)容支持形式來(lái)為政府部門有關(guān)職能部門提供科學(xué)決策；與此同時(shí)，也可以通過(guò)無(wú)線WiFi 來(lái)訂制智能手機(jī)端以及智能手機(jī)端的接入網(wǎng)頁(yè)，展開(kāi)信息內(nèi)容的上傳與電視廣告服務(wù)。

1.2.7 智能充電功能

隨著城市電動(dòng)汽車持有量的增加，充電樁的數(shù)目已不能迎合電動(dòng)汽車的需求，將充電樁集成到燈桿的內(nèi)部，在道路頂部與燈桿共址空間結(jié)構(gòu)建設(shè)，可為電動(dòng)汽車提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。操作非常簡(jiǎn)便，電動(dòng)車乘客僅需要將車停靠在建有停車位的路燈旁邊，通過(guò)讀取充電樁上的條形碼加裝相關(guān)的終端APP 就可展開(kāi)充電，系統(tǒng)能依據(jù)充電的時(shí)間、電量等來(lái)計(jì)算充電的管理費(fèi)用且可通過(guò)智能手機(jī)來(lái)展開(kāi)支付。將智能燈桿與充電樁有機(jī)結(jié)合，將極大地解決充電樁數(shù)目不足、建設(shè)成本高等困境，構(gòu)建出城市管理者、電動(dòng)車、充電樁服務(wù)商一體化的文化產(chǎn)業(yè)聯(lián)動(dòng)鏈。充電樁與信息內(nèi)容公布網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)聯(lián)動(dòng)，可以顯示充電樁的采納狀態(tài)；與探頭的聯(lián)動(dòng)，可監(jiān)控充電樁停車位的運(yùn)行、采納狀況，加強(qiáng)了對(duì)于充電樁停車位的管控。

1.2.8 信息發(fā)布功能

將智能燈桿的顯示器當(dāng)做平臺(tái)多媒體信息頒布的平臺(tái)，實(shí)時(shí)更新頒布內(nèi)容，且廣告圖畫(huà)信息可以隨便地開(kāi)展關(guān)閉，可以顯示時(shí)政報(bào)道、商業(yè)廣告、公益宣傳、交通擁堵、公共信息公布、緊急狀況警告、區(qū)域間電子地圖顯示、周圍環(huán)境大氣污染情況等等信息內(nèi)容，成為城市居民感知城市的“智慧之窗”，還可促進(jìn)公共廣播的遠(yuǎn)程擴(kuò)散管控。

2 “5G+智慧燈桿”的應(yīng)用探討

隨著人們對(duì)健康、環(huán)保、城市審美的要求越來(lái)越高，5G 移動(dòng)通信基站建設(shè)正在朝著輕便和美觀的方向發(fā)展，路燈正好滿足這一要求。

目前，智慧城市發(fā)展與5G 應(yīng)用相結(jié)合已經(jīng)成為當(dāng)前的一個(gè)熱門話題。

2.1 智慧燈桿作為5G 基站載體優(yōu)勢(shì)明顯

由于5G 的頻段高，覆蓋范圍小，而路燈作為城市道路密集載體，完全滿足5G 基站覆蓋需求。通過(guò)路燈方式覆蓋，基站之間的距離將進(jìn)一步縮小，能在熱點(diǎn)、大容量通用場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)高速上網(wǎng)體驗(yàn)，能提高網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)并滿足設(shè)計(jì)要求。

在智慧城市規(guī)劃建設(shè)中，智慧燈桿憑借用氣、組網(wǎng)、傳播等等資源優(yōu)勢(shì)，在顧及集約化、迎合應(yīng)用基本功能的同時(shí)，成為城市物聯(lián)網(wǎng)的重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域。利用智慧燈桿建設(shè)5G 基站，可以有效解決5G 基站建設(shè)需要的供電和走線問(wèn)題以及后期存在的安全隱患問(wèn)題。此外，利用智慧燈桿作為各種類型市政基礎(chǔ)配套公用設(shè)施供電能夠使外觀更加和諧美觀，可有效率地減少室內(nèi)電磁波輻射所帶來(lái)的各種安全隱患問(wèn)題，從而有效提升整體城市美學(xué)。通過(guò)建設(shè)5G+智慧燈桿建設(shè)可以有效避免基礎(chǔ)配套公用設(shè)施重復(fù)性資金、資源投入，避免公共資源浪費(fèi)，同時(shí)它也可以有效降低城市設(shè)施管養(yǎng)運(yùn)維、管理成本。

從以上剖析可以預(yù)見(jiàn)，將智慧燈桿當(dāng)作5G 的載體，不但可以解決5G 建設(shè)的難題，而且優(yōu)勢(shì)明顯，同時(shí)還能“一桿多用”，在智慧燈桿上加載各種智慧設(shè)施可以大大降低城市建設(shè)成本，提高城市運(yùn)營(yíng)效率。[3]

2.2 5G 基站為智慧燈桿的多功能應(yīng)用提供支持

智慧燈桿是智慧城市的重要一環(huán)，是智慧城市的毛細(xì)血管，成為了信息內(nèi)容采集及公布的數(shù)據(jù)終端載體，5G 網(wǎng)絡(luò)時(shí)代應(yīng)用需求將迎來(lái)爆炸式增長(zhǎng)。智慧桿應(yīng)用范圍廣，立足于應(yīng)對(duì)城市相關(guān)的各個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，提供多元化的解決方案。應(yīng)用場(chǎng)景包括智慧照明、LED產(chǎn)業(yè)、5G 基站、視頻監(jiān)控、汽車充電、警情服務(wù)、氣象監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、路側(cè)停車、無(wú)人機(jī)定位、人工智能、信息發(fā)布等，為智慧城市提供基礎(chǔ)智慧路燈所具有的多種功能和應(yīng)用，能更好地為城市各職能部門服務(wù)，提高工作效率。對(duì)于各應(yīng)用的布點(diǎn)與管控有著明顯的區(qū)位優(yōu)勢(shì)，滿足城市管理部門的不同功能需求，都可通過(guò)智慧路燈進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。[4]

智慧路燈集合城市各個(gè)部門所需求的多種設(shè)施，能有效滿足各部門需求，高效整合資源，再通過(guò)智慧路燈智能分析，自主應(yīng)急處理，復(fù)雜事件及時(shí)通知相關(guān)部門，有效應(yīng)對(duì)城市中可能出現(xiàn)的各種應(yīng)急事件，并提供綜合性功能。智慧路燈根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)不同需求，衍生出多種應(yīng)用，以滿足各部門職能與監(jiān)管的需求。在未來(lái)，智慧路燈也可應(yīng)對(duì)新生代要求，增設(shè)或變更職能，成為與智慧城市共同發(fā)展的頂梁柱。

3 “5G+智慧燈桿”建設(shè)的相關(guān)建議

在目前的發(fā)展形勢(shì)下，智慧燈桿尚未普及，雖然試點(diǎn)項(xiàng)目較多，但沒(méi)有統(tǒng)一規(guī)劃，具體實(shí)施也不理想。因而，“5G+智慧燈具”的建設(shè)面臨諸多挑戰(zhàn)，主要包括以下幾個(gè)方面：

1.標(biāo)準(zhǔn)化。雖然各種標(biāo)準(zhǔn)不斷涌現(xiàn)和完善，但尚未形成統(tǒng)一的評(píng)價(jià)體系衡量標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的缺失阻礙了地方建設(shè)的獨(dú)立性和規(guī)模效應(yīng)的形成，需要盡快形成智慧桿產(chǎn)業(yè)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。[5]

2.統(tǒng)一管理組織。“5G+智慧燈桿”的各種政務(wù)應(yīng)用數(shù)據(jù)功能中都包含不同的基層政府職能，需要管理不同部門，各個(gè)部門之間的管理壁壘難以相互打破,難以相互調(diào)和，需要有統(tǒng)一的管理和組織，才能更好的推動(dòng)發(fā)展。

3.投資建設(shè)?！?G+智慧照明”投資成本高，需要較大的投資和建設(shè)成本才能大規(guī)模推廣應(yīng)用，需要針對(duì)性開(kāi)發(fā)收益好的項(xiàng)目，使得智慧燈桿產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。

針對(duì)上述挑戰(zhàn)和存在的問(wèn)題，我們認(rèn)為必須通過(guò)多種方式來(lái)解決。

一是從制定標(biāo)準(zhǔn)化入手，通過(guò)最高層次的設(shè)計(jì)規(guī)劃，科學(xué)、合理、系統(tǒng)地制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)和促進(jìn)技術(shù)升級(jí)和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)的形成需要開(kāi)放性、創(chuàng)造性和整體性思維。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，標(biāo)準(zhǔn)也必須相應(yīng)調(diào)整以確保持續(xù)改進(jìn)。[6]

二是從管理的角度，強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)的運(yùn)維、管理和利用，要求政府各職能部門之間進(jìn)行一體化管控、統(tǒng)籌管理、統(tǒng)籌決策，并增設(shè)新的職能部門或者成立專業(yè)運(yùn)營(yíng)公司。最后，在投資建設(shè)方面，應(yīng)該找到合理的建設(shè)形式及營(yíng)利形式，分區(qū)域、階段施行，通過(guò)開(kāi)放設(shè)計(jì)、開(kāi)放教育資源、分稅制，由市民積極征集，政府、運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備制造商和其他各方廣泛參與，做大做強(qiáng)智慧燈桿市場(chǎng)。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段，智慧城市尚處在起步階段，系統(tǒng)建設(shè)宏大繁雜，建設(shè)壓力非常大。智慧燈桿作為傳遞智慧城市法律意識(shí)的交通設(shè)施網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，是智慧城市建設(shè)的重要組成部分?！?G+智慧燈桿”與智慧城市深度融合不但是技術(shù)設(shè)備難題，也觸及政府部門的規(guī)劃、建設(shè)及管理。“5G+智慧燈桿”可以解決5G 網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)全掩蓋的難題，打造智慧燈桿的各種融合應(yīng)用情景，進(jìn)而迎合5G 網(wǎng)絡(luò)時(shí)代移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的共同發(fā)展需求，更好地為智慧城市建設(shè)做出貢獻(xiàn)。