智慧灯杆-基于城市灯杆综合利用

　　目前我国绝大多数城市的城市路灯杆仅具备单一功能，并与交通信号设施、通信设施、其它道路公共服务设施同时分布于道路空间，过多占用了有限的路面资源，增加了公共资金投入，影响交通通行和城市美观。

　　城市路灯杆综合利用的目的是在完成基本照明功能的同时承担其他公共服务功能，减少道路设施的公共经费投入。随着城市信息化的发展，道路照明管理不仅需要不断提升本身的信息化水平，同时将为整个城市的信息化提供支撑。

　　“城市路灯杆综合利用”项目将新建或改造现有的灯杆设施，为智慧照明、绿色减排、新能源汽车充电、移动通信、公共安全等诸多领域提供新型设施和便利条件。

　　1原则

　　“城市路灯杆综合利用”项目将立足于城市路灯杆的本体功能，有条件地开放一些公益性的应用和便民功能，通过试点工程，积累经验，形成规范，推进安全照明，绿色照明、智慧照明，促进全市智慧应用的发展。

　　项目的实施需遵循以下原则。

　　1.1公共性

　　城市路灯杆作为公共设施，是为全体市民服务的，因此所有资源应尽量开放，以提高公共服务的效益。

　　1.2安全性

　　城市路灯杆作为公共设施的安全性是极为重要的，必须考虑以下四方面的安全性：

　　1)用电的安全性。要求设备的功耗小于电源的载荷容量，充分考虑设备、材料、施工符合安全用电要求。

　　2)照明灯具运行安全。避免因为综合利用项目的实施造成照明系统运行出现故障，确保灯具运行按时开启和关闭，确保照明系统符合运行要求。

　　3)其他设备的运行安全。综合利用项目所安装的设备大多是为公众提供服务的，其运行状况涉及公众便捷，因此必须保障设备的运行安全。

　　4)支付系统的安全。充电桩的运行涉及计费，必须考虑支付系统的安全。

　　1.3可控性

　　“城市路灯杆的综合利用”项目的实施将不断提升照明系统本身的信息化管理水平，同时提升灯杆自身的信息化水平。灯杆以及附设的设备必须实施远程监测和远程控制,体现智慧智能、公共便捷的特点。

　　1.4经济性

　　城市路灯杆综合利用的本意是要求灯杆在完成基本照明功能的同时承担其他公共服务功能，减少道路设施的公共经费投入，因此项目实施时必须考虑经济性，最大限度的节约公共经费的投入，要集约高效、绿色低碳。

　　2主要功能

　　2.1智慧照明

　　智慧照明是集计算机网络技术、通信技术、控制技术、数据采集技术等形成先进的照明管理系统，目的是实现城市照明人性化管理、智能控制、自动监测、主动告警、智能分析，从而提高照明管理的工作效率和服务效率。照明灯具选用led照明灯具，相比传统高压钠灯，具有光效高、能耗低、使用寿命长、显色性好等优势。选用LED路灯作为智慧灯杆照明源，能够快速启动，也可以快速调整光照度值，达到实时动态节能的目的。

　　2.2联网监控

　　视频联网监控是各行业重点部门或重要场所进行实时监控的基础，管理部门可通过它获得有效数据、图像或声音信息，对突发性事件的过程进行及时的监视和记录，可以作为高效、及时地指挥以及处理案件的依据。

　　2.3智能广播

　　公共广播系统由现场的对讲终端、室外音箱及监控室的管理平台、网络麦克风设备等组成，集播放背景音乐，宣传和紧急广播为一体，平时播放一些背景音乐，或者播报时事政策，紧急时可用来播放寻人广播，紧急情况提示等。管理中心可以对网络中的所有终端进行单向(对点、分区或者全区)喊话、双向对讲和监听等。

　　2.4应急求助

　　对全市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的实时视频，并传回管理平台，供管理人员处理使用。

　　2.5智能感知

　　道路照明设施本身无法感知周围环境，但通过增设传感器，道路照明设施即可对周围环境进行检测，实现道路照明设施的智能感知，在本方案中主要实现的城市道路智能感知有PM2.5监测、温湿度监测、噪音监测的监测。在遍布全市的路灯杆上安装相应检测仪，就可以持续、实时监测全市各区域数据。由路灯杆将监测信息上报到管理平台，管理平台即可汇总当前全市的PM2.5值、温湿度、噪音情况，为相关部门的工作提供依据。

　　2.6信息交互

　　城市路灯杆数量大、分布广，借助短距离通信技术，城市路灯杆安装通信设备后可与附近的电子设备通信，实现信息发布。本方案中实施信息发布方式为无线WIFI热点。通过路灯杆的短距离通信技术，用户不但可以用个人电脑、手持设备(如智能手机、平板电脑)等终端设备以无线的方式接收信息，同时也可以实现信息的查询，方便市民的生活，特别是可以为景点游客提供很大的便利。

　　2.7无线城市

　　为了缓解通信需求增加与小区基站密度不够的矛盾，改善信号覆盖状况，利用灯杆架设基站将是一个有效的措施。本方案以蜂窝方式进行无线网络组网的通信系统(即GSM、TDMA、CDMA、3G、4G等)的基站为主进行设计。

　　WIFI主要设备是无线路由器、天线、传输设备和电源。无线路由器的设备和天线均小于蜂窝通信系统基站。目前正在实施的iSHANGHAI城市热点项目正在道路两侧大量布设此类设备。WIFI天线架设高度约10米以下，传输半径一般仅100米以内，因此十分适合在灯杆上架设计。

　　2.8绿色能源

　　近年来新能源汽车市场投放量不断增大，然而充电桩的数量远远无法满足电动汽车的需求。充电桩与城市路灯杆合二为一，为新能源汽车提供充电，将极大解决充电桩不足的问题。无线充电采用非接触式充电，不用插拔充电枪，只需车子停到停车位上，充电桩与汽车进行无线连接确认通信成功即可进行充电，减少人为插拔充电枪的步骤，减少了因下雨等天气电器连接造成的安全隐患，充电完全可以实现无人值守，使用较为便利。

　　3模式分析

　　3.1投资模式分析

　　3.1.1政府投资

　　政府投资主要有以下两种方式：

　　(1)委托运营模式

　　政府出钱，委托一个有能力的管理单位运行管理维护保养路灯设备。这种模式在运营过程中，运营管理维护部门大都不对资产及运营成本负责。

　　(2)自营模式

　　政府自己成立事业或者企业单位的路灯设施管理部门，自主管理路灯设施运行的维护、养护工作 。

　　3.1.2PPP模式

　　公私合营模式(PPP)，以其政府参与全过程经营的特点受到国内外广泛关注。PPP模式将部分政府责任以特许经营权方式转移给社会主体(企业)，政府与社会主体建立起“利益共享、风险共担、全程合作”的共同体关系，政府的财政负担减轻，社会主体的投资风险减小。