上海市路燈管理中心、中國電子科技集團公司第五十研究所和維蒙特工業(yè)（中國）有限公司在上海市建委的牽頭下，經過多方調查和研究，充分考慮當前和將來功能需求的前提下，重點將建設智慧城市中部分功能的落腳點定于路燈桿，其原因有以下幾點：              

    1、路燈桿遍布于城市的各個角落，而且分布非常均勻。

    2、路燈桿取電方便,除了路燈燈具之外，其余的設備也需要供電。

    3、結合道路停車位置，方便布置汽車充電樁。

    4、每一個路燈有其特有編號，方便安防系統(tǒng)工作時候的定位。

    5、路燈布置于道路兩側的公共設施區(qū)域，方便市民尋找和操作。

    6、路燈高度一般為8m～15m,對于天線、攝像頭等對安裝位置具有一定高度要求的設備是一個天然的支架 。

    7、路燈作為一個傳統(tǒng)的城市家居，在科技進步和網絡化發(fā)展的前提下，其本身也有很大的改進空間，比如節(jié)能、遠程控制和監(jiān)測等。

    根據(jù)以上的調研結果，上海市大沽路作為第一條路燈燈桿綜合利用和智能化的試點 。

   
一、試點工程介紹：

    大沽路位于上海市靜安區(qū)全長420m(石門一路～成都北路)，道路等級屬于城市支路，機動車道寬度10m，人行道寬度4m，共設置路燈15基，平均檔距30m，燈桿高10m，挑臂1m，光源為250W高壓鈉燈。現(xiàn)進行改造路燈光源為：120w LED路燈燈具，色溫：3500K。經改造后，機動車道平均照度達到18.5LX，人行道平均照度達到7.3LX，機動車道均勻度達到0.34。改造后路燈每年電量節(jié)省（250-120）×15×10×365/1000=7117.5kwh。

    根據(jù)大沽路道路交通車流、人流等情況將設置多功能路燈桿，在燈桿上安裝電動汽車智能充電、免費無線上網、視頻監(jiān)控、信息推送、應急呼叫、環(huán)境監(jiān)測、應急廣播等多種功能模組。
 

    1、多功能燈桿結構設計按照國家標準 《建筑結構荷載規(guī)范》（GB 50009—2001）要求，選用上海地區(qū)50年一遇風壓要求，并選取B類地面粗糙度，同時考慮體型系數(shù)和高度系數(shù)，以及所有已裝設備和部分預留設備迎風面對結構的影響，采用有限元分析的方式，計算燈桿的安全系數(shù)為1.25。

    2、多功能燈桿主體結構分為燈臂、桿體 、底座箱體三個部分。

   燈臂為全鋁合金沖壓成型，內設主龍骨為結構件，并充分考慮和桿體件的連接強度 。

    桿體為高強鋁合金，表面處理為拉絲后陽極氧化 ，并在焊接完成后采用熱處理方式使得鋁合金達到 T6材料的結構強度 。

    底座箱體采用美標高強低硅合金鋼ASTM GR65材質 ，由于底座箱體開設維修門和設備安裝孔，其整體強度遠低于常規(guī)箱體，因此，除了嚴格的結構計算之外，還進行了實體破壞性試驗，得出結論，箱體的安全性遠遠大于理論計算數(shù)據(jù)。

    3、桿體線路的安全性和不干擾性 

    由于多功能燈桿上設備較多，為保證照明的穩(wěn)定性和獨立性，照明線路單獨一路，其他設備單獨一路，并單獨走線。

    強電安全：桿體除了嚴格按照道路照明要求接地保護外，為保證底座箱體和人體接觸時的安全性，采用復合材料作為絕緣層，其絕緣要求遠高于電力標準2000V的要求。

    強弱電互不干擾：燈桿桿體主結構部分采用兩根等徑型材平行布置， 一根型材走強電，一根型材走弱點，每個型材內部分為四個走線腔，每一路強電和弱點都可以單獨走一個腔體，保證完全不干擾。

     4、設備連接件的靈活性

    桿體上所有設備的連接完全杜絕焊接痕跡，攝像頭、公廣、環(huán)境監(jiān)測、一鍵報警等設備均采用特殊型材的四個滑槽作為結構的連接基礎，用機械連接的方式安裝，同時方便拆卸且沒有痕跡。而且對于后期要加裝或者更換設備都很靈活。

    5、桿體的防腐

    燈桿桿體采用鋁合金材質并陽極氧化，材料本身防腐，對于后期加裝設備時開孔，沒有開孔處防腐處理的困擾。而且材料可以100%回收，是一種節(jié)能環(huán)保的材料。

    6、通風防雨設計

    由于設備集成，對于桿體的通風要求相對嚴格。該多功能燈桿箱體和桿體上下連貫，桿體頂部不設蓋板，熱氣可以通過型材向上走出桿體，同時桿體頂部深入燈臂15cm，保證防水。

    7、安全保障設計 

    由于燈桿安裝多個用電設備，而且涉及對桿體的操作，因此對于漏電保護，除了每一個設備具有接地之外，對于低空位置的結構，增加了絕緣復合材料的包覆，可以防止三萬伏以上的擊穿電壓。

    8、防粘貼工藝 

    為了保持桿體的整潔，防止在使用過程中小廣告的張貼，桿體可在2.5米以下增加防粘貼材料，杜絕小廣告和涂鴉對桿體的污染。

    三、相關智能設備介紹：

    目前在上海市大沽路安裝的多功能路燈桿集道路照明、充電樁、智慧安防、無線上網、信息交互、智能感知和4G基站等功能于一體。

    1、智能照明

智能照明是集計算機網絡技術、通信技術、控制技術、數(shù)據(jù)采集技術等形成先進的照明管理系統(tǒng)，目的是實現(xiàn)城市照明人性化管理、智能控制、自動監(jiān)測、主動告警、智能分析，從而提高照明管理的工作效率和服務效率。照明燈具選用led照明燈具，相比傳統(tǒng)高壓鈉燈，具有光效高、能耗低、使用壽命長、顯色性好等優(yōu)勢。選用LED路燈作為智慧燈桿照明源，能夠快速啟動，也可以快速調整光照度值，達到實時動態(tài)節(jié)能的目的。

    2、聯(lián)網監(jiān)控

視頻聯(lián)網監(jiān)控是各行業(yè)重點部門或重要場所進行實時監(jiān)控的基礎，管理部門可通過它獲得有效數(shù)據(jù)、圖像或聲音信息，對突發(fā)性事件的過程進行及時的監(jiān)視和記錄，可以作為高效、及時地指揮以及處理案件的依據(jù)。

    3、智能廣播

公共廣播系統(tǒng)由現(xiàn)場的對講終端、室外音箱及監(jiān)控室的管理平臺、網絡麥克風設備等組成，集播放背景音樂，宣傳和緊急廣播為一體，平時播放一些背景音樂，或者播報時事政策，緊急時可用來播放尋人廣播，緊急情況提示等。管理中心可以對網絡中的所有終端進行單向(對點、分區(qū)或者全區(qū))喊話、雙向對講和監(jiān)聽等。

    4、應急求助

對全市所有的道路照明設施進行統(tǒng)一編碼，每一個道路照明設施分配一個唯一的編碼，通過編碼可精確識別單個道路照明設施的身份信息和位置信息。根據(jù)需要為若干道路照明設施增加求助按鈕。情況緊急時，市民直接走到該道路照明設施旁，按下求助按鈕與求助中心人員進行視頻通話，包含位置信息的求助信息將會直接發(fā)送到管理平臺，同時該道路照明設施附近的監(jiān)控攝像頭立刻拍攝現(xiàn)場的實時視頻，并傳回管理平臺，供管理人員處理使用。

    5、智能感知

道路照明設施本身無法感知周圍環(huán)境，但通過增設傳感器，道路照明設施即可對周圍環(huán)境進行檢測，實現(xiàn)道路照明設施的智能感知，在本方案中主要實現(xiàn)的城市道路智能感知有PM2.5監(jiān)測、溫濕度監(jiān)測、噪音監(jiān)測的監(jiān)測。在遍布全市的路燈桿上安裝相應檢測儀，就可以持續(xù)、實時監(jiān)測全市各區(qū)域數(shù)據(jù)。由路燈桿將監(jiān)測信息上報到管理平臺，管理平臺即可匯總當前全市的PM2.5值、溫濕度、噪音情況，為相關部門的工作提供依據(jù)。

    6、信息交互

道路照明燈桿數(shù)量大、分布廣，借助短距離通信技術，道路照明燈桿安裝通信設備后可與附近的電子設備通信，實現(xiàn)信息發(fā)布。本方案中實施信息發(fā)布方式為無線WIFI熱點。通過路燈桿的短距離通信技術，用戶不但可以用個人電腦、手持設備（如智能手機、平板電腦）等終端設備以無線的方式接收信息，同時也可以實現(xiàn)信息的查詢，方便市民的生活，特別是可以為景點游客提供很大的便利。

    7、無線城市

為了緩解通信需求增加與小區(qū)基站密度不夠的矛盾，改善信號覆蓋狀況，利用燈桿架設基站將是一個有效的措施。本方案以蜂窩方式進行無線網絡組網的通信系統(tǒng)（即GSM、TDMA、CDMA、3G、4G等）的基站為主進行設計。

WIFI主要設備是無線路由器、天線、傳輸設備和電源。無線路由器的設備和天線均小于蜂窩通信系統(tǒng)基站。目前正在實施的iSHANGHAI城市熱點項目正在道路兩側大量布設此類設備。WIFI天線架設高度約10米以下，傳輸半徑一般僅100米以內，因此十分適合在燈桿上架設計。

    8、充電樁

近年來新能源汽車市場投放量不斷增大，然而充電樁的數(shù)量遠遠無法滿足電動汽車的需求。充電樁與道路照明燈桿合二為一，為新能源汽車提供充電，將極大解決充電樁不足的問題。

9、針對一些特殊區(qū)域，該桿體預留了LED屏幕的位置，可借助LED屏幕進行信息和公告的發(fā)布。圖1為智慧燈桿功能示意圖。

 

 

 

    四、多功能路燈桿發(fā)展問題的探討：

    1、投資模式的探討，由于只能燈桿的特殊性，其功能中除了一些公共服務功能之外，同時還具有一定的經濟價值，比如充電樁等。相對于原先路燈桿國家投資建設 ，可以轉變?yōu)槎喾N投資模式并存的操作。

    2、目前路燈的養(yǎng)護由每個區(qū)域的養(yǎng)護隊伍進行日常維護。路燈養(yǎng)護隊伍只能滿足常規(guī)路燈的養(yǎng)護，對新型的多功能燈桿缺少必要的養(yǎng)護管理經驗。此外，路燈作為道路配套設施，日常報修避免不了，由于路燈桿上安裝了多種設備，涉及眾多專業(yè)領域，養(yǎng)護隊伍面對突發(fā)故障也難以做緊急處理，容易造成安全隱患。這些問題無形中為路燈的日常管理養(yǎng)護增加了難度。

    因此，我們建議成立一支專門的多功能燈桿養(yǎng)護隊伍，由安裝在燈桿上的各個設備廠家進行培訓，使養(yǎng)護隊伍能夠掌握各個設備的基本檢修養(yǎng)護技巧，便于日常的管理。

    3、目前的多功能路燈桿在相關終端設備安裝上還缺乏規(guī)范性，標準化要求，造成燈桿底部箱體安裝空間設備布局較為局促，以后應制定相應標準將多功能燈桿底部箱體進行分倉設計，高低壓設備和線路進行分倉設置，保證設備和檢修人員的安全。