智慧城市发展中,影响其实现的阻碍并不仅仅限于技术问题,其中还涉及到城市建设过程中不同管理部门之间的协调,尤其是在智慧路灯建设应用过程中,作为其载体的灯杆也在朝着多功能方向发展,早期作为照明设备支架的灯杆,为了充分发挥其潜在价值,提高其利用效率,将众多城市功能集成在灯杆上,例如,5G微基站、环境监测、一键报警、城市播音、LED显示屏、智能充电桩等。与这些功能相比,城市智慧照明上的技术难题显得微不足道。但是需要注意的是,灯杆的主要功能是用于城市照明,所以在设计应用中,保障照明系统的稳定才是关键。
一、智慧路灯与多功能灯杆发展态势
(一)智慧路灯
路灯在城市内分布广泛,是城市不可或缺的重要基础设施,随着城市照明系统的发展,早期使用的高压钠灯已经逐渐被高效节能的led照明等所取代。当前城市智慧路灯的发展和应用也是基于LED照明设备实现的。LED灯具在控制灵活性和使用效果上具有更大的优势,不仅照明强度高,而且占用的空间更小,给多功能灯杆理念的设计实现提供了可能。所以,在智慧路灯发展过程中,路灯的控制系统大部分集中于灯杆上,通过与其他功能设备的合理布置实现城市的智慧化照明。
(二)多功能灯杆
多功能灯杆理念最初是为了城市灯杆共享和充分利用城市公共资源进行多杆合一。路灯灯杆作为城市分布最广,最密集的公共设施,通过将其他功能集成在路灯杆上,能够有效提高灯杆的利用效率,降低其他设施建设的成本。并且通过“多塔合一”、“多杆合一”的城市功能规划,对于城市环境建设有着非常积极的作用。多功能灯杆是以灯杆作为载体,将通信模块、监控设备、环境监测等功能按照在灯杆上,与城市智慧照明系统并不冲突,灯杆仅仅发挥了载体作用。
二、智慧路灯与多功能灯杆发展的存在的问题
(一)智慧路灯发展存在的问题
1.使用功能
智慧路灯发展的主要问题在于其使用功能的稳定性。早期城市夜间路灯普遍为长明灯,影响路灯工作性能的主要因素在于灯具的使用寿命。智慧路灯为了节约城市能源,在夜间照明时会根据照明需要进行自动调整,这就要求智慧路灯的控制系统具有良好的响应速度,并且能够正确判断工作场景,选择最佳的照明方案,这些因素都会影响智慧路灯功能的实现,所以智慧路灯推广普及难度更大。
2.智慧化水平
智慧化水平是城市智慧照明应用的一大难题,由于城市场景复杂,不同天气、季节和时间的照明要求都不同,智慧路灯需要能够对不同类型的照明场景进行精准的判断,从而提供最佳的照明方案,在方便城市居民的同时,能够最大限度的节约电能。但是目前智慧路灯还达不到这一要求,需要通过技术突破和设计方案的优化,逐渐提高路灯的智慧化水平。
(二)多功能灯杆发展存在的问题
1.灯杆功能性
目前,多功能灯杆应用中主要问题同样集中的灯杆功能性集成上,由于智慧城市需要将城市监控、信号指示、5G通信、广播、充电桩等功能集成在路灯杆上,从而实现灯杆价值的最大化,这种发展理念最大的问题在于多种城市功能设备的兼容问题和灯杆的成本问题。早期灯杆虽然功能单一,但是制作简单成本投入小。多功能灯杆应用需要保障众多功能能够同时运行,并且不会相互干扰,这对灯杆材质、制作工艺要求极高,这也就造成了灯杆投资成本大大提高,全面普及应用难度增加。
2.灯杆运营维护
城市公共设备运行过程中必然会出现老化损坏即寿命周期情况,多功能灯杆同样不例外。但是在灯杆运行维护管理时,就会涉及到灯杆运行维护责任的分配管理。5G通信、城市照明、城市广播、环境监测分别隶属于不同部门,设备的日常保养维护也需要专业的技术人员进行,由于这些设备集成在同一根灯杆上,就会涉及某一设备的维护对灯杆上其他功能设备的干扰。所以,如何实现多功能灯杆运营维护及寿命到期灯杆更换的责任界定非常重要。
三、智慧路灯与多功能灯杆在城市中的应用
(一)应用于城市基础设施建设
随着人们对生活质量要求的提高,城市基础设施建设不但要满足城市运转的基本要求,还要为人们提供更加舒适的生活环境。智慧路灯与多功能灯杆应用于城市基础设施建设能够将城市服务功能更加广泛的分布在城市的各个角落,方便城市居民的生活。例如,5G通信微型基站应用于多功能路灯杆,能够解决5G通讯网络的无死角覆盖问题,提高信息传播速度。分布于城市各个角落的多功能路灯杆与城市监控系统的兼容,能够显著提高城市安防质量,对于智慧城市的建设具有极其重要的作用。
(二)应用于城市智慧化管理
城市智慧化管理的实现不仅需要不同城市功能系统的配合与统一调度,同时也涉及城市管理部门的职责分工。如果各个系统单独进行智慧化建设,不仅成本高,而且系统之间存在兼容性风险。将其集成为多功能路灯杆,能够推动智慧城市综合管理平台的搭建,通过信息技术与智能互联技术,打破传统部门之间的壁障,为城市智慧化发展提供多系统硬件支撑。
(三)应用于城市智慧化服务
城市智慧化发展的目的在于为城市居民提供更加智慧的服务。不论是智慧路灯还是多功能灯杆,都是为了方便人们的生活,提供更加优质的生活服务功能。如今城市建设规模和体系已经基本成熟,如果要进行智能化改造,不仅会扰乱原本的社会秩序,还需要投入大量的资源。通过多功能灯杆应用,能够在控制成本的前提下,将城市生活所需的多种功能集成在一起,在不干扰城市结构框架的前提下,完成城市智慧化的初步改造,为人们提供智慧化服务。
四、智慧路灯与多功能灯杆发展和应用策略
(一)编制多功能灯杆专项规划
根据智慧城市项目的设定和发展需求,按城市功能区域划分,结合区域内空间规划、其它行业功能需要及城市道路详细规划等要素,结合绿色照明节能改造制定区域多功能灯杆专项规划,在此规划指导下,编制年度多功能灯杆建设计划。
(二)功能配置因地制宜
城市路灯分布于各个角落,不同区域由于功能性质的不同,在进行多功能灯杆改造应用时,需要考虑其实际状况,选择合理的功能配置,做好灯杆的因地制宜建设、改造,按需搭载。例如,在一些人流量较大的城市区域,尤其是商业区路段的路灯杆可以通过多功能灯杆改造加装LED屏幕,作为宣传城市文化的窗口。总之,通过对功能的按需增配和简配,合理选择多功能路灯的类型,实现灯杆价值的最大化。
(三)循序渐进逐渐普及
在智慧路灯与多功能灯杆普及过程中,为了防止对城市目前结构和运行体系造成较大影响,需要本着循序渐进的原则,长期规划和年度建设计划结合,逐渐完成智慧路灯与多功能灯杆的普及。一是商业区的街道对现有路灯杆改造为多功能灯杆;二是结合城市道路的改造,改建成智慧路灯或多功能灯杆;三是在新建城市道路中优选设计智慧路灯或多功能灯杆。在这个过程中还能够通过实践应用检验使用效果,从而对智慧路灯与多功能灯杆的设计方案进行不断优化。这种普及方式也能够使原来路灯系统发挥最大价值,避免造成资源的浪费。除此之外,智慧路灯与多功能灯杆建设时间不集中,相应的能够一定程度上减轻资金投入压力。
(四)立足灯杆照明功能
在智慧路灯与多功能灯杆推广应用中,必须立足于灯杆照明这一基本功能。灯杆的本质属性是为城市照明提供载体,虽然多功能灯杆集成了众多设备与功能,但是不能因此而干扰城市照明体系的正常运转。通过牺牲照明质量换取的多功能属性已经失去了多功能路灯发展的本意,需要在推广普及过程中予以重视,避免过于追求功能的拓展导致城市照明水平降低,影响居民的正常生活。
(五)多功能灯杆后期管理
为避免多功能灯杆建设完成投入运行后,出现管理、维护混乱等一系列问题,在多功能灯杆建设前,需要灯杆和挂载设备的产权单位对多功能灯杆系统今后的运行、维护、管理及升级涉及的相关权利和义务等事宜进行协商,协商一致并形成具体管理方案后方可进行多功能灯杆的设计、建设工作。
结束语
综上所述,智慧路灯与多功能灯杆已经在部分城市开始应用,从其实际应用效果来看,能够一定程度上降低城市能源消耗,给城市居民提供更好地照明服务。但是在应用过程中,也存在灯杆故障率较高,多种设备集成造成维修困难等问题。所以,当前智慧路灯与灯杆多功能发展并不完善,需要通过相关部门的积极协调与技术突破,提高其实用性,推动城市智慧化发展的进程。