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智慧灯杆在智慧城市中的应用研究 摘要：当前,智慧城市建设和发展加速,作为近年来新兴的城市公共设施,智慧灯杆通过挂载各类设备和传感器,集智慧照明、智慧通信,智慧安防,智慧交通,智慧环保,智慧联动等功能于一体,整合城市各类基础设施与新型设施,能更好实现城市公共设施集约和共享,实现城市服务与城市管理的智慧化,是智慧城市的重要组成部分。本文主要对智慧灯杆在智慧城市中的应用情况进行阐述分析，以供参考。 关键词：智慧灯杆；智慧照明；智慧城市；5G 在城市中，照明灯杆有着极为广泛的分布，过去灯杆照明的能源消耗是比较大的，并且维护管理的难度大，这就要求城市照明进行优化创新。在新型城市公共设施快速发展应用的今天，智能灯杆逐渐进入到人们的视野中，它不仅能够实现照明，也能够采集发布信息，具有很强的创新性，在智慧城市建设中发挥着至关重要的作用，并且有很好的发展前景，能够为智慧城市的发展提供支持，减少城市照明管理的成本，达到节能减排的效果，推动城市的照明管理实现升级，并让城市公共服务体系有了新的发展方向。 一、我国智能灯杆的发展建设现状 现如今，5G、智慧城市、智慧交通等行业快速发展，国家积极鼓励5G、智慧交通等技术与公共基础设施相结合，如智慧灯杆，使公共基础设施做到开放、共享，地方政府也出台相关技术标准、政策促使智慧灯杆的建设发展，使城市各种杆塔“多杆合一”，促使“一杆多用”的智慧灯杆建设。从2016年到2020年，我国智慧灯杆的建设数量呈现出增长的趋势，但是城市照明路灯基数太大，智慧灯杆的渗透率只从2016年的0.01%提高到2020年的0.17%，还处于比较低的水平，仍然有极大的上升空间和发展前景。 我国的智慧灯杆是以灯杆为载体，在灯杆上挂载各种设备，实现照明、通信、交通管理、信息交互等功能，并利用后台系统实现远程的监控、管理以及信息发布等智能化服务。智慧灯杆系统涉及硬件、软件系统，参考物联网感知层、传输层、平台层、应用层的四层架构，智慧灯杆智能系统架构如图1所示。 图1 智慧灯杆智能系统系统架构图 二、智能灯杆的功能分析 1、城市照明 ??? 对于智慧灯杆而言，照明是其核心的功能，相比于传统的照明灯具，智慧灯杆的智能化水平更高，并且能够对环境进行感知，运行过程中，能够不间断的感知周围环境，获得周围路段的运行情况、自然光源情况、车流量以及路灯电流电压等，对照明的实际需要进行实时的判断，并且自动对相关指令进行发布，对系统运行的负荷以及灯具的亮度进行调整。这样就可以在保证照明需要得到满足的情况下，使照明系统运行过程中产生的能耗被控制在规定范围内，使灯具的使用寿命得以延长，减少电能损耗情况的出现。除此之外，智慧灯杆还能够自动化的诊断故障，实现报警，有大量的自检信号，一旦监测到数值超过警戒或有异常信号[1]，就能够自动化的对报警信号进行发送，明确故障原因，确定故障地点，将故障与非故障间的连接进行切断，为之后的维护检修工作提供便利。 2、视频监控 将智慧灯杆当作视频监控的探头，通过建设路灯的光缆、电缆或是利用预留的灯杆接口实现智慧灯杆的视频监控。通过云台控制的彩色户外摄像头能够全方位的采集图像，并实时监控周边人流及车流情况。如果出现紧急情况，可以利用“一键呼叫”的功能直接向附近的警察联系求助[2]，系统能够实时的将采集的图像、视频等信息传回到监控中心，监控中心就可以利用灯杆上的探头对求助者周边的情况进行掌握，从而做出及时、快速、高效的服务，对相关案件进行处理。除此之外，视频探头还能够对特定的安全使用场景进行监控，比如灯杆受到意外撞击等，可对特殊的人群、大型活动现场实现电子布控。 3、WiFi接入 WiFi的覆盖范围为100米到500米，运用灯杆对基站网络进行建设是比较理想的一种方法。相比于传统的基站网络，利用灯杆建设的基站，其能耗、成本等都比较低，并且设备的体积小，有广阔的覆盖面，隐蔽性强，安装也比较便捷。同时可以通过无线WiFi传输监控信号，市民在接收信息的同时也可以查询信息，为市民的生活提供便利。对市民的上网特点数据信息进行收集，通过大数据对市民行为运动轨迹进行分析，通过客观准确的信息为政府相关部门的决策提供科学依据。此外，可以利用无线WiFi对手机端、个人电脑端的接入页面进行制定，推送信息、提供广告服务。 4、智能充电 现如今，城市中电动汽车的数量大幅度增加，但充电桩的数量却远远不够，可以将充电桩集成到灯杆的内部，选择在道路两侧和灯杆共址的地方进行规划建设，让电动汽车可以获得交直流电能。具体操作也比较简单，电动汽车的车主将车停靠在有电车位的路灯旁，并扫描充电桩上的二维码，安装终端APP后就可以充电，依据车主充电的时间、电量等，系统自动计算充电产生的费用，车主可以通过手机进行支付。将充电桩与智能灯杆相结合，可以对城市中充电桩不足、建设成本高的问题得到有