崔楊峰 柏世剛

【摘要】? ? 隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日益進步以及城市化進程的不斷推進，智慧城市與人們的生活越來越近，同時，“十三五”規(guī)劃綱要提出構(gòu)建泛在高效的信息網(wǎng)絡，積極推進第五代移動通信（5G）和超寬帶關鍵技術(shù)研究，啟動5G商用。今年是5G元年，智慧燈桿作為配套建設的重點是響應國家建設節(jié)約型社會的有效途徑。本文將對智慧燈桿的設計改造進行簡要闡述，對目前道路桿體的新建、整合，智慧燈桿的部署做一個簡要分析。

【關鍵詞】? ? 智慧城市? ? 智慧燈桿? ? 5G? ? uRLLC? ? 照度

引言：

近年來，隨著我國社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，城市道路建設規(guī)模不斷增大，規(guī)劃道路建設和舊城區(qū)道路拓寬改造成為城市道路建設的重點。道路照明建設日漸突出，隨著5G商用規(guī)?；M程的推進，傳統(tǒng)照明燈桿根本滿足不了5G通信（尤其uRLLC場景，低時延，高可靠場景）基礎設施需求，同時，市政、公安、交通等部門隨著通信技術(shù)的不斷進步，在城市道路兩側(cè)的終端設備也日益增加，道路周邊多桿林立的現(xiàn)象尤為嚴重，影響了城市景觀和品質(zhì)。在此背景下引入“多桿合一”概念，其目的是讓道路公共設施走向集中化，節(jié)約化，智慧化。

一、智慧燈桿的應用

智慧燈桿在兼顧5G通信的前提下成功整合多項功能：充電樁、LED屏、氣象監(jiān)測、照明、治安監(jiān)控、交通指示等，真正實現(xiàn)了“多桿合一”，根據(jù)不同的場景可以選擇不同的功能配置。如：十字路口可采用高、中桿LED射燈作為照明，整合紅綠燈、治安監(jiān)控、氣象監(jiān)測等設備;社區(qū)路口可選擇LED屏、氣象監(jiān)測、道路照明，監(jiān)控等。一些特殊功能可根據(jù)落地區(qū)域的需求任意添加。道路周邊的各類桿體統(tǒng)一規(guī)劃替換成智慧燈桿后提高道路美觀度的同時兼顧了新通信系統(tǒng)的配套，為5G各類場景的實現(xiàn)打下了堅實基礎。

二、智慧燈桿的規(guī)劃設計

（一）照明設計

道路照明需參照《城市道路照明設計標準》CJJ45-2015，根據(jù)道路類型分為三類如下表1所示：

注：

（1）表中所列平均照度僅適用于瀝青路面。若系水泥混凝土路面，其平均照度值相應降低約30%

（2）表中各項數(shù)值僅適用于干燥路面。

（3）表中對每一級道路的平均亮度和平均照度給出了兩檔標準值，“/”左側(cè)為低檔值，右側(cè)為高檔值

（4）迎賓路、通向大型公共建筑的主要道路、位于市中心和商業(yè)中心的道路執(zhí)行Ⅰ級照明

其中級別I與級別II目前居多。確定場景后，根據(jù)國標使用目前應用最廣泛的LED燈具（幾種級別的道路均可使用LED燈具，詳見《城市道路照明設計標準》由于篇幅原因本文對燈具選擇不再詳述），進行下一步的照度分析。

設置覆蓋道路寬度，燈桿支臂，桿高等參數(shù)后可以模擬出照度均線圖：

上圖為150WLED燈，燈桿間距30米，桿高10米，挑臂1米，道路寬度14米雙向車道的模擬照度均線圖。調(diào)整燈具大小以及桿距直至滿足各項參數(shù)指標（實際規(guī)劃根據(jù)規(guī)范，在滿足照度的基礎上調(diào)整間距以及燈功率，此處為應用舉例），如下圖所示。

對比標準值可得出此參數(shù)配置滿足照度需求。以上為兩側(cè)并排對稱的方案，針對不同的環(huán)境和不同地區(qū)的要求需要對照明燈桿的位置做相應調(diào)整，如有機非隔離帶的路段，通常燈桿安裝于隔離帶內(nèi)，機動車道和非機動車道均需要做相應照度模擬。非機動車道寬度均小于機動車道，燈具高度可以適當下調(diào)，根據(jù)各地要求調(diào)整參數(shù)，模擬出最佳結(jié)果;對于雙向機動車道的照明也可以采用交叉互補式的方式（即雙邊交叉排列），此種方式節(jié)約桿件的同時也兼顧到對面燈具的照度弱區(qū);幾種燈桿部署方式優(yōu)缺點如下表：

（二）交通、公安等公共設施的設計改造

完成照明設計后需針對現(xiàn)場需要整合的桿體做一次調(diào)研核對，如交通指示牌，紅綠燈，大型路牌，電子警察（槍機）等歸屬交警部門管控，各設施尺寸，重量，標高等參數(shù)均需記錄，對于新建桿體，槍機要求距離路口停車線25米左右，路牌下沿凈空5.5米;另外球機一般屬于公安管控，用于治安管理，常見于路口以及易犯罪區(qū)域，球機高度6米左右，挑臂3米?，F(xiàn)場所有干系桿體記錄完成后須找各相關部門統(tǒng)一核對協(xié)商，交通部門有相應的設計規(guī)劃可以參考，對于治安監(jiān)控需核對球機掛高及監(jiān)控區(qū)域，此環(huán)節(jié)需要很大的精力去調(diào)研，以便桿體點位基礎的確定。對于LED屏、環(huán)境監(jiān)控及音響等設備視業(yè)主需求而定，各相關方要求均明確后才能開始智慧燈桿方案的設計。

（三）桿體設計

“多桿合一”涉及到多個設施的共建共享，桿體設計也成為智慧燈桿設計的重點，針對不同的環(huán)境和地區(qū)可分成外觀、結(jié)構(gòu)以及基礎三個部分分別設計。

外觀設計

根據(jù)當?shù)卣w市政，結(jié)合品質(zhì)辦、風貌小組等相關市容市貌要求設計，包括桿體顏色，造型，銘牌位置，挑臂等。

結(jié)構(gòu)設計

包含桿體鋼材規(guī)格，內(nèi)外徑，厚度，法蘭尺寸以及各設施預留位置，挑臂固定方式等。

基礎設計

基礎設計需考慮桿體的整體受力情況，根據(jù)自重及軸力、彎矩、剪力等計算其基礎大小，考慮到智慧燈桿作為通信桿體的配套，因此建議參考通信桿塔的基礎設計標準。目前基礎設計大致分為三類：預制塊、筏板和鋼管樁，其中預制塊和筏板開挖量較大，建設周期較長，投資略小于鋼管樁，鋼管樁基礎建設周期短，開挖量小。鑒于智慧燈桿的立桿大多位于道路兩側(cè)人行道或者綠化帶，開挖難度大，地下管線復雜，因此建議采用鋼管樁基礎作為智慧燈桿的桿體基礎。

（四）管道設計

市政管道涉及面較廣，智慧燈桿的設計離不開管道的整改和新建，嚴格執(zhí)行當?shù)亟ㄔO局，市政等規(guī)定是確保配套建設的關鍵。首先要對整改區(qū)域原有管線進行摸排，多年的城市建設已積累了大量管線，很多管線資料已經(jīng)缺失，這給摸排帶來很大困難，建議咨詢測繪局，市政等相關單位，獲取管線資料，以便桿體點位基礎的確定。

三、結(jié)束語：

城市智慧基礎設施的建設是邁向智慧城市的標志，智慧燈桿的部署在智慧城市的基礎建設中起到了畫龍點睛的作用，它將市政、交通、公安與通信等融為一體，既節(jié)約了空間資源，也給城市帶來了美觀，提升了城市品質(zhì)。國家戰(zhàn)略5G的興起，進一步推動了智慧城市前進的步伐?？萍嫉娜招略庐悾覀兊纳钇焚|(zhì)將越來越高，當然對于智慧燈桿的研究還應不斷深入，讓智慧燈桿的建設流程簡單化、節(jié)約化，也為智慧城市以及國家戰(zhàn)略貢獻力量。

參? 考? 文? 獻

[1]《城市道路照明設計標準》CJJ45-2015

[2]《視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)工程設計規(guī)范》

[3]GA_T 652-2017公安交通管理外場設備基礎設施施工通用要求

[4]楊棟.論城市市政道路設計的方法及相關思路[J].工程技術(shù)研究，2017（8）：196-197.

[5]王麗.通訊鐵塔的設計與維護策略初探[J].信息技術(shù)與信息化，2015（6）：116-120.