智慧燈桿是智慧城市的基礎(chǔ)設(shè)施，是各類應(yīng)用的安裝介質(zhì)、傳輸通道和數(shù)據(jù)入口，連接網(wǎng)絡(luò)的智慧路燈，可將路況交通、醫(yī)療、環(huán)保、停車等生活信息鏈接在一起，感知城市運行的脈搏。
以路燈桿為5G建設(shè)載體
路燈作為分布最廣、最密集的市政設(shè)施，能夠滿足5G超密集組網(wǎng)的站址需求，其完備的供電系統(tǒng)，還可以解決5G基站建設(shè)中電纜敷設(shè)、接電困難等問題，也大大降低了城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本。
江蘇南京作為5G商用試點城市，正在全面提速5G建設(shè)進(jìn)程，但新增基站站點面臨著征地等諸多困難，而智慧燈桿的建設(shè)為這一問題提供很好的解決方案。南京市通過融合大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能等新興技術(shù)，以智慧燈桿為抓手，基本形成了“提供智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)創(chuàng)造性的解決方案”，初步形成了全面推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)部署和新型智慧城市建設(shè)的新型公共基礎(chǔ)設(shè)施在城市維度上的構(gòu)架。今后的5G基站建設(shè)，將以智慧燈桿作為5G建設(shè)的載體。
據(jù)了解，為助力智慧城市建設(shè)，南京市2019年基于路燈設(shè)施架設(shè)了150座5G基站，為2020年5G基站布點全面鋪開奠定了良好基礎(chǔ)。南京江東路沿線、夫子廟景區(qū)周邊等依靠智慧燈桿部署的5G網(wǎng)絡(luò)，為市民提供良好的網(wǎng)絡(luò)體驗。
智慧燈桿不僅能根據(jù)時間、天氣自動調(diào)節(jié)亮度，還能利用5G技術(shù)，通過視頻采集公共安全交通、市政等信息，同時，還提供一鍵求助、手機充電等便利，形成了一張智慧感知網(wǎng)絡(luò)。
建設(shè)信息化綜合運營平臺
針對城市現(xiàn)有路燈桿件及管網(wǎng)缺乏完善的基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)支撐，難以完全滿足應(yīng)用需求，無法提供穩(wěn)定的供電保障和可靠的通信路由等現(xiàn)狀問題，南京市另辟蹊徑，對既有路燈沒有推倒重建，而是建設(shè)了城市照明信息化綜合運營平臺和單燈監(jiān)控與調(diào)度平臺，利用自主研發(fā)的單燈控制、DTA管理系統(tǒng)、e魔方等高新技術(shù)，以較低成本和較快速度，實現(xiàn)路燈的24小時供電和地上、地下通信路由貫通，完成對路燈的智慧化改造。通過在燈桿內(nèi)加裝控制器進(jìn)行單燈改造或用技術(shù)讓路燈帶電，這樣路燈白天不亮的時候，可以加載各種智能應(yīng)用，讓所有設(shè)施運行。
據(jù)悉，南京對主城區(qū)17.2萬盞路燈設(shè)施實施全生命周期管理，具有維護(hù)半徑5公里、響應(yīng)時間半小時的超百人養(yǎng)護(hù)團(tuán)隊，路燈亮燈率達(dá)99%以上，從路燈回路管理升級到單燈管理，實現(xiàn)訂單式修燈，提升養(yǎng)護(hù)水平。
目前南京市已完成2.5萬余盞路燈的單燈改造，預(yù)計三年內(nèi)可基本實現(xiàn)主城區(qū)域單燈全覆蓋。南京還對涵蓋約116條新道路、200公里地理長度的智慧燈桿布點及管網(wǎng)進(jìn)行了預(yù)留，桿件總數(shù)達(dá)7679桿。按照每年約150公里地理長度的推進(jìn)速度，預(yù)計三年左右，南京智慧燈桿將基本實現(xiàn)主要道路的全覆蓋。屆時，南京主要道路上的燈桿將都可以加載應(yīng)用，實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理，為市民提供更便捷的服務(wù)。
系統(tǒng)化科學(xué)建設(shè)智慧燈桿
為推進(jìn)智慧燈桿的科學(xué)有序建設(shè)，南京市將智慧燈桿系統(tǒng)整體組網(wǎng)架構(gòu)分為三層，一是應(yīng)用層，環(huán)境傳感感知、GPS融合處理與大數(shù)據(jù)分析挖掘等技術(shù)的聯(lián)合運作模式;二是網(wǎng)絡(luò)層，以以太網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議為基礎(chǔ)，3G/4G、Wi-Fi、ZigBee(紫蜂協(xié)議)等多種技術(shù)融合;三是終端層，終端設(shè)備協(xié)議統(tǒng)一，實現(xiàn)底層互聯(lián)互通。產(chǎn)品采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，客戶可根據(jù)不同需求和不同的應(yīng)用場合，選擇不同的功能模塊，為業(yè)主以及其服務(wù)的最終使用者提供更好的服務(wù)和技術(shù)支持。
功能模塊化。以智慧照明系統(tǒng)為基礎(chǔ)功能，可選配備Wi-Fi熱點覆蓋功能、攝像頭模塊、充電樁功能、4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋、物聯(lián)網(wǎng)RFID(射頻識別技術(shù))以及信息發(fā)布功能等。燈桿采用模塊化設(shè)計，各功能模塊相互獨立，預(yù)留安裝孔位、供電模塊、傳輸連接模塊等。可以根據(jù)客戶需要，按需組合、靈活配置，以適應(yīng)不同的使用場景。
供電智能化。智慧燈桿各功能模塊都有供電的需求，因此為智慧燈桿系統(tǒng)配置工業(yè)級智能配電模塊，支持電壓、電流、功率自動檢測，自帶報警、過壓超載熔斷功能。
控制集中化。配合路燈運營平臺，除可以對所有照明系統(tǒng)進(jìn)行集中控制之外，采用了ZigBee通信方式，對充電樁、城市傳感等各功能模塊之間進(jìn)行互聯(lián)，真正進(jìn)入實現(xiàn)物物互聯(lián)的時代。在運營平臺上可以對這些功能單元的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并及時生成故障告警信息，大大降低了人工巡檢成本，達(dá)到低成本快速響應(yīng)的效果。
通信模式分層化。對于傳輸信息量小的傳輸需求，如控制信息上報、狀態(tài)采集等，采用ZigBee或者Wi-Fi等方式;對于視頻監(jiān)控、4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋等，采用GPON(具有千兆位功能的無源光網(wǎng)絡(luò))等高速率傳輸模式。
5G+智慧燈桿
提升城市現(xiàn)代化治理水平
實現(xiàn)“一桿多用”。南京市從2016年便開始推進(jìn)“合并桿”的工作，以燈桿為5G基站載體，不用另行立桿接電拉線，可以避免城市的二次開挖，減少基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)重復(fù)投入，同時降低運維、管理成本，體現(xiàn)智慧燈桿“一桿多用”的應(yīng)用價值。
提升城市治理精細(xì)化水平。基于智慧燈桿可以加載5G基站、監(jiān)控視頻、環(huán)境監(jiān)測等應(yīng)用，完成數(shù)據(jù)采集等工作。通過大數(shù)據(jù)的采集，智慧燈桿能夠跨行業(yè)整合分析數(shù)據(jù)，包括車輛管理、氣象監(jiān)測、噪聲監(jiān)測等的數(shù)據(jù)，更準(zhǔn)確、更快速地幫助城市管理者判定城市運行情況，合理配置公共資源，優(yōu)化便民服務(wù)，提升城市治理精細(xì)化水平。
促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。目前，日趨成熟的智慧燈桿應(yīng)用系統(tǒng)快速形成閉環(huán)，短時間內(nèi)達(dá)成城市量級覆蓋，快速集聚企業(yè)、人才、科技、資本等要素，帶動經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。
改善居民生活。智慧燈桿涵蓋了基站、視頻、顯示屏、互動屏、廣播、一鍵求助、便民充電等多種功能模塊，可以較為穩(wěn)定地實時提供數(shù)據(jù)，為市民提供便捷服務(wù)。(汪廣豐)