智慧路灯的应用包括智慧照明系统、智慧WiFi系统、智慧传感系统、应急报警系统、智慧发布系统、智慧充电桩系统等模块化系统，本文将通过对新建道路项目建设的必要性、设计原则、路灯布置、线路敷设、智慧路灯控制系统，以及智慧路灯发展的运营协调和商业模式等现实问题进行讨论。

关键词：智慧城市；智慧路灯；数据互联；智慧监控系统；智慧发布系统；智慧充电桩系统；EMC模式；EPC模式

智慧城市是运用物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等新一代信息技术，促进城市规划、建设、管理和服务智慧化的新理念和新模式。建设智慧城市，对加快工业化、信息化、城镇化、农业现代化融合，提升城市可持续发展能力具有重要意义。《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》指出，到2020年，要建成一批特色鲜明的智慧城市，聚集和辐射带动作用大幅增强，综合竞争优势明显提高，在保障和改善民生服务、创新社会管理、维护网络安全等方面取得显著成效。

智慧路灯作为智慧城市的入口端，是智慧城市的主要载体，可拓展应用智慧城市的各种功能，如搭载智慧照明、智慧WiFi、智慧安防、智慧交通、智慧停车等多功能模块，为实现城市智慧式管理和运行，为人们创造更美好的生活，促进城市的和谐与可持续发展提供重要助力。

1智慧路灯

1.1定义

智慧路灯是指通过应用先进、高效、可靠的电力线载波通信技术和无线GPRS/CDMA通信技术等，实现对路灯的远程集中控制与管理，可在灯杆上有针对性地配备多种智能化模块。

1.2多种功能的载体

智慧路灯是被赋予城市照明、网络通信、安防建设、环境监测、信息发布等诸多功能的载体，集智能用电、信息网络及云端管理于一体，具有“供电、网络、控制”特征。不但实现灯杆复合利用、节约城市土地资源、美化城市环境，而且智慧路灯特有的取电、入网等中继功能，可为传统电、网覆盖范围之外的公共区域设备设施供电、接网，形成“城市插座”。各种物联网终端设备在应用过程中普遍存在的取电难、入网难等问题由此可以得到根本解决。

1.3数据互联

城市公共管理物联网大数据平台对智慧路灯灯杆上的不同传感子系统数据进行统一采集，并对数据进行处理、分析和应用，实现了城市公共管理数据的互联、互通、互享；多业务模块协同联动，单一功能变为复合功能，改变了传统的各传感子系统简单叠加、独立运行的管理方式，实现了城市灯杆的一杆多用、一体融合和运行的智能化。

2模块化系统

2.1智慧照明系统

根据道路车流量、光照情况对路灯的开、关及明亮程度进行智能调控，既保证亮度符合公共照明标准，又避免过度照明，延长灯具寿命；实现对灯具的遥控、遥测、遥信、遥视、遥调的“五遥”功能，将传统的被动人工巡检方式转变成系统主动告警，提升路灯日常运维质量与效率，减少巡查的人工成本和车辆运维成本。

2.2智慧WiFi系统

充分利用城市主光纤，实现路灯覆盖区域内WiFi免费覆盖，方便市民随时联网，提高城市形象；WiFi连接页面，可以成为政府相关部门的信息发布通道，将政府需要发布的相关政策和信息及时推介给市民，使政府的信息发布更高效、更快捷、覆盖更全面。

2.3智慧传感系统

集成多种传感器，获取环境、气象等信息，并通过城市发布平台实时发布，方便市民出行。同时为气象局提供基础气象数据，为环保局提供环境污染情况等多种环境分析数据。

2.4智慧监控系统

在满足常规道路监控系统对道路断面全覆盖的视频监控需求以及全天候的高清录像需求的同时，智慧监控系统引入全画面视频检测、视频跟踪、车牌识别等多种业内领先的视频智能技术，解决了传统的视频监控海量数据需要投入大量人力进行人工查证的问题，同时促成监控业务模式从事后查证到主动视频防控的转变。

2.5应急报警系统

以路灯灯杆作为载体，搭建精准定位、全网联动的智慧报警系统；城市一键应急报警系统可以有效地打击犯罪分子，在维护城市治安中发挥重要的作用；建立联防、联动的应急事件处理机制，极大地提高政府处理突发事件的速度和效率。

2.6智慧发布系统

采用内嵌LAN、WiFi、4G智能管理核心模块，构建全城有形与无形的信息立体发布系统，发布空气质量和交通流量、政府重要新闻等，方便市民出行，拓宽城市宣传渠道。

2.7智慧充电桩系统

在路灯上安装一体化充电桩，在保证道路高效照明的同时，利用路灯改造后节省出来的配电容量为电动车提供充电服务，有效解决充电桩、充电站建设过程中征地难的问题。

3智慧照明示范路段———居佳路方案

3.1工程概况

居佳路为某市创新区内的一条横向的次干路（如图1所示），分A、B两段。总长2255m。

地理位置优越，周边用地以商业、公园、居住等开发强度大的用地为主，为体现智慧照明给市民及政府带来的众多好处，故选此条道路试点。A段（通富路至兴富路）：道路长852m，宽24m，机非混行双向7m，中央分隔带2m，人行道两侧各4m。

B段（兴富路至新开北路）：道路长1403m，宽30m，机动车道双向7m，中央分隔带2m，机非隔离带2m，非机动车道2.5m，人行道2.5m。照明电源引自市政专用箱式变电站，变电站位置根据道路情况待定。箱变采用小型化景观式箱变，一__般设置在道路交叉路口附近的绿化带内。

3.2方案设计

3.2.1项目建设的必要性

a.节能环保的需要。

b.改善城市交通环境的需要。

c.降低维护成本，提高管理效率的需要。

d.建设智慧城市的需求。

e.提升城市形象、建设国际化大都市的需要。

3.2.2设计原则

道路照明为驾驶人员和行人创造舒适良好的视觉环境，达到保障交通安全、提高交通运输效率、方便人民生活、美化城市等目的。在道路横断面布置方案、平面布置方案、路灯安装高度、安装间距、灯具配光设计上要严格遵守国家相关规范和标准，做到安全可靠、技术先进、经济合理、节能环保、整体美观和便于维护。

3.2.2.1光源

传统路灯光源常采用的高压钠灯，寿命短、光效低、显色性差、功率因数低、光通量稳定性差、维护工作量大，造成能源很大的浪费。智慧路灯采用LED光源，发光效率高、耗电量少、使用寿命长、安全可靠、环保。本工程要求灯具采用LED光源，色温4000K±200K，效能≥120lm/W，功率因数≥0.9，显色指数≥75。

3.2.2.2路灯布置

A段（通富路至兴富路）：采用8m高单臂路灯对称布置在人行道上。

B段（兴富路至新开北路）：采用8m/6m高单杆双臂路灯对称布置在机非隔离带内）。

3.2.2.3线路敷设

路灯照明配电主电缆采用铝合金电力电缆，与传统铜芯电缆相比，铝合金电缆抗拉强度大，屈服强度增加，延伸率提高，回弹量减小，热稳定性更高，且重量只有铜缆的一半，价格更低，可以有效提高照明系统的稳定性，节约线路成本。

3.2.2.4智慧路灯控制系统

本工程路灯控制系统采用单灯控制—箱变回路控制—控制中心集中监控的三层控制模式。路灯既可现场单灯控制，也可在路灯箱变或控制中心单灯/集中控制。路灯监控中心可对城市内任一区域、任一线路的路灯进行控制，对各路灯智能控制器的运行状态、亮灯率、电流、电压、电量、有功功率、无功功率等数据进行采集分析。路灯智能控制器可按当地经纬度、季节自动计算太阳起落时间，自动预置全年开关灯时间。智慧路灯系统如图1所示。

3.2.2.5智慧路灯可根据现场情况设置各种智能模块（如图2所示）

智慧照明模块：由控制中心集中控制灯具的开启和关闭。

智慧传感系统：实时监测温湿度、大气压、风速、风向、降水、照度。

视频监控系统：设置红外高清高速网络球形摄像机，可实时监控交通、行人状态。

WiFi 覆盖系统： 实现城区WiFi 热点服务。

信息发布系统： 采用LED 显示屏， 可实现广告投放， 重要信息发布等功能。

应急报警系统： 实现市民紧急情况下的报警呼叫和报警位置确认， 对于公共突发事件， 有着高效的反应速度和处理速率。

智慧充电桩系统： 有条件的场所可设置路边充电设施， 解决新能源车充电难的问题。

4 智慧路灯发展的现实问题

4. 1 运营协调

智慧路灯建设中涉及气象、交通、城市建设、广告管理等不同领域， 而这些领域隶属于不同机构和部门管理， 运营商与涉及的不同部门之间关于业务的沟通协调， 是否能达成一致。智慧路灯必须得到强大的政策及资源支撑，才能做成完整、成熟的解决方案。

4. 2 商业模式

EMC模式：企业投资，用减少的能源费用来支付节能项目全部成本。

PPP模式：企业投资，政府和企业一起享受运营分成。

EPC模式：总承包运营。

智慧路灯杆的商业模式被验证的目前来说几乎没有，如何产生效益是众多产业链参与者关注的重点。

5 结语

习总书记指出，要强化智能化管理，提高城市管理标准，更多运用互联网、大数据等信息技术手段，提高城市科学化、精细化、智能化管理水平。智慧路灯系统正是实现城市智能化管理的一个重要组成部分。

智慧路灯的实施不仅可以直接产生可观的经济效益，还能对城市乃至国家的发展产生深远的影响， 在不远的将来作为智慧城市的核心功能必将强势发展。