智慧路燈桿為載體的綠色智慧城市建設探索

文_劉宇 國家節(jié)能中心

本文論述的綠色智慧城市是利用先進移動通訊技術、智慧感知技術、大數據處理技術等，構建城市全域的感知網絡，全面采集城市泛在的數據，通過建立數據集控中心，對數據進行加工、運行、分析、維護等，實現對數據資源的運營管理和共享交易，構建安全、便捷、共享、綠色、集約的智慧城市。國家節(jié)能中心提出以“智慧路燈桿”為抓手，推動城市照明節(jié)能降耗與城市物聯(lián)網建設，推動綠色智慧城市基礎設施共建共享，實現資源“共享、集約、統(tǒng)籌”，大幅降低城市建設成本，提升城市運維效率，為綠色智慧城市建設提供良好基礎。

1 綠色智慧城市建設的重要切入口

1.1 集成多種功能，推動綠色智慧城市建設

智慧路燈桿可以集成燈頭、無線WIFI、單燈控制器、監(jiān)控攝像頭、微基站、LED顯示屏、緊急呼叫、應急廣播、RFID聯(lián)動，以及空氣質量、噪聲、水位、風速風向等多種傳感器，可快速實現智能感知、信息化傳輸、遠程控制等功能，使燈桿成為美化城市和實現城市節(jié)能降耗綠色發(fā)展以及智慧城市信息采集終端和便民服務終端，成為綠色智慧城市建設的重要切入口。

1.2 利用前沿技術，實現城市智能管理

沿著路燈的強電網絡同時鋪設光纖和微基站、NB-IOT等無線傳輸設備，可形成一張完整的數據采集和雙向通訊的物聯(lián)網絡，運用云存儲、云計算和大數據技術，構建開放性、全兼容的智慧城市基礎物聯(lián)網軟硬件大數據管理平臺，構建“城市大腦”中樞。通過智慧路燈桿對城市海量數據進行規(guī)范化組織、梳理和分析，實現對城市各領域的精確化管理和資源的集約化利用，降低城市能耗、減少環(huán)境污染、消除安全隱患、提升綜合競爭力，實現城市管理的科學化、智能化。

1.3 創(chuàng)新商業(yè)模式，打造城市新的經濟增長點

政府可通過創(chuàng)新商業(yè)模式，向社會資本方授以包括路燈在內的智慧路燈桿特許經營權，形成以政府投入為導向、企業(yè)投入為主體、社會投入為重要渠道的多元化投融資體系，打造具有盈利能力的物聯(lián)網平臺，把單一功能的閑置資產變?yōu)榭沙掷m(xù)經營的優(yōu)質資產，構建智慧產業(yè)，打造城市新的經濟增長點。

1.4 避免重復建設，降低城市建設成本

以智慧路燈桿為城市物聯(lián)網感知的載體，快速實現智能感知、信息化傳輸、遠程控制等功能，避免智慧城市基礎傳感網絡的重復建設。同時，還可大大降低城市物聯(lián)網終端傳感數據采集費用，節(jié)省信息數據傳輸的通信運維費用。因此，智慧路燈桿可成為未來城區(qū)最優(yōu)質的站址資源，可快速有效地支撐城市的各個板塊功能應用，縮短綠色智慧城市建設時間，降低建設成本，并打造統(tǒng)一的城市交流和共享管理平臺，是綠色智慧城市落地最經濟、有效地方式。

2 基于智慧路燈桿的城市核心管理系統(tǒng)分析

智慧路燈桿通過數據資源接入、數字預案管理、聯(lián)動指揮和輔助決策分析等，完全可以成為綠色智慧城市的核心管理系統(tǒng)，將市政、交通、公安、氣象、消防、環(huán)保、工商、質檢等部門需要的數據實時收集，并及時將故障定位報告給相關人員。根據城市日常管理需求，各部門可按照系統(tǒng)權限實現單獨管理，也可以根據系統(tǒng)權限進行協(xié)同指揮，為綠色智慧城市安全穩(wěn)定發(fā)展保駕護航。

2.1 數據資源接入

數據資源是輔助用戶決策和分析的數據基礎，需要接入系統(tǒng)的數據資源包括智慧路燈桿的視頻資源、掛載端口資源、公安業(yè)務信息資源、城市管理各部門信息資源等。

2.2 數字化預案管理

針對不同類型的事件建立不同的預案庫，每類事件給出關鍵參數，根據關鍵參數給出不同的預案等級及應對措施，預案庫與應對聯(lián)動指揮業(yè)務緊密關聯(lián)，當突發(fā)事件發(fā)生時，預案庫可以匹配處最優(yōu)預案。

2.3 聯(lián)動指揮

聯(lián)動指揮是遇到各類事件發(fā)生時，可以管理調度任務，基于電子地圖進行指揮調度，根據事件的類型、區(qū)域、嚴重程度、影響范圍等因素自動推薦最匹配的預案列表，統(tǒng)一分配資源，調度公安、醫(yī)療、消防、專家等單位，到達資源的“即需、即知、即用”。

2.4 輔助決策分析

輔助決策分析體系的目標是綜合利用各種設備和信息資源，為指揮人員了解情況、實戰(zhàn)指揮提供決策支持。系統(tǒng)對現有的業(yè)務進行交叉分析，利用表格、曲線圖、柱狀圖、餅型圖、多維分析、數據挖掘模型等手段為案情分析，數據統(tǒng)計等工作提供分析工具。

3 智慧路燈桿可實現的部分智慧功能

3.1 城市智能化管理

在城市管理部門劃定的禁止擺攤設點的區(qū)域，路燈桿上的攝像機可自動鎖定目標進行跟蹤監(jiān)控，并預警自動將信息推送給智慧城管平臺，在事發(fā)之前進行預防和控制，把危害降到最低。記錄統(tǒng)計道路橋梁養(yǎng)護狀況、道路及各構造物危害情況，為養(yǎng)護管理提供決策支持。在市政資產管理方面，智慧路燈桿系統(tǒng)通過物聯(lián)網與井蓋相連，不但可以實時監(jiān)測，還能在井蓋出現故障或被盜時自動報警；與垃圾桶物聯(lián)后，還能實現垃圾滿溢提醒。

3.2 交通智能化管理

通過智慧路燈桿系統(tǒng)搭載的LED顯示屏以及情報板，可以實時顯示前方道路擁堵、高速封路、駕駛時間、道路施工等信息，提醒超速司機安全行駛。與城市公交車車載GPS設備聯(lián)動，實時獲取公交車位置，預計到站時間。通過路燈攝像頭與警務數據的對比，實現對違章車輛、涉牌車輛、逾期未年檢、多次違法未處理等車輛的精確預警，對重點交通違法行為定向管控，合理布警，精確打擊。通過傳感器、視頻識別等技術采集停車位數據信息上傳控制中心并推送到外部顯示屏上，及時提醒來往車輛；在超時停車或移車時，自動識別車牌信息，便于管理人員現場處理。

3.3 地下管廊智能化管理

通過智慧路燈桿系統(tǒng)在地下管廊配置相應的傳感器，如出現異常，系統(tǒng)平臺會自動生成報警第一時間通知到相關人員，將可能出現的險情消滅在萌芽狀態(tài)。當發(fā)生突發(fā)事件時，運維人員通過隨身佩戴安全卡或安全腕帶上的讀寫器，可在監(jiān)控終端上實時直觀查詢到對應的人員的所在位置，進行及時營救，避免傷亡。由于市政建設需要，大型機械會在地下管廊周邊持續(xù)、頻繁的施工，對管廊結構造成極大影響，嚴重時還會導致地表坍塌等重大事故，針對第三方破壞導致管廊結構損壞的現象，可通過智慧路燈桿系統(tǒng)接入的管廊防外破監(jiān)測系統(tǒng)對地下設施周邊的土壤震動進行連續(xù)監(jiān)測和分析，實時獲取巡檢數據，對日常安全設施進行巡視檢查及維修人員任務監(jiān)管，對存在的隱患問題及時匯報并第一時間做出預防。

3.4 儲能和應急保障

風能、太陽能在常規(guī)情況下均能夠轉換產生電能，可作為市電的補充。智慧路燈桿系統(tǒng)內的燈桿附近的埋地處，可安裝按需求容量設計的蓄電池儲能系統(tǒng)，當市電輸入和風力/光伏發(fā)電正常時，儲能系統(tǒng)向電池充電，具有儲能功能；當市電中斷（事故停電）時，儲能系統(tǒng)可在一段時間范圍內給城市提供基本功能應急保障。

3.5 社區(qū)智能化管理

通過智慧路燈桿系統(tǒng)上的集成IC卡門禁、RFID門禁、密碼門禁及多種模式驗證結合的門禁系統(tǒng)，記錄用戶每次信息，當有外人闖入小區(qū)探測范圍，系統(tǒng)會主動報警，避免因失竊給社區(qū)住戶帶來損失。當社區(qū)內有燃氣泄露時，可以通過傳感器探測可燃氣體濃度來報警，避免因燃氣泄漏帶來的危害。通過NBIOT設備將住戶家中的電表等進行遠程抄送計量，利用智慧路燈桿系統(tǒng)的采集終端傳送到物業(yè)管理中心。此外，還可在社區(qū)智慧路燈桿系統(tǒng)上加裝充電樁模塊，配合政府布局推廣新能源汽車,并結合攝像頭、傳感器、LED顯示屏等設備實現與手機、監(jiān)控中心之間的聯(lián)動控制。

4 結語

我國一直在尋求解決環(huán)境、交通、管理等各類城市問題的解決方法，政府也一直在思考未來的城市該如何建設、如何管理。智慧路燈桿是綠色智慧城市建設和管理的重要技術設施，結合大數據時代的通信技術進步，勢必會加快推動綠色智慧城市的建設，相信在大數據時代下，至少在20年內智慧路燈桿將是支持綠色智慧城市的最佳載體，支持并助力綠色智慧城市早日實現。