多功能燈桿智慧燈桿的模塊化與標準化

李大川，陳智剛，張宏鵬

（中建照明有限公司，廣東 深圳 518000）

0 引言

多功能智慧燈桿的主要兩大功能分別是“多功能”和“智慧”。多功能主要是在單一燈桿桿體上加載城市道路照明、移動網絡終端、新能源充電樁、監控系統、環境監測系統、應急報警系統等不同的功能；智慧主要體現在智能調光系統、5G網絡基礎上的物聯系統，智能監測系統等[1]。

本文的主要目的就是基于多功能智慧燈桿的這兩大功能特征，分別從燈桿內部設備的模塊化和燈桿外部造型的標準化進行研究，探討出一個能夠將多功能燈桿不同功能在有限的空間內部進行優化整合并相互協調的方案，以及適合我國大部分地區的能夠高效、經濟的投入生產的燈桿外觀設計的標準規范[2]。提高多功能智慧燈桿的設計和生產建設效率，降低后期運營維護的技術難度和成本。

（3）協同化。新型多功能智慧桿不是簡單的一個功能的集合體，而是將不同的資源進行匯集整合的一個微型協同處理器，發揮各個分功能之間1+1＞2的優勢。實現城市內政府部門、業務條線之間信息的互聯互通、縱橫聯動[4]。

1 多功能智慧燈桿發展趨勢

黨的十九大以來，多功能智慧燈桿進入了一個高速且全面的發展的時期，各地新型智慧城市建設加速落地，多功能智慧燈桿的建設進入井噴式發展階段。同時伴隨著人民生活水平的提高對燈桿功能帶來新的功能需求，以及5G技術商業化運營的實現和物聯網技術的發展成熟使得多功能智慧燈桿的功能更加復雜多樣。相應的不同功能之間如何在有限的空間內有序高效的運行和如何實現多功能燈桿大規模的工業化生產成為當前急需解決的問題[3]。

我國的新型多功能智慧桿概念更加注重以下幾個特征：模塊化、標準化、協同化。

（1）模塊化。多功能燈桿最需要解決的問題就是不同功能之間該如何在一個有限的空間范圍內部進行優化和協調，讓不同功能的相同的模塊組件進行整合采用模塊化設計從而精簡設備，提高硬件利用效率。

（2）標準化。多功能智慧桿要著力推進燈桿從內部結構到外部型材和各個功能裝置的標準化建設，打破燈桿與功能模塊之間和功能模塊與功能模塊之間的技術壁壘，

2 多功能智慧燈桿功能構成

多功能燈桿的功能并非是固定不變的，一方面隨著時代的發展其功能會有相應的增減和升級，另一方面受到應用場景的實際需求的影響會有相應的功能增減[5]。就目前的技術條件和市場實際需求情況，多功能燈桿的主要功能包括：智慧照明、信息發布、視頻監控、公共應急、環境監測和網絡服務等。

3 多功能智慧燈桿設計的模塊化

多功能智慧燈桿功能涵蓋多個領域，不同功能又需要不同的功能模塊和硬件設備提供支撐，這就造成多功能智慧燈桿內部各個系統模塊之間相互交錯，內部所需空間較大，線路結構較為復雜。不僅在燈桿運行中容易發生故障，為后期的維護和檢修帶來不便，而且也直接影響燈桿外觀造型，致使燈桿外部造型上的“臃腫”，影響燈桿與環境的整體協調性[6]。

為了解決多功能智慧燈桿由于復雜的功能造成的硬件模塊數量偏多的情況，在對不同功能模塊的功能及屬性進行認真深入的研究后，對不同的功能模塊進行分類，總結出其中功能相同或者類似的模塊，然后通過技術手段進行優化整合設計成為可進行自由組合的“拔插模塊”[7]。

4 多功能智慧燈桿設計的標準化

多功能智慧燈桿從誕生之初到現在為止也一直在朝著標準化的目標不斷邁進。多功能智慧燈桿的標準化是標志著其發展成熟的重要標志，同時也是為了規范行業健康發展和謀求社會效益最大化的必備因素[8]。多功能智慧燈桿設計的標準化包括： ①多功能智慧燈桿不同高度搭載設備的標準化； ②多功能智慧燈桿不同功能數量對應燈桿等級的標準化。

表1 多功能智慧燈桿不同高度設備搭載情況

表2 根據搭載功能的多少對多功能智慧燈桿進行分類

4.1 多功能智慧燈桿桿體型材的標準化

多功能智慧燈桿桿體型材的標準化是產業規?；a的重要保障，標準化的型材設計有利可以大幅度縮短燈桿設計以及生產的周期，同時也可以大幅度的縮減燈桿整體造價，為多功能智慧燈桿的社會推廣創造有利條件[9]。

例如可根據多功能智慧燈桿的不同功能搭載的時間和場景的差異化，設計出帶有可加裝、拆卸、調節外掛功能設備的滑軌式燈桿型材，從而為后期設備的增減，更新和調節提供便利[10]。

4.2 多功能智慧燈桿拔插模塊的標準化

拔插模塊就如同電器插座，不同的功能設備如同各類用電設備，設備通過插頭與插座連接，從而獲得提供設備正常運轉的能源供給和控制信號[11]。標準化設計的拔插模塊就如同國際通行的USB插接孔，任何擁有拔插模塊對接插頭的設備都可以如同USB插頭連接USB插孔一樣便捷高效的與拔插模塊進行對接，從而為多功能智慧燈桿設備的拓展和項目的后期運營維護提供便利[12]。

5 結語

在5G網絡、大數據時代和物聯網時代的浪潮下，多功能智慧燈桿的建設被推上風口浪尖，成為時下新基的建重要構成。功能設施的多樣性與復雜性使得多功能智慧燈桿的模塊化和規范化發展勢在必行，在模塊化和規范化的引領下將會加快促進多功能智慧燈桿產品研發的速度、生產規模的擴大和實際項目的落地，為我國智慧城市的建設、經濟社會的發展和人民生活水平的提高提供更加經濟、優質、便捷的服務。