多功能灯杆智慧灯杆的模块化与标准化

李大川，陈智刚，张宏鹏

（中建照明有限公司，广东 深圳 518000）

0 引言

多功能智慧灯杆的主要两大功能分别是“多功能”和“智慧”。多功能主要是在单一灯杆杆体上加载城市道路照明、移动网络终端、新能源充电桩、监控系统、环境监测系统、应急报警系统等不同的功能；智慧主要体现在智能调光系统、5G网络基础上的物联系统，智能监测系统等[1]。

本文的主要目的就是基于多功能智慧灯杆的这两大功能特征，分别从灯杆内部设备的模块化和灯杆外部造型的标准化进行研究，探讨出一个能够将多功能灯杆不同功能在有限的空间内部进行优化整合并相互协调的方案，以及适合我国大部分地区的能够高效、经济的投入生产的灯杆外观设计的标准规范[2]。提高多功能智慧灯杆的设计和生产建设效率，降低后期运营维护的技术难度和成本。

（3）协同化。新型多功能智慧杆不是简单的一个功能的集合体，而是将不同的资源进行汇集整合的一个微型协同处理器，发挥各个分功能之间1+1＞2的优势。实现城市内政府部门、业务条线之间信息的互联互通、纵横联动[4]。

1 多功能智慧灯杆发展趋势

党的十九大以来，多功能智慧灯杆进入了一个高速且全面的发展的时期，各地新型智慧城市建设加速落地，多功能智慧灯杆的建设进入井喷式发展阶段。同时伴随着人民生活水平的提高对灯杆功能带来新的功能需求，以及5G技术商业化运营的实现和物联网技术的发展成熟使得多功能智慧灯杆的功能更加复杂多样。相应的不同功能之间如何在有限的空间内有序高效的运行和如何实现多功能灯杆大规模的工业化生产成为当前急需解决的问题[3]。

我国的新型多功能智慧杆概念更加注重以下几个特征：模块化、标准化、协同化。

（1）模块化。多功能灯杆最需要解决的问题就是不同功能之间该如何在一个有限的空间范围内部进行优化和协调，让不同功能的相同的模块组件进行整合采用模块化设计从而精简设备，提高硬件利用效率。

（2）标准化。多功能智慧杆要着力推进灯杆从内部结构到外部型材和各个功能装置的标准化建设，打破灯杆与功能模块之间和功能模块与功能模块之间的技术壁垒，

2 多功能智慧灯杆功能构成

多功能灯杆的功能并非是固定不变的，一方面随着时代的发展其功能会有相应的增减和升级，另一方面受到应用场景的实际需求的影响会有相应的功能增减[5]。就目前的技术条件和市场实际需求情况，多功能灯杆的主要功能包括：智慧照明、信息发布、视频监控、公共应急、环境监测和网络服务等。

3 多功能智慧灯杆设计的模块化

多功能智慧灯杆功能涵盖多个领域，不同功能又需要不同的功能模块和硬件设备提供支撑，这就造成多功能智慧灯杆内部各个系统模块之间相互交错，内部所需空间较大，线路结构较为复杂。不仅在灯杆运行中容易发生故障，为后期的维护和检修带来不便，而且也直接影响灯杆外观造型，致使灯杆外部造型上的“臃肿”，影响灯杆与环境的整体协调性[6]。

为了解决多功能智慧灯杆由于复杂的功能造成的硬件模块数量偏多的情况，在对不同功能模块的功能及属性进行认真深入的研究后，对不同的功能模块进行分类，总结出其中功能相同或者类似的模块，然后通过技术手段进行优化整合设计成为可进行自由组合的“拔插模块”[7]。

4 多功能智慧灯杆设计的标准化

多功能智慧灯杆从诞生之初到现在为止也一直在朝着标准化的目标不断迈进。多功能智慧灯杆的标准化是标志着其发展成熟的重要标志，同时也是为了规范行业健康发展和谋求社会效益最大化的必备因素[8]。多功能智慧灯杆设计的标准化包括： ①多功能智慧灯杆不同高度搭载设备的标准化； ②多功能智慧灯杆不同功能数量对应灯杆等级的标准化。

表1 多功能智慧灯杆不同高度设备搭载情况

表2 根据搭载功能的多少对多功能智慧灯杆进行分类

4.1 多功能智慧灯杆杆体型材的标准化

多功能智慧灯杆杆体型材的标准化是产业规模化生产的重要保障，标准化的型材设计有利可以大幅度缩短灯杆设计以及生产的周期，同时也可以大幅度的缩减灯杆整体造价，为多功能智慧灯杆的社会推广创造有利条件[9]。

例如可根据多功能智慧灯杆的不同功能搭载的时间和场景的差异化，设计出带有可加装、拆卸、调节外挂功能设备的滑轨式灯杆型材，从而为后期设备的增减，更新和调节提供便利[10]。

4.2 多功能智慧灯杆拔插模块的标准化

拔插模块就如同电器插座，不同的功能设备如同各类用电设备，设备通过插头与插座连接，从而获得提供设备正常运转的能源供给和控制信号[11]。标准化设计的拔插模块就如同国际通行的USB插接孔，任何拥有拔插模块对接插头的设备都可以如同USB插头连接USB插孔一样便捷高效的与拔插模块进行对接，从而为多功能智慧灯杆设备的拓展和项目的后期运营维护提供便利[12]。

5 结语

在5G网络、大数据时代和物联网时代的浪潮下，多功能智慧灯杆的建设被推上风口浪尖，成为时下新基的建重要构成。功能设施的多样性与复杂性使得多功能智慧灯杆的模块化和规范化发展势在必行，在模块化和规范化的引领下将会加快促进多功能智慧灯杆产品研发的速度、生产规模的扩大和实际项目的落地，为我国智慧城市的建设、经济社会的发展和人民生活水平的提高提供更加经济、优质、便捷的服务。