隨著物聯(lián)網、互聯(lián)網、云計算等新一代信息技術的廣泛應用，智慧城市已成必然趨勢，近年來智慧城市新政頻出，我國各大城市掀起了智慧城市建設高潮。物聯(lián)網技術逐漸應用到城市基礎設施建設中，特別是與城市道路照明設施的關系日益緊密。

　　路燈是城市照明的載體，在市政道路設施中是不可或缺的設施，發(fā)揮著舉足輕重的作用。探討路燈燈桿通過運用通信互聯(lián)網的功能，將功能照明、視頻監(jiān)控、交通管理、環(huán)境監(jiān)測、充電樁、公共廣播、無線通信等融為一體的智慧燈桿照明系統(tǒng)。同時對智慧燈桿配電問題進行探討并以工程實例闡述，便于日后在?？谑械缆氛彰鞲脑熘型茝V應用，為市民的工作和生活帶來便利。

　　一、智慧燈桿概念定義

　　智慧燈桿是將充電樁無線通信以及電子屏幕等多種傳感器組成的一種新型的城市基礎設施。智慧燈桿是“一桿多用”的多功能載體，具有“供電、網絡、控制”特征，不但實現(xiàn)燈桿復合利用、節(jié)約城市土地資源、美化城市環(huán)境，而且智慧燈桿特有的取電、入網等功能，可為傳統(tǒng)電網覆蓋范圍之外的公共區(qū)域設備設施供電、接網，形成“城市插座”。

　　二、智慧燈桿應用優(yōu)勢

　?、佟耙粭U多用”的智慧燈桿不僅節(jié)約能源，也可以減少對城市土地的占用，促進資源的高效利用。

　?、诟采w面廣，在城市的地面公共基礎設施中路燈的覆蓋面較為廣泛。

　?、蹖崿F(xiàn)多種功能的集成化。

　?、苁┕し奖?，快速實施。

　　三、智慧燈桿的功能設計

　　1）智慧照明

　　智慧燈桿的照明功能主要由兩部分組成：照明系統(tǒng)、平臺軟件。照明系統(tǒng)需要控制所使用的燈具具有更加節(jié)能的效果，平臺軟件需控制使燈桿更加智慧化。根據道路車流量或人流量、光照情況對路燈的開、關及亮度進行智能調控，保證亮度符合公共照明標準，又避免過度照明，可以延長燈具壽命，實現(xiàn)對燈具的遙控、遙測、遙信、遙視、遙調的“五遙”功能，將傳統(tǒng)的人工巡檢方式轉變?yōu)橄到y(tǒng)主動告警，提升路燈日常運維質量與效率，減少人工巡檢的成本和人力物力。

　　2）視頻監(jiān)控

　　智慧路燈的視頻監(jiān)控功能需要在智慧燈桿上預留有安裝插口或者接口，可以連接網以及供電系統(tǒng)和攝像機。視頻監(jiān)控功能一般用于智慧警務系統(tǒng)，這樣可以方便與監(jiān)控系統(tǒng)的實時管理監(jiān)控。

　　3）環(huán)境監(jiān)測

　　智慧燈桿還具有一定的環(huán)境監(jiān)測功能，能夠實時監(jiān)測濕度、溫度、風速風向、噪音等。前期需要在燈桿上預留安裝接口，便于遠程集中管理與控制。

　　4）新能源充電樁

　　新能源充電樁應在智慧燈桿路邊有機動車停車位時設置，有效解決充電樁、充電站建設過程中征地難問題；在智慧燈桿路邊有非機動車停車位時設置電動車充電樁，解決電動車充電的問題。人們可以通過掃碼付費，同時該系統(tǒng)實現(xiàn)了對充電樁的遠程監(jiān)控管理。

　　5）公共廣播

　　智慧燈桿還可設置公共廣播功能，需要前期在燈桿上預留一定的安裝接口，后期可以把音頻線插入燈桿，實現(xiàn)公共廣播的接入同時實時集中管理。

　　6）無線通信

　　智慧燈桿可以支持無線WiFi功能，通過前期預留安裝接口便于網絡設備的安裝。實現(xiàn)路燈覆蓋區(qū)域WiFi 免費覆蓋，方便市民出行、瀏覽網絡等。

　　四、智慧燈桿的智能配電設計

　　1、智慧燈桿項目高壓系統(tǒng)設計

　　路燈照明系統(tǒng)一般采用預裝式變電站（箱式變電站）供電，高壓側配電柜一般采用環(huán)網柜。高壓進線開關采用負荷開關-熔斷器組合電器時，應在電源側裝設隔離開關，滿足《20kV 及以下變電所設計規(guī)范》（GB 50053-2013）第3.2.10條要求。當檢修熔斷器或負荷開關時電源側能有明顯的斷開點，以確保安全。

　　城市10kV 配電系統(tǒng)接地型式主要有不接地、消弧線圈接地、經小電阻接地。根據《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合設計規(guī)范》（GB/T 50064-2014）第4.4.2 條要求，有效接地和低電阻接地系統(tǒng)，接地故障清除時間≤10s 時，MOA 的額定電壓可按式（4.4.2-1）選取。非有效接地系統(tǒng)，接地故障清除時間≤10s時，MOA 的額定電壓可按式（4.4.2-2）選取。

　　智慧燈桿配電設計

　　公式中：UR為MOA 的額定電壓，kV；UT為系統(tǒng)的暫態(tài)過電壓，kV。

　　2、智慧燈桿項目低壓側配電系統(tǒng)設計

　　智慧照明的負荷可以分為路燈照明負荷及智慧設施負荷，一般照明負荷的負荷等級為三級，普通智慧設施的負荷可按三級設計。配電型式采用鏈式配電，箱變位于負荷中心或者主要道路的交叉口，由箱變沿道路方向敷設照明電纜及智慧設施電纜。由于共桿設置，兩種供電電纜分別穿不同保護管敷設的方式。每個供電回路的供電半徑根據電纜載流量、回路壓降、出線斷路器的靈敏度綜合確定。

　　箱式變電站的低壓負荷主要為路燈照明、智慧設施，同時為景觀照明、交通信號系統(tǒng)、廣告照明預留負荷。低壓配電系統(tǒng)可以分為低壓出線總斷路器、路燈照明回路總斷路器、智慧設施回路總斷路器、預留景觀照明回路總斷路器、預留交通信號系統(tǒng)回路總斷路器、預留廣告照明回路總斷路器。路燈配電回路斷路器應設漏電保護，滿足《民用建筑電氣設計規(guī)范》（JGJT 16-2008）第10.9.3 要求。

　　3、智慧燈桿項目弱電工程設計

　　智慧照明弱電工程主要為智慧燈桿視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、無線通信等模塊的預留，方便隨時接入相應的監(jiān)測系統(tǒng)。同時敷設通信保護管線，避免日后再次重復開挖等。

　　4、智慧燈桿項目國內應用案例

　　國內有很多地方實現(xiàn)了智慧燈桿的使用，主要為在原有燈桿上進行改造或整桿新建，以下列舉兩個國內應用的案例。

　　a、貴陽濱河智慧景觀照明項目

　　該項目應用于2017 年，作為貴陽市“建新城，疏老城”城市戰(zhàn)略發(fā)展的一部分，貴陽市西路環(huán)境綜合整治被列為貴州省、貴陽市的省市兩級重點項目，改造后的西市路將成為貴州省首條濱河商業(yè)步行街。以智慧庭院燈作為載體，整合燈體的智能控制、水位監(jiān)測、人流密集度監(jiān)測、人臉識別、WiFi 覆蓋、道路情報信息及環(huán)境監(jiān)測等。

　　b、西安高新區(qū)智慧照明項目

　　該項目應用于2019 年，在西安市、甚至是整個西北地區(qū)安裝的第一批智慧路燈，加載了LED 照明、5G 微基站、視頻監(jiān)控、WiFi 信號、環(huán)境監(jiān)測、智能井蓋管理、停車位管理等功能模塊，在完成照明的基礎上，同時承擔其他公共服務，實現(xiàn)了多桿合一、互聯(lián)互通、一桿多能。

　　五、智慧燈桿項目工程實例

　　以?？谑泻８犯脑旃こ虨槔?。2015 年7 月31 日，?？谑信e行創(chuàng)建全國文明城市和國家衛(wèi)生城市動員大會，宣告?？谑小半p創(chuàng)”活動正式啟動，?？趯⒘幱萌陼r間捧回“全國文明城市”和“國家衛(wèi)生城市”兩塊金字招牌。2017 年7 月，應市政管理局要求，海府路改造需對照“國際化濱江濱?；▓@城市”定位，對路面進行全面提升改造。2017 年9 月，海府路改造工程一個月內同時設計同時施工，在2017 年10 月1日國慶節(jié)前設計施工完成通車。

　　海府路改造工程，主道道路全長4192.555m，起點樁號K0+000，終點樁號K4+192.555，路幅標準寬度50m，屬城市主干路。電氣工程主要為更換箱式變壓器、路燈照明干線電纜及路燈接線電纜、更換路燈燈桿、人行道庭院燈設計。

　　本工程考慮設置人行道路段設置庭院燈，燈具功率為30W，在人行道側布置，桿高4m，燈桿基本間距20m，采用LED 光源。設計中庭院燈設置智慧照明系統(tǒng)，具體功能要求如下：路燈無線網絡系統(tǒng)搭載了高速通信網絡，可提供無線wifi 連接信號。實現(xiàn)全路域無縫移動連接、預留視頻監(jiān)控接口、預留電動車充電樁、預留公共廣播接口，達到一桿多用的功能。在敷設路燈電纜的同時，埋設2 根弱電保護管，便于后期弱電管線敷設。此外，更換了箱式變電站，對高低壓配電進行設計，低壓負荷按照路燈照明、智慧設施，同時為景觀照明、交通信號系統(tǒng)、廣告照明預留負荷。

　　六、結語

　　隨著城市化的不斷發(fā)展，智慧燈桿日后必將是一項重要的民生工程，符合“智慧城市”建設的高標準、高定位，能全面提升城市的建設水平及影響力。本文描述了智慧燈桿設計中的一些常見內容，為以后海口市的智慧照明改造提供一些思路和見解，期待未來幾年智慧燈桿能深入應用到?？谑械牡缆氛彰鞲脑熘?，全面打造成為國際化濱江濱?；▓@城市。