智慧燈桿的隱患及技術(shù)痛點(diǎn)有哪些？

近年來(lái)，不少智慧燈桿項(xiàng)目主要從完成任務(wù)的角度來(lái)實(shí)施，對(duì)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題缺乏通盤(pán)的考慮。目前，智慧燈桿主要存在照明功能嚴(yán)重弱化、燈桿可擴(kuò)展性不夠、電氣設(shè)計(jì)考慮不周、供電通信配套不完善等技術(shù)痛點(diǎn)

技術(shù)痛點(diǎn)

近年來(lái)，不少智慧燈桿項(xiàng)目主要從完成任務(wù)的角度來(lái)實(shí)施，對(duì)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題缺乏通盤(pán)的考慮。目前，智慧燈桿主要存在照明功能嚴(yán)重弱化、燈桿可擴(kuò)展性不夠、電氣設(shè)計(jì)考慮不周、供電通信配套不完善等技術(shù)痛點(diǎn)。

1）照明功能嚴(yán)重弱化。

智慧燈桿按理應(yīng)該把照明功能作為重點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上再疊加其他功能，但實(shí)際并非如此。出于外觀考慮，不少項(xiàng)目采用燈臂、燈具一體化設(shè)計(jì)，燈具不再采用照明企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，而是由施工單位購(gòu)買LED模組和驅(qū)動(dòng)電源，根據(jù)燈桿造型在施工現(xiàn)場(chǎng)自行拼裝。由于缺乏整燈的檢測(cè)和認(rèn)證，照明配光和電氣安全無(wú)法保證，質(zhì)量和效果差強(qiáng)人意，也不利于后續(xù)的維護(hù)管理。照明功能被嚴(yán)重削弱，事實(shí)上也不利智慧燈桿的推廣應(yīng)用。

2）燈桿可擴(kuò)展性不夠。

智慧燈桿是當(dāng)下應(yīng)用的支點(diǎn)，也應(yīng)為未來(lái)需求預(yù)留充足接口。技術(shù)在快速演進(jìn)，需求在不斷變化，現(xiàn)在就把智慧燈桿的功能應(yīng)用全部想清楚，既不可能也不現(xiàn)實(shí)。目前不少項(xiàng)目基于4G技術(shù)來(lái)想象5G甚至6G的應(yīng)用場(chǎng)景，功能已被框死，對(duì)未來(lái)變化預(yù)計(jì)不足［3］。燈桿壽命可達(dá)20年，開(kāi)放性和可擴(kuò)展性是智慧燈桿的必然要求。目前行業(yè)存在一種以功能數(shù)量論智慧的不良傾向，但對(duì)未來(lái)應(yīng)用缺乏考慮。特別目前流行的一體化固定式設(shè)計(jì)，所有功能都已框定，以后更換或新增功能將會(huì)遇到麻煩，只能通過(guò)拆除或抱箍等方式來(lái)解決，也就失去了多功能桿的本來(lái)意義。

3）電氣設(shè)計(jì)考慮不周。

智慧燈桿的功能眾多，強(qiáng)弱電并存，但燈桿內(nèi)部空間有限，對(duì)電氣設(shè)計(jì)和接線方式要求很高。從目前的項(xiàng)目看，強(qiáng)弱電混倉(cāng)走線，燈門(mén)處接線混亂，部分項(xiàng)目為縮小燈桿直徑，甚至在照明手井內(nèi)接線，在雨天存在嚴(yán)重的安全隱患。即使是接線比較規(guī)范的項(xiàng)目，也存在環(huán)境條件不適應(yīng)的問(wèn)題。智慧燈桿一般在底座燈門(mén)處接線，內(nèi)部高濕高熱，防護(hù)等級(jí)不夠，無(wú)論是用端子排或插接口，時(shí)間長(zhǎng)都容易失效甚至生銹發(fā)熱，增加了24 h通電的智慧燈桿的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。

4）供電和通信配套不完善。

智慧燈桿標(biāo)配智能照明、視頻采集和移動(dòng)通信，智能照明用電和通信容易解決，視頻采集和移動(dòng)通信則必須敷設(shè)光纖，同時(shí)對(duì)供電可靠性要求也高。如果還配置信息發(fā)布屏和充電樁，用電負(fù)荷更非現(xiàn)狀電纜可以負(fù)擔(dān)［4］。目前項(xiàng)目存在重桿體輕線路的情況，桿體功能眾多，但電纜、光纖配套不合理。有些項(xiàng)目提前配足，但何時(shí)投入使用并無(wú)規(guī)劃，沉沒(méi)成本過(guò)大；有些項(xiàng)目連管道都沒(méi)預(yù)留，后期開(kāi)挖管道會(huì)增加運(yùn)營(yíng)成本。在5G站址建設(shè)加速的背景下，智慧燈桿的無(wú)序建設(shè)問(wèn)題越趨嚴(yán)峻。

應(yīng)對(duì)措施

5G提前商用帶來(lái)巨大的站址布局壓力，倒逼各地的智慧燈桿建設(shè)。直面技術(shù)痛點(diǎn)，通過(guò)規(guī)范硬件接口和信息接口，完善供電和光纖規(guī)劃布局，找到照明、合桿、智慧城市、5G之間的“最大公約數(shù)”，可以化解智慧燈桿建設(shè)與發(fā)展的內(nèi)在矛盾。

1）強(qiáng)化燈桿的硬件接口作用。

智慧燈桿配置多種功能，所有硬件設(shè)備都需要安裝在燈桿桿體上。桿體設(shè)計(jì)不合理必然影響功能實(shí)現(xiàn)，對(duì)希望連接現(xiàn)在與未來(lái)的智慧燈桿更是如此。由于技術(shù)和需求尚在快速變化之中，目前我們可以從接口、桿內(nèi)分倉(cāng)分門(mén)、接線方式等方面來(lái)強(qiáng)化燈桿的硬件接口中心地位。

規(guī)范硬件接口是燈桿設(shè)計(jì)的重中之重。已經(jīng)明確的接口，如燈具、攝像頭接口，按現(xiàn)行規(guī)范使用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，盡量不用定制產(chǎn)品；尚不明確的接口，如移動(dòng)通信接口，要能兼顧4G和5G兩種基站規(guī)格；需要預(yù)留的接口，可通過(guò)滑槽、插接口等方式來(lái)解決，盡量不要提前定死。硬件接口規(guī)范，智慧燈桿才能具備開(kāi)放性和可擴(kuò)展性。

桿內(nèi)分倉(cāng)分門(mén)有按強(qiáng)弱電和按專業(yè)分兩種，前者是把強(qiáng)弱電分開(kāi)，避免強(qiáng)電干擾傳輸信號(hào)；后者是把不同專業(yè)分開(kāi)，一般按照明和非照明進(jìn)行分類，有利于后期維護(hù)。當(dāng)然，桿體底部除了常規(guī)的分門(mén)式，用抽屜式分開(kāi)放置也有其合理性。無(wú)論采用哪種方式，桿體底部空間都是繞不開(kāi)的問(wèn)題。相對(duì)而言，方形底部的工作面寬敞些，圓形底部的桿體更挺拔。筆者建議功能多者用方形、少者用圓形。

燈桿內(nèi)部高濕高熱，接頭進(jìn)行熱縮或灌膠處理效果最好，但也帶來(lái)后期維護(hù)不方便的問(wèn)題。端子排方便后期維護(hù)，絕緣卻無(wú)法保證，在燈門(mén)丟失損壞的情況下存在嚴(yán)重的安全隱患。該問(wèn)題尚在研究試驗(yàn)階段，同時(shí)筆者目前在項(xiàng)目中也沒(méi)看到完備的電氣接線方案。

2）強(qiáng)化網(wǎng)關(guān)的信息接口作用。

智慧燈桿強(qiáng)調(diào)多功能，意味著信息種類也多，網(wǎng)關(guān)的分流和處理能力尤為重要。部分信息涉密，如公安視頻數(shù)據(jù)，需要快速分流；其他信息需在網(wǎng)關(guān)進(jìn)行初步處理，再上傳平臺(tái)，已經(jīng)涉及一定的邊緣計(jì)算能力。網(wǎng)關(guān)作為前端的信息處理中心，在整個(gè)系統(tǒng)中起到承上啟下的作用，往下控制終端設(shè)備，往上連接管理平臺(tái)。規(guī)范網(wǎng)關(guān)信息接口，將是智慧燈桿系統(tǒng)建設(shè)能否成功的關(guān)鍵，其邊緣計(jì)算能力，決定了整個(gè)系統(tǒng)的智慧程度。以網(wǎng)關(guān)為信息接口中心，也就找到信息處理的最大公約數(shù)。

3）完善供電和光纖規(guī)劃布局。

桿體和網(wǎng)關(guān)對(duì)智慧燈桿來(lái)說(shuō)非常重要，但是必要的供電和光纖支持則是關(guān)鍵。眾所周知，燈桿都有電源供應(yīng)，但變壓器負(fù)荷和電纜線徑不一定能滿足所有功能的用電需求，對(duì)于用電較多的5G基站、信息發(fā)布屏、充電樁等設(shè)備，重新規(guī)劃供電布局和電纜走向是當(dāng)務(wù)之急。同理，當(dāng)前燈桿一般沒(méi)有光纖，但偏偏光纖對(duì)于5G和視頻采集卻是不可或缺的。因此，規(guī)劃光纖布局成了智慧燈桿建設(shè)的前置條件?？紤]到光纖租用價(jià)格較貴，可預(yù)先埋好管道，待正式營(yíng)運(yùn)時(shí)再敷設(shè)光纖。供電和光纖無(wú)疑也是智慧燈桿系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行的重要條件。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著5G商用的發(fā)展，智慧燈桿建設(shè)進(jìn)入快車道。5G既是智慧燈桿的主要推動(dòng)力，也是智慧燈桿的一大制約力。智慧燈桿涵蓋照明、合桿、智慧城市、5G等功能，這些功能之間有很多的關(guān)聯(lián)，但對(duì)應(yīng)的需求和建設(shè)步調(diào)的差別很大。因此，筆者建議，目前我們應(yīng)統(tǒng)籌考慮照明、合桿、 智慧城市、5G，積極尋找它們的最大公約數(shù)，通過(guò)最大公約數(shù)去解決智慧燈桿的技術(shù)痛點(diǎn)，給智慧燈桿技術(shù)發(fā)展更大的空間。

筆者認(rèn)為，以燈桿桿體和網(wǎng)關(guān)為中心，規(guī)范硬件接口和信息接口，再加上明晰的供電和光纖規(guī)劃布局，可以有效地解決當(dāng)前智慧燈桿技術(shù)發(fā)展、需求變化與建設(shè)速度不匹配的矛盾。

審核編輯 ：李倩