2024年8月9日发(作者：齐莉莉)
多功能智慧灯杆系统应用研究
摘要：智慧城市的建设以及现代5G微基站建设所需的站点资源，这些都给
灯杆及相关产业的发展带来严峻挑战。笔者简要分析了我国目前多功能智能灯杆
的发展现状，并在探讨子系统宣纸模型的基础上，深入研究了多功能智能灯杆建
设的顶层设计系统“一杆多用”、“多杆合一”的宗旨，将促进我国智慧城市的
快速发展。
关键词：智慧灯杆系统 选址方案 顶层设计 5H微基站
1多功能智慧灯杆应用现状分析
当前在我国已经高达300多个城市正式投入智慧灯杆的建设和使用，例如成
都、上海、深圳 等很多城市的多条马路的公共路灯都改成了多功能智慧灯杆系
统。目前我国城市道路的照明系统正在朝着智能化、现代化的方向发展，其中智
慧路灯、多功能智慧灯杆、多功能合成已经成为发展中的典型代表作。
1.1智慧路灯
这种路灯主要是以灯杆作为整个路灯的基础，再通过充电桩、摄像头、WIFI
系统、环境传感器以及LED显示系统等多种综合系统和设备实现的多功能化路灯。
1.2多功能智慧灯杆系统
这一现代化基础设施主要是以灯杆作为基础，同时搭载5G微基站，具有发
布、传输以及实时采集信息等多种功能，直接与智慧园区和智慧城市实现无暇对
接，具有智慧赋能和灯杆共享的作用。
1.3多功能综合杆
这种综合杆具有一杆多用、多杆合一的功能，可以在灯杆上附着安装电警杆、
信号杆以及交通杆，真正实现综合杆的作用。
2多功能智慧灯杆系统在应用中的问题分析
多功能智慧灯杆系统可以有效推动我国云计算、泛在网络、信息感知等为技
术支撑的互联网的发展，通过摄像头以及传感器等设备实时收集有用信息，将其
汇总传送到智慧灯统一管理平台中，进而通过云计算将数据存储在云端，通过各
个应用接口与广大用户、公共组织、政府部门连接。智慧灯的设计初衷是助力智
慧城市的建设，配合搭建具有环保、公安、城管、交通灯统一系统的综合智慧平
台，让智能感知终端可以包罗万象，涵盖更多智能的、丰富的、数量极大的信息，
让未来城市更加美观、便捷、人性化。但是当前我国在建设和发展智慧灯杆系统
的过程中却普遍存在以下问题：
1.
建设成本比较高‘
2.
如何定义城市美观性；
3.
通过何种技术手段实现信息层面的共享于畅通；
4.
可以合并哪些杆，哪些杆不可以合并，怎样探索满足各个系统所需的协调性、
一致性。
若要从根本上解决这些问题，就必须从顶层设计开始着手分析，综合选址并
科学合理优化布局，服务智慧城市。
3多功能智慧灯杆选址模型研究与分析
3.1子系统电桩选址模型
充电桩是推动新能源汽车发展最基础的保障设施，但是这一方面的建设却相
对落后。如果在路网中安装具有电桩系统的智慧路灯，就可以大大提升电桩安装
比，只要选址模型设计的科学，充电基础设施建设的问题便会迎刃而解；合理的
智慧灯杆布局，可以让个人、企业乃至郊县等实现三方面的协同发展，规避由于
电桩使用频率不高导致的资源浪费；将电桩设备集成到路灯的灯杆设计之中，通
过统一化的智慧平台的管理，及时收集信息并实现信息的及爱护作用，让多种充
电设施共享互通，应用智能路灯的传感系统及时检测并反馈充电桩的实时工作状
态，减少电桩的间接人力管理成本，强化日常维护效果。为满足新时代新能源汽
车的发展需求，充电站与充电桩应该合理布局，选址方案应该遵循以下原则：
1.
经济性原则：合理布局，减低充电桩的使用量；
2.
交通便利原则：保证交通系统正常运行，其安装位置要与交通路口持有一定
的安全距离；
3.
节能原则：合理规划，科学选址，减少顾客排队等候时间，降低额外电能的
消耗；
4.
需求优先原则：保证各路网在一定的区域范围之内及时找到充电桩，将排队
等待充电的时间降低到顾客可接受程度；
5.
充分利用土地资源原则：在规划选址阶段，优先考虑等充电桩安装在路灯上，
达到一杆多用、多杆合一的效果。
3.2子系统5G微基站选址模型
从目前我国5G微基站基础设施建设情况来看，单载扇功率可以达到1000W，
单站是3000W，总消耗功率是3700W，但是4G典型的配置征集消耗功率是1200W，
由此可见5G是4G的3倍多，因此设备供电需求很高，电源必须持续不断的为设
备提供充足供电，用以保证网络的安全稳定运行。但是5G移动网络需要极高频
段，覆盖力不是很强，其覆盖范围的半径要小于200米。由于其覆盖局限性，5G
布置最好采用微基站和宏基站综合利用的方法，补覆盖盲区以及热点区域，5G微
站相对来讲同频干扰比较小、可以灵活部署。总过计算可以得知5G基站数量至
少是4G基站数量的2倍，需求量之大必定会导致人工管理成本、建设成本以及
维护成本增加。5G微基站选址原则如下:
1.
基本需求原则：5G基站的覆盖区域与频段以及挂高相关，与宏基站相互配合，
基本可以实现全面覆盖，而且还可以满足热点区域强力覆盖的要求；
2.
最大限度降低建设数量原则：5G基站建设的消耗成本比较大，所以尽可能节
约建设成本，并且满足建设规划要求；
3.
合杆原则：将基站的建设数量降到最低的情况之下，选址的时候有限选择可
以将5G微基站与路灯的灯杆合并的方案，这样不仅可以大大节约空间，还能达
到美观、降低成本的目的，真正实现一杆多用。多杆合一的功能；
4.
覆盖效果最佳原则：在满足以上基本要求之后，重点要考虑重复覆盖的面积
以及重复覆盖率，通过平衡方法有效解决重复性的问题，选择整体覆盖最佳的满
意方案。
3.3子系统信息屏选址模型
LED显示屏的逼真内容非常丰富，可以涵盖空气质量、天气状况、广告、交
通信息等多种内容。因此，智慧路灯的电子信息屏可以最大限度地发挥信息效用。
但在实际应用中，需要对信息进行合理的分类，量化信息的效用。
例如，以经常发布交通信息的LED显示屏为例，在最初规划设计LED信息显
示屏的布局时，需要重点分析路段的交通流量，反映决策时间，信息冗余、信息
获取率、事故率以及许多其他因素。通过定性分析，安装在车流量比较大的地方，
位置要靠近下一个路口，但不能太近，显示的路段要在事故多发区域，靠近安装
路段，并且路线是现实的。信息内容不宜过多，信息屏内容布局不宜过紧。因此，
应采用分类和分类的方法和策略来建立有效的信息定位模型。经过科学分析，最
终确定智慧路灯的具体安装路段和路段中的位置，选择最优的子系统定位方案。
不同功用的LED显示屏其安装和位置都会有所不同，科学的信息屏幕选址应
该保证具有降低拥堵率、缩短交通流量形成时间，提高交通运输状况的目的；与
此同时要尽量将信息屏设计到路灯杆上，这样一方面是有助于美化城市，另一方
面还可以降低建设成本以及土地使用面积，彰显智慧化城市的良好形象。
4结语
通过先进的科学技术以及完善的基础设施打造我国智慧城，可以让城市实现
资源共享、全面感知以及智能协同的功能，便于城市管理和服务。多功能智慧灯
杆建设、运行、维护以及管理等方面都需要窝工政府各部门的相互配合，基于顶
层设计角度对子系统科学选址，统一规划，合理构建选址方案，实现资源与信息
的共享、共建。通过人工智能手段为我国未来社会提供更加精准的服务，大力推
动智慧城市的建设与发展。
参考文献
[1] 霍英, 赖煜, 卢阳光,等. 基于NB-IoT技术的智慧路灯管控系统应用研
究[J]. 韶关学院学报, 2021, 42(6):6.
[2] 吕振兴, 吴川贵, 郑智伟,等. 多功能智慧灯杆模块化与标准化的几点
建议[J]. 工程建设与设计, 2021(21):3.
[3] 王鹏, 陈松, 刘栩扬,等. 基于物联网链智慧路灯的智慧城市市政系统
研究[J]. 装备维修技术, 2021(12):1.
2024年8月9日发(作者：齐莉莉)
多功能智慧灯杆系统应用研究
摘要：智慧城市的建设以及现代5G微基站建设所需的站点资源，这些都给
灯杆及相关产业的发展带来严峻挑战。笔者简要分析了我国目前多功能智能灯杆
的发展现状，并在探讨子系统宣纸模型的基础上，深入研究了多功能智能灯杆建
设的顶层设计系统“一杆多用”、“多杆合一”的宗旨，将促进我国智慧城市的
快速发展。
关键词：智慧灯杆系统 选址方案 顶层设计 5H微基站
1多功能智慧灯杆应用现状分析
当前在我国已经高达300多个城市正式投入智慧灯杆的建设和使用，例如成
都、上海、深圳 等很多城市的多条马路的公共路灯都改成了多功能智慧灯杆系
统。目前我国城市道路的照明系统正在朝着智能化、现代化的方向发展，其中智
慧路灯、多功能智慧灯杆、多功能合成已经成为发展中的典型代表作。
1.1智慧路灯
这种路灯主要是以灯杆作为整个路灯的基础，再通过充电桩、摄像头、WIFI
系统、环境传感器以及LED显示系统等多种综合系统和设备实现的多功能化路灯。
1.2多功能智慧灯杆系统
这一现代化基础设施主要是以灯杆作为基础，同时搭载5G微基站，具有发
布、传输以及实时采集信息等多种功能，直接与智慧园区和智慧城市实现无暇对
接，具有智慧赋能和灯杆共享的作用。
1.3多功能综合杆
这种综合杆具有一杆多用、多杆合一的功能，可以在灯杆上附着安装电警杆、
信号杆以及交通杆，真正实现综合杆的作用。
2多功能智慧灯杆系统在应用中的问题分析
多功能智慧灯杆系统可以有效推动我国云计算、泛在网络、信息感知等为技
术支撑的互联网的发展，通过摄像头以及传感器等设备实时收集有用信息，将其
汇总传送到智慧灯统一管理平台中，进而通过云计算将数据存储在云端，通过各
个应用接口与广大用户、公共组织、政府部门连接。智慧灯的设计初衷是助力智
慧城市的建设，配合搭建具有环保、公安、城管、交通灯统一系统的综合智慧平
台，让智能感知终端可以包罗万象，涵盖更多智能的、丰富的、数量极大的信息，
让未来城市更加美观、便捷、人性化。但是当前我国在建设和发展智慧灯杆系统
的过程中却普遍存在以下问题：
1.
建设成本比较高‘
2.
如何定义城市美观性；
3.
通过何种技术手段实现信息层面的共享于畅通；
4.
可以合并哪些杆，哪些杆不可以合并，怎样探索满足各个系统所需的协调性、
一致性。
若要从根本上解决这些问题，就必须从顶层设计开始着手分析，综合选址并
科学合理优化布局，服务智慧城市。
3多功能智慧灯杆选址模型研究与分析
3.1子系统电桩选址模型
充电桩是推动新能源汽车发展最基础的保障设施，但是这一方面的建设却相
对落后。如果在路网中安装具有电桩系统的智慧路灯，就可以大大提升电桩安装
比，只要选址模型设计的科学，充电基础设施建设的问题便会迎刃而解；合理的
智慧灯杆布局，可以让个人、企业乃至郊县等实现三方面的协同发展，规避由于
电桩使用频率不高导致的资源浪费；将电桩设备集成到路灯的灯杆设计之中，通
过统一化的智慧平台的管理，及时收集信息并实现信息的及爱护作用，让多种充
电设施共享互通，应用智能路灯的传感系统及时检测并反馈充电桩的实时工作状
态，减少电桩的间接人力管理成本，强化日常维护效果。为满足新时代新能源汽
车的发展需求，充电站与充电桩应该合理布局，选址方案应该遵循以下原则：
1.
经济性原则：合理布局，减低充电桩的使用量；
2.
交通便利原则：保证交通系统正常运行，其安装位置要与交通路口持有一定
的安全距离；
3.
节能原则：合理规划，科学选址，减少顾客排队等候时间，降低额外电能的
消耗；
4.
需求优先原则：保证各路网在一定的区域范围之内及时找到充电桩，将排队
等待充电的时间降低到顾客可接受程度；
5.
充分利用土地资源原则：在规划选址阶段，优先考虑等充电桩安装在路灯上，
达到一杆多用、多杆合一的效果。
3.2子系统5G微基站选址模型
从目前我国5G微基站基础设施建设情况来看，单载扇功率可以达到1000W，
单站是3000W，总消耗功率是3700W，但是4G典型的配置征集消耗功率是1200W，
由此可见5G是4G的3倍多，因此设备供电需求很高，电源必须持续不断的为设
备提供充足供电，用以保证网络的安全稳定运行。但是5G移动网络需要极高频
段，覆盖力不是很强，其覆盖范围的半径要小于200米。由于其覆盖局限性，5G
布置最好采用微基站和宏基站综合利用的方法，补覆盖盲区以及热点区域，5G微
站相对来讲同频干扰比较小、可以灵活部署。总过计算可以得知5G基站数量至
少是4G基站数量的2倍，需求量之大必定会导致人工管理成本、建设成本以及
维护成本增加。5G微基站选址原则如下:
1.
基本需求原则：5G基站的覆盖区域与频段以及挂高相关，与宏基站相互配合，
基本可以实现全面覆盖，而且还可以满足热点区域强力覆盖的要求；
2.
最大限度降低建设数量原则：5G基站建设的消耗成本比较大，所以尽可能节
约建设成本，并且满足建设规划要求；
3.
合杆原则：将基站的建设数量降到最低的情况之下，选址的时候有限选择可
以将5G微基站与路灯的灯杆合并的方案，这样不仅可以大大节约空间，还能达
到美观、降低成本的目的，真正实现一杆多用。多杆合一的功能；
4.
覆盖效果最佳原则：在满足以上基本要求之后，重点要考虑重复覆盖的面积
以及重复覆盖率，通过平衡方法有效解决重复性的问题，选择整体覆盖最佳的满
意方案。
3.3子系统信息屏选址模型
LED显示屏的逼真内容非常丰富，可以涵盖空气质量、天气状况、广告、交
通信息等多种内容。因此，智慧路灯的电子信息屏可以最大限度地发挥信息效用。
但在实际应用中，需要对信息进行合理的分类，量化信息的效用。
例如，以经常发布交通信息的LED显示屏为例，在最初规划设计LED信息显
示屏的布局时，需要重点分析路段的交通流量，反映决策时间，信息冗余、信息
获取率、事故率以及许多其他因素。通过定性分析，安装在车流量比较大的地方，
位置要靠近下一个路口，但不能太近，显示的路段要在事故多发区域，靠近安装
路段，并且路线是现实的。信息内容不宜过多，信息屏内容布局不宜过紧。因此，
应采用分类和分类的方法和策略来建立有效的信息定位模型。经过科学分析，最
终确定智慧路灯的具体安装路段和路段中的位置，选择最优的子系统定位方案。
不同功用的LED显示屏其安装和位置都会有所不同，科学的信息屏幕选址应
该保证具有降低拥堵率、缩短交通流量形成时间，提高交通运输状况的目的；与
此同时要尽量将信息屏设计到路灯杆上，这样一方面是有助于美化城市，另一方
面还可以降低建设成本以及土地使用面积，彰显智慧化城市的良好形象。
4结语
通过先进的科学技术以及完善的基础设施打造我国智慧城，可以让城市实现
资源共享、全面感知以及智能协同的功能，便于城市管理和服务。多功能智慧灯
杆建设、运行、维护以及管理等方面都需要窝工政府各部门的相互配合，基于顶
层设计角度对子系统科学选址，统一规划，合理构建选址方案，实现资源与信息
的共享、共建。通过人工智能手段为我国未来社会提供更加精准的服务，大力推
动智慧城市的建设与发展。
参考文献
[1] 霍英, 赖煜, 卢阳光,等. 基于NB-IoT技术的智慧路灯管控系统应用研
究[J]. 韶关学院学报, 2021, 42(6):6.
[2] 吕振兴, 吴川贵, 郑智伟,等. 多功能智慧灯杆模块化与标准化的几点
建议[J]. 工程建设与设计, 2021(21):3.
[3] 王鹏, 陈松, 刘栩扬,等. 基于物联网链智慧路灯的智慧城市市政系统
研究[J]. 装备维修技术, 2021(12):1.