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如果將城(cheng)市化(hua)進程(cheng)比作一股來(lai)勢洶洶的(de)洪流，那么(me)城(cheng)市道(dao)路(lu)照明路(lu)燈就像是閃耀(yao)在天空中的(de)顆(ke)顆(ke)星辰，照亮(liang)了人們夜間出(chu)行(xing)的(de)路(lu)。
如果將城市化進(jin)程比作一股(gu)來(lai)勢洶洶的洪流(liu)，那么城市道路照明路燈(deng)就像是(shi)閃耀在天空(kong)中的顆(ke)顆(ke)星辰，照亮了人們夜間出行的路。
路燈(deng)，想說(shuo)愛你不容(rong)易
從2005至(zhi)2017年，中(zhong)國的(de)城(cheng)(cheng)鎮(zhen)化(hua)(hua)率從42.99%增(zeng)長至(zhi)58.52%，城(cheng)(cheng)市(shi)道路(lu)長度和(he)面積(ji)連(lian)續多(duo)年增(zeng)加。城(cheng)(cheng)市(shi)道路(lu)照明工程屬于城(cheng)(cheng)市(shi)基礎設(she)施(shi)建設(she)的(de)重要組成部分，在公(gong)路(lu)、街道、小區、公(gong)園等公(gong)共區域無處不(bu)在。隨(sui)著城(cheng)(cheng)鎮(zhen)化(hua)(hua)建設(she)的(de)推進，路(lu)燈的(de)數(shu)量(liang)越來(lai)越多(duo)，在帶給城(cheng)(cheng)市(shi)絢爛(lan)夜景和(he)現代化(hua)(hua)氣(qi)質的(de)同(tong)時，也給城(cheng)(cheng)市(shi)路(lu)燈管理部門(men)的(de)日常工作(zuo)造成了巨大的(de)壓力(li)。
能(neng)耗問題(ti)是實現智(zhi)慧城市愿景之路上的第一只“攔(lan)路虎(hu)”。我們(men)知(zhi)道，晚(wan)上(shang)7點(dian)到凌晨1點(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時間段內，城市(shi)道路(lu)(lu)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)行人(ren)以及車(che)輛(liang)都(dou)(dou)極多，城市(shi)照(zhao)明(ming)系(xi)統能(neng)夠發揮最大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用；進(jin)入后半夜(ye)，人(ren)流量(liang)逐漸減少，有些個別(bie)冷清地段甚至數(shu)小(xiao)時內都(dou)(dou)沒有行人(ren)或車(che)輛(liang)經過(guo)，并不(bu)需(xu)要過(guo)多的(de)(de)(de)(de)(de)(de)路(lu)(lu)燈照(zhao)明(ming)。然(ran)而(er)，傳(chuan)統路(lu)(lu)燈大部分(fen)都(dou)(dou)是(shi)光感控制，一亮就是(shi)一整夜(ye)。更(geng)糟糕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)，由(you)(you)于凌晨城市(shi)居民的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生活用電(dian)(dian)進(jin)入低(di)谷(gu)期(qi)，整個城市(shi)供電(dian)(dian)網絡的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)負(fu)荷(he)下降，電(dian)(dian)壓(ya)(ya)隨(sui)(sui)之升高，路(lu)(lu)燈照(zhao)明(ming)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)也會隨(sui)(sui)著整個供電(dian)(dian)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)升高而(er)升高，路(lu)(lu)燈亮度反而(er)會明(ming)顯增加。該暗(an)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時候(hou)不(bu)暗(an)，反而(er)更(geng)亮，由(you)(you)此帶來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)耗浪費是(shi)非(fei)常可怕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。
據統計，我(wo)國目前路燈存(cun)量(liang)(liang)為4000萬(wan)盞，年均復(fu)合(he)增長率超過11%。中國2017年全國全社會用(yong)電量(liang)(liang)6.3萬(wan)億千(qian)瓦(wa)時，其中道路照明用(yong)電量(liang)(liang)約占9%，超過5600億千(qian)瓦(wa)時，位(wei)居各領(ling)域(yu)照明用(yong)電量(liang)(liang)之首(shou)。由于缺乏靈活有效的(de)節能控制手(shou)段，管理部門(men)根本(ben)無(wu)法在保障照明(ming)(ming)質(zhi)量的(de)前提下實(shi)現按需照明(ming)(ming)。
此外，現階段路(lu)燈的監控管(guan)理方式相對粗放。全國811座城(cheng)市(shi)中(zhong)大部(bu)分的道路燈(deng)管(guan)控(kong)采用了(le)配電箱級(ji)的“三(san)遙（遙控(kong)、搖信、遙測(ce)）”智能控(kong)制，甚至部(bu)分城(cheng)市(shi)仍停留(liu)在按照(zhao)(zhao)預先設定時間開(kai)關的“時控(kong)”時代。“三(san)遙”系統只能實現配電箱級(ji)別的集(ji)中(zhong)管(guan)理(li)(li)和回路級(ji)別的采集(ji)控(kong)制，對每(mei)個(ge)路燈(deng)的運(yun)行情(qing)況無法實時、準確監控(kong)。如果(guo)將(jiang)城(cheng)市(shi)照(zhao)(zhao)明網絡比作一支軍隊的話，控(kong)制系統就(jiu)相當于指(zhi)揮官(guan)，他(ta)只能對團(tuan)長下達命令(ling)，沒法直接管(guan)控(kong)到團(tuan)隊里具體的士(shi)兵，因(yin)而(er)精細化管(guan)理(li)(li)也就(jiu)無從(cong)談起(qi)。
這也(ye)由此(ci)帶來了路燈運營(ying)維護效率低、成本高的問題。現有的路(lu)燈(deng)照明(ming)設(she)(she)施故障發(fa)現機制主(zhu)要(yao)采用人工(gong)巡查(cha)模(mo)式，需(xu)要(yao)投(tou)入大量的人力物力，并(bing)且還可能留(liu)有盲(mang)區，運(yun)維效率低、成本(ben)高。某些不(bu)法分子(zi)甚至利(li)(li)用監管方面的漏(lou)洞，偷盜電線、電纜(lan)等城市路(lu)燈(deng)配(pei)套設(she)(she)施以謀取私利(li)(li)，導致城市路(lu)燈(deng)無(wu)法正(zheng)常使用，給照明(ming)管理(li)部門造成直接的經濟(ji)損失，嚴重影響(xiang)城市照明(ming)的正(zheng)常運(yun)行，同時(shi)帶來安全隱患。
路燈(deng)，想說智(zhi)能(neng)不容易
城(cheng)市路(lu)燈管理部門迫(po)切需要更有(you)效率的(de)管理和(he)節(jie)能方(fang)案，來推進城(cheng)市照明的(de)科學管理和(he)綠色節(jie)能。這(zhe)對智慧城(cheng)市整體解(jie)決方(fang)案運營(ying)商來說，既是(shi)挑戰，也是(shi)機會。
由于市政管理部(bu)門(men)的資(zi)金來(lai)源(yuan)有保障，所(suo)以其(qi)在(zai)實施節(jie)能(neng)(neng)方(fang)案(an)的時候(hou)非常適(shi)合采用合同能(neng)(neng)源(yuan)管理（Energy Management Contract，簡稱(cheng)EMC）模式(shi)。EMC是一種通(tong)過減少(shao)的能(neng)(neng)源(yuan)費用來(lai)支付節(jie)能(neng)(neng)項目全部(bu)成本的節(jie)能(neng)(neng)投(tou)資(zi)方(fang)式(shi)，能(neng)(neng)夠激發投(tou)資(zi)公(gong)司和節(jie)能(neng)(neng)解決方(fang)案(an)提(ti)(ti)供(gong)商不(bu)斷(duan)改進節(jie)能(neng)(neng)技(ji)(ji)術以節(jie)約更(geng)多(duo)能(neng)(neng)源(yuan)、分享(xiang)更(geng)多(duo)的節(jie)能(neng)(neng)效益，從而為先進節(jie)能(neng)(neng)技(ji)(ji)術的發展提(ti)(ti)供(gong)了源(yuan)源(yuan)不(bu)竭(jie)的動力。
目前，應用于智能路(lu)燈的(de)互(hu)聯(lian)技(ji)術主要有基于有線的(de)電力載波(bo)和基于無(wu)線的(de)ZigBee、SigFox、LoRa等，但這些技(ji)術卻都無(wu)法(fa)完全滿足隨處分布的(de)路(lu)燈“互(hu)聯(lian)”需求。
首(shou)先(xian)，基于上述技術的智慧路(lu)燈(deng)多采用“兩跳式”智慧照明解決方案，即在一(yi)個(ge)路(lu)段設置匯聚網關(guan)連接大(da)約100盞路(lu)燈(deng)，再通過2G/3G網絡上報管理系統，部(bu)署成本高、組網難(nan)度高且操(cao)作管理繁(fan)瑣；其(qi)次，ZigBee、SigFox、LoRa等技術需要自(zi)行建(jian)網(wang)，涉及(ji)勘測、規劃(hua)、運輸、安裝、調(diao)測和優化(hua)等環節，并且建(jian)網(wang)后(hou)需自(zi)行維(wei)護，因而使用上不便(bian)捷、不高效；另(ling)外，電(dian)力載波的電(dian)力線(xian)存(cun)在本身固有(you)的脈沖干擾和其(qi)他用電(dian)器(qi)的諧波噪(zao)聲，會(hui)不同(tong)程度地影響通(tong)信效果，容易造成通(tong)信故障和信息(xi)孤島(dao)，ZigBee、SigFox、LoRa等技術使用非授權頻(pin)譜，同(tong)頻(pin)干擾大，信號(hao)不可靠，并且(qie)發射功(gong)率受限(xian)制(zhi)，覆蓋也(ye)較差；最后，目前我國路燈(deng)的存(cun)量為4000萬(wan)盞(zhan)，若是想(xiang)全面進行智能化改(gai)造，勢必(bi)存(cun)在互聯路燈(deng)大量統一接入和管(guan)理問題。
隨著物聯(lian)(lian)網逐漸從喧囂(xiao)走向(xiang)落地(di)，從消費端深(shen)入(ru)垂直行業(ye)，專為物聯(lian)(lian)網而(er)生的(de)低功耗廣域網絡（LPWAN）連(lian)接(jie)技術快(kuai)速成熟。其中，具有(you)海量連(lian)接(jie)，超低功耗，深(shen)度(du)覆(fu)蓋(gai)，高安全性，穩定(ding)可靠等優勢的(de)窄帶物聯(lian)(lian)網（NB-IoT）為智慧路(lu)燈(deng)的(de)“進化”注入(ru)了新的(de)活力，基(ji)于NB-IoT網絡和物聯(lian)(lian)網平臺的(de)智慧路(lu)燈(deng)解(jie)決方(fang)案(an)也由(you)此應(ying)運而(er)生。
一方(fang)面，在(zai) NB-IoT 網(wang)絡架(jia)構下，智慧路燈的(de)部署(shu)過程中(zhong)(zhong)不需要中(zhong)(zhong)間(jian)的(de)智能網(wang)關，數據(ju)直接上云(yun)端，減少了(le)通信環節和故障點，提高了(le)穩定性和可靠(kao)性，也降低了(le)部署(shu)成本；另一方(fang)面，物聯網平臺的(de)引入使(shi)(shi)得管理者可(ke)以清楚的(de)了解每一個街區、每一盞路燈的(de)狀態信(xin)息，使(shi)(shi)得管理方式從(cong)過去的(de)群組控制(zhi)變成現在的(de)單燈控制(zhi)。
從(cong)節能(neng)的角(jiao)度來(lai)看
城市照(zhao)明(ming)(ming)管理者可以(yi)依據時間、人流、車流、天氣等環境條(tiao)件(jian)設定(ding)靈活(huo)的照(zhao)明(ming)(ming)政(zheng)策(ce)，從而在保證照(zhao)明(ming)(ming)質(zhi)量的前提下，利(li)用(yong)“隔盞(zhan)亮燈(deng)(deng)”、“關輔(fu)道燈(deng)(deng)”、“分(fen)區(qu)管理”等節能運行方式(shi)真正實現“按需(xu)照(zhao)明(ming)(ming)”，節能效(xiao)率高達30%。
從(cong)運維的(de)角度來看
管理者還可對每一盞燈的工作(zuo)狀態、電(dian)流、電(dian)壓、故障等信息實時進(jin)行“在(zai)線巡(xun)測”，改(gai)變以前路燈養護主要依靠人工巡(xun)檢、熱線報(bao)修的落后方式(shi)，在(zai)發現故障時有(you)針對性的進(jin)行維(wei)修，從而大大提高了照明設備(bei)的運(yun)維(wei)效(xiao)率。打造了無地不及的(de)“燈(deng)、網(wang)、云”物(wu)聯(lian)網(wang)，實現單燈(deng)開關(guan)及調光(guang)控(kong)制，每盞路燈(deng)可實時自(zi)動上(shang)報(bao)運(yun)行(xing)狀態，通過手機APP，可以(yi)對每一盞路燈(deng)進行(xing)調光(guang)或開關(guan)控(kong)制，檢測路燈(deng)運(yun)行(xing)情況。
路燈，不只(zhi)是照明
如果把(ba)路燈(deng)視作(zuo)一個單(dan)體，那(nei)么它(ta)的(de)(de)(de)基本作(zuo)用就是照(zhao)明(ming)；但是，如果把(ba)遍布城市(shi)的(de)(de)(de)路燈(deng)視作(zuo)一個整體系統，那(nei)么它(ta)的(de)(de)(de)潛力就遠(yuan)遠(yuan)不(bu)僅限于照(zhao)明(ming)，而是作(zuo)為(wei)智慧城市(shi)的(de)(de)(de)重要接(jie)口。
智慧路燈自(zi)帶(dai)供電(dian)設(she)施且分布密集(ji)，這對搭載未來(lai)的(de)5G微基站(zhan)具有先天優勢——不僅有利于運營商獲取(qu)站(zhan)點資源(yuan)，而且更加節省(sheng)土地、節省(sheng)電(dian)力、節省(sheng)資源(yuan)。
同樣得益于路(lu)(lu)燈(deng)在(zai)城市(shi)中分(fen)布廣泛的特點，部(bu)分(fen)智慧城市(shi)解決方案供應(ying)商還會在(zai)路(lu)(lu)燈(deng)上預留新能源車(che)充(chong)電樁。以后，在(zai)路(lu)(lu)燈(deng)旁的停(ting)車(che)位上，人(ren)們(men)就可(ke)以隨時停(ting)車(che)接入燈(deng)桿(gan)充(chong)電樁為自己的愛車(che)充(chong)電。
燈桿上既(ji)可以(yi)安(an)(an)裝空(kong)氣質(zhi)量傳感(gan)器以(yi)監測(ce)城市污染狀況，也可搭(da)載公安(an)(an)、交管部門的攝像頭對道路(lu)公共安(an)(an)全進行視頻監測(ce)，燈桿背側還可安(an)(an)裝LED顯示(shi)(shi)屏向(xiang)公眾展示(shi)(shi)新聞、旅游(you)、警示(shi)(shi)、公益廣告等信息。
換言之，智慧路燈體(ti)系建設讓(rang)傳統的(de)燈桿具備了(le)綜合利用和(he)(he)運營的(de)屬性(xing)，甚(shen)至有望(wang)成為一個(ge)智慧城市(shi)大數據采集(ji)平(ping)臺以及新型市(shi)政管理和(he)(he)服務平(ping)臺，具有巨(ju)大的(de)價值創(chuang)造空間。
而NB-IoT技術，不(bu)僅(jin)為智慧節能解決方(fang)案的大范圍部署創造了條(tiao)件，也給后續拓展(zhan)路燈(deng)其它應(ying)用提供了良好的網絡基礎。
據國際(ji)(ji)非贏利機構(gou)國際(ji)(ji)氣(qi)候組織（The Climate Group）預測，到2025年，全(quan)球路(lu)燈(deng)數量將(jiang)達到3.52億盞，其中35%將(jiang)實現智(zhi)能(neng)化，可(ke)見智(zhi)慧路(lu)燈(deng)的(de)市場空(kong)間有多么巨大。在不久的(de)將(jiang)來，路(lu)燈(deng)不僅能(neng)夠為我們照(zhao)亮回家時的(de)路(lu)，還能(neng)讓我們連著WiFi，刷(shua)著手機，隨時查詢想要的(de)信息(xi)，充分享受智(zhi)慧帶來的(de)美好生(sheng)活。
