東北林業(yè)大學 機電工程學院 高 雅
摘要：傳感技術，通信技術，物聯網，云計算等不斷發(fā)展的技術終將滿足我們對未來智慧城市的所有要求，實現智慧路燈設計并不遙遠，可是能實現僅僅解決了可用性的問題，更重要的問題是如何設計我們與智慧城市之間的關系。智慧城市背景下的智慧路燈不僅能夠實現智能化的路燈管理節(jié)約能源，還要實現綠色化，人文化，整合化，安全化.
關鍵詞：智慧城市，智慧路燈，公共設施設計，人文設計，信息安全
中圖分類號：TB472 文獻標識碼：Ａ
文章編號：1003-0069(2017)08-0126-02
Abstract：The developing technology, such as sensor technology, communication technology, Internet of things, cloud computing, will eventually make our future smart city come true. To achieve the design of smart street lamp is not far away, but technology only solve the problem of availability, the more important thing is how to design our relationship with the smart city. The smart street lights based on smart city can not only realize the intelligent management to save energy, but also become environmental, humanistic, integrated, information-secured.
Keywords：Smart city Smart street lamp Communal facilities design Humanism design Information security
一、智慧城市
智慧城市的概念自從提出一直被看作是城市發(fā)展的未來。“智慧”的理念就是利用技術感測信息、剖析數據、整合城市運營中心系統(tǒng)的各項主要信息，從而對城市生活各項需要做出智能響應，具體來講就是通過把傳感器嵌入到生產和生活的具體物質設施，使所有智能化的設施構成的物聯網與互聯網相聯，實現人類社會與物質系統(tǒng)的聯系整合，而后經由超級計算機和云計算將物聯網整合起來，實現“智慧城市”。對現有的城市基礎設施更新升級是智慧城市建設的物質基礎和有力支撐，包括了信息采集傳感端建設、網絡通信基礎設施和云計算數據中心等不同層面的內容。
傳感技術，通信技術，物聯網，云計算等不斷發(fā)展的技術終將滿足我們對于未來智慧城市的所有要求。實現智慧路燈設計并不遙遠，可是能實現僅僅解決了可用性的問題，更重要的問題是如何設計我們與智慧城市之間的關系。當技術不再是難題，我們應該關注產品在使用過程中如何構建起與使用者的良好互動，研究人，場景和產品之間的關系，其中場景包括物質、文化、歷史多維度構成因素。
二、智慧路燈
智慧路燈不僅解決傳統(tǒng)路燈能源浪費，管理困難的弊病，還發(fā)揮了路燈本身優(yōu)勢，為城市居民提供更好的服務。
（一）實時監(jiān)測，自動控制
現代路燈控制策略更加關注場景及行為分析，比如：自適應的光照感知開關調光功能、根據車流及人流分析自動調節(jié)路燈照明亮度，而且針對繁華街路，偏僻街路及高速公路均有不同的監(jiān)控策略，一方面是路燈的控制更加人性化，另一方面也進一步節(jié)約了能源。
由于路燈廣泛分布且暴露在室外，非常適合用來監(jiān)測天氣狀況并且根據天氣控制燈光。智慧路燈可以監(jiān)測溫度、濕度、光照、PM2．5、噪聲、雨量、風速等天氣指標，根據人們的感官需求及環(huán)境變化，通過內置的多功能傳感器收集天氣數據。監(jiān)控中心收集到傳感器數據并處理然后向路燈發(fā)出相關指令，調整多種照明模式，包括白天零光照、夜間持續(xù)光照、夏季亮燈時間減少、冬季亮燈時間延長、抗霧霾增強光照等模式。
（二）信息交互，方便出行
智慧路燈除了能夠提供更加智能化的城市照明服務，還有無限的可能。智慧路燈本身需要聯網傳輸數據，搖身一變就成了免費上網熱點，隨著4G通信技術的成熟，5G通信技術的發(fā)展，上網完全變成了隨時隨地的服務。豐富的太陽能風功能不僅為路燈提供了充沛的蓄能，還可以提供充電源，隨著混合動力汽車和電動汽車的普及，充電樁的數量缺口也亟需跟進建設，智慧路燈提供充電功能也解決了一部分需求。當發(fā)生暴雨天氣，燈桿實時監(jiān)測水位和雨水流量，水位達到警戒值時，開啟交通信息提示，提醒司機和行人提前知道淹水路段信息，選擇安全路段出行，可避免人民生命財產安全受到侵害。智慧路燈還可與智能井蓋、垃圾桶等市政設施系統(tǒng)做配合，進行監(jiān)控管理，井蓋是否被盜或有所損壞影響著城市排水系統(tǒng)和行人車輛的交通安全，大大減少維護工作量，提高管理效率和市民滿意度。智慧路燈還配備視頻監(jiān)控設備，將人臉識別、車牌識別的智能分析技術融入其中，就能夠實現智能化視頻處理，通過網絡實時傳送保存視頻，市民在遇到危險時可以緊急呼救，智慧路燈與公安部門緊急呼救系統(tǒng)和醫(yī)院緊急救治中心對接，依靠內置地圖定位系統(tǒng)方便快速地定位到求救者的位置；全方位的視頻監(jiān)控還可以幫助交通事故確定肇事責任；保障執(zhí)法者與自然人的權益，避免糾紛產生。通過統(tǒng)一的城市云大數據處理中心，配合城市服務部門協(xié)同作戰(zhàn)，資源共享，完成城市服務的升級。
三、用技術實現了功能，我們還需要什么
聯合國人居組織1996年發(fā)布的《伊斯坦布爾宣言》強調：“我們的城市必須成為人類能夠過上有尊嚴的、健康、安全、幸福和充滿希望的美滿生活的地方。智慧城市更是如此，全方位的信息感測，云計算大數據平臺，良好的人機交互等所有的一切不是為了高科技化我們的生活，而是更好地滿足人類對物質的基本需求和對精神的追求。
（一）綠色低碳 環(huán)保先行
我國現有的電能70%來自于燃燒煤炭的火力發(fā)電，在提倡環(huán)保的今天，風光互補能源系統(tǒng)提供方案解決了環(huán)境污染問題。風能和太陽能是當前最具有發(fā)展前景的兩種新型能源，它們是取之不盡，用之不竭的能源,同時也是潔凈、低價、可再生的新型能源。利用太陽能和風能在時間上的互補性，實現全天候儲能。夜間和陰雨天無陽光時由風能發(fā)電，晴天由太陽能發(fā)電，在既有風又有太陽的情況下兩者同時發(fā)揮作用，實現了全天候的發(fā)電功能，綜合風能和太陽能發(fā)電的優(yōu)勢，更加經濟、科學、實用。智慧路燈所采用的能源系統(tǒng)應為符合智慧城市綠色低碳要求的風光互補發(fā)電系統(tǒng)。
（二）智慧路燈 城市風景
1. 為了避免千城一貌，我們應該讓路燈的設計更貼近城市文化。
南方北方一個樣，大城小城一個樣，城里城外一個樣，是大眾對于在我國的城市化建設的審美批判，建筑風格太過統(tǒng)一，缺少地域人文特色，顯得單調乏味，就好像工廠流水線上打造的產品，一模一樣，又快又好，卻始終缺了一點對精神文明的關懷。其實在不斷推進的城鎮(zhèn)化政策實行當中，速度跟上了，品質難免顯得粗糙，這其實是很難避免的，畢竟我們國家工業(yè)化發(fā)展用30年走完了別人一百年走完的路。
城市公共設施作為城市風貌的重要組成部分，除了在技術上實現多功能，還要融合地域特色和人文情懷，拉近居住者與城市的距離。不同的城市其功能和定位雖有所差異，但每一個城市都存在自身的獨特魅力，因此，可以利用公共設施資源這個隨時隨地可近距離接觸的機會，根據其所處的文化背景、地域環(huán)境、城市規(guī)模等因素的差異對相同的設施提供不同的解決方案，使其更好地與城市相融合。智慧路燈的設計既要利用技術為人們的生活提供最大的便利，也要認真思考人與環(huán)境，產品的關系，使之和諧相處，也就不能簡單地做成在塑料外殼的燈桿上加一個顯示屏然后批量生產。現在各地旅游業(yè)蓬勃發(fā)展，為了打造別具一格的旅游環(huán)境，很多城市推出了獨具特色的公共設施設計。這是好的方向，但同時應該指出，太過復雜的造型必然會使得造價成本激增，不利于全面推廣。智慧路燈的設計應該在高科技的極簡工業(yè)風格和多彩地域文化風格中取得一定的平衡。
2. 城市公共設施還有培養(yǎng)市民文明行為的責任。
以人為本一直是好設計所遵循的原則，智慧城市中的智慧路燈設計相較于傳統(tǒng)路燈更加強調人機交互關系，好的公共設施設計可以幫助引導培養(yǎng)市民文明習慣養(yǎng)成，這也正是好設計的魅力所在，但同時明確適當的做法應該是用合理友善的方式引導完善文明行為，而不是一味地限制約束人們固有的行為習慣。
當碰瓷訛詐頻頻發(fā)生，人人對于攙扶摔倒老人避之不及，再也不敢隨便伸出援手；當維護城市秩序的城管在人們眼中成為暴力執(zhí)法的代名詞，城管的負面形象使得人們失去信任，這些都是我們城市文明遇到的挑戰(zhàn)，我們調侃講，救扶傷者一定要用手機錄下來，而新政策規(guī)定城管執(zhí)法時需要配備執(zhí)法記錄儀全程攝錄，這是不得已而為之，而我們希望所有的這一切更優(yōu)雅一點，如果能夠將各類視頻圖像信息資源整合，推進公共安全視頻聯網運用，所有監(jiān)控設備形成一張沒有盲點的天網，也就不會有人懷著僥幸心理，煽動輿論來造謠生事，所有人的行為都記錄在網，沒有不必要的爭執(zhí)扯皮，公道自在網中。所有人都清楚規(guī)則在那里擺著，每個人的權益必然得到保護，違法者必在照妖鏡前現行。
(三)整合資源 推動力量
智慧路燈的建設不是憑空拔地而起，需要整合各個平臺和資源，頂層建設很重要，各個部門的配合很重要。
智慧城市建設的難點和關鍵點都在于資源整合和充分利用，才能使得城市基礎設施先進，產業(yè)發(fā)展路線高端，城市運營高效，市民生活便利。智慧路燈的建設從表面看只是一項公共設施的更新換代，其中牽扯了多方平臺，只有高效整合，才能更好地做好頂層設計，順利推進智慧路燈的普及。
智慧路燈數字化網絡化所涉及的數據信息分屬不同部門管理，政府各部門應該形成良好的溝通和合作，將應公開的信息整理發(fā)布，然后充分利用信息，實現設計需求。實現信息共享然后再整合再共享最終形成共享物聯網，形成共享數據中心，對于重要數據統(tǒng)一處理分析，使得數據庫通過大量的數據輸入，有效的數據分析，提供方便快捷的輸出機制以供查詢。從政府部門建立健全的政務信息資源共享機制，可以吸引社會中的其他企業(yè)和組織的信息服務參與其中，市場經濟的力量將會更好地推動資源的整合利用。
（四）信息安全 不可忽視
智慧路燈需要進行實時的數據交換與傳輸，依賴于互聯網通信技術和網絡平臺。互聯網共享的屬性既帶來了信息交換的便利同時暗含信息泄露的風險。智慧城市的建設一定離不開網絡，而連入網絡就有被攻擊可能，信息安全是個大問題。信息安全的具體含義包括在信息采集，傳輸，存儲，分析過程中不受外來控制，保證純粹性和客觀性。智慧城市下的信息系統(tǒng)，所有智能設備均連入物聯網，新型通信技術提供了隨時隨地的互聯網接入通道，所有的設備數據，用戶數據，城市運營數據均在網絡中流動，在云平臺上儲存。信息安全隱患必須得到重視。
而對于智慧公共設施的信息安全保障要從硬件設施和虛擬數據兩方面考慮。智慧路燈的硬件系統(tǒng)比較復雜，相應采取的保護措施就應該多方面考慮。硬件設施的損壞主要來源于自然環(huán)境破壞和人為破壞。所以智慧路燈的外部部件應該采用更加耐腐蝕的材質，在堅固的基礎上再談美觀。智慧路燈隨時用的電子屏幕也應該具有一定的抗破壞性和在極端天氣情況下依然保持良好的清晰度。智慧路燈的關鍵電子元件以及地下光纜等通信設備加強防盜保護，這一點可以配合智慧路燈的視頻監(jiān)控系統(tǒng)和應急報警系統(tǒng)實現。在虛擬數據保護當中，通過成立專門研究機構，鼓勵企業(yè)參與技術研發(fā)，推進信息安全事業(yè)的發(fā)展，還要明確有關法律規(guī)定，打擊信息犯罪，加強網絡監(jiān)管。
結語
智慧路燈使用可再生能源，符合智慧城市綠色低碳的經濟發(fā)展形勢；反映城市地域特色，體現人文關懷；幫助城市管理者引導完善市民文明行為；從頂層建設入手，實現信息資源的整合再利用，共享式發(fā)展；從硬件設施的防破壞防盜到數據流的保護保障信息安全。智慧城市背景下的智慧路燈不僅能夠通過傳感技術，物聯網，云計算，新一代通信技術等實現智能化的路燈管理節(jié)約能源，還要實現綠色化，人文化，整合化，安全化。
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