东北林业大学 机电工程学院 高 雅
摘要：传感技术，通信技术，物联网，云计算等不断发展的技术终将满足我们对未来智慧城市的所有要求，实现智慧路灯设计并不遥远，可是能实现仅仅解决了可用性的问题，更重要的问题是如何设计我们与智慧城市之间的关系。智慧城市背景下的智慧路灯不仅能够实现智能化的路灯管理节约能源，还要实现绿色化，人文化，整合化，安全化.
关键词：智慧城市，智慧路灯，公共设施设计，人文设计，信息安全
中图分类号：TB472 文献标识码：Ａ
文章编号：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
智慧城市的概念自从提出一直被看作是城市发展的未来。“智慧”的理念就是利用技术感测信息、剖析数据、整合城市运营中心系统的各项主要信息，从而对城市生活各项需要做出智能响应，具体来讲就是通过把传感器嵌入到生产和生活的具体物质设施，使所有智能化的设施构成的物联网与互联网相联，实现人类社会与物质系统的联系整合，而后经由超级计算机和云计算将物联网整合起来，实现“智慧城市”。对现有的城市基础设施更新升级是智慧城市建设的物质基础和有力支撑，包括了信息采集传感端建设、网络通信基础设施和云计算数据中心等不同层面的内容。
传感技术，通信技术，物联网，云计算等不断发展的技术终将满足我们对于未来智慧城市的所有要求。实现智慧路灯设计并不遥远，可是能实现仅仅解决了可用性的问题，更重要的问题是如何设计我们与智慧城市之间的关系。当技术不再是难题，我们应该关注产品在使用过程中如何构建起与使用者的良好互动，研究人，场景和产品之间的关系，其中场景包括物质、文化、历史多维度构成因素。
二、智慧路灯
智慧路灯不仅解决传统路灯能源浪费，管理困难的弊病，还发挥了路灯本身优势，为城市居民提供更好的服务。
（一）实时监测，自动控制
现代路灯控制策略更加关注场景及行为分析，比如：自适应的光照感知开关调光功能、根据车流及人流分析自动调节路灯照明亮度，而且针对繁华街路，偏僻街路及高速公路均有不同的监控策略，一方面是路灯的控制更加人性化，另一方面也进一步节约了能源。
由于路灯广泛分布且暴露在室外，非常适合用来监测天气状况并且根据天气控制灯光。智慧路灯可以监测温度、湿度、光照、PM2．5、噪声、雨量、风速等天气指标，根据人们的感官需求及环境变化，通过内置的多功能传感器收集天气数据。监控中心收集到传感器数据并处理然后向路灯发出相关指令，调整多种照明模式，包括白天零光照、夜间持续光照、夏季亮灯时间减少、冬季亮灯时间延长、抗雾霾增强光照等模式。
（二）信息交互，方便出行
智慧路灯除了能够提供更加智能化的城市照明服务，还有无限的可能。智慧路灯本身需要联网传输数据，摇身一变就成了免费上网热点，随着4G通信技术的成熟，5G通信技术的发展，上网完全变成了随时随地的服务。丰富的太阳能风功能不仅为路灯提供了充沛的蓄能，还可以提供充电源，随着混合动力汽车和电动汽车的普及，充电桩的数量缺口也亟需跟进建设，智慧路灯提供充电功能也解决了一部分需求。当发生暴雨天气，灯杆实时监测水位和雨水流量，水位达到警戒值时，开启交通信息提示，提醒司机和行人提前知道淹水路段信息，选择安全路段出行，可避免人民生命财产安全受到侵害。智慧路灯还可与智能井盖、垃圾桶等市政设施系统做配合，进行监控管理，井盖是否被盗或有所损坏影响着城市排水系统和行人车辆的交通安全，大大减少维护工作量，提高管理效率和市民满意度。智慧路灯还配备视频监控设备，将人脸识别、车牌识别的智能分析技术融入其中，就能够实现智能化视频处理，通过网络实时传送保存视频，市民在遇到危险时可以紧急呼救，智慧路灯与公安部门紧急呼救系统和医院紧急救治中心对接，依靠内置地图定位系统方便快速地定位到求救者的位置；全方位的视频监控还可以帮助交通事故确定肇事责任；保障执法者与自然人的权益，避免纠纷产生。通过统一的城市云大数据处理中心，配合城市服务部门协同作战，资源共享，完成城市服务的升级。
三、用技术实现了功能，我们还需要什么
联合国人居组织1996年发布的《伊斯坦布尔宣言》强调：“我们的城市必须成为人类能够过上有尊严的、健康、安全、幸福和充满希望的美满生活的地方。智慧城市更是如此，全方位的信息感测，云计算大数据平台，良好的人机交互等所有的一切不是为了高科技化我们的生活，而是更好地满足人类对物质的基本需求和对精神的追求。
（一）绿色低碳 环保先行
我国现有的电能70%来自于燃烧煤炭的火力发电，在提倡环保的今天，风光互补能源系统提供方案解决了环境污染问题。风能和太阳能是当前最具有发展前景的两种新型能源，它们是取之不尽，用之不竭的能源,同时也是洁净、低价、可再生的新型能源。利用太阳能和风能在时间上的互补性，实现全天候储能。夜间和阴雨天无阳光时由风能发电，晴天由太阳能发电，在既有风又有太阳的情况下两者同时发挥作用，实现了全天候的发电功能，综合风能和太阳能发电的优势，更加经济、科学、实用。智慧路灯所采用的能源系统应为符合智慧城市绿色低碳要求的风光互补发电系统。
（二）智慧路灯 城市风景
1. 为了避免千城一貌，我们应该让路灯的设计更贴近城市文化。
南方北方一个样，大城小城一个样，城里城外一个样，是大众对于在我国的城市化建设的审美批判，建筑风格太过统一，缺少地域人文特色，显得单调乏味，就好像工厂流水线上打造的产品，一模一样，又快又好，却始终缺了一点对精神文明的关怀。其实在不断推进的城镇化政策实行当中，速度跟上了，品质难免显得粗糙，这其实是很难避免的，毕竟我们国家工业化发展用30年走完了别人一百年走完的路。
城市公共设施作为城市风貌的重要组成部分，除了在技术上实现多功能，还要融合地域特色和人文情怀，拉近居住者与城市的距离。不同的城市其功能和定位虽有所差异，但每一个城市都存在自身的独特魅力，因此，可以利用公共设施资源这个随时随地可近距离接触的机会，根据其所处的文化背景、地域环境、城市规模等因素的差异对相同的设施提供不同的解决方案，使其更好地与城市相融合。智慧路灯的设计既要利用技术为人们的生活提供最大的便利，也要认真思考人与环境，产品的关系，使之和谐相处，也就不能简单地做成在塑料外壳的灯杆上加一个显示屏然后批量生产。现在各地旅游业蓬勃发展，为了打造别具一格的旅游环境，很多城市推出了独具特色的公共设施设计。这是好的方向，但同时应该指出，太过复杂的造型必然会使得造价成本激增，不利于全面推广。智慧路灯的设计应该在高科技的极简工业风格和多彩地域文化风格中取得一定的平衡。
2. 城市公共设施还有培养市民文明行为的责任。
以人为本一直是好设计所遵循的原则，智慧城市中的智慧路灯设计相较于传统路灯更加强调人机交互关系，好的公共设施设计可以帮助引导培养市民文明习惯养成，这也正是好设计的魅力所在，但同时明确适当的做法应该是用合理友善的方式引导完善文明行为，而不是一味地限制约束人们固有的行为习惯。
当碰瓷讹诈频频发生，人人对于搀扶摔倒老人避之不及，再也不敢随便伸出援手；当维护城市秩序的城管在人们眼中成为暴力执法的代名词，城管的负面形象使得人们失去信任，这些都是我们城市文明遇到的挑战，我们调侃讲，救扶伤者一定要用手机录下来，而新政策规定城管执法时需要配备执法记录仪全程摄录，这是不得已而为之，而我们希望所有的这一切更优雅一点，如果能够将各类视频图像信息资源整合，推进公共安全视频联网运用，所有监控设备形成一张没有盲点的天网，也就不会有人怀着侥幸心理，煽动舆论来造谣生事，所有人的行为都记录在网，没有不必要的争执扯皮，公道自在网中。所有人都清楚规则在那里摆着，每个人的权益必然得到保护，违法者必在照妖镜前现行。
(三)整合资源 推动力量
智慧路灯的建设不是凭空拔地而起，需要整合各个平台和资源，顶层建设很重要，各个部门的配合很重要。
智慧城市建设的难点和关键点都在于资源整合和充分利用，才能使得城市基础设施先进，产业发展路线高端，城市运营高效，市民生活便利。智慧路灯的建设从表面看只是一项公共设施的更新换代，其中牵扯了多方平台，只有高效整合，才能更好地做好顶层设计，顺利推进智慧路灯的普及。
智慧路灯数字化网络化所涉及的数据信息分属不同部门管理，政府各部门应该形成良好的沟通和合作，将应公开的信息整理发布，然后充分利用信息，实现设计需求。实现信息共享然后再整合再共享最终形成共享物联网，形成共享数据中心，对于重要数据统一处理分析，使得数据库通过大量的数据输入，有效的数据分析，提供方便快捷的输出机制以供查询。从政府部门建立健全的政务信息资源共享机制，可以吸引社会中的其他企业和组织的信息服务参与其中，市场经济的力量将会更好地推动资源的整合利用。
（四）信息安全 不可忽视
智慧路灯需要进行实时的数据交换与传输，依赖于互联网通信技术和网络平台。互联网共享的属性既带来了信息交换的便利同时暗含信息泄露的风险。智慧城市的建设一定离不开网络，而连入网络就有被攻击可能，信息安全是个大问题。信息安全的具体含义包括在信息采集，传输，存储，分析过程中不受外来控制，保证纯粹性和客观性。智慧城市下的信息系统，所有智能设备均连入物联网，新型通信技术提供了随时随地的互联网接入通道，所有的设备数据，用户数据，城市运营数据均在网络中流动，在云平台上储存。信息安全隐患必须得到重视。
而对于智慧公共设施的信息安全保障要从硬件设施和虚拟数据两方面考虑。智慧路灯的硬件系统比较复杂，相应采取的保护措施就应该多方面考虑。硬件设施的损坏主要来源于自然环境破坏和人为破坏。所以智慧路灯的外部部件应该采用更加耐腐蚀的材质，在坚固的基础上再谈美观。智慧路灯随时用的电子屏幕也应该具有一定的抗破坏性和在极端天气情况下依然保持良好的清晰度。智慧路灯的关键电子元件以及地下光缆等通信设备加强防盗保护，这一点可以配合智慧路灯的视频监控系统和应急报警系统实现。在虚拟数据保护当中，通过成立专门研究机构，鼓励企业参与技术研发，推进信息安全事业的发展，还要明确有关法律规定，打击信息犯罪，加强网络监管。
结语
智慧路灯使用可再生能源，符合智慧城市绿色低碳的经济发展形势；反映城市地域特色，体现人文关怀；帮助城市管理者引导完善市民文明行为；从顶层建设入手，实现信息资源的整合再利用，共享式发展；从硬件设施的防破坏防盗到数据流的保护保障信息安全。智慧城市背景下的智慧路灯不仅能够通过传感技术，物联网，云计算，新一代通信技术等实现智能化的路灯管理节约能源，还要实现绿色化，人文化，整合化，安全化。
参考文献
[1] 高雨辰 . 城市文脉保护视野下的沈阳铁西老工业区公共艺术设计实证研究 [J] . 设计 . 2017 (01) : 140-143
[2] 尚丹 . 建设智慧城市需要“大智慧” [J] . 信息系统工程 . 2016 (11) : 10-11
[3] 张玉峰 . 徐明辉 . 风光互补路灯控制方案的研究 [J] . 自动化与仪器仪表 . 2013 (06) : 10-11
[4] 董剑泉 . 智慧城市建设呼吁集成创新技术和大数据支撑 [J] . 海峡科技与产业 . 2013 (09) : 23-29
[5] 金燕云 . 虞小林 . 邹志革 . 基于路灯的智慧城市信息化建设 [J] . 电力信息化 . 2012 (02) : 6-9
[6] 喻斐 . 公共设施中的人性化设计原则探讨 [J] . 包装工程 . 2011 (12) : 134-138
[7] 王欣 . 城市的改变从绿色开始 [J] . 走向世界 . 2011 (11) : 14-15