任铂 林杉

关键词： 智慧市政 电气智能化 智慧路灯 违停抓拍

近几年，伴随国家经济水平的日益提高，社会大众对智慧市政工程的要求越来越多，智慧市政工程是城市化进程中必不可少的构成部分，能够推动市政经济朝着更好、更快趋势发展。若想体现智慧市政工作的优势，就需要充分利用电气智能化技术，尽可能满足社会群众的生活及工作需要。现如今，经过规范设计，智慧市政优势有了明显提高，在集中调控基础上，智慧市政工程日益优化。

1 智慧城市的概念及特征

1. 1 概念

智慧城市的含义出现于2008 年末，2009 年国内智慧市政创建与发展正式打开了帷幕。由于智慧市政覆盖面大、内容体系繁琐，当下依旧处于持续发展优化状态，还没有形成固定的标准概念。从信息化和技术上来说，智慧市政属于城市数字化发展的高级阶段，结合应用5G、物联网、空间地理数据，集成云计算等先进技术，并系统感知、研究、整合与处理城市生态环境中的各种数据。

1. 2 特征

智慧市政创建既处理城市治理效果差、公共服务质量低等问题，还有利于县区经济社会转型发展，能更好地适应基层大众对美好生活的追求。相较于传统的省市智慧市政工程，县一级智慧市政创建的特征如下。

从行政架构角度来说，县一级处在承上启下的重要位置，而且智慧市政创建也处在相同的位置，这是智慧市政创建的顶层支点，还是城镇统一的末端难点[1]。所以，推动智慧市政发展是处理当下“最后1 km”难题的重点。从建设观念角度来说，智慧市政创建是底层驱动，指从基层实际情况与需求着手适应社会大众美好生活要求，给上级智慧市政工程的顶层规划接上“地气”。从建设内容方面来说，县一级建设更重视弥补基层不足，突出本地特色，推动优势产业，由此带动县区综合发展。取得各系统之间相互连通，及时对市政经营管理方面的各种需要做出自动化响应与决策支撑，完善市政资源调度，提高城市运转效率以及民众生活品质。

2 智慧市政工程中电气智能化的应用优点

随着国家经济水平的日益提高和科技的快速进步，人民的物质生活品质有了极大的提高。而且，随着数字技术水平的提升，智慧市政创建的覆盖范围不断扩大，智慧市政工程象征了人民追求美好生活的希望，是现代化城市发展期间的关键构成部分之一。智慧市政创建作为现代城市化发展的标志，在大众中的认可度较高，体现出了迅速发展态势[2]。原来电气技术的运用要基于数据资料，因客观因素限制下降了应用质量，控制效果较差，采用电气智能化技术之后，其整体管理水平出现了明显变化，推动智慧市政朝着更好趋势发展。智慧市政工程中电气智能化的应用优点有：（1）数据处理快，采用电气智能化技术时，包含许多数据，可以科学、精准判定与研究，令数据处理达到统一性标准，把处理效果上升到全新高度；（2）提高电气系统控制水平，保障数据内容真实性与稳定性，及时找到有偏差的数据内容，采取针对性方法处理，促使电气系统控制水平达到最好状态。

3 智慧市政工程中电气智能化系统的具体运用

智慧市政工程存在一定的系统性，集智能生产、智能市政运营、智慧生活、智能电力系统、物联网、智慧交通及智慧工程等于一体。智慧市政发展中，智慧路灯项目、闯红灯项目、路口红绿灯交通监测软件与公交车站违停抓拍软件属于智慧市政工程的关键构成部分，其和当下正在推广的创新2.0 潮流或是工业4.0 相融合。

3. 1 智慧路灯

这是市政建设中首要处理的难题之一。智慧路灯包含充电桩、独灯控制器类型的智慧照明及应急、室外摄像头类型的智慧监测、室外扬声器类型的智慧广播、户外AP 类型的智慧无线网、室外LED 显示器类型的智慧信号发布与环境监控器等，而且留下蓝牙/LORA 物联网内部继电器接线孔、LTE-V/DSRC 路测器与5G 基站等部位[3]。设置这类设备时，根据其功能覆盖区域、道路附近设施、地区属性、道路关键性及人口聚集度等情况，把交换机与智慧关键控制板设置在智慧路灯下方灯座内，智慧路灯涵盖了整个市政工程的所有地方，由此给后期智慧路灯规范化管理奠定了基础。规划智慧路灯时，把全部路灯都变成智慧路灯，配全独灯控制器类型的智慧照明灯具，每隔200 m 在智慧路灯上安装应急设备、智慧照明灯具和智慧监控器、智慧无线网灯，使之起到最大化作用。针对路口或是公交站点，设环境监测器与LED 显示器类型的智慧信号发布设备，给汽车及行程的正常出行提供了方便，由此推动了智慧市政工程发展。

智慧路灯规划组合涉及如下要点：组合一，配备智慧照明，主要是独灯控制器，留下充足的智慧路灯灯具加载孔；组合二，基于组合一，增设智慧应急设备、广播平台、智慧无线网等；组合三，基于组合二，增设LED 显示器等智慧信号发布设备，将之安装在路口没有遮挡位置或是公交站旁；组合四，基于组合三，约每隔200 m的路口安装环境监测器。

3. 2 闯红灯软件

高新科技背景下，闯红灯软件已经被推广用于各大、中、小城市内，所以，这已是智慧市政工程的关键构成部分之一，安装闯红灯软件可以适应群众的出行要求。若智慧市政工程中电气智能化使用时缺少闯红灯软件的支持，将严重影响智慧市政稳定运行，例如：汽车随便换道、大弯小转和不根据规定车道运行等现象，降低了人们对智慧市政工程的满意度[4]。智慧市政工程中融入电气智能化可以全方位防止上述问題。电气智能化技术会直接衔接内部数字设备，促进智慧市政工程电气智能化发展，如此一来，所有数字设备能够完成交换内容，促使电气智能化系统稳定且高效运行。采用电子智能化系统能够加快智慧市政工程发展速度，进而适应车辆与行人的正常出行要求。

3. 3 路口信号灯监测软件

国家经济的发展和科技的进步，使电气智能化出现了较大改变，而路口信号灯监测软件也开始从人力操控变为智能化操控，其中最常见的就是当行人站在十字路口时，很少能看到指挥交通的人，由路口信号灯监测软件代替，主要包括南北红、黄、绿灯，东西绿、黄、红灯以及报警灯[5]。多数城市内，路口信号灯监测软件主要安装在人群集中的十字路口，且在最醒目与最明显的地方，选择红、黄、蓝用作指示灯，再依靠倒计时显示器指引车辆与行人规范过马路。

现如今，我国交通信号灯规划计划较多，例如：某标段由于张横路和东/西辅道交叉，且安装人行过街平台，这次规划在张衡路和东/西辅设信号灯监测软件，并同步把900 万像素的摄像机嵌进路口信号灯监测软件内，其具有如下几点作用：（1）收集数据资料，能监控车辆运行时的平均速度与停靠时长灯；（2）监测与抓拍车辆压线、随便换道、逆行、不根据交通指示灯运行、绿灯随便停车、违规停车、随便拐弯和越线停车等情况；（3）取证机动车违规行为。

3. 4 机动车违停抓拍软件

以视频方式监测机动车违法运行、压线、逆行以及行走非机动车道、违章掉头等情况，并智能识别与抓拍取证，由此作为关键的执法证据。该系统既能用于记录与回传图片及视频，也能记录大量数据内容，例如：机动车违法时间（能够精准到几秒钟）、违规地点、违章形成的代码、机动车车牌、颜色与型号等。而且，若当天天气正常，该系统还可以精准记录驾驶车的体貌特点。另外，该系统还可以智能识别“GA36-2014”规范的民用车牌、警车车牌以及使领馆车牌等号码，且具有2012 式军车车牌、2012 式武警部队车牌、新能源车牌和港澳号牌的智能识别作用，在车牌完整或是无遮盖的状态下，白天机动车车牌识别精准率达到90%；晚上机动车车牌识别精准率超过80%。

3. 5 智能电网

智慧市政创建中，智能电网起到了较大作用，属于智慧市政创建的技术保证。当下，国内许多城市在创建智慧市政时，均会积极创建智能电网。这一过程，电气项目与智能化系统是重要的技术方法。

第一，采用电气智能化系统可以创新电流输送形式，比如高压直流电系统。此外，采用柔性交流电输送电方式，可以把各种清洁能源传输至智能电网内[6]。

第二，采用电气智能化技术，还可以衍生其余的技术，比如超高压输电系统和电气传动系统，采用这两种技术，既可以进一步优化智能电网，也可以提高智能电网综合质量。简而言之，采用电气智能化技术既可以减小电气设备利用率，以提高电力系统运转效率；而且可以有效减少电力系统能耗，从而为智慧市政创建提供较强助力。

3. 6 多传感器

这是电气智能化技术的关键构成部分。智慧市政创建中融入多传感器，可以明显提高城市综合服务质量。首先，将多传感器用于公共服务方面，可以有效监控与研究公共服务项目中形成的信息，由此为人们提供自动化管理与服务。其次，还可以将多传感器用在城市交通方面。经采用多传感器系统，既可以全面采集城市交通路口资料，也可以有效获取车辆行驶消息和车辆违法信息，由此推动智慧交通网络创建。最后，多传感器系统还可以用在智慧建筑方面，例如：实时监控水、电气的安全性和电梯的运转等。

3. 7 智慧井盖

3.7.1 智慧井盖监测软件

井盖在城市内随处可见，如果损坏或是丢失，若不及时处置，将变成“马路杀手”，影响现代化城市发展，所以对井盖丢失或破坏现象要及时报警。另外，井盖数量多，权属、来源、设置、监测以及维护等情况模糊，缺少集中的管理系统，人工巡检成本过高，因此需要集中管控，可以采取智慧井盖监测软件进行管理。具体如下：（1）井盖开启，触动限位开关；（2）井底水位升高，触动浮球开关；（3）开关触动，报警远程传送到基站与平台；（4）平台与移动端同步接收报警信号，通知项目责任人；（5）智能化、实时化监测井盖情况与井底液位高度。

3.7.2 智慧井盖的优点

（1）无须人工巡检，信息都智能传送至云平台，节约了许多劳动力资源；（2）可以包容5G 基站客户容量为GPRS 的10 倍，能适应井盖数量多的要求；（3）存在超低功能，稳定通信与待机电流为mA 及uA 等级，模块待机能达到10 年，明显方便了井盖监控的后续维护；（4）具备更强、更广阔的信息能覆盖到室内与公开室，实现井盖监测方面的整体覆盖。

3. 8 智慧桥梁

3.8.1 一桥一档

基于桥梁自动化整体管养系统，构建桥梁管理标准信息库，桥梁管养部门对辖区内每个桥梁设置“一桥一档”数字卡片实现存储，而且桥和桥间以网状分布，把桥梁技术信息、历次检测结果变为能用的信息资源，深入信息内部挖掘信息价值，提升信息可用性，进而对桥梁进行结构损伤、安全性与剩下寿命的科学预判，由此辅助制订桥梁养维方案、维修加固措施、养护管理报告，最后对今后养护成本的投入提供信息支持。

3.8.2 3D BIM 创模

智慧桥梁BIM 控制以BIM 模型为主，采取GIS 技术、信息库以及3D 技术方法，以数字地图用作基础空间信息、以空间资料及属性资料为基础，把桥梁资产控制和养护引入3D 可视化系统，以3D 模拟形式直观体现桥梁结构整体、局域与细部数据，能迅速、精准定位桥梁部件，便于查阅属性资料、检测记录、病害资料、维修记录等桥梁病害级别，而且依靠模型提出防范性养护决策体系，为桥梁资产控制、桥梁样管奠定决策基础。

3.8.3 应急指挥

路桥水毁、突发结构灾害时，员工能以文字、照片、數据、音视频等方式报告突发情况的主因，采集、提交突发情况，管理者在系统内能实时调取并查看灾害出现地摄像头记录的视频，并实时制订应急预案，而且能够记录、抢险流程、修复计划与方法，给上级领导带来决策依据。规范、高效防范与处理桥梁突发情况，尽量降低突发问题的影响及损失，提升交通应急保障功能。

3.8.4 GIS 一张图

创建GIS 可视化路桥管理平台，统一管理资料、检测信息、竣工图纸、实景图片等资源都体现在一张图中，取得了图形、图像及信息的统一分析与处理，在地图上对路桥有关动静态变动的数据更新为查询，适应智能养护要求，给桥梁养护带来及时、高效的基础时空数据服务。

4 效益分析

4. 1 社会效益

智慧城市创建会在经济、社会发展以及现代化建设方面发挥无法取代的作用。智慧市政创建后，全市区域内包含道路市政、夜景美化、路灯等得到全时空多角度监测管控，明显提高故障问题的响应时效性，减小故障出现率，提高群众满足度削减投诉事件。

4.1.1 提升管理服务效果

智慧市政创建将明显改善市政管理生态系统，政府服务效率与市民参与度得以提升。而且，市政管理质量的提升，将进一步优化城市生活条件与投融资服务氛围，提高城市整体竞争水平。

4.1.2 增加社会融洽程度

伴随市政功能的逐渐增加、市政范圍的持续扩大，市政管理的劳动量与难度的绝对值均在增大。经项目实施能够用有限的城市资源给大家提供更优质的服务，由此避免矛盾。

4.1.3 加强市政管理宣传

经提升服务水平，强化市民城市观念，引导他们参加市政管理活动，避免城市管理违章的出现。

4. 2 经济效益

具体包括两点：第一，在创建城市信息化管理阶段所形成的经济效益；第二，智慧城市构建后，投用期间所形成的经济效益。智慧市政创建原本就是个巨大市场，将大幅度推动软硬件、信息生产等领域的发展，形成客观经济利益。经智慧市政创建将孵化与促进大量高新科技产业发展，出现新的经济增加点，将推动传统行业发展，创新社会及经济管理方式，革命性提升员工生产力。拓展产业智能成分及发展规模，促进社会经济水平提升，保障各级政府管理效果，优化市政投资氛围，培育新时期高科技专业人才。

智慧市政运营阶段所需的各种成本，其市场前景更是非常广阔。此外，智慧市政创建以后，每年的信息更新量很大，所以培育了一个充满活力的市场环境。

经预测，智慧市政创建后，1 km2的城市范围会多创造200 万～300 万元的经济利益，针对GDP 增长有重要意义。智慧市政的创建给市政规划、构建提供了良好的发展空间。智慧市政工程的实施所衍生的技术和产品优势能提升市政规划管理速度，丰富表现方式，增多数据含量，提升分析水平及精准度；令市政规划管理及设计更具备前瞻性、合理性与及时性。市政发展中，能为重大项目选址和完善、项目建造管理提供真实的综合数字服务。为城市公用、房地产及建筑建设等单位的生产、运营与管理提供同各专业匹配的专业数字服务，提升这类单位的生产运营能力，推动市政基础设施完善、住宅和社区建设、环境质量提高，为市民生活及工作提供高效服务。

5 结语

总之，智慧市政工程存在一定的系统性，基于“以人为本”观念，把技术和人充分融合起来。电气智能化系统的推广与智慧市政工程的发展和数字技术紧密联系。智慧市政创建中，智能电力系统的电气智能化、智慧路灯与传感器、智慧井盖以及智慧桥梁等均占有十分关键的位置。相信随着新技术的进步，智慧城市将实现大规模覆盖，提高人民的生活质量。