本文是三则有关城市街道路灯的合集。则一介绍的是洛杉矶市长办公室举办的一次设计比赛，主题是让设计师根据本地区公共照明的丰富历史去创造新一代路灯。而则二介绍的是城市该怎么样充分的利用现有的路灯供电资源，基于物联网、通讯技术和能源创新等技术，来扩展路灯的功能，为智慧城市建设提供服务。则三就相当具体的介绍了七种大开脑洞，面向未来的路灯创新概念设计方案。

　　在低密度延伸的洛杉矶市里遍布着22万盏路灯。在总长数千英里的人行道上，有着四百多种不一样的风格的路灯，洛杉矶有着比美国其他城市更多风格迥异的路灯。在城中心的老区里，那些装饰路灯是各种老式风格的混搭——有着烛台形状的灯柱，水果形状的灯泡，圆型的灯座。

　　但是，大部分的路灯还是更加实用主义的：从上世纪60年代开始，市里的基本路灯标准就是这种电镀的铁制灯柱和圆形灯臂。这些路灯映照着车流，默默地从傍晚亮起来，上边挂着交通路标和警察摄像头。

　　而一场市长办公室举办的官方比赛旨在改变这样的情况。在星期三，Eric Garcetti市长宣布洛杉矶要寻找一种新的路灯标准，让世界各地的建筑师、设计师、灯光设计专家、工程师团队来提交他们的方案。

　　比赛的意图是希望提升路灯的外观，以及它们的功能，特别对那些不开车的洛杉矶老百姓来说。这是因为为了举办2028年的奥运会，这个大都会正在公共交通、人行和自行车领域里投资几十亿的资金。如果有了新颖的设计，路灯也将成为增强城市公共形象的试金石。

　　Garcetti市长在今天网上公布的比赛指引写道，“我们的城市正在以从来没有的劲头去加大公共空间的再投资和活化。我们应该一种路灯，不仅能满足安全照亮人们活动的基础要求外，还能展示出洛杉矶的风格、设计感和价值观，让所有洛杉矶人为之而自豪。”

　　这个比赛是让Christopher Hawthorne带头筹办的。他之前是洛杉矶时报的建筑评论家，在2018年当上了市里的首席设计官这个新职位。路灯的默默无闻却又无处不在打动了这位设计官，并将路灯作为公共设计项目的题材，另外一个原因是路灯有很大潜力能够影响整座城市：Hawthorne猜测，获胜的设计师可以期待在未来十年看到一万到两万他们的设计路灯屹立在洛杉矶各处。“这正是个巨大的机会” Hawthorne说道。

　　专业人员和高中或高校在读生都有机会参加这个比赛，而提交初步方案的截止日期在2020年3月。一旦评委团评选完毕，这个新路灯型号将慢慢取代旧路灯，又或者在有市政道路重建工程的时候换上。而市里最老式的那种路灯型号还会保留下来。

　　至于那些新灯柱将往哪里放置，洛杉矶路灯局的局长Norma Isahakian说道，“这大概会根据这一个位置是一个街道还是说一次换一个灯柱。在居民区的水泥灯柱将会保留下来，而大街上那些水泥灯柱则显得过时了。我们是时候需要一种新颖的富有现代感的灯柱了。”

　　为了起草比赛的指引，设计官Hawthrone翻查了市里厚厚的路灯设计目录，其中有些著名地标名称，比如说威尔希尔（Wilshire）双头灯,好莱坞(Hollywood)特款,还有本尼迪峡谷(Benedict Canyon)吊灯。这些路灯的丰富历史，正反映了这个城市深厚的文化历史。

　　煤油灯从十九世纪60年代开始在洛杉矶流行，直至电力在1882年出现。电力出现的几个月前，才刚创办不久的洛杉矶时报还在头版刊登了对手城市圣何塞出现了200尺高的电灯塔的报道。那文章标题宣称，“电灯，洛杉矶想要拥有也必须拥有。”

　　图二，在19世纪晚期洛杉矶市中心竖立的电灯柱 （历史照片由India Mandelkern提供）

　　洛杉矶早在19世纪就在街头竖立起了很多巨大的街道灯柱，但到了20世纪初就让步给那些形式差不多却小号一点的白炽灯。在这个城市人口增长的同时，也出现了不少好看的路灯设计，但它们通常是由社区的居民订制和支付的。

　　在这还是个尘土飞扬的不出名牛仔小镇的时候，这些公共设施的美观性还是挺重要的，而且的确被世界注意到了：在1909年，一个由记者转为驱动“美丽之城”的都市理论家，名叫Charles Mulford Robinson，在一个为市里领导们撰写的报告里称赞了洛杉矶的路灯：“这些电灯太好了，给城市带来多大的美化影响，在这一个国家却是稀缺。它们值得你们所有的保护和发展。”

　　路灯也让洛杉矶的宣传工作找到了切入点，他们说这座城市因为这样变得跟纽约、芝加哥那些照亮中东部的美国头部城市一样的现代化，India Mandelkern说道。India是个历史学者，正在写一部关于洛杉矶路灯的历史，她也是路灯设计比赛引言的顾问。“这些先驱们在尝试给世界展示一个未来之城，一个有电灯加持美化街道的先进之地。”照明以前就和安全感联系在一起，有些报纸还将路灯称为“固定的警察。”

　　但是到了二十世纪的后半页，路灯不再是公共空间的主角。汽车，成了洛杉矶的新关注点。为了迁就汽车，都市的灯光亮度不得不成倍数的增加，就好像那些路灯对着的街道和建筑的上涨的速度一样。洛杉矶的路灯标准是大约30尺高，与很多老式路灯相比要高出10到20公尺。老式路灯的标准是为了更多的为行人照明，而不是司机。市政府同时也加强了路灯作为被动执法的作用，尤其是在瓦特社区叛乱以后，路灯局大大的增加了路灯的覆盖率。

　　图三，图片显示的是1994年1月的地震后的一条异常空荡的圣莫妮卡高速公路，要注意的是那些实用主义的洛杉矶标准路灯。（图片提供:Lois Bernstein/AP）

　　今天，在几乎每一个国际化城市，随着警察和交通检测镜头、数据收集传感器和5G网络的到来，路灯慢慢的变成了“智能城市”项目的基础设施——有时候甚至带有争议性，正如最近香港展示的路灯的巨大作用那样。

　　这次洛杉矶的路灯比赛承载了所有的这些历史。对设计官Hawthorne来说，比赛鼓励设计师从那些曾经是洛杉矶热衷的路灯美观标准里寻找灵感。“我们大家都希望考虑唤回那种把早期的理念带进当代制造的设计雄心。”

　　洛杉矶的现代路灯也应该能顺畅的容纳智能城市的大量感应器和别的可能加入的装置。如路灯局长Isahakian所说，“灯柱正是那些智能部件安置的地方。”同一时间，洛杉矶慢慢的开始了把硕大的钠灯泡换成小型却更高效的二极管灯泡。新的灯泡不需要那么多空间，又透出不一样的灯光。比赛鼓励选手思考在一个高度光污染（还有空气污染）的城市里，新型路灯技术会怎么样影响能耗和照明质量。

　　评委团也希望看到洛杉矶的新路灯可以融入一些文字，比如说将本地的作家的诗歌或者社区的记忆篆刻在灯座旁边的名牌上。另外，正如市政府尝试影响人们的开车习惯，新的路灯设计必须为行人、自行车、还有使用轮椅、婴儿车还有别的助行器的人们考虑。

　　有朝一日，随着公共空间因为人口增长有更多的需求，随着全球变暖，洛杉矶路灯有可能承载更多的功能。Hawthorne认为他能看到未来一对对的灯柱，在白天像桅杆一样可以撑起遮阳的帆布（这一点耶路撒冷慢慢的开始尝试），又或者作为电动汽车的充电桩(这一点洛杉矶慢慢的开始试验)。还有一点，考虑到其他城市已经通过灯柱收集电子数据，个人隐私的问题开始浮现，路灯很大可能比过去更受争议。

　　历史学家Mandelkern说，路灯也一直承担着让居民参与公共生活和给街道充当眼睛的作用。虽然路灯通常很少被注意到，这次比赛是让大家意识到它们的重要性。“通常当我们不谈论路灯的时候，说明它们在执行好的作用，”她说道，“但即使我们不把路灯放在公众的目光下，它们还是很具有价值的不动产。人们大概开始意识到了。”

　　由于LED灯更为节能环保，同时更亮的灯光使城市更安全，许多城市已经将路灯由白炽灯取代为LED灯。这些城市目前又更进一步，在灯杆中配备了传感器及无线通讯设备，对路灯进行升级。路灯所承担的功能也不单单是提供光明，他们在为城市提供便利的同时，使万物更好地互联。智慧路灯有如下功能：

　　1）存储太阳能：LED相较于传统白炽灯节能近80%，这已经被视作巨大进步，但装配了太阳能板的路灯从节能角度来说更高效，它不仅仅可以实现电能的自给自足，还能为别的设备进行供电。

　　2）电子路标：过去当一段道路需要维修时，工作人员一般会设立临时标志进行提醒。新型的智能路灯让这件事变得更简单，它可以通过电子显示屏发布当前时刻的路况信息，提醒行人和司机注意安全。

　　3）环境监测：路灯可以通过传感器监测环境指标，如温度、湿度、水文信息、空气质量等等。收集环境数据能用来相关的研究中，从环境角度提高居民的生活质量。

　　5）智慧服务：行人可以向数字助理问路，并能够一键连接到紧急服务，应对突发事件。

　　6）充电功能：在城市中便捷的电瓶车和踏板车慢慢的变流行，通过太阳能电池板收集的能量，路灯可当作充电站为这些工具供能。

　　为了在路灯中加入上述的这些功能，需要对现有的基础设施进行升级或取代。但无论以何种方式来进行，提供必要的连接、通信带宽以及电能是智慧路灯功能实现的第一步。

　　我们一般会认为无线网络最适用于物联网场景，但必须要格外注意的是，无线网络不只是物联网唯一的方式。事实上在许多物联网的应用中，有线连接更为适用。以太网连接是实现智能路灯场景的一个最佳选择，一方面，它成本效益低，同时能提供不同的速度，以满足部署在灯柱上的每个物联网应用程序的需求；另一方面，其中的以太网供电技术（PoE）很适合智能灯柱，它摒弃了使用单独的电源电缆和系统的方式，而是利用PoE交换机为无线接入点、数字标牌和其他系统供电，能提供支持不同应用程序的不一样的功率级别的电能。PoE交换机最好使用环保且封闭的装置，能够抵御外界干扰，可将交换机直接布设在灯杆旁，安装经济且便于使用。此外，在夜间或日间开启或关闭照明灯的传感器需要与通信设施、电源以及交流照明控制装置隔离，以避免其他功能对于照明这一主功能的影响。

　　上述的这些特征展现了智慧路灯未来的发展趋势，一些城市已经在布设这些基础设施。通过有交换机供电技术加成的以太网，一个大城市可以在路灯上连接摄像头和传感器并为其供电，能够在城市的数千个交通路口收集交通数据，这一应用可以在全市范围内提升智能交通基础设施水平，还为如何利用以太网和PoE技术建立智慧城市提供了一个很好的案例。

　　城市可通过现有的例如路灯等基础设施，使其成为智慧城市万物互联中的重要一环，使城市变得更便捷和安全。路灯从诞生以来就为了保护公民的安全，但通过新兴技术，他们正在以一种新的、数字化的方式更好地实现万物互联，节能环保的城市愿景。

　　150多年前，托马斯·爱迪生发明了世界上第一个商业可行的电灯泡。从此以后，人工照明已经彻底改变了我们的工作、生活和娱乐方式。但是在不远的将来，以下七个伟大的路灯设计想法可能会在照明领域带来下一次的量子飞跃。

　　由Ross Lovegrove设计的“太阳树”是对传统路灯的有趣尝试。正如您可能已从其名称中确定的那样，“太阳能树”使用太阳能电池板为其LED灯泡供电。

　　当然，为了在实际要时（晚上）工作，白天产生的所有能量都存储在内部电池中。

　　灯还配备了方便的光检测传感器，当太阳下山时，它们会自动打开灯。整个设计旨在消除电网上的照明，并使它们比传统设置更有效。

　　“sTREEt”是对城市照明的另一种有趣解读。它的概念与上述的“太阳树”非常相似，但设想使用一个更大的“母树”。那棵树收集并储存太阳能，为自己的子路灯网格供电。

　　“母树”将配备大量的太阳能电池板，并且将是一个相当大的结构物。然后，收集到的能量将被传输到其周围街道较小的路灯结构。

　　“ sTREEt母子系统的覆盖范围可以从背景小巷的子路灯，到为大型城市广场和公共空间提供照明的母树。除了设计有诸如座位、可玩街道家具和秋千之类的社交元素外，母树还带有太阳能电池板的树冠，可以为其下方营造遮阳和防护的公共空间，为当地的街道ECO提供充足动力。”

　　由Shane Molloy设计的“Flowlight”是城市照明解决方案的又一有趣之作。与前面提到的概念都不同，这款路灯使用潮汐能来提供照明。

　　由于它依靠潮汐能，因此该照明解决方案在地理上会受到一些限制，更容易用于码头人行道，或者与河流水渠平行贴近的道路。每盏灯都有各自的水轮机臂，该臂浸入水中，并采集潮汐产生动力。而水轮机臂全天随潮汐的位置浮动而上下移动。这使它能够一直收集能量，提供给照明系统。

　　与上述其它概念路灯不同，城市绿色能源驱动的“可再生路灯”已能在市面上买到。但是后来，该款路灯就不再生产。

　　这款灯的最大特点是能源的自给自足，甚至这款照明路灯不需要连接到城市电网。其每盏灯都是双电源，可以同时利用太阳能和风能。同时每盏路灯都配有内置储能电池，保证其可持续工作3-5天。这在某种程度上预示着，即便没有太阳，没有风的情况下，它仍能持续工作。

　　如果您是普通的广场舞大妈，那么未来可能锻炼还能产生更多额外的效益，这就是“ EnergyMe”路灯背后的设计逻辑。

　　这个设计想法很简单，居民能免费使用其提供的健身器材，而灯杆可以收集这些体育活动的动能，并存储以供夜间照明使用。居民们可以步行、奔跑、引体向上、舞蹈、拉伸或者蹦跳等。该解决方案不仅有助于保持健康，并为当地社区的利益做出贡献，还能够大大减少路灯运行对环境的影响（以及税收成本）。

　　由Mebrure Oral设计的“Windtulip”是对传统路灯的又一次创新性重塑。每盏灯的顶部都有自己的垂直风力涡轮机，每当风吹来时，它就不分昼夜为内部电池充电。而太阳下山后，其节能LED灯会打开，每盏灯的设计看起来都像是一件城市艺术品，并且还美化了它们的能够照亮的区域。

　　最后，“能量种子”是取代传统路灯的绝妙主意。它们背后的想法是帮助重复使用已经被用过的电池，而不是简单地将它们扔掉。

　　如您所知，虽然用过的电池可能只有少数的电压来运行您喜欢的小工具，但这并不代表它们存储的所有能量都已用完。

　　由Sungwoo Park和Sunhee Kim设计，每盏路灯都被“植入”到一个小瓦罐中，罐的顶部装有圆形电池口。用户都能够将旧电池存插入设备中，然后小瓦罐会收集其所有剩余能量。