智慧物聯網
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什麼都掛什麼都不奇怪 智慧路燈串起城市數據節點
如果你曾注意路邊的燈桿，可能會發現，新一代的燈桿上頭不只換成LED燈泡，還會掛著許多「週邊設施」，像是智慧監視器、空氣品質感測器、微型基地台、電子看板或充電樁，簡直就是「什麼都掛、什麼都不奇怪」！愈來愈多的城市開始建置這類智慧路燈(也稱智慧燈桿)，它們不再只扮演傳統的照明功能，更是智慧城市中的重要數據節點，扮演城市中智慧物聯網的關鍵基礎建設。
智慧路燈2024年商機上看300億元
過去十多年來，隨著環保意識抬頭，加上傳統路燈不易管理與監控維修，各國政府都在積極推動將傳統水銀路燈升級成新一代智慧路燈，其中換裝LED燈頭與控制系統是標準需求，不僅可智慧調光、大幅降低耗電量，也從過去的人工控制巡檢到智慧化管理，以統一管理平台進行監測及控制，提升照明品質及維護質量。
根據市場研究機構Navigant Research預估，全球智慧路燈的安裝數量，將由2017年的630萬支，成長到2026年約7,300萬支，但以全球路燈的數量來看，全球約有3億盞路燈、全台約有220萬盞路燈，未來成長空間仍相當可觀。
另據TrendForce旗下光電研究處統計，智慧路燈市場滲透率持續拉升，預估2024年全球LED智慧路燈市場規模(僅計LED頭燈與單燈控制系統)將達10.94億美元(圖1)，2019至2024年複合成長率為8.2%；另據ABI Research預估，2018~2026年智慧路燈市場年平均複合成長率將達31%，到了2026年市場規模將成長9倍，達到17億美元。
圖1 2020~2024年全球智慧路燈市場規模預估 資料來源：TrendForce
隨著美國、中國大陸、歐洲、日本及其他亞太地區大力推動智慧路燈，且搭載的功能愈來愈多元與先進，預期將釋出大量的通訊設備、光學零件、燈具控制器、電子感測器、軟體系統等商機。
整合數據及加值服務 串連城市各個角落
智慧路燈之所以肩負愈來愈多的角色，是因為在智慧城市的架構下，必須仰賴許多感測器、物聯網及智慧裝置來蒐集與整合各種公共數據，而路燈可以說是城市中覆蓋最廣的基礎設施，因此大家就把腦筋動到它身上，不管是智慧監控攝影機、充電設備、微型基地台、微型氣象站、數位看板、緊急廣播等加值應用，都可加裝上去(圖2)。過去路燈主要是扮演城市照明的功能，但現在的智慧路燈則是透過數據及加值服務，來照亮城市的各個角落。
圖2 智慧路燈應用加值服務 資料來源：遠傳電信
舉例來說，透過IP智慧監視器的串連，搭配人工智慧的影像辨識及物體偵測追蹤功能，可提供即時影像及車流人流報告，監控交通及道路壅塞的情況，從遠端進行交通訊號與車輛分流的調配管理，人流報告則可提供人群集中的熱區分析與統計，作為商業規畫或防疫管理的參考，另外也可透過車牌監控來進行交通違規的開罰、或進行城市單雙號車牌進城管理的工具。
此外，智慧路燈也能化身環境監控站，只要加裝感測器及空氣盒子，就能協助蒐集環境狀況與空氣品質等資料，並可即時透過數位看板或手機App提供民眾參考，一旦空氣品質達到危險等級、或突有特殊氣體的濃度飆高等狀況，即可發出示警，也可搭配AI攝影機進行淹水監測、公用垃圾桶容量監控等用途，或協助判斷車禍事故、路樹電桿倒塌、道路坑洞等狀況，長期累積的環境數據也可提供相關單位分析參考。
現在許多公車站牌已經導入數位電子看板，如果智慧路燈也能結合數位互動看板，就可提供周遭環境的即時資訊，作為政府機關政令宣導的載具，像是天氣、空氣品質、交通路況、附近停車空位等，當然也很適合作為廠商廣告宣傳的資訊平台，甚至可提供附近店家的促銷訊息推播，民眾透過手機即可下載使用。
在社區安全方面，智慧路燈也可充當安防監控的好幫手，除了可透過RFID功能進行社區安防監控，也可整合緊急呼叫的對講機，遇到突發狀況時可緊急報警求助，路燈底座也能放置緊急救援包，在緊急災害發生時可讓受困民眾延長黃金救援時間；美國還有不少智慧路燈就加裝了聲音感測器，可以定位方圓5公里之內的槍聲來源，可即時通知警方，防止治安事件進一步擴大。
5G基地台共桿共箱 將成智慧路燈重要推手
儘管智慧路燈可以掛載的功能相當多，但如果要選一種殺手級應用，那就非5G微型基地台莫屬了。因為5G訊號的覆蓋範圍只有幾百公尺，加上必須支援萬物聯網的需求，布建時需要更多的微型基地台，但現在基地台的架設地點愈來愈難找，智慧路燈不僅覆蓋率高，且可支援電力及網路，就成了5G基地台「共桿共箱」的最佳選擇。
另一方面，隨著自駕車的時代即將到來，包括人、車、路之間都要能即時分享交通資訊，藉以提高交通安全與運輸效率，除了車上的各種感測器與聯網裝置外，道路設施也將扮演重要角色；密集覆蓋的智慧路燈如果搭載5G及感測器，就能協助自駕車發揮協同效應，借重5G的超大頻寬與超低延遲等優勢，提供車對道路設施(V2I)的通訊功能，加強自駕車的行車安全。
當然，如果城市中要建置電動車的充電樁，智慧路燈也是一個不錯的選項。由於停車位不足、土地資源有限、投資成本偏高，使得公共充電樁不易快速普及，如果能將現成路燈與停車位改建成充電樁，不僅節省鋪設管線的成本及工程費用，且智慧路燈還兼具5G微型基地台、視訊監控、電子看板等功能，讓車主在充電時可以更安心，同時在充電時也可一併提供更多元的服務給車主。
圖3 全球智慧路燈供應商矩陣 資料來源：Guidehouse Insights
西門子/北科大/中正高中聯手推動北市AI教育
台北市中正高中於日前與國立台北科技大學、台灣西門子(Siemens)簽立三方合作意向書，首創高中教師、大學講師及業師協同授課的AI教育「三師學堂」。同時，北市高中職可透過與中正高中簽約，或加入北科大「AI School計畫」，成為本次MOU聯盟學校，共享中正高中「AI學程專班」籌備經驗、北科大AI教育專家諮詢服務及台灣西門子產業資源。
台灣西門子公司總裁暨執行長艾偉表示，人工智慧是21世紀產業升級轉型關鍵，本次很榮幸與台北市政府、中正高中和國立台北科技大學合作，從高中階段培育學生前瞻思維，強化台灣人才實力和競爭力。
為促進台灣AI蓬勃發展，人才培育自大學向下扎根，國立台北科技大學將協助中正高中規畫AI學程教學計畫，並將大學系所機器學習、深度學習課程，轉化為適合高中生學習的內容；西門子亦承諾將為中正高中提供業界講師入班授課AIoT智慧物聯網專題實作、業界實力專題實作及師生短期培訓專班，以厚植北市新一代科研人才。
中正高中自108學年度成立「AI學程」，不同於漫談AI發展史、資料蒐集、資料庫分析的AI科普教育，該課程自高一遴選具備數理學科性向學生，108學年度招收22名高一學生，爾後每學年遴選25名學生參與。「AI學程班」學生以跑班選修方式，接受校方將AI教育融入部定必修、課後輔導、暑期輔導及加深加廣、彈性學習合計20學分課程，接觸資料探勘、機器學習、視覺辨識、類神經網路相關知識，從演算法、線性代數、系統平台、巨量資料、資料科學等切入點，認識人工智慧科技未來在電腦視覺、自然語言處理、生物特徵識別及自動駕駛系統、AIOT等技術體現，為未來就讀大學相關科系先行準備。