【智慧城市系列專題報道之一】
作者：李東盛
二零二一年七月三日
何為智慧燈桿？
在深圳市僑香路上，你會發現這里的路燈不僅是照明，亮度可以自動調節，行人車輛紅綠燈能感應放行，能識別路面的裂縫、坑洼及積水，井蓋、標識、標牌、護欄等是否有損害等黑科技。
在廣州市北京路步行街，你會發現這里的路燈也不僅能照明，還能給自己快要關機的手機充電，連接Wi-Fi，打商業廣告，視頻監控等，……
智慧燈桿，是綜合承載多種設備和傳感器并具備智慧能力的桿/塔等設施的總稱，包括但不限于通信桿/塔、路燈桿和監控桿。智慧燈桿所具備的功能由其掛載的設備和傳感器決定。這些設備和傳感器可通過各種通信技術接入網絡和平臺，并在互聯網、人工智能、大數據等ICT技術的賦能下提供豐富的智慧應用。智慧燈桿作為新型智慧城市的新入口，融合了5G基站、智慧照明、智慧安防、智慧氣象、信息發布、充電樁、人車路協同設備，以及大數據和人工智能等新技術，能夠進行前端的信息采集，并為后端的物聯網平臺，提供各種城市大數據支撐。在我國推動新基建的戰略部署下，智慧燈桿已成為5G時代城市信息建設的公共基礎設施。
智慧燈桿的發展歷程與前景
1993年智慧城市理念興起，直到2015年在美國首先有了真正意義上的第一支智慧燈桿，2016年是中國智慧燈桿的落地元年，2017-2018年智慧燈桿技術發展日趨成熟卻因運營、盈利模式等問題落地受阻，2019年作為5G商用元年為智慧路燈發展創造了新機遇。2020年11月歐洲ETSI正式發布智慧燈桿標準。2020年12月份中國制定了國家標準《智慧城市、智慧多功能桿服務功能與運行管理規范》。2021年是十四五規劃的開局之年，新基建仍是2021年社會經濟發展的燃爆點。
在新基建的大環境下，各大城市正積極推進智慧燈桿、智慧城市建設，下面看看北上廣深四個一線城市的智慧燈桿建設規劃情況。
北京：雖未在規劃中明確智慧燈桿建設目標數量，但在《北京市加快新型基礎設施建設行動方案（2020-2022年）》中，5G網絡建設、車聯網、工業互聯網、產業園生態、充電樁等重點任務中均涉及智慧燈桿這類基礎設施，目前北京正分階段建設智慧燈桿，同時到2022年，北京市基本建成具有國際領先水平的新型基礎設施。
上海：在《上海市推進新型基礎設施建設行動方案（2020-2022年）》中提到，未來三年上海新一輪的48項重大項目總投資約2700億元。在上海新基建35條中的新網絡、新設施、新平臺、新終端等建設行動均涉及智慧燈桿。多桿合一是上海智慧燈桿建設的主要趨勢。自2018年以來，上海開啟了三年架空線入地和合桿整治工程。目前已建設約1.5萬根綜合桿，計劃到2022年底，再建設2萬根綜合桿。
廣州：在《廣州市加快推進數字新基建發展三年行動計劃（2020—2022年）》中明確加速發展智慧燈桿，到2022年底力爭建成智慧燈桿3.4萬根，構建全球頂尖的智能化 “創新型智慧城市”。為進一步推進智慧燈桿建設，近段時間以來廣州發布了多個智慧燈桿項目，建設數量達8萬套，項目金額累計約36億。
深圳：2020年12月制定的《深圳市信息通信基礎設施專項規劃》提出，2022年要建成2.4萬根多功能智能桿，至2025年建成4.7萬根多功能智能桿。在今年的《深圳市人民政府關于加快智慧城市和數字政府建設的若干意見》指出，進一步優化多功能智能桿布局，到2025年，深圳將打造具有深度學習能力的城市智能體，成為全球新型智慧城市標桿和“數字中國”城市典范。
依據國家統計局數據，2019年我國燈桿保有量約為2935萬根，是全國通信鐵塔保有量的十倍以上，如果疊加安防、交通用桿等，其規模更為驚人。研究報告顯示，2020年，由5G基站建設帶動的智慧路燈市場總額為1176億元。據CTIA 預測，2021年我國以智慧燈桿為入口的各種硬件及服務的市場規模或為3.7萬億元，占智慧城市市場總規模的20%，這是一個每年愈萬億的大蛋糕。
圖2：我國各地的智慧燈桿
目前我國智慧燈桿建設要注意以下問題
一、應用層面的實用性和價值實現，有待繼續開發和創新。通過近年的探索，智慧燈桿已不存在明顯的技術瓶頸，目前智慧燈桿已經進入到逐步標準化和規范化的建立階段。隨著物聯網、人工智能、云計算、大數據等大量新一代信息技術的廣泛應用，智慧燈桿的應用場景比以往變得更加廣泛，但應用場景的實用性和價值有待進一步開發和創新，這在當下變得尤為迫切。目前很多應用往往被現有的概念所限制，開發者思路需要從被動場景向主動場景轉變，比如高速公路無道閘的自由流、各種馬路的靶向廣告、人員和車輛的全城乃至全國追蹤、失蹤等特定人員的去向追蹤、城市交通高峰時段自動調節等。
二、智慧燈桿的建設需要有系統整體的規劃，避免重復建設和數據孤島問題。目前城市管理者已經意識到重復建設和數據孤島的問題，在城市建設中越來越多地從城市整體頂層設計出發，從分散建設的路邊各種桿體升級為一桿多用的“智慧燈桿”建設模式，以承載通信基站和各類傳感器，這也契合“新基建”的建設思路。由政府統一規劃和投資建設，并由政府下屬部門或者國有企業進行統一的運營管理的方式，目前取得比較好的效果。典型案例如上海、廣州、深圳，但是這一模式適合財政實力比較強的地方政府，采用財政包干，由當地政府單位牽頭，統籌建設、多方參與。財政實力相對一般的地方，仍需繼續探討合適自己財政能力的方式，又要避免重復建設和數據孤島問題。
三、商業模式有待繼續探討，盈利情況仍不明朗。若考慮地下建設，單桿初始建設成本可達15萬元，加上掛載物后單桿成本可達21萬元。這不管是對于政府也好，或者對于廠商也罷，都是一筆不小的投資。在智慧燈桿試點搭建之后，如何將其商業盈利模式探索出來，目前顯得尤為迫切。同時，智慧燈桿已是城市發展到一定水平，建設智慧城市和數字政府的必由之路，目前正從我國一線城市向二線城市推廣和發展。在探索智慧燈桿商業盈利模式的時候，既要積極開展政企合作，又要兼顧公益性、涉密型、政務性、商業性，才能更好地推進我國智慧城市信息化和數字化的發展。
四、智慧燈桿及配套產品質量參差不齊，在可靠性方面，尤其在防水性能方面仍有待提高。由于智慧燈桿是戶外產品，長時間在陽光下暴曬或被大雨淋漓，甚至出現被水淹情況，這對燈桿的艙體及電子通信部件有較高的工作寬溫和防水性能要求。根據實際走訪，我們發現個別智慧燈桿居然采用家用級交換機和光纖收發器，這樣是完全沒有防水能力的，可靠性和耐用性是完全沒有保障。同時，市場調研也發現某某道路的智慧燈桿項目，在開通不到一年時間里，就有15%故障損壞，究其原因主要在兩點：①耐高溫不行、②防水性能達不到IP67標準。燈桿在夏天陽光的暴曬下，很容易就達到80度高溫，若電子通信設備的工作寬溫不達標，很容易會死機或宕機；而水淹、艙體內冷凝水等問題，要求燈桿內部的電子通信設備必須有一定的防水性，達到IP67才能化解這些問題。因此，智慧燈桿此類戶外地面應用產品，在設計和選部件時就得系統地考慮水淹、漏水、凝水、潮濕、高溫、嚴寒等痛點問題，才能避免黑科技不耐用的觀感，這是當下智慧燈桿交給各集成商和設備商的一個課題。
針對智慧燈桿可靠性和防水性能的具體要求，深圳市遐域技術有限公司專門為智慧燈桿推出了系列防水工業交換機和防水智慧網關，其產品超越IP67標準，可以在1.5米水下連續工作7天，也支持-40至85度寬溫工作，支持自愈環網、串口RS485/232、PoE、SNMP等，徹底解決智慧燈桿的水淹、漏水、凝水、潮濕、高溫、嚴寒等痛點問題，已應用到上海、廣州、深圳等城市的智慧燈桿項目里，同時還給客戶提供免費試用。
圖3：遐域公司的IP67防水工業交換機
綜上所述，對于中國智慧燈桿每年過千億的龐大市場，希望國內的設備商和集成商為智慧燈桿繼續打造出更多高品質的配套電子通信設備，開發出更多有價值的應用場景，挖掘和使用其中信息和數字的金礦，在物聯網、車聯網和人聯網中開辟出一種可運營、可持續發展的商業模式，共同建設這一輪信息化和數字化的科技強國！