智慧路燈是新型智慧城市建設傳感集成的最佳載體

國網信通股份公司四川中電啟明星信息技術有限公司 郝建維 李國云

1 智慧路燈發展現狀

1.1 產業現狀

目前城市道路各類桿柱種類雜，主要包括照明路燈桿、交通信號桿、交通標志牌桿、信息發布桿、視頻監控桿、通信桿塔、充電樁等，且桿柱數量多、密度大，嚴重占用了有限的人行道空間資源，影響市政市容和城市景觀，浪費公共財產資源，且不利于設備統一管理和維護。

根據Technavio發布的“2020—2024年全球智慧桿市場”報告數據顯示，2019年全球智慧桿市場規模為57．5億美元左右，2020—2024年全球智慧桿市場規模將增長79.7億美元，達到137.2億美元左右，年復合增長率達到19%。目前全球許多國家探索布局試點了智慧燈桿項目，包括美國、新加坡、印度、德國、西班牙、韓國等，通過LED路燈部署減少能源消費，同時將智慧燈桿與交通管理系統集成，實現道路交通智能化管理，與通信桿塔集成，實現5G宏站微站與傳統照明桿柱的合桿建設。

根據中國電子技術標準化研究院相關研究，2019年我國城市道路照明燈桿保有量約為2935萬盞。若2020—2025年，我國城市道路照明燈桿數量保持5%的增速，預計2025年城市道路照明燈數量將達到3923.4萬盞。如果2020年智慧路燈滲透率達30%，以城市主干道12m高路燈為例，智慧路燈一年節能費用高達1058元（電能節約698元每年，維修費用360元），而一盞物聯網市電智慧路燈的改造成本為3800元，即改造成本可在三年多的時間，以節省能源成本和維修費用的方式返還。

1.2 政策支持

智慧路燈傳感集成桿柱是新型智慧城市建設趨勢下5G通信基礎設施、市政基礎設施、便民服務基礎設施、城市運營基礎設施等共建共享的集中載體，智慧路燈作為新型智慧城市智能設施的重點組成，近年來各級政府和行業相關企業積極推進智慧桿柱的建設。

2018年5月，工信部、國務院聯合發布《關于2018年推進電信基礎設施共建共享的實施意見》指出，積極推進通信塔與路燈、監控、交通指示等燈桿資源雙向共享，推動“多塔合一”、“多桿合一”，各省市智慧路燈規劃和建設快速推進。智慧路燈建設的行業標準、地方標準規范相繼推出，2018年10月，住房和城鄉建設部發布了《道路照明燈桿技術條件》，2020年1月，住建部發布了《按預估開展人行道凈化和自行車專用道建設工作的意見》，明確要求城市各類桿柱建設要遵循“多桿合一”、“多箱合一”、“多井合一”、“多管合一”的原則，集約設置人行道上各類桿體、箱體和地下管線。2019年4月中國照明電器協會發布了《多功能路燈技術規范》，2018年上海市城市綜合管理事務中心牽頭編制的《上海市合桿整治技術導則》在智慧路燈的布設要求、桿體設計、設備搭載等均進行了設計指導。2018年11月，廣州市發布了《廣州市智慧燈桿及道路合桿整治技術導則》，深圳市發布了《多功能智能桿建設發展行動計劃（2018-2020年）》，均要求積極開展多功能智慧路燈標準體系研究，開展試點示范，加強統一規劃，加強統一管理，推動設施共建、實現數據共享。隨后在2019-2020年，北京、上海、廣東、江蘇、重慶、浙江、湖南等陸續發布指導意見、發展規劃、設計導則等多種形式的政策文件，推動智慧路燈全面發展，并大力推進智慧路燈運營模式的探索。

表1 智慧路燈功能描述

2 智慧路燈功能描述

圖1 智慧路燈綜合管理平臺

圖2 雄安市民服務中心智慧路燈示范項目

智慧路燈是在傳統室外照明桿柱的基礎上發展起來的一種集成各種信息設備創新復合應用的智慧路燈產品，它依托LED路燈燈桿集成4G/5G基站、智能交通、視頻安防、電子顯示屏、手機應急充電、SOS報警、廣播音柱等設備，變成一個傳感集成綜合載體，實現環境監測與治理、智能安防、車路協同、信息發布、井蓋監測、垃圾桶監測、地下管網監測，健身步道協同管理、噴霧除霾、環境噪音監測、林木和土壤狀態監測、便民服務和報警等功能于一體的智能化設施。如表1所示。

3 智慧路燈管理平臺

智慧路燈綜合管理平臺，可通過前端設施設備的掛載及后臺系統，實現智慧照明、視頻監控、無線網絡覆蓋、交通管理、信息發布、信息交互、環境傳感監測、機動車充電等功能中的兩種或多種組合。智慧路燈應用平臺的整體構架包括感知層、傳輸層、物聯網云服務平臺、應用層。如圖1所示。

感知層：包括智慧路燈，以及掛載于桿柱上的多種終端設備。

傳輸層：主要由智能網關構成，通過智能網關采集桿柱掛載設備數據，并可對掛載設備發布操控指令，數據通過5G或光纖傳送至管控平臺。

物聯網云服務平臺：統一接入智能網關，可實現對智能網關設備的注冊、管理、配置和APP下發等功能。

應用層：包括基本應用和擴展應用，“智慧路燈應用平臺”基本應用包括遠程監控、照明調控、設備管理、環境檢測、多媒體顯示等，其擴展應用包括5G微基站通信、公共WIFi、車路協同、應急報警、新能源汽車充電、井蓋監測、智慧垃圾桶監測等。

4 智慧路燈典型案例分析

雄安新區作為具有重大發展戰略意義的國家級新區，始終堅持世界眼光、國際標準、中國特色、高點定位的發展定位，堅持智能城市與物理城市同步規劃、同步建設，大規模、全領域集成應用新一代信息技術，適度超前布局智能感知設施和感知體系，努力打造引領智能城市建設發展的全國標桿，使智能城市成為雄安新區建設高水平社會主義現代化城市的重要標志。

4.1 雄安市民服務中心智慧路燈示范項目

雄安新區市民服務中心是雄安新區設立以來的第一個成規模大型建筑群，承擔起新區公共服務、規劃指引、風貌展示、政務辦公、游客參觀等多項功能和任務，它代表著未來雄安新城建設的基本方向，是未來雄安締造智慧城市、綠色城市的縮影。

雄安新區市民服務中心智慧路燈示范項目，該項目為雄安首批直流智慧路燈項目，集成車路協同、5G微基站、環境監測、井蓋監測、手機充電等多種功能，可實現12大類智能設施管控和32類細分功能，是國家電網公司在電力物聯網建設領域又一標桿項目，建設位置特殊、標桿效應明確、示范效果顯著。如圖2所示。

4.2 雄安新區智能交通項目

雄安新區智能交通項目總長度22km，一級公路標準建設，雙向六車道規模布置，設計速度80km/h。該項目合計使用900多桿19種型號的智慧路燈。在智能交通系統方面，除傳統的交通信控、視頻監控、信息采集、電子警察等，還引入動態稱重、非信控路口道路預警等系統，并在桿柱上整合智慧照明、信息發布、環境監測等設備，同時為5G微基站、車路協同等設施預留設備安裝位置和供電電源。