構建面向綜合桿等城市家具的光纖數字底座研究

周中柱 孫運明

摘要：隨著“十四五”時期要堅定不移建設制造強國、質量強國、網絡強國、數字中國，統籌推進基礎設施建設，構建系統完備、高效實用、智能綠色、安全可靠的現代化基礎設施體系的要求，如何構建城市神經元系統光纖數字底座成為重要研究課題，本文從城市綜合桿等信息基礎設施的現狀、建設模式及解決辦法等角度梳理有關智慧城市的數字底座建設發展趨勢，以期對數字城市的綜合桿建設發展有所啟發。

關鍵詞：基礎設施;綜合桿;數字底座;策略研究

一、引言

傳統燈桿在城市中具有覆蓋廣泛、功能種類繁雜等特點，如果僅僅用來照明或者搭載城市部分功能，顯然沒有充分發揮它的價值，而且導致城市道路兩側多桿林立、雜序無章、維護困難等諸多不利因素。因此多桿合一的需求逐漸清晰，尤其搭載5G微站的綜合桿得到了政策的大力宣導與激勵。

隨著智慧城市的發展，結合數字底座為基礎的5G綜合桿產業是一個逐步演進的過程，如何規劃好綜合桿的統籌建設、應用模式等問題逐漸成為當前重要的研究課題。

二、綜合桿的概念

綜合桿為各類城市管理和服務設施提供了統一物理搭載平臺，實現了“一桿多用”、“多桿合一”的城市桿體基礎設施共建共享目標，為發展智慧城市、城市數字化轉型打下了堅實基礎，也是未來推進新基建整體升級、筑牢數字底座基石的必然方向。

三、面向數字底座的建設目標

秉持“做減法、全要素、一體化”方針，貫徹以部門管理為中心向服務需求為中心轉變的理念，以綜合桿設施為載體，按照“統一規劃、統一建設、統一管理”的理念要求，對照“最高標準、最好水平”，綜合運用物聯網、大數據、云計算、智能傳感等技術，構建面向綜合桿等城市家具設施的光纖數字底座，形成與城市數字化轉型相適應的骨干神經網絡體系，打造新一代信息基礎設施與城市公共設施融合發展的新型數治基礎設施標桿，推動城市管理效率和服務質量的提升。

按照“集約共享、先進實用、標準規范、開放兼容、安全可靠”的原則，建設面向綜合桿等城市家具的光纖數字底座。

（一）一張骨干神經網絡，打造數字化城市設施

將光纖網絡作為綜合桿設施的基礎功能，對部署方式、覆蓋范圍、接入標準、資源管理等進行統一規劃和設計。基于共纜入桿、同纜分纖、統一成端的模式，合理利用網絡基礎資源和調度節點，對信息光纜、設備箱接入等進行集約化建設。針對5G綜合基站部署，支撐運營商建設配套的光纖接入網絡，實現重點區域、重點道路的雙千兆網絡全覆蓋，夯實寬帶城市的網絡基礎。

（二）一個綜合管理平臺，支撐城市精細化管理

以統一管理、開放共享為目標，建設配套的綜合信息管理平臺，為綜合桿設施及搭載的各類應用提供統一的資源調度、狀態監控、安全管理和信息發布等網絡管理服務。將綜合桿設施搭載的光纖接入申請、設計、建設、調度和維護等不同階段流程數字化，實現全生命周期的在線管理。

（三）一套標準技術體系，提升運營和服務能級

為保障網絡建設管理過程的安全、高效，基于管線公司專業的運維團隊，規范的管理機制和豐富的運維經驗，建立“技術+管理”的一體化標準規范體系，提升網絡整體的運營服務能級。

（四）開放兼容合作模式，衍生數字化場景融合

按照治理數字化轉型的整體要求，綜合網絡、平臺和感知技術，對各類城市神經元主體實現區域內的“物聯”、“數聯”和“智聯”。

四、綜合桿的搭載策略

綜合桿設施所搭載的設備主要有道路運營管理類設施、城市安全服務設施、城市公共服務設施三類。綜合桿主要搭載應用有照明、交通信號燈、交通指示牌、治安監控、交通監控、環境監測、LED顯示屏（氣象發布、路況發布、廣告發布、停車引導）、通信基站等，滿足智慧城市5G通信、智慧交通和公共服務等各種應用需求。

綜合桿搭載應用場景的信號傳輸分為有線傳輸和無線傳輸，其中有線傳輸包括光纖接入和電纜接入，無線傳輸主要采用NB-IOT和5G等接入方式。綜合桿的接入線纜主要分為配線線纜（A段）和匯接線纜（B段），其中配線線纜（A段）是指從綜合設備箱到桿體搭載設備的線纜，匯接線纜（B段）是指綜合設備箱到用戶單位的網絡線纜。針對不同搭載應用場景，綜合桿設施光纖需求圖如圖2所示。

（一）交通監控

在綜合桿上主要的安裝設備有：傳統視頻、卡口外的智能感知設備（多功能雷達、聲音定位探頭（聲吶）、遠光燈抓拍槍機）和非視頻類產品（速度反饋屏、LED顯示屏）等。主要實現電子警察、實線變道、違法停車、高空監控、斑馬線不禮讓行人、行人闖紅燈系統、AR相機、多目標雷達、違法鳴笛等功能。

一般在綜合桿設備箱內安裝電源模塊、光電轉換器，一端通過五類線上桿搭載設備，另一端通過光纖接入用戶單位的網絡，單端設備需要1-2芯光纖。個別監控設備采用光纖直接上桿的方式，實現傳輸接入，光纖需要1-2芯。

（二）治安監控

分布在全市的各個角落，作為“眼睛”守衛著城市平安，主要在城市出入口、交通主干道、非主干道、公園、廣場、政府、醫院、企業、學校、城市商圈等區域布放治安監控，實現“全域覆蓋、全網共享、全時可用、全程可控”的治安監控功能。一般在綜合桿設備箱內安裝電源模塊、光電轉換器，一端通過五類線上桿搭載設備，另一端通過光纖接入用戶單位的網絡，單端設備需要1-2芯光纖。個別監控設備采用光纖直接上桿的方式，實現傳輸接入，光纖需要1-2芯。

（三）照明、交通信號燈

分別接入照明控制箱和交通控制箱，均不接入綜合設備箱。

（四）環境監測

主要采用以無線接入方式為主，部分在綜合設備箱內安裝后臺設備，通過五類線或信號線上桿搭載設備。上聯通過光纖接入用戶單位的網絡，單端設備需要1-2芯光纖。

（五）LED顯示屏

主要采用五類線或HDMI線上桿，上聯通過光纖接入用戶單位的網絡，單端設備需要1-2芯光纖。

五、可行性分析

（一）技術可行性

本項目在建設方面借鑒了諸多項目的成功經驗，并結合實際情況做了細致和充分的設計準備工作。針對構建面向綜合桿等城市家具的光纖數字底座項目具體需求，采用集約化建設方式可節省通信管道資源，利用定制化數字接口在綜合桿內實現光纖分配，滿足各用戶光纖接入需求。采用智能ODN技術可實現對光纖資源管理的智能化，利用光纖傳感技術和智能井蓋等設施實現網絡維護的智能化。項目建設涉及的技術和產品都已成熟，因此在技術方面是可行的。

（二）經濟可行性

通過對業務需求的精準預測進行光纖資源的預部署，各用戶單位可根據自身業務需求按需申請光纖資源，大大減少了光纜建設工程量。同時對已建成綜合桿設施區域采用集約化方式建設溝通管道，對新建綜合桿設施區域采用與綜合管道同步建設溝通管道。光纜和管道的集約化施工，各需求單位按需使用，大大降低了光纜和管道的建設投資，因此本項目從經濟方面是可行的。

六、結束語

通過綜合桿的建設，搭載多功能設備載體，筑牢城市數字底座，是城市家具中重要的一環，許多城市都在更新公共基礎設施，但各類問題也逐一顯現，如何對系統進行整合進行利用是當今面臨的重要課題。應根據桿體的不同位置，結合具體需求，進行一桿一方案設計，這就需要我們不斷總結經驗，來制定中國個性化的綜合桿建設策略，以實現城市的綠色、數字化發展。

作者單位：周中柱? ? 孫運明? ? 華信咨詢設計研究院有限公司

參? 考? 文? 獻

[1]巫細波，楊再高.智慧城市理念與未來城市發展[J].城市發展研究， 2010，17（11）：56-60.

[2]鮑詩度. “城市家具” 筑建美麗家園（城市更新，藝術何為？）.人民日報， 2020，7.

[3]《上海市推進新型基礎設施建設行動方案（2020-2022年）》

[4]吳晨.構建統一數字底座，推動數字孿生城市建設[J].北京觀察， 2020（2）：73.