多功能智能桿對城市空間的優化設計研究
——以一街坊配套道路為例

蔡林斌

深圳市綜合交通與市政工程設計研究總院有限公司 廣東 深圳 518000

隨著城市化進程的速度加快，市政道路紅線范圍內建設的各類架空線、桿體、設備箱等林林總總占用了城市空間，且各類設施設備交叉重復建設等問題成為制約城市快速發展的重要難題，牽扯出后期項目難以實施，遷改困難等問題。深圳市現有市政道路桿件及箱體多達10余種，設計產權單位眾多，路口段桿體箱體更是密集，由于目前路口交通設備繁多，每種功能或需求即設一個箱體，導致每個交通監控路口多達4至5個箱柜，嚴重影響行人通行及城市美觀。

推行多功能智能桿建設，實現“多桿合一、多箱并集”，不僅能夠大幅精簡道路兩側的桿件、箱體，節約城市土地資源，凈化、美化城市環境，提升城市形象，也為新一代信息通信技術提供基礎設施載體，提升城市管理的精細化、智能化水平[1]。

1 全過程設計思路

根據深圳市人民政府辦公室《深圳市多功能智能桿建設發展行動計劃（2018-2020年）》的要求，到2020年，基本實現多功能智能桿在全市主要干道的全覆蓋，建成多功能智能桿管理平臺，促進城市感知網絡體系進一步完善，市政管理、公共安全、交通出行、環境保護等領域的城市治理水平大幅提升，城市管理效率和公共服務水平全國一流[2]。

包括在2018年中央經濟工作會議提出我國發展現階段投資需求潛力仍然巨大，要發揮投資關鍵作用，加大制造業技術改造和設備更新，加快5G商用步伐，加強人工智能、工業互聯網、物聯網等新型基礎設施建設。

功能智能桿的建設在深圳市范圍內已有幾處試點建成區，各區的建設標準、規格不一致，導致各區建設沒有統一標準。深圳市地方標準《多功能智能桿系統設計與工程建設規范》DB4403/T 30—2019[3]的出臺對規范我省城市道路桿件的集約化設置，推動市政設施品質化、智慧化建設，構建和諧有序的道路空間，具有重要的指導意義。

2 設計理念

推動多功能智能桿的建設能夠給城市經濟的良性發展提供助推力，優化城市的空間建設格局，以便給人們的日常生產、生活營造更加便捷的空間條件。同時，多功能智能桿平臺對于先進技術的應用更為深入，有助于實現資源效用最大化的目標[4]。

“多桿合一、多箱并集”是未來發展的主要趨勢之一，多功能智能桿設計強調桿件綜合設置的全面性、系統性，協調與道路、橋梁、隧道、管線、交通、照明、綠化、景觀、附屬結構各專業之間的關系等。并提高城市的垂直度，可以在有限的空間內實現更多的功能，同時提高城市的綠化率和城市景觀的美觀性。

3 設計方向

在實現安全、環保、可持續發展的總體目標中應包括三個方面的內容，一是交通功能應達到舒適性、安全性、高效性等；二是環境保護方面要求桿件和機箱建設應盡量減少對空氣、聲環境、光環境及沿線居民生活的負面影響；三是資源節約方面要求桿件和機箱建設應能充分合并，減少材料、能源浪費，減少對道路地面的侵占。讓功能定位從“強調交通功能”向“促進城市街區協同發展”轉變，讓城市空間從“道路紅線”向“完整片區”轉變。

道路沿線通過多功能智能桿對各類桿件進行綜合整合，通過智能一體化機柜對各類配套機箱并集布設，并為后續各類設施的搭載提供適當預留。多功能智能桿的總體布局應以交通安全及需求為主，優先設置于綠化帶內，且注意不得遮擋搭載的設施。應避免路燈與交通設施的光線干擾，影響多功能智能桿智慧交通設施的使用功能。另外，桿件設計應為遠期設施接入預留部分接口，做到“一次建設，長期受益”。

界面空間提升方向主要為“整亂象，強特色，增體驗，塑空間”四個方向，界面空間主要為城市道路空間內存在的各種問題，使城市空間變得更整潔和更具特色，設施更多樣，功能更合理，形成美觀有序的道路空間。

4 設計總體方案

4.1 項目概況

一街坊配套道路位于留仙洞總部基地，留仙洞總部基地是深圳市6大總部基地、23個新興產業基地及集聚區以及16個重點發展區域之一，承擔深圳城市轉型、產業升級和土地集約利用等重要使命。本次工程設計范圍主要包括仙洞路（創科路-同發南路），仙茶路（留仙大道-興科路），興科一街（留仙大道-興科路），仙元路（創科路-仙茶路），道路總全長1932m，均為新建道路[5]。

4.2 本市先行建設項目存在問題

本項目建設之前深圳市先行建設區各試點桿體只做到物理整合，掛載的感知設備互動未能實現。沒有配套建設功能平臺，不能與周邊城市環境形成互動，實際應用于城市管理或園區管理的智慧應用場景未實現。且多數項目重建設、輕運維，因多頭管理問題導致多功能智能桿建設完成后尚沒有成熟的管理模式。

4.3 項目功能定位

一街坊片區市政道路及建筑集群建成后，將行成城市人流密集、交通發達的街道片區，其城市功能相對集中，在該片區率先探索政府和企業共同推動多功能智能桿建設的管理合作模式，實現全市第一個多功能智能桿的統一運營、統一維護管理模式的試點。通過物理整合、數據歸集及邊緣計算等技術手段，實現多功能智能桿的各感知模塊自組織，率先實現多功能桿智慧化。改善總部基地多桿林立的狀況，實現多桿合一，一桿多用，完成城市空間升級。為5G規模組網提供站址資源，為物聯網產業發展提供載體預留，建成5G產業示范園區。

4.4 設計亮點

在城市的建設中，做到統籌規劃，做好智慧城市建設的總體規劃戰略，以《留仙洞總部基地信息及通信基礎設施詳細規劃》[6]為依據，充分利用道路市場資源配置為主體，統籌社會分散資源，促進道路資源的共建共享，避免因為重復建設、重復開挖而造成空間及資金資源的浪費。

在整個片區道路的建設過程中，走出一條實效高、互惠互利、成本低、合作共贏的新智慧運營模式。以創新促發展，創新工作方式，打造以人為本的惠民工程。

4.5 設計方向

原市政道路模式是隨道路建設路燈、交通監控及交通標識，建成后路燈移交到市燈光管理中心，交通監控移交市交警部門，交通標識移交給市交通局設施處管理維護，基站建設等其他功能均由運營使用單位二次建設。存在立桿、立箱較多，管理分散等問題。形成空間功能疊床架屋、節點繁雜冗余、管線走向混亂的城市道路及地下空間亂象，設計時應考慮到靈活性和可塑性，基于多功能智能桿做多用途設計。合桿設計也并非盲目組合，是在滿足規范要求的前提下，綜合考慮路燈位置，交通組織及設施點位等，制定合理的設計方案[7]。

4.5.1 多桿合一優化

新方案建設多功能智能桿按市工信局《深圳市多功能智能桿系統技術與工程規范》要求建設，以道路照明燈桿為基礎，將燈桿與交通設施桿、路名牌、導向牌與各類設施設備等整合在一起，實現對資源的統一管理和調度，美化道路空間及環境。根據項目的實際需要，拓展網絡運營商基站、環境監測、一鍵呼叫、公安視頻監控、商業LED顯示屏播放、商用充電樁等應用,并移交給單一運營單位。使智能化燈具真正發揮出自己最大的價值滿足人民群眾的生活需求[8]。各設備設施產權單位對運營單位維護的各功能提出維護標準和要求并進行監管，同時繳納維護費用。桿件建成即實現路燈、交通監控和交通標識功能，后續掛載設備及功能使用部門向運營單位提出掛載需求。

利用建設多功能智能桿平臺，構建以數據為核心的城市交通信息采集與發布的城市道路載體，實現道路全景監控、交通運行監測、車路協同控制、智能定向誘導、沿線設備物聯等功能，為后期自動駕駛和智慧城市升級提供硬件基礎。

路口節點通過一體化智能機柜設置智慧信號燈，以市交警已運行平臺為基礎，接入路面交通流實時數據及互聯網交通大數據，通過“數據驅動+人工智能”完成全線流量自適應控制和人車感應控制，信號配時實施優化、設備運維智能化、交通事件處置合理化。

4.5.2 多箱合一優化

路口一體化智能機柜主要實現對路口的通訊設備統一管理，以及UPS電源存放等功能，是保障路口信號燈網絡通訊正常運行的基礎，對于重點路口配置一體化智能機柜，可以提高路口網絡中斷、經常斷電等困擾已久的問題。不僅節省了人工及城市空間，減小路口占用空間，還使設備現場整潔，設備運行有序穩定，實現了自動化控制。并且能及時上報處理各類設備故障問題，省時省心；標配動環監控系統，可本地、遠程監控管理，更可多網點接入上層管理平臺統一監管，多樣化選擇支持，打造成為一體化產品。

4.5.3 管線基礎優化

按照設備功能可將新建管道分為通信管道和供電管道兩大類。各類管道同溝鋪設，不同產權單位管孔分開，獨立使用。同時考慮智慧交通設施與運營商光纖管道的互聯。公安交警、政務部門及通信運營商管道遵循共溝不共管，強弱電分開，光纖和電纜分開建設的原則，保證后臺通路的保密性。

每桿智能桿下設置1座1.0×1.2×1.5m（內凈空，長×寬×高）接線井，井內中間設置180mm厚度3h防火墻，使強弱電硬隔離，保證后期使用安全并滿足設備接線空間，井與基礎通過預留8DN50可繞金屬管連接。

防雷接地利用桿基礎做接地極，并和PE線可靠連接形成可靠的重復接地，井內設置LEB與多功能智能桿基礎鋼筋網采用40x4熱鍍鋅扁鋼可靠焊接。

5 多功能智能桿建成后實現的經濟和社會效益

5.1 多功能智能桿實現的經濟效益

多桿平臺搭載整合完善的智能設施，有效促進街道智能服務，可以顯著延伸城市空間體系的管理深度，增強多功能智能桿的多設備的業務融合，發揮設備聯動運營后集聚優勢，產生長期且穩定的社會經濟綜合效益。

道路風貌協調有序，有效減少桿體建設投資，桿體采用滑槽式一體化扁平設計，所有設備可內嵌安裝在桿體內部，減少抱桿設備，使得桿件整體簡約且富有科技感，有效提升城市整體空間風貌。桿體優先采用綠色低碳設計，推廣低耗能設備與材料。

5.2 多功能智能桿實現的社會效益

推進城市精細化管理，為城市管理工作裝上“千里眼”，實現全時域、全覆蓋，把城市管理問題“一網打盡”。建立了數字化城管平臺，承擔起城市道路及交通管理問題的采集上報、派遣核查等工作，實現了對區域道路及交通情況實時視頻監控、調度、指揮。

利用多功能智能桿的載體平臺優勢，智慧城管可以進一步完善數字化城市管理方法對城市管理一線數據感知、事件識別、證據固化、立案分派、辦理復合等事部件的精細化監管。

5.3 項目效果

按規劃，一街坊配套建設道路范圍內預計片區城市道路兩側桿體各類桿體（路燈桿、交通設施桿、監控桿、導向牌、路名牌等）在正式運營后四條路共計立桿199個，占用了大量土地資源，多桿整合后立桿105個，減少桿件47%，共享率約90%，且后續可基本杜絕因立桿而引發的道路重復開挖現象。

5G規模組網提供站址資源，為物聯網、工業互聯網等產業發展提供載體預留，為5G產業示范園區建設奠定基礎。同時為留仙洞總部基地新型產業孵化和成長提供條件。項目建成后不僅成為南山區政府主導的第一個多功能智能桿試點項目，還將成為全市第一個園區內外全面感知示范項目，并且成為全市多功能智能桿運營維護模式試點項目。

5.4 投資情況

片區總投資增加情況，根據本次設計新建道路的總投資預算，道路原設計市政常規管道及路燈建設方案預算投資總額約為8232萬元，每延米道路單價約為4.26萬元，采取多功能智能桿及其配套管溝基礎等施工方案每延米道路總投資增加0.22萬元，投資總額約為8656萬元，增加比例約為5.15%，整體投資增加額度不大，以較低的成本投資完成了片區城市空間的資源整合升級，從社會效益、環境效益等方面進行分析，合桿方案均明顯優于分桿方案，具有可推廣性及可實施性[9]。

6 結語

通過對一街坊配套道路設計，片區形成共建共享、集約高效的城市物聯感知網絡建設模式，提升公共安全、城市管理、道路交通等領域的智能感知水平。在未來，中國城市化進程還在繼續，經濟增長的需求等對現有城市交通及城市空間系統提出新要求，聯系了各產權單位對城市空間建設的貢獻，相互結合展開了市政設施建設，最大限度滿足人們的需求，為促進城市建設和城市品質不斷提升提供了良好的建設條件，積極打造以城市空間為主導，與傳統市政道路空間設計不同，多功能智能桿為載體的新型智慧城市，是城市可持續發展的重要舉措，能夠對城市空間布局產生積極的影響，使城市空間得到更加合理的利用。