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以问题为导向合理规划智慧灯杆建设
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当前,我们正处在新一轮科技革命和产业变革的大潮之中,以互联网、大数据、人工智能为代表的新一代信息技术蓬勃发展,并加速与各行业各领域融合,给社会经济发展带来积极变化。在这场变革中,我国智慧城市建设方兴未艾,在不断的发展与探索中,智慧灯杆逐渐成为智慧城市建设的重要载体和切入点。路灯是分布广且密集的市政设施,为便于信息采集和发布,在许多城市的未来蓝图里,智慧灯杆成为数据采集和智能感知的重要环节。

作为将信息通信技术与传统城市公共基础设施融合的典范,智慧灯杆集综合、共享、智慧、美观等特点于一身。灯杆已经从普通的照明工具发展成为集成智慧照明、气象站、空气质量检测、城市WIFI(无线网络)覆盖、视频监控、充电桩、LED(发光二极管)信息发布、文化景观功能、信息交互、一键报警、4G/5G基站等多种功能的新一代城市信息基础设施,成为重要的智慧城市建设载体和数据入口。

2017年,住房和城乡建设部、国家发展和改革委员会组织编制了《全国城市市政基础设施建设“十三五”规划》,提出要因地制宜开展包含充电桩、无线网络等技术的多功能灯杆建设,拓展照明设施的复合功能。2019年4月,工业和信息化部、国务院国有资产监督管理委员会联合发布《关于2019年推进电信基础设施共建共享的实施意见》,要求基础电信企业与铁塔公司要利用路灯、监控、交通指示等社会杆塔资源,充分发挥自身优势,按照市场化原则开展微(小)基站建设。2020年1月,住房和城乡建设部发布了《关于开展人行道净化和自行车专用道建设工作的意见》,明确推行“多杆合一”“多箱合一”“多井合一”。

随着政策的相继出台,近年来,北京、上海、广东、浙江、江苏、湖北等越来越多的省市开始布局智慧灯杆建设。此外,5G的商用也为智慧灯杆的发展创造了新机遇,灯杆不但能够满足5G超密集组网的站址需求,其完备的供电系统,还可以解决5G基站建设中电缆敷设、接电困难等问题,也降低了城市基础设施建设成本。借助5G的东风,各地相继投入预算,致力于城市照明升级改造,加速推进新建和改建智慧灯杆项目。

分阶段推进智慧灯杆建设

目前,北京在西城区、东城区、海淀区、大兴区、延庆区等多个区都因地制宜推行各具特色的多功能路灯杆。

资料显示,到2025年,北京智慧灯杆建设发展将总体实现与国际先进水平接轨、与城市功能相适应、满足居民个性化需求,实现从试点建设到规模化商用;依托智慧灯杆平台构建的社会服务应用生态系统基本形成,在便民惠民服务应用上取得突破性进展;基于智慧灯杆的“设施整合、数据共享、管理协同”城市智慧治理模式基本形成,城市治理智能化、精细化、集约化水平显著提高。智慧灯杆将被全面纳入“智慧北京”城市管理信息系统,建成国内领先的智慧灯杆集成创新高地和城市智慧治理先行示范区。

北京市基于强化共同、整合通用、开放效应、提升效用四大发展理念,统筹信息基础设施建设和市政基础设施智能化发展,整合基础硬件资源,推进基于智慧灯杆的信息通信基础设施与市政基础设施集成建设。通过政府主导、政企合作,建立一套统一的5G智慧灯杆共建共享技术开发标准体系和数据资源采集、开发利用规范体系,基本形成“设施整合、数据共享、管理协同”的城市智慧治理模式。

北京市智慧灯杆建设分为起步、发展和成熟三个阶段。通过开展智慧灯杆试点建设工作、升级更新灯杆设施等工作,逐步构建起基于智慧灯杆的大数据集成体系和基于智慧灯杆的城市智能化视频监控体系,更好地发挥智慧灯杆在城市治理效能提升中的基础支撑作用,提升北京市城市治理智能化、精细化、集约化水平。

为落实北京城市总体规划和首都功能战略定位的要求,提升城市空间品质,北京市城市管理委员会会同多个部门编制了《北京市城市道路多杆合一工作导则》和《北京市城市道路电力箱体三化设置要求》。今年,北京市将重点推进20余条道路“多杆合一”和核心区重点区域、道路100余处电力箱体三化的治理工作,落实打造街区更新示范大街。

《北京市城市道路多杆合一工作导则》将用于指导北京市城市道路新建、改扩建、大修以及环境整治提升中道路照明灯杆、交通标志杆、交通信号灯杆、视频监控杆、电车杆、通信基站杆、行人导引类指示牌杆等杆体类设施的整合工作,并明确了能合则合、景观化、小型化、隐形化、可持续化、标准化6项整治提升改造原则。

《北京市城市道路电力箱体三化设置要求》则对电力、照明及其他设施供电所需的箱式开闭器、箱式变电站的设置,提出了隐形化、小型化、景观化的具体要求。同时,还明确了电力箱体三化要与城市街区规划和整体景观风貌相匹配,满足城市管理和公共服务需求,符合无障碍设计和慢行系统建设等标准规范,科学选址、整合资源、箱体减量,减少占用公共空间资源。

目前,北京市智慧灯杆建设主要分为两大类别,一类是基于硬件整合类的“多杆合一”灯杆建设;一类则是将5G、无线网等新一代信息技术贯通融合的智慧灯杆建设。

“多杆合一”

优化城市空间

道路指示杆、视频监控杆、交通信号杆等是城市道路不可缺失的设施。此前,多条道路上的路灯、监控、路名牌等设施采用的是“单杆单用”,多个杆体同时存在是常见现象,既影响城市空间环境,又影响城市美观。为高效利用城市有限的空间资源,保护城市景观及环境,北京市多个区开展了“多杆合一”灯杆改造工作。

左安门西街建设复合型灯杆。2016年,东城区左安门西街就已安装上了复合型灯杆,这种复合型灯杆有四大附加功能。

一是充电功能。灯杆靠近路面的一侧有电动汽车的充电接口,通过手机APP,定位可充电路灯杆的信息,随时预约为电动汽车充电。

二是信息采集功能。20根复合型路灯杆中,有两根多装了摄像头、智慧设备盒和电子显示屏。摄像头可与信息平台实时联网,随时监控路面的情况。

三是路面设备安全监控。屏幕上方的智慧设备盒装有感应器,只要安装了速度传感器的物品出现移动,后台都能收到警报。

雍和宫大街杆件整改前后

四是信息发布。灯杆上的显示屏可显示温度、湿度、风速、噪音、气压、PM2.5等信息,同时还可以显示该路段上有多少充电桩及其使用情况。

雍和宫大街多杆合一,优化城市空间。2018年3月,东城区全面启动崇雍大街整治提升工作,其中一项重要工作就是对雍和宫大街900多米路段的200多根各种杆件进行整合。

改造过程中,有关部门将杆件的各项特征进行梳理和综合考量,最终敲定“多杆合一、多牌合一、多管合一、多箱并集”的实施方案,进行“一杆一设计”,设置多种类型的智慧综合杆,把各种分散式信息系统的场外设施整合起来,实现“一杆多能”,助力“城市运行一网统管”,完成改造后的雍和宫大街仅剩77根智慧综合杆,拉通多个管理部门,实现“多杆合一”和“多功能合一”是雍和宫大街智慧综合杆的最大特点。

77根智慧综合杆集路灯、交通信号灯、交通标志、交通违法监控、公安视频监控、违法停车监控、地铁标识等多种杆线设施和信息化功能于一体,以达到信息和功能的立体化覆盖以及资源共享。

2020年,东城区健全街区更新工作体系,编制街区更新实施方案,推动街巷整治向街区更新延伸拓展。在街道层面搭建协同治理平台,探索市场化融资渠道,引导社会力量参与。

中关村西区从“单杆单用”到合杆优化。在海淀区中关村西区,共计1059根的“单杆单用”全部进行了合杆优化。整合范围共17条道路,道路全长约9510米。其中,违章抓拍共计37处合杆点位,共涉及违章监控设备39套;街道监控共计91处合杆点位,共涉及街道监控设备91套;治安探头共计8处合杆点位,共涉及治安监控设备8套;道路标志牌共计216处合杆点位,共涉及道路标志牌478个。根据以上杆件的点位特点与需求,该园区内会产生16类合杆类型模式。

科技赋能灯杆“智慧”升级

如今,“5G+智慧灯杆”已成为国内外智慧城市建设的新标志之一,通过智慧灯杆的建设,构建全面覆盖智能感知网络,推动智慧交通、智慧能源、智慧社区等应用落地,实现城市的精细化管理。在北京,一批具有5G微基站、智慧终端显示屏等功能的智慧灯杆也形成规模。

什刹海西海湿地公园建成服务、监测、管理于一体的智慧灯杆。2018年国庆节期间,什刹海西海湿地公园对市民开放,环绕前海、西海的3公里环湖步道也实现贯通。随着后海环湖步道建成,全长约6公里的什刹海环湖步道也于2019年国庆节期间全线畅通。

在打造原生态环境同时,西海湿地公园内安装了120个集智慧安防视频监控、WIFI、手机充电、人流量监控、市政设施监控、智慧终端显示屏等功能于一体的智慧灯杆,并配以1082个物联网监测点,实现了街区的无线网络全覆盖。

基于智慧灯杆的报警、地图、导航、社交等相关互联网应用让市民体验到了更加精确和人性化的城市服务,也让公园管理者通过数据中心及物联网可视化管理平台,实现什刹海区域内的游人管理、设施管理、应急管理的智慧化。

王府井以灯杆为切入点开展步行街改造提升。2019年,为培育一批具有国际国内领先水平的步行街,在各地推荐和综合评价的基础上,王府井等11条步行街开展步行街改造提升试点工作,重点提升规划布局、街区环境、商业质量、智慧街区、文化底蕴、规范管理。

2019年年底,王府井大街引入了“多杆合一”的智慧路灯,可实时采集路灯控制器的负载工作情况,实现对人流、车流的常态化监控,对安防、异常事件进行监控并报警,通过传感器监控城市环境、城市噪音,同时具备紧急呼叫、信息发布等功能,减少了路灯管理部门的工作压力,提高了工作效率,从而提高社会节能效益。

北京经济技术开发区(以下简称“经开区”)以灯杆为载体建设5G网络。经开区智慧灯杆建设使用数量已达近千根,覆盖了辖区内30多条道路。在干道上,多种装置集一身的智慧灯杆形成了一道独特的风景线。经开区的智慧灯杆不仅有照明作用,杆体上还装有通信微基站、监控探头、电子屏幕、WIFI信号发射器等多种装置。由于区内智慧灯杆数量多、分布广,形成了规模优势,为区内企业和群众带来了便利,也成为了经开区智慧城市的重要组成部分。

首都师范大学从传统照明向智慧照明转变。在首都师范大学,智慧校园工作有序推进,将多功能智慧灯杆作为智能照明网络节点,通过校园内合理的位置布局,构建智能照明控制系统网络,通过网关控制策略,远程控制整个校园内灯的开关及明暗。此外,校园内的智慧路灯还具备巡检和故障报警功能,降低了校园照明管理的人工成本。

首都师范大学智慧照明设施

北京大兴国际机场高速公路以灯杆为基础建设安全、智慧、现代化道路。北京大兴国际机场高速公路全线采用LED照明技术,通过应用LoRa(低功耗远程无线传输技术)物联网技术,接入无线通信网络,打造了独特的智慧路灯。根据不同路段、不同时段,不同车流量设定路灯运行方案,灵活应对突发天气、季节更替等原因造成的照明需求变化,每个智慧路灯都可以进行单独调光。智慧巡检综合利用监控系统GIS(地理信息系统)地图技术,可实时在线了解全部路灯运行状态,实现路灯自动巡检和故障自动报警,指导运维人员进行主动运维和定向维修,改变了以往依靠人工巡检、热线报修的运维方式,提高工作效率,节约维护成本。

北京大兴国际机场高速公路的每一根智慧路灯杆上都加有一个控制器,该控制器与远端互联网系统相连接,一旦路灯出现故障,控制器会把信息传送到系统,第一时间就能知道路灯情况,并采取相应措施。

问题导向

推动智慧灯杆的可持续发展

北京智慧灯杆的改造和建设工作自启动以来一直备受关注。作为北京智慧城市建设的一部分,智慧灯杆在北京实现科学化、精细化、智能化城市治理过程中发挥了重要作用。

智慧灯杆是促进资源集约利用的重要工具。智慧灯杆建设最早的出发点主要是高效地使用城市空间,节约能源资源和美化道路环境。在北京三环内的城区中,以往多个杆件林立路旁的景象不复存在,取而代之的是多功能智慧灯杆,在杆体功能整合和改造的过程中,实现了城市架空线入地,“简约美”也成为了北京城市空间的一大亮点。

2019年,5G技术商用,北京市在多个区建设了集5G微基站和智能终端等功能于一体的智慧灯杆,彼此连接犹如城市治理的神经末梢,在信息采集、发布等过程中形成了一张感知网。

智慧灯杆作为综合承载多种设备和传感器并具备智慧能力的基础设施,随着技术的发展和完善,这些设备和传感器可通过各种通信技术接入网络和平台,在互联网、人工智能、大数据等ICT(信息通信技术)技术的赋能下将会提供更加丰富的智慧应用,为北京市精细化的城市治理赋能。

作为实现智慧城市的载体,智慧灯杆可谓是被寄予厚望。全国各地智慧灯杆建设工作开展得如火如荼,但已经完成建设或改造的智慧灯杆试点工作仍存在诸多问题。智慧灯杆真正实现“智慧”,成为智慧城市建设的着力点,推动城市治理的精细化与智慧化,在其设计、建造、维护等过程中仍有许多需要完善的地方。

缺乏全局性、系统性的顶层设计。现阶段,包括北京在内的几乎所有城市的智慧灯杆建设都是集中在园区或者是某个街道,在规划、设计等方面难免过于“狭隘”,从长远和全局来看,对系统集成、维护维修、安全管控、数据资源协同共享都会产生影响。因此,智慧灯杆建设要加强统筹规划,将智慧灯杆作为城市基础配套设施的重要部分纳入城市总体规划,加强规划的引导作用。

标准引领建设。标准的建立对智慧灯杆建设工作的有序推进也是极为重要的。标准的规范为智慧灯杆从产品设计、检验验收、施工建设以及运行维护等工作过程提供了标准依据。但北京的智慧灯杆建设试点工作在选址布局、识别及标识、数据共享、维护维修、安全管控等方面尚缺乏具体规范。从全国范围内来看,国家标准、省或市级标准相对短缺,更多的是团体标准,仅在园区内使用,不利于与城市的融合协调发展。

建立协调机制。智慧灯杆作为开放的信息系统,是提升城市治理能力的重要平台,对于数据信息的共享十分重要。现阶段,综合智慧灯杆上的很多附加物品、功能分属于公安、城市管理、交通等不同部门。加强不同行业和领域之间在日常运行、维护管理等方面的协同,是当前智慧灯杆建设需要加以考虑的问题。因此,有必要通过建立协调机制,明确责任主体,解决谁来建、谁来管、谁维护等问题,避免相互争抢、推诿。

加强商业模式探索,实现共赢的产业生态。从现阶段来看,智慧灯杆的建设运营、商业盈利模式不是十分明确,而灯杆建设成本与传统相比也会增加,这就需要各方共同努力实现共赢的良好生态。政府要加大政策支持、企业要不断创新研发、行业和高校要加强专业人才的培养,实现政府、企业、高校之间的管理和资源整合。形成政策支持、企业创新研发、高校机构培养后备专业人才的良好产业发展生态。

 


 



 

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