智慧灯杆：新一代城市的神经系统
2019-07-18 中国科学报
分享在5G时代，大容量、低时延的网络传输将变为现实，人类将进入万物互联的物联网时代，智慧城市的建设也将步入一个崭新的阶段。
“作为智慧城市里一个共享的基础设施，智慧灯杆已经是智慧城市的一部分。”在第24届广州国际照明展览会上，广州中国科学院软件应用技术研究所（以下简称广州软件所）常务副所长袁峰告诉《中国科学报》，“智慧灯杆包含充电桩、视频监控、环保监测、LED信息屏等多种模块，是新一代城市的神经系统，不仅成为智慧城市建设的突破口，也将成为5G基站建设的重要环节。”
2019年6月，袁峰团队发布了《2018-2019中国智慧灯杆调研白皮书》，这也是我国首个智慧灯杆白皮书。袁峰指出，8年来，广州软件所依托在智慧路灯领域多年的研究积累，从智慧照明到智慧路灯，帮助众多传统照明企业完成了传统路灯业务向智慧路灯业务的快速转型。
“载体”优势凸显
“智慧城市的蛋糕非常大。”在广州软件所主办的“万物互联使能—云网端一体化多场景应用实践”分论坛上，袁峰表示，“随着窄带互联网、5G技术等通信技术的成熟，万物互联的时代已然到来。”
美国无线通信和互联网协会（CTIA）曾发布报告指出，城市路灯、电杆等将是5G小基站时代的重要基础设施。据预测，基于5G基站的安装，或将带动1512亿元的智慧灯杆市场。
2018年5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的《关于2018年推进电信基础设施共建共享的实施意见》提出，积极推动电信基础设施和能源、交通等领域社会资源的共建共享；积极推进通信塔与路灯、监控、交通指示等杆塔资源双向共享，推动“多塔合一”“多杆合一”。
早在2011年，广州软件所于国内首次提出“路灯物联网”概念，即以路灯“有电”“有网”“有杆”的优势，作为智慧城市建设过程中大量物联网基础设施的载体，推动智慧城市物联网基础设施的建设。
随着研究的深入和技术的成熟，2015年，作为广州软件所孵化的第一家企业，东莞中科智城软件有限公司诞生。董事长助理吴鸿告诉《中国科学报》：“我们以智慧灯杆为切入点，参与智慧城市深度建设。”
吴鸿还进一步解释了智慧灯杆的优势：首先，集约化建设，使城市道路更加简洁。其次，智慧节约带来经济效益，比如路灯灯具可以按照夜间人流变化调节自身照明强度，使灯具可以达到39%以上的二次节能等。再次，智慧运维不仅优化城市的基础设施服务能力，还节省传统运维过程中的巡检人力。最后，服务社会民生并提升城市大数据效益。
袁峰认为，通过物联网，智慧灯杆寻求在各种智慧城市场景中落地，并帮助路灯完成智慧城市浪潮下的华丽转变，成为传统照明企业下一阶段势在必行的业务方向。
概念论证价值
尽管智慧灯杆领域“别有洞天”，但一个新技术的发展和应用是有过程的。
上海产业技术研究院城市物联应用创新中心主任尹椿荣在参与智慧灯杆的调研中表示，用户要经历认知、认识、认可的过程。“这个过程很复杂，需要成本和代价。如果第一步第二步都走不通，绝对没有第三步。用户不认可这个新事物，你要他去买你的系统、买你的产品是不可能的。”
因此，智慧灯杆在推广应用前，必不可少的一步是要进行概念验证——证明智慧灯杆的价值。
东莞中科智城软件有限公司在创业初期的业务主要是智慧照明和智慧灯杆管理系统的开发。袁峰告诉记者，由于当时国内的智慧灯杆应用尚未起步，市场对于智慧灯杆的应用还停留在硬件集成的简单概念上，而智慧灯杆软件管理平台由于概念更加超前，一时间难以被市场所接受。
为了使市场用户能够对智慧灯杆管理平台的功能和价值有更加直观的了解，也为了智慧灯杆的项目能够快速地落地应用，袁峰带领团队开启“软件+硬件”的推广模式，建立“软件实现可能、硬件实现功能”的智慧灯杆应用建设策略，东莞中科智城软件有限公司的发展战略也拓宽到智慧灯杆整体解决方案的研究，开始了更加全面的智慧灯杆整体产业链的布局。
在论坛上，袁峰对当前智慧路灯企业的发展趋势进行了分析。他认为当前路灯企业主要往“攻”与“守”两个方向发展。“不论‘攻’还是‘守’，其基本思路都离不开云网端一体化。”
“没有任何一家企业可以大包大揽、独立完成所有的细分行业的建设。短期内的加速壮大或许可以在某一方向上达到较高的高度，但最终还是要回归到整体的产业生态当中来。”袁峰就整个产业生态提出建议，“加速壮大或许可以实现短期内的野蛮生长，但推动产业共同发展才能保持业务长期的良性循环。”
事实也是如此。如今在智慧灯杆产业中摸爬滚打的队伍，大多来自通信、照明、杆体制造、互联网平台、建筑工程、电源、安防等各类行业。
行业认可提升
智慧灯杆的概念论证只是其迈出的第一步，在具体产业进程中，仍有问题要考虑和面对。
目前城市路灯的间距范围约为20~30米，而5G基站的间距约100~200米，因而要根据覆盖需求进行调整挂载基站的频率。
“基站的挂载使灯杆的耗电量增加，旧灯杆必须实施缆线重整、电力系统配置等工程，而载重量、抗风力与机械结构稳固等内容也必须纳入考量。”袁峰说，“同时，在一些已经投入应用的智慧灯杆上，可以看到加载的一些环境监测、监控设备及物联网装置等，由于缺乏整合规划，不仅不能成为一道亮丽的风景线，更直接破坏了城市景观。”
袁峰指出，在实际推进过程中，每一套设备都有单独的线缆、网络需要铺设和设置，涉及到多项城市公共设施的整合，难度显而易见。
经费与预算也是创业企业不可避免的尴尬。曾有从业者保守估计，深圳市约24万个路灯杆进行“多杆合一”改造，初步测算费用约为500亿元。更有甚者，在2018年的某项目中，已出现因低价采购带来的后患：超长调试期、灯杆屏全坏。
然而，这些并没有阻挡东莞中科智城软件有限公司前进的步伐。2016年12月，袁峰团队在广州市南沙区海滨路、金岭一横路一带进行单灯智能化改造，实现对该区域每盏路灯的精细化管理，同时部署了一批新型智慧城市物联网一体化灯杆。
袁峰介绍：“该新型灯杆除具备传统的路灯外，还集成了视频摄像头、公共WiFi、户外电子公告屏、应急对讲报警设备、微型气象站、新能源充电桩等物联网设备，所有智能化应用集成到统一的后台软件云管理平台进行管理。”
袁峰认为，5G只是智慧路灯产业的引爆点之一，但不会是唯一一个。例如重庆、无锡等地在试点电子车牌，即在每辆车上装载电子身份证，其识别同样需要路侧基站的帮助，这个基站和微基站一样，存在电的需求、杆的需求和管理的需求，这是通过智慧灯杆能够统筹解决的事情。
吴鸿表示，未来，公司将围绕智慧城市物联网基础设施产业链上更多的应用方向，展开更加全面的研究，面向智慧城市城市管理、交通管理、安防管理、社区建设、经济分析等多个应用场景，建设“全面自主”的智慧城市综合管理系统。
作者：沈春蕾 张楠 蔡喆菁
来源：中国科学报 2019年7月18日
http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2019/7/347885.shtm
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