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以問題為導向合理規劃智慧燈杆建設
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當前,我們正處在新一輪科技革命和產業變革的大潮之中,以互聯網、大數據、人工智能為代表的新一代信息技術蓬勃發展,並加速與各行業各領域融合,給社會經濟發展帶來積極變化。在這場變革中,我國智慧城市建設方興未艾,在不斷的發展與探索中,智慧燈杆逐漸成為智慧城市建設的重要載體和切入點。路燈是分布廣且密集的市政設施,為便於信息采集和發布,在許多城市的未來藍圖裏,智慧燈杆成為數據采集和智能感知的重要環節。

作為將信息通信技術與傳統城市公共基礎設施融合的典範,智慧燈杆集綜合、共享、智慧、美觀等特點於一身。燈杆已經從普通的照明工具發展成為集成智慧照明、氣象站、空氣質量檢測、城市WIFI(無線網絡)覆蓋、視頻監控、充電樁、LED(發光二極管)信息發布、文化景觀功能、信息交互、一鍵報警、4G/5G基站等多種功能的新一代城市信息基礎設施,成為重要的智慧城市建設載體和數據入口。

2017年,住房和城鄉建設部、國家發展和改革委員會組織編製了《全國城市市政基礎設施建設“十三五”規劃》,提出要因地製宜開展包含充電樁、無線網絡等技術的多功能燈杆建設,拓展照明設施的複合功能。2019年4月,工業和信息化部、國務院國有資產監督管理委員會聯合發布《關於2019年推進電信基礎設施共建共享的實施意見》,要求基礎電信企業與鐵塔公司要利用路燈、監控、交通指示等社會杆塔資源,充分發揮自身優勢,按照市場化原則開展微(小)基站建設。2020年1月,住房和城鄉建設部發布了《關於開展人行道淨化和自行車專用道建設工作的意見》,明確推行“多杆合一”“多箱合一”“多井合一”。

隨著政策的相繼出台,近年來,北京、上海、廣東、浙江、江蘇、湖北等越來越多的省市開始布局智慧燈杆建設。此外,5G的商用也為智慧燈杆的發展創造了新機遇,燈杆不但能夠滿足5G超密集組網的站址需求,其完備的供電係統,還可以解決5G基站建設中電纜敷設、接電困難等問題,也降低了城市基礎設施建設成本。借助5G的東風,各地相繼投入預算,致力於城市照明升級改造,加速推進新建和改建智慧燈杆項目。

分階段推進智慧燈杆建設

目前,北京在西城區、東城區、海澱區、大興區、延慶區等多個區都因地製宜推行各具特色的多功能路燈杆。

資料顯示,到2025年,北京智慧燈杆建設發展將總體實現與國際先進水平接軌、與城市功能相適應、滿足居民個性化需求,實現從試點建設到規模化商用;依托智慧燈杆平台構建的社會服務應用生態係統基本形成,在便民惠民服務應用上取得突破性進展;基於智慧燈杆的“設施整合、數據共享、管理協同”城市智慧治理模式基本形成,城市治理智能化、精細化、集約化水平顯著提高。智慧燈杆將被全麵納入“智慧北京”城市管理信息係統,建成國內領先的智慧燈杆集成創新高地和城市智慧治理先行示範區。

北京市基於強化共同、整合通用、開放效應、提升效用四大發展理念,統籌信息基礎設施建設和市政基礎設施智能化發展,整合基礎硬件資源,推進基於智慧燈杆的信息通信基礎設施與市政基礎設施集成建設。通過政府主導、政企合作,建立一套統一的5G智慧燈杆共建共享技術開發標準體係和數據資源采集、開發利用規範體係,基本形成“設施整合、數據共享、管理協同”的城市智慧治理模式。

北京市智慧燈杆建設分為起步、發展和成熟三個階段。通過開展智慧燈杆試點建設工作、升級更新燈杆設施等工作,逐步構建起基於智慧燈杆的大數據集成體係和基於智慧燈杆的城市智能化視頻監控體係,更好地發揮智慧燈杆在城市治理效能提升中的基礎支撐作用,提升北京市城市治理智能化、精細化、集約化水平。

為落實北京城市總體規劃和首都功能戰略定位的要求,提升城市空間品質,北京市城市管理委員會會同多個部門編製了《北京市城市道路多杆合一工作導則》和《北京市城市道路電力箱體三化設置要求》。今年,北京市將重點推進20餘條道路“多杆合一”和核心區重點區域、道路100餘處電力箱體三化的治理工作,落實打造街區更新示範大街。

《北京市城市道路多杆合一工作導則》將用於指導北京市城市道路新建、改擴建、大修以及環境整治提升中道路照明燈杆、交通標誌杆、交通信號燈杆、視頻監控杆、電車杆、通信基站杆、行人導引類指示牌杆等杆體類設施的整合工作,並明確了能合則合、景觀化、小型化、隱形化、可持續化、標準化6項整治提升改造原則。

《北京市城市道路電力箱體三化設置要求》則對電力、照明及其他設施供電所需的箱式開閉器、箱式變電站的設置,提出了隱形化、小型化、景觀化的具體要求。同時,還明確了電力箱體三化要與城市街區規劃和整體景觀風貌相匹配,滿足城市管理和公共服務需求,符合無障礙設計和慢行係統建設等標準規範,科學選址、整合資源、箱體減量,減少占用公共空間資源。

目前,北京市智慧燈杆建設主要分為兩大類別,一類是基於硬件整合類的“多杆合一”燈杆建設;一類則是將5G、無線網等新一代信息技術貫通融合的智慧燈杆建設。

“多杆合一”

優化城市空間

道路指示杆、視頻監控杆、交通信號杆等是城市道路不可缺失的設施。此前,多條道路上的路燈、監控、路名牌等設施采用的是“單杆單用”,多個杆體同時存在是常見現象,既影響城市空間環境,又影響城市美觀。為高效利用城市有限的空間資源,保護城市景觀及環境,北京市多個區開展了“多杆合一”燈杆改造工作。

左安門西街建設複合型燈杆。2016年,東城區左安門西街就已安裝上了複合型燈杆,這種複合型燈杆有四大附加功能。

一是充電功能。燈杆靠近路麵的一側有電動汽車的充電接口,通過手機APP,定位可充電路燈杆的信息,隨時預約為電動汽車充電。

二是信息采集功能。20根複合型路燈杆中,有兩根多裝了攝像頭、智慧設備盒和電子顯示屏。攝像頭可與信息平台實時聯網,隨時監控路麵的情況。

三是路麵設備安全監控。屏幕上方的智慧設備盒裝有感應器,隻要安裝了速度傳感器的物品出現移動,後台都能收到警報。

雍和宮大街杆件整改前後

四是信息發布。燈杆上的顯示屏可顯示溫度、濕度、風速、噪音、氣壓、PM2.5等信息,同時還可以顯示該路段上有多少充電樁及其使用情況。

雍和宮大街多杆合一,優化城市空間。2018年3月,東城區全麵啟動崇雍大街整治提升工作,其中一項重要工作就是對雍和宮大街900多米路段的200多根各種杆件進行整合。

改造過程中,有關部門將杆件的各項特征進行梳理和綜合考量,最終敲定“多杆合一、多牌合一、多管合一、多箱並集”的實施方案,進行“一杆一設計”,設置多種類型的智慧綜合杆,把各種分散式信息係統的場外設施整合起來,實現“一杆多能”,助力“城市運行一網統管”,完成改造後的雍和宮大街僅剩77根智慧綜合杆,拉通多個管理部門,實現“多杆合一”和“多功能合一”是雍和宮大街智慧綜合杆的最大特點。

77根智慧綜合杆集路燈、交通信號燈、交通標誌、交通違法監控、公安視頻監控、違法停車監控、地鐵標識等多種杆線設施和信息化功能於一體,以達到信息和功能的立體化覆蓋以及資源共享。

2020年,東城區健全街區更新工作體係,編製街區更新實施方案,推動街巷整治向街區更新延伸拓展。在街道層麵搭建協同治理平台,探索市場化融資渠道,引導社會力量參與。

中關村西區從“單杆單用”到合杆優化。在海澱區中關村西區,共計1059根的“單杆單用”全部進行了合杆優化。整合範圍共17條道路,道路全長約9510米。其中,違章抓拍共計37處合杆點位,共涉及違章監控設備39套;街道監控共計91處合杆點位,共涉及街道監控設備91套;治安探頭共計8處合杆點位,共涉及治安監控設備8套;道路標誌牌共計216處合杆點位,共涉及道路標誌牌478個。根據以上杆件的點位特點與需求,該園區內會產生16類合杆類型模式。

科技賦能燈杆“智慧”升級

如今,“5G+智慧燈杆”已成為國內外智慧城市建設的新標誌之一,通過智慧燈杆的建設,構建全麵覆蓋智能感知網絡,推動智慧交通、智慧能源、智慧社區等應用落地,實現城市的精細化管理。在北京,一批具有5G微基站、智慧終端顯示屏等功能的智慧燈杆也形成規模。

什刹海西海濕地公園建成服務、監測、管理於一體的智慧燈杆。2018年國慶節期間,什刹海西海濕地公園對市民開放,環繞前海、西海的3公裏環湖步道也實現貫通。隨著後海環湖步道建成,全長約6公裏的什刹海環湖步道也於2019年國慶節期間全線暢通。

在打造原生態環境同時,西海濕地公園內安裝了120個集智慧安防視頻監控、WIFI、手機充電、人流量監控、市政設施監控、智慧終端顯示屏等功能於一體的智慧燈杆,並配以1082個物聯網監測點,實現了街區的無線網絡全覆蓋。

基於智慧燈杆的報警、地圖、導航、社交等相關互聯網應用讓市民體驗到了更加精確和人性化的城市服務,也讓公園管理者通過數據中心及物聯網可視化管理平台,實現什刹海區域內的遊人管理、設施管理、應急管理的智慧化。

王府井以燈杆為切入點開展步行街改造提升。2019年,為培育一批具有國際國內領先水平的步行街,在各地推薦和綜合評價的基礎上,王府井等11條步行街開展步行街改造提升試點工作,重點提升規劃布局、街區環境、商業質量、智慧街區、文化底蘊、規範管理。

2019年年底,王府井大街引入了“多杆合一”的智慧路燈,可實時采集路燈控製器的負載工作情況,實現對人流、車流的常態化監控,對安防、異常事件進行監控並報警,通過傳感器監控城市環境、城市噪音,同時具備緊急呼叫、信息發布等功能,減少了路燈管理部門的工作壓力,提高了工作效率,從而提高社會節能效益。

北京經濟技術開發區(以下簡稱“經開區”)以燈杆為載體建設5G網絡。經開區智慧燈杆建設使用數量已達近千根,覆蓋了轄區內30多條道路。在幹道上,多種裝置集一身的智慧燈杆形成了一道獨特的風景線。經開區的智慧燈杆不僅有照明作用,杆體上還裝有通信微基站、監控探頭、電子屏幕、WIFI信號發射器等多種裝置。由於區內智慧燈杆數量多、分布廣,形成了規模優勢,為區內企業和群眾帶來了便利,也成為了經開區智慧城市的重要組成部分。

首都師範大學從傳統照明向智慧照明轉變。在首都師範大學,智慧校園工作有序推進,將多功能智慧燈杆作為智能照明網絡節點,通過校園內合理的位置布局,構建智能照明控製係統網絡,通過網關控製策略,遠程控製整個校園內燈的開關及明暗。此外,校園內的智慧路燈還具備巡檢和故障報警功能,降低了校園照明管理的人工成本。

首都師範大學智慧照明設施

北京大興國際機場高速公路以燈杆為基礎建設安全、智慧、現代化道路。北京大興國際機場高速公路全線采用LED照明技術,通過應用LoRa(低功耗遠程無線傳輸技術)物聯網技術,接入無線通信網絡,打造了獨特的智慧路燈。根據不同路段、不同時段,不同車流量設定路燈運行方案,靈活應對突發天氣、季節更替等原因造成的照明需求變化,每個智慧路燈都可以進行單獨調光。智慧巡檢綜合利用監控係統GIS(地理信息係統)地圖技術,可實時在線了解全部路燈運行狀態,實現路燈自動巡檢和故障自動報警,指導運維人員進行主動運維和定向維修,改變了以往依靠人工巡檢、熱線報修的運維方式,提高工作效率,節約維護成本。

北京大興國際機場高速公路的每一根智慧路燈杆上都加有一個控製器,該控製器與遠端互聯網係統相連接,一旦路燈出現故障,控製器會把信息傳送到係統,第一時間就能知道路燈情況,並采取相應措施。

問題導向

推動智慧燈杆的可持續發展

北京智慧燈杆的改造和建設工作自啟動以來一直備受關注。作為北京智慧城市建設的一部分,智慧燈杆在北京實現科學化、精細化、智能化城市治理過程中發揮了重要作用。

智慧燈杆是促進資源集約利用的重要工具。智慧燈杆建設最早的出發點主要是高效地使用城市空間,節約能源資源和美化道路環境。在北京三環內的城區中,以往多個杆件林立路旁的景象不複存在,取而代之的是多功能智慧燈杆,在杆體功能整合和改造的過程中,實現了城市架空線入地,“簡約美”也成為了北京城市空間的一大亮點。

2019年,5G技術商用,北京市在多個區建設了集5G微基站和智能終端等功能於一體的智慧燈杆,彼此連接猶如城市治理的神經末梢,在信息采集、發布等過程中形成了一張感知網。

智慧燈杆作為綜合承載多種設備和傳感器並具備智慧能力的基礎設施,隨著技術的發展和完善,這些設備和傳感器可通過各種通信技術接入網絡和平台,在互聯網、人工智能、大數據等ICT(信息通信技術)技術的賦能下將會提供更加豐富的智慧應用,為北京市精細化的城市治理賦能。

作為實現智慧城市的載體,智慧燈杆可謂是被寄予厚望。全國各地智慧燈杆建設工作開展得如火如荼,但已經完成建設或改造的智慧燈杆試點工作仍存在諸多問題。智慧燈杆真正實現“智慧”,成為智慧城市建設的著力點,推動城市治理的精細化與智慧化,在其設計、建造、維護等過程中仍有許多需要完善的地方。

缺乏全局性、係統性的頂層設計。現階段,包括北京在內的幾乎所有城市的智慧燈杆建設都是集中在園區或者是某個街道,在規劃、設計等方麵難免過於“狹隘”,從長遠和全局來看,對係統集成、維護維修、安全管控、數據資源協同共享都會產生影響。因此,智慧燈杆建設要加強統籌規劃,將智慧燈杆作為城市基礎配套設施的重要部分納入城市總體規劃,加強規劃的引導作用。

標準引領建設。標準的建立對智慧燈杆建設工作的有序推進也是極為重要的。標準的規範為智慧燈杆從產品設計、檢驗驗收、施工建設以及運行維護等工作過程提供了標準依據。但北京的智慧燈杆建設試點工作在選址布局、識別及標識、數據共享、維護維修、安全管控等方麵尚缺乏具體規範。從全國範圍內來看,國家標準、省或市級標準相對短缺,更多的是團體標準,僅在園區內使用,不利於與城市的融合協調發展。

建立協調機製。智慧燈杆作為開放的信息係統,是提升城市治理能力的重要平台,對於數據信息的共享十分重要。現階段,綜合智慧燈杆上的很多附加物品、功能分屬於公安、城市管理、交通等不同部門。加強不同行業和領域之間在日常運行、維護管理等方麵的協同,是當前智慧燈杆建設需要加以考慮的問題。因此,有必要通過建立協調機製,明確責任主體,解決誰來建、誰來管、誰維護等問題,避免相互爭搶、推諉。

加強商業模式探索,實現共贏的產業生態。從現階段來看,智慧燈杆的建設運營、商業盈利模式不是十分明確,而燈杆建設成本與傳統相比也會增加,這就需要各方共同努力實現共贏的良好生態。政府要加大政策支持、企業要不斷創新研發、行業和高校要加強專業人才的培養,實現政府、企業、高校之間的管理和資源整合。形成政策支持、企業創新研發、高校機構培養後備專業人才的良好產業發展生態。

 


 



 

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