新基建时代智慧灯杆建设指南
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

1.3 发展现状剖析:崛起在新基建时代的智慧灯杆

1.3.1 行业发展环境

2017年,国务院发布的《新一代人工智能发展规划》指出:“要推动智能化信息基础设施建设,提升传统基础设施的智能化水平,形成适应智能经济、智能社会和国防建设需要的基础设施体系。”在这种大战略要求下,具有“一杆多用”功能的智慧灯杆应势而生。随着“智慧城市”的建设进入快车道,我国多个省市纷纷出台关于信息基础设施或5G建设三年规划、智慧城市建设规划等政策。“一杆多用”“智慧灯杆”作为智慧城市新基建的组成部分,更是获得了重要的决策部署。

1.国家部委及各省支持智慧灯杆建设的相关政策

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”,鼓励基础电信企业、铁塔公司按照“规划先行、需求引领、市场化合作”的原则,集约利用现有基站站址和路灯杆、监控杆等公用设施,提前储备5G站址资源。

2019年2月18日国务院公布的《粤港澳大湾区发展规划纲要》提出要加强基础设施建设,建设全面覆盖、泛在互联的智能感知网络,推动智慧交通、智慧能源、智慧市政、智慧社区等应用落地,实现城市群智能管理。智慧灯杆也成为粤港澳大湾区“新型智能化基础设施”的典型代表。

2020年1月3日,住建部出台《住建部关于开展人行道净化和自行车专用道建设工作的意见》,推行“多杆合一”“多箱合一”“多井合一”,集约设置人行道上各类杆体、箱体、地下管线等。

从2019年1月开始,各省市纷纷出台支持促进智慧发展的相关产业政策,主要是5G发展的建设计划。据统计,2019年至2020年1季度,全国多个省份及下属地市,发布了至少上百个涉及智慧灯杆的政策。

综合部委和各地政策,主要涉及:

(1)集约利用现有基站站址和路灯杆、监控杆等公用设施,提前储备5G站址资源。

(2)统筹规划建设智慧灯杆及配套资源和“一杆多用”改造。

(3)要充分利用市政设施,有效整合站址资源,推进智慧灯杆建设和一杆多用。

(4)加快开展智慧灯杆推广应用。

(5)组织推进具备条件的5G基站转供电改直供电工程。

(6)建立基站用电报装绿色通道。

(7)新建、改扩建道路优先采取多杆合一、功能集成的智慧灯杆建设方式。

上海作为国内“多杆合一”的领军者,早在2018年3月就编制了《上海市道路合杆整治技术导则》,并在同年4月印发《关于开展本市架空线入地和合杆整治工作的实施意见》,同年10月发布《上海市推进新一代信息基础设施建设助力提升城市能级和核心竞争力三年行动计划(2018—2020年)》。

广东是智慧灯杆建设的带头省份,2018年5月广东省政府就印发了《广东省信息基础设施建设三年行动计划(2018—2020年)》,推进“一杆多用”试点,随后各下属地市也马不停蹄地出台相应落地政策。其中深圳市政府在2018年6月15日率先发布《深圳市多功能智能杆建设发展行动计划(2018—2020年)》,提出到2020年基本实现多功能智能杆在全市主要干道的全覆盖,建成多功能智能杆管理平台,随后7月12日出台了《深圳市新型智慧城市建设总体方案》。

2019—2020年各省市智慧灯杆相关政策按时间顺序简列如表1-1所示。

表1-1 各省市智慧灯杆相关政策发布时序

(续表)

全国各地智慧灯杆相关信息基础设施及5G政策的密集发布,预示着智慧灯杆建设的时代必要性,极大地鼓舞了智慧灯杆建设行业的热情,激发产业链各方更加积极主动去参与、探索和推动产业市场中来。

2.智慧灯杆相关标准规范

一个新兴产业的规范化高速发展,离不开技术标准和规范的引导和“保驾护航”,国家和各地方政府也陆续组织照明、通信、智慧城市相关的企事业单位专家编写出台了智慧灯杆相关的技术和建设方面的规范标准,如表1-2所示。

表1-2 智慧灯杆相关标准规范

(续表)

(续表)

1.3.2 全球发展现状

目前,全球正在刮起一股智慧城市建设的旋风,国外的智慧灯杆项目或许能带给我们一些建设上的思考。

1.新加坡

2014年,新加坡在超额完成“智慧城市2015”的基础上,提出了“智慧国家2025”发展规划,成为首个发布智慧国家蓝图的国家。在此背景下,新加坡陆路交通部(LTA)提出对公共照明进行“智能化+LED”升级改造,计划将全国11万套现有的高压钠灯改造成只能控制系统的LED智能路灯,并安装近60万个各类智慧城市传感设备。新加坡科技部将把该系统作为共享通信网关,收集和传送其他公共机构的低带宽传感器数据,以进一步提高公共部门的效率。新加坡陆路交通部也将与科技部合作展开概念验证,收集和传送环境监测数据。

2.美国

2014年7月,美国芝加哥市宣布开展AoT计划,在城市灯杆塔上部署传感器,以收集城市路面信息,检测空气质量、光照强度、噪声水平等环境数据,形成智慧城市的感知网络。每台传感器设备初次采购和安装调试成本为215~425美元,运行后的年平均用电成本约为15美元。该项目得到了思科、英特尔、高通、斑马技术、摩托罗拉及施耐德等公司的技术和资金支持。

洛杉矶市拥有大规模的智能互联路灯网络,全市有超过20万套路灯,在城市道路、高速公路、隧道和人行道为市民提供服务,让城市运行更加透明。除照明与网络外,新引入的声学传感器和环境噪声监测传感器可侦测车辆碰撞事件,直接向市应急通信系统提供及时信息,帮助警察、消防和急救部门缩短响应时间,及早救助患者。

2015年开始,美国通信巨头AT&T和通用电气(GE)携手,为美国加利福尼亚州圣地亚哥市的路灯安装摄像头、麦克风和传感器等。这些灯杆通过改造升级,可以搭载智能安防、微基站、信息发布、新能源电动汽车充电桩等系统,成为智慧城市建设的“标杆”,除可以对道路交通、停车场等进行监控,方便运营人员优化交通信号配时外,还可以监测空气质量和突发天气,同时还能定位枪声,以最快的速度获取位置,及时报警。

3.荷兰

荷兰的第三大城市海牙市政府与能源公司Eneco合作,在席凡宁根(Scheveningen)海滩建设了上千套智慧灯杆设备,这些灯柱上有摄像头、传感器和数据传输网络,能够调节灯光的亮度,检测空气和噪声,控制交通,并帮助游客寻找空余的停车位。

4.日本

2019年8月,日本东京都发布《Tokyo Data Highway基本战略》,明确开放路灯、电线杆等城市公共资源,以支持5G基站建设。2020年5月,日本住友商事、NEC宣布与东京都政府合作,推出两种5G路灯型智慧灯杆。该智慧灯杆将5G AAU、LED路灯、公共WiFi、摄像头、扬声器、广告牌、USB充电等多功能融为一体,支持多家运营商共享。目前,这种类型的5G智慧灯杆已经开始安装。

5.韩国

2020年9月14日,首尔市政府计划推出“智能杆”(Smart Pole)路灯。该路灯通过应用包括S-DoT(智能首尔数据)在内的各种信息和通信技术,提供交通信号指示、照明、闭路电视和安全灯等功能,并且可以收集10种不同类型的信息数据,包括粉尘、噪声、光、温度、湿度和紫外线等。该计划将开发10种基本智能杆模型,每个模型具有不同的功能,具体根据安装位置的需求。目前,首尔大约有240000根杆式路边设施,计划每年更换3500~3700根。

1.3.3 国内发展现状

习近平总书记在主持召开中央全面深化改革领导小组第三十五次会议时强调:“要加强改革试点工作统筹,分析各个改革试点内在联系,合理把握改革试点工作节奏。对具有基础性、支撑性的重大制度改革试点,要争取早日形成制度成果。”2018年6月8日,国家标准化管理委员会发布《智慧城市顶层设计指南》等4项智慧城市国家标准,进一步完善了智慧城市的建设和评价标准。智慧灯杆建设是智慧城市建设的重要组成部分,在国家、省、市各级政策的支持下,在新型智慧城市建设及5G加速部署的带动下,各地市和各领域相关企业积极开展智慧灯杆的试点建设,为智慧灯杆大规模建设和商用奠定了基础。目前,全国智慧灯杆建设仍处在实践与探索并重的初始阶段。

1.广东

2019年5月17日,广东省工业和信息化厅发布了《广东省5G基站和智慧灯杆建设计划(2019—2022年)》。其中《广东省智慧灯杆建设计划表(2019—2022年)》是国内首份省级出台的智慧灯杆建设计划表,广东省在2019—2022年将会新建智慧灯杆20088根,进行存量改造207741根。

广东省工业和信息化厅将以推动5G商用为契机,会同住建厅、通管局等部门制定《广东省加快5G发展实施方案(2019—2022年)》,提请省级政府建立统筹推进工作机制,部署2022年前全省5G基站与智慧灯杆建设任务,明确智慧灯杆建设运营模式,在规划衔接、开放公共设施、用电用地等方面出台扶持政策,加快全省智慧灯杆塔建设,力争在2019年底前完成智慧灯杆项目试点,并形成规模应用。

目前,广东省已率先在广州、深圳、韶关、惠州等地开展了试点建设工作。如广州市按照“一区一园一街”的原则,选取了市政府大院、天河南二路、广钢新城、花城广场等8个智慧灯杆试点,积极探索智慧灯杆的建设运营模式、相关功能的整合方式及相关产业的带动模式,并结合5G基站规划对智慧灯塔的布点方式展开了研究。

此外,广东还率先成立了全国首个由政府官方指导且呈产业化布局、规模化推广的智慧灯杆联盟,包括规划设计、行业组织、铁塔厂家、通信技术、智慧照明、安防技术、应用平台等在内的58家智慧灯杆产业链企事业单位已成为联盟理事单位。

1)广州

2019年6月1日,广东省广州市工业和信息化发展联席会议办公室印发《2019年广州市5G网络建设工作方案》的通知。这份文件中附上了3个表,其中,在《广州2019年度智慧灯杆建设计划表》中,广州信投、广州城投、广州铁塔、广州供电局将新建(改造)智慧灯杆共计4157根。此外,该工作方案还明确提出:“加快推广智慧灯”要从道路新建和城市更新改造两个方面着手推广,并首次提出要开展市区高灯杆开放用于宏基站建设的论证与研究,探索在高灯杆上挂载宏基站的可能性。

在广州从化生态设计小镇有一条由广州铁塔打造的“智慧之路”,所铺设的智慧灯杆集通信基站、节能照明、LED显示屏、视频监控、气象监测等功能为一体,并预留了智能电子导游、人流量检测、智能停车指引、车牌识别等功能接口,建设智能信息基础设施与生态融合的新型现代化“智慧小镇”,使居民生活更加便利、幸福;在广州广钢新城项目中,建筑面积约1000万平方米,规划居住19万人,将由铁塔公司统筹建设600余根智慧灯杆,并以其为载体实现智慧照明、智能安防、智慧市政等诸多应用,满足政府、社区、居民的信息化需求,打造“智慧社区”;在韶关莲花大道建设中,由韶关铁塔建设141根智慧路灯杆,集成照明、摄像头、基站、环境监控、公交智能定位、交通视频执法、汽车充电桩等设备,通过信息共享和协同运作,统一实现智能交通、环境监控等智能管理及信息交互,建设“智慧道路”。

2)深圳

2018年6月15日,深圳市政府发布《深圳市多功能智能杆建设发展行动计划(2018—2020年)》。该计划提出如下发展目标:到2020年,基本实现多功能智能杆在全市主要干道的全覆盖,建成多功能智能杆管理平台,促进城市感知网络体系进一步完善,市政管理、公共安全、交通出行、环境保护等领域的城市治理水平大幅提升,城市管理效率和公共服务水平全国一流。

《深圳市多功能智能杆三年建设规划方案》于2018年10月出台,该方案明确规定了深圳市多功能智能杆三年建设规划的目标,即2018—2020年,预计杆体建设规模为42081根。其中改造原有杆体11806根,新增杆体30275根。

在政策、技术等利好形势下,深圳已经在智慧灯杆产业协同、技术融合、模式研究等方面进行了一系列的实践和探索。目前,深圳南山、福田、坪山、龙岗等多区域、多路段已开始试点智慧灯杆项目,包括前海前湾一路改造、南山区桂庙路改造、红荔路的道路修缮方案都将智慧灯杆纳入规划范围内。其中,侨香路和华强北路试点建设较为典型。

侨香路改造是深圳市首条智慧道路试点工程,借助物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术,构建以数据为核心的城市交通信息采集与发布的智慧载体,实现道路服务品质化、管理科学化和运行高效化。

华强北步行商业街共建设100根多功能智能杆,由福田区政府和华强北街道办主导建设;到2020年底,深圳市将基本实现多功能智能杆在全市主要干道的全覆盖,完成多功能智能杆管理平台建设,为智慧城市发展建设提供有力的数据支撑。

3)中山

广东省中山市横栏镇人民政府、广东华建企业集团有限公司、中国移动通信集团广东有限公司中山分公司及广东智慧灯杆制造业基地投资开发有限公司在广东中山共同签署了“中国5G智慧灯杆示范和制造基地等项目”战略协议。据悉,横栏镇将打造“中国5G智慧灯杆制造基地”,并建设中山市首个智慧灯杆试点示范区域,将以5G、云计算、大数据为技术支撑,积极推动集“照明+监控+5G微基站”等于一体的智慧灯杆建设。

2.上海

上海市从2014年开始由住建委牵头探索灯杆综合利用,通过“架空线入地、综合杆整治”“美丽街区”等专项整治行动开展城市更新工程。2015年和2016年先后在大沽路、虹口区万荣路和徐汇区昭平路等路段进行项目试点,实现了智慧照明、绿色能源、智慧安防、无线城市、信息交互、集中控制等功能。

2017年上海成立“架空线入地和合杆整治指挥部”,市政府办公厅建立联席工作会议制度,联席会议下设推进办公室并实体化运作,统筹引导市区两级多部门推进工作,住建委是其中的统筹机构。项目资金由市财政和区财政等政府部门牵头,电力公司也需要承担部分资金。在实际建设过程中,指挥部指定总包单位进行道路施工,并负责设备采购智慧灯杆后续的运营费用。

2018年3月,上海市以进博会为契机正式发布《上海市城市道路杆件整合设计导则》,并印发《关于开展本市架空线入地和合杆整治工作的实施意见》,基本确立了杆体、灯具、管线、基建施工部分由上海市住建委(上海市城市综合管理事务中心)牵头建设、运维和管理,杆体上各类设备由各使用部门建设、运维和管理的模式。按照计划,从2018年开始上海开启了3年的架空线落地计划,预计完成500km架空线落地,截至2020年4月已经基本完成。

实践中,上海内环以内重点区域、重要道路、中国国际进口博览会场馆周边为重点,完成道路架空线入地,同步开展合杆整治工作,建设架空线入地工程,将路灯、指示牌信号灯等多种杆塔合并,拔除近万根立杆,平均减杆率达到68%。外滩地区已经实现全覆盖,人民大道黄陂北路路口、武胜路、威海路路口、黄浦路大明路路口、中山东一路等也是典型的案例。

3.南京

早在2013年南京就提出“信息路灯、智慧路灯、价值路灯”三步走的发展路径,分步实施、层层推进。

第一阶段——信息路灯:立足于基于照明主业,建立以数据为主线的路灯信息化管理平台。

第二阶段——智慧路灯:以互联网思维进行大数据的分析,能够在体系上覆盖全产业链,实现设备全生命周期管理,能够有深入的感知和反馈。

第三阶段——价值路灯:基于路灯的优势和价值,以信息化、智能化为依托,实现自我“造血”,进行设施增值开发。从照明专业向智慧城市领域延伸,实现更广阔的社会价值。

2016年8月,南京市印发《南京市环境综合整治三年行动计划(2016—2018年)》,开展市政道路整治工作。对道路地面杆件进行合杆,同时在并杆过程中预留后期其他功能性模块、加载空间和接口。

在并杆整治工作中,南京经历了部分合并到全部合并再到优化升级3个发展阶段。2016—2018年共完成综合道路总长度约90km,新建杆件7082杆,其中综合杆件1904杆。

2019年8月,南京根据江苏省政府《关于加快推进第五代移动通信网络建设发展若干政策措施的通知》政策规划内容,向运营商、铁塔公司开放共享电力杆塔、变电站等电力基础设施,助力5G网络快速部署。

4.杭州

2020年4月,杭州市草拟的《杭州市道路综合杆技术要求》基本成型。智慧灯杆“杭州模式”地方标准归纳整理了当前国内成熟的综合杆技术要求与最新已经见效的综合杆设计经验,结合杭州实际,提出了符合杭州现状的综合利用模式。其最大的特点就是利旧原则,即在承载能力允许的条件下,利用原有灯杆进行综合利用改造,实现应对当前大量出现的4G基站、5G基站、视频探头、环境监测装置及灯笼类节假日装饰挂件等应用场景,并对用电安全、接入规范、挂载结构优化提出了一系列技术要求。杭州利旧改造方案,不仅大大降低了改造成本,同时也能快速实现5G等设施的灯杆挂载。参照该标准,到2020年底前,杭州市12万根路灯杆都将改造成集多种功能于一身的智慧灯杆,不仅具有基础照明功能,还将实现5G基站、WiFi覆盖、环境监测、视频监控等功能。

1.3.4 市场发展现状

根据The evolution of the streetlighting market报告数据,截至2019年10月,全球路灯杆数量约3.2亿根,其中亚洲占25%,欧洲和北美占20%,南美占10%,全球LED路灯渗透率仍低于15%,各国间存在明显差异。报告提出,未来智慧灯杆市场的驱动因素主要来自监管政策、物联网融合和LED价格下降三个方面。据集邦咨询TrendForce数据,2019年,全球LED智慧路灯市场规模约为7.38亿美元,预计到2024年将达到10.94亿美元(包括灯头及单个照明控制系统)。Techhnavio发布的《2020—2024年全球智能杆市场》报告显示,2019年全球智能杆市场规模约为57.5亿美元,到2020年预计将达到137.2亿美元左右,年复合增长率达到19%。华为预计未来5年内在全球将新增超过1000万根智慧灯杆,国际智慧城市研究中心预测,到2021年以智慧路灯为入口的各种硬件及服务的市场规模为3.7万亿元,占智慧城市市场总规模的20%。

国内市场方面,根据公开项目招标的统计,由于2019年仍然处于示范建设时期,中国智慧灯杆市场规模约为30亿元。按照5G通信网络全面建成所需配套的室外小基站数量及单个智慧灯杆装配升级的费用预测,未来5G网络的全面搭建及商用将催生千亿元级智慧灯杆市场。根据ABI数据,2019年、2020年室外杆站的数量将超过300万站、400万站,2016—2020年的复合年均增长率达到48%,远超传统塔站和屋顶塔站的增速。受益城镇化及智慧城市等政策红利,未来预计年平均市场规模将超过100亿元。

智慧灯杆项目市场为区域性的市级市场。业主或采购方基本为各级地方政府或部门或投资建设平台,也有大型地产商、园区方、物业公司、建设总承包商、电信基础运营商或项目集成商等。除个别项目通过单一来源议标采购外,基本通过公开必选招标进行采购。据2018年至今公开招标的225个智慧灯杆相关项目统计,中国铁塔、政府发出的招标项目各占1/3或以上,其余1/3为三大电信运营商及电网公司,如表1-3所示。

表1-3 智慧灯杆采购项目统计

数据表明,中国铁塔在智慧灯杆市场起到了带头拉动作用,2019年公布的19个智慧灯杆采购项目采购数量总计266根,平均价格为4.85万元。政府采购项目一半是合杆工程,显示出当前阶段的智慧灯杆市场一定程度上还是基于简单的城市景观治理需要,而不是因其在智慧城市整体顶层设计众的需求。但真正全面的智慧灯杆规模化市场,不仅是城市公共设施的共建共享,还是作为新型智慧城市不可或缺的基础设施,可以满足5G甚至未来6G移动无线网络超密集站址的需要,并作为5G和智慧城市的重要应用场景。此外,目前国内大部分项目的规模还比较小,通常覆盖一条道路或园区,大部分项目规模在100根杆塔以下。受限于管理协调困难、缺少成熟方案和标准、投资成本高、运营模式不清晰等因素,智慧灯杆项目的推广建设速度与预期有一定的差距。

智慧灯杆项目供应商包括提供方案咨询、设计规划、智慧灯杆多功能杆体、智慧照明、安防产品、挂件设备、管理运营系统平台及各种传感器等物联网设备的厂商。2019年参与智慧灯杆产业链的国内企业达300余家。声称有“智慧灯杆”业务的企业有400~500家,但可以提供智慧灯杆完整的设计、产品、施工服务解决方案的有一定规模的企业仍然是少数。目前能提供智慧灯杆领域产品和服务的主要是灯杆厂商、路灯企业、网关及控制系统企业、通信技术企业及相关的挂载设备厂商、集成商,智慧灯杆产业生态链涉及结构制造、照明、安防、通信、IT、软件、能源、电力等行业,未来可能吸引更多领域的企业跨界布局。

综上所述,目前智慧灯杆市场仍处于示范建设阶段,国内市场整体呈分散状态,集中度不高。但由于项目偏少,市场竞争依旧较为激烈,尤其是部分智慧灯杆的采购,由于不同应用场景对于外观机构设计及搭载设备要求的不同,其价格分布差异较大,从1万多元到10万元都有。然而,随着行业规范和标准的建立,最终行业内的集中度会越来越高,部分无核心竞争力的企业将会被淘汰,也会吸引更加有实力的企业进入。随着市场规模的扩大,生态链上各类相关企业将积极跨界,获取智慧灯杆发展的红利。