張永平 王亞輝劉付春陳旭

1中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司上海市分公司，上海200082

2同濟大學(xué)馬克思主義學(xué)院，上海200092

3上海飛樂音響股份有限公司，上海200233

0 引言

智慧城市建設(shè)從2008年起步到現(xiàn)在已經(jīng)有十幾年的歷程，智慧照明、智慧路燈也發(fā)展了多年。此次疫情的爆發(fā)是對智慧城市建設(shè)成果的一次重大考驗。后疫情時代城市治理、新型城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)都需要一個調(diào)適期，必然會經(jīng)歷一輪技術(shù)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新。多功能路燈桿是新基建的突破口，作為城市、社區(qū)和園區(qū)的能力支撐載體必將被提到新的高度。陶銳杰[1]指出，隨著城市經(jīng)濟的不斷發(fā)展，城市道路上如照明路燈、視頻監(jiān)控、紅綠燈、電子警察、人臉識別、4G/5G基站等桿件的數(shù)量也在不斷增加。各類道路立桿密度大、數(shù)量多、種類雜、架設(shè)亂，特別是在道路交叉口，各種桿架林立，嚴重壓縮了有限的行人通行空間。同時，他還對城市道路桿件集約化整合的概念和意義、必要性和可行性進行了詳細論述。

從國家政策層面來看，5G通信技術(shù)提速發(fā)展，拉動投資，成為經(jīng)濟增長的新引擎，使得5G+MEC邊緣計算、高速可靠的大數(shù)據(jù)實時交互成為可能。2011年，根據(jù)宋震奇等[2]統(tǒng)計，上海城市路燈的數(shù)量已近500 000盞，這種高密度且規(guī)律分布的桿資源是5G微基站和城市邊緣智能設(shè)備的最佳載體，2020年后將在城市治理中發(fā)揮更大價值。今年初，王黎[3]對城市現(xiàn)狀和未來城市發(fā)展所需的城市桿件設(shè)施進行了分析，提出應(yīng)整合可整合和獨立設(shè)置的桿件設(shè)施，指引城市智慧多功能桿規(guī)劃設(shè)計的布設(shè)。

根據(jù)近段時間的行業(yè)研究，處于后疫情時代，文章提出城市的一種新型基礎(chǔ)設(shè)施——多功能路燈桿，它將承載起城市網(wǎng)格化、精細化、大數(shù)據(jù)智能驅(qū)動的城市治理新模式。重點圍繞多功能路燈桿與5G、視頻智能與人口流動分析、高度信息安全的新型物聯(lián)網(wǎng)以及高級自動駕駛等新型基礎(chǔ)設(shè)施研究展開論述。

1 城市治理新基建

智慧城市新型基礎(chǔ)的設(shè)施建設(shè)“端”、“邊”、“網(wǎng)”都離不開電力的驅(qū)動。未來，電是新基建的“糧食”和“動力源”，在城市和社區(qū)建設(shè)最有規(guī)律，覆蓋最廣泛，而能觸達每位市民的莫過于多功能路燈桿，它形成了新的“電”基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。2G/3G/4G/5G、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等都離不開電的驅(qū)動，電讓每個終端“聽指揮”，并與社區(qū)大腦、城市大腦連接。海量數(shù)據(jù)的集中處理和低時延、高可靠的實時交互已經(jīng)不現(xiàn)實，多功能路燈桿未來將是一個個“邊緣計算”節(jié)點，數(shù)據(jù)就近處理，雙向分發(fā)，上報大腦的同時將分析結(jié)果反饋請求終端，如圖1所示。后疫情時代多功能桿在城市治理中的新應(yīng)用將會擺在更加重要的位置，尤其在5G、視頻智能與人口流動分析、高度信息安全的新型物聯(lián)網(wǎng)和高級自動駕駛等新型基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)及綜合應(yīng)用方面。

圖1 基于多功能路燈桿打造全面連接社區(qū)、辦公和商業(yè)的城市治理大腦

多功能路燈桿將為城市提供更為精細化的治理服務(wù)。此前，王皓等[4]研究表明，智能路燈網(wǎng)是以地理信息系統(tǒng)（GIS）平臺為基礎(chǔ)，融合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能路燈綜合管理系統(tǒng)，不僅可實現(xiàn)園區(qū)照明智能化，而且能無縫接入園區(qū)的安防監(jiān)控系統(tǒng)、語音廣播系統(tǒng)、多媒體管理系統(tǒng)、智能充電柱管理系統(tǒng)、無線WIFI管理系統(tǒng)等，實現(xiàn)人員、基礎(chǔ)設(shè)施、出入車輛的精細化管理與服務(wù)。依托多功能路燈桿拉通的電網(wǎng)是城市新型基礎(chǔ)設(shè)施的動力基座，使得3G/4G/5G、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)全網(wǎng)拉通，實現(xiàn)人與人、人與物和物與物的實時在線交互。

1.1 5G新基建的載體

伴隨著5G新基建的規(guī)?；七M，原有通信運營商每自立或租用通信桿承載的多頻段多小區(qū)，平均需占用2-3根市政綜合桿用于通信信號恢復(fù)建設(shè)。通信運營商對市政綜合桿的需求量大幅增加，而市政綜合桿的通信資源復(fù)合利用率卻十分低下，不利于通信行業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展[5]。未來，要想提升多功能路燈桿的資源價值回報，需在多功能路燈桿的標準規(guī)范提出更高的要求。因此，上海市道路合桿整治技術(shù)導(dǎo)則（試行）文件[6]指出：道路照明燈桿作為道路上連續(xù)、均勻和密集布設(shè)的道路桿件，應(yīng)作為各類桿件歸并整合的主要載體。上海三思、華體科技、飛樂音響、上海亞明等照明企業(yè)不斷推出更具市場競爭力的產(chǎn)品，在基站安裝、載荷、供電安全、空間設(shè)計、盲點覆蓋和智能管理等方面持續(xù)優(yōu)化。

1.2 視頻智能與人口流動分析

將多功能路燈桿作為視頻監(jiān)控設(shè)備的載體，其供電難、視頻低時延、傳輸高可靠的技術(shù)難點將一一破解。在路燈強光下夜間視頻抓拍出現(xiàn)的眩光、噪點等技術(shù)瓶頸逐漸攻克，未來必將是視頻智能的前端哨站。在5G時代，在大帶寬、高速率、低時延和大連接的技術(shù)能力支撐下，每一個人實現(xiàn)一人一碼、一桿一碼、一個視頻終端一碼已成為現(xiàn)實，進而每一個時間地點發(fā)生的事件都可以進行實時監(jiān)控、分析、追溯。

新型冠狀肺炎疫情爆發(fā)后，人群中曾出現(xiàn)了超級傳播者，一人感染幾百人。這樣的情況使多功能路燈桿出現(xiàn)了新的難點，即行動軌跡大數(shù)據(jù)挖掘?qū)崿F(xiàn)不了。中國聯(lián)通快速響應(yīng)，依托手機信令快速實現(xiàn)了疫情防控人口大數(shù)據(jù)風(fēng)險監(jiān)測、敏感人群追蹤、風(fēng)險預(yù)警和疫情發(fā)展態(tài)勢預(yù)測。若結(jié)合道路上連續(xù)、均勻和密集布設(shè)的多功能路燈桿的空間位置和視頻圖像，就可以更快速準確地鎖定目標，在未來的災(zāi)害預(yù)警、應(yīng)急救援、城市精細化治理上發(fā)揮更大作用。例如：一位社區(qū)居民在疫情居家隔離期間離開小區(qū)，第一道樓棟測溫門禁記錄了他的體溫，實時上傳到社區(qū)智腦平臺；該居民到了小區(qū)門口，掛載在多功能路燈桿上的智能視頻攝像機可以抓拍這位居民，并同時上報他的照片信息；不管他駕車還是步行，只要攜帶通信設(shè)備，他的基站切換軌跡將會實時更新，其外出逗留時間和軌跡以及接觸到的人群都會記錄留痕，通過一人一碼、一桿一碼可快速找到這位居民及其密切接觸者。

1.3 高度信息安全的新型物聯(lián)網(wǎng)

多功能路燈桿就是一張多功能物聯(lián)網(wǎng)。以地理信息系統(tǒng)（GIS）平臺為基礎(chǔ)，融合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，智能路燈不僅可以實現(xiàn)照明智能化，而且可以整合城市機動車信號燈、監(jiān)控、指路標志牌、分道指示標志牌、小型標志標牌等設(shè)施，形成智慧交通的治理一張網(wǎng)，管理一塊屏。它不但可以實現(xiàn)新基建智能充電柱全城一張圖，實現(xiàn)新能源服務(wù)一網(wǎng)統(tǒng)管，而且可以實現(xiàn)市政道路井蓋的無縫接管、市政垃圾桶的實時在線、空氣質(zhì)量的動態(tài)感知等。隨著基于多功能路燈桿的新型城市物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，將推動“5G萬物互聯(lián)時代”的擴張及新技術(shù)與城市精細化治理再融合。

基于多功能路燈桿的新型物聯(lián)網(wǎng)信息安全將是城市治理的巨大挑戰(zhàn)，面對信息泄露、隱私數(shù)據(jù)泄露、信息監(jiān)聽等都要統(tǒng)籌規(guī)劃。多功能路燈桿是數(shù)據(jù)的入口，同時也是安全風(fēng)險的入口，建設(shè)網(wǎng)絡(luò)安全體系，減少網(wǎng)絡(luò)攻擊值得深入研究。

1.4 高級自動駕駛

依托5G、移動邊緣計算、區(qū)塊鏈和人工智能等新技術(shù)，自動駕駛將有望改善城市交通面臨的交通安全問題。自動駕駛的發(fā)展對保證安全、提高效率、改善出行服務(wù)、發(fā)展產(chǎn)業(yè)等都有重要意義[7]。在城市復(fù)雜道路、復(fù)雜建筑、復(fù)雜人流的場景下，實現(xiàn)高級自動駕駛必須依托多功能路燈桿這種新型基礎(chǔ)設(shè)施。采用5G通信基站，在道路上連續(xù)、均勻和密集布設(shè)的多功能桿上布設(shè)自動駕駛的路側(cè)終端，并基于多功能路燈桿建設(shè)統(tǒng)一標準的道路標志、交通信號燈和街道標記等規(guī)范體系以及道路高精避障應(yīng)急標準、高精道路地圖網(wǎng)絡(luò)，才能推動自動駕駛出行快速實現(xiàn)。

2 結(jié)束語

多功能路燈桿作為城市的一種新型基礎(chǔ)設(shè)施，需要不斷創(chuàng)新，持續(xù)研究。未來，5G、視頻智能與人口流動分析、高度信息安全的新型物聯(lián)網(wǎng)和高級自動駕駛等新型基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)及綜合應(yīng)用必將會依托密集規(guī)律分布的多功能路燈桿資源，重構(gòu)城市治理新能力。5G將實現(xiàn)萬物互聯(lián)，時時在線，及時響應(yīng)；視頻智能將助力城市治理大數(shù)據(jù)可視化；高度安全可信的物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)城市建構(gòu)筑物、城市家具一網(wǎng)統(tǒng)管；高級自動駕駛將大大提升城市出行效率。不過，多功能路燈桿作為城市新型基礎(chǔ)設(shè)建設(shè)必將面臨一系列的挑戰(zhàn)。首先，缺乏統(tǒng)一的技術(shù)標準和行業(yè)標準。其次，建設(shè)需要協(xié)調(diào)的部門多，合桿建設(shè)難度大。比如，誰來立項，誰來建設(shè)，誰來驗收，誰來投資等，建成后固定資產(chǎn)歸屬哪個部門，數(shù)據(jù)資產(chǎn)歸屬哪個部門，運維保障由哪個部門負責(zé)等問題將是考驗城市治理者的頭等大事。智慧城市治理是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，不僅需要技術(shù)創(chuàng)新解決相關(guān)問題，而且需要政治制度保障和全民參與治理。