1 前言

1.1 城市信息基礎設施現(xiàn)狀分析

黨的十九大報告提出“推動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實體經(jīng)濟深度融合，在高端消費、創(chuàng)新引領、綠色低碳、共享經(jīng)濟、現(xiàn)代供應鏈、人力資本服務等領域培養(yǎng)新增長點、形成新動能”。明確“加強水利、鐵路、公路、水運、航空、管道、電網(wǎng)、信息、物流等基礎設施網(wǎng)絡建設”。報告提出要“突出關鍵共性技術、前沿引領技術等創(chuàng)新，為建設數(shù)字中國、智慧社會提供有力支撐”。但“美麗中國”原則下，通過對城市市政道路桿件基礎設施的調(diào)研分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)狀存在相關問題及不足。

一方面，目前中國各大城市中桿件林立影響市容市貌，重復建設、浪費空間資源，實現(xiàn)的功能相互干擾，部分桿件存在安全隱患，與“美麗中國”要求存在差距；

另一方面，隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展以及智慧城市提升的需要，桿件的數(shù)量還會不斷的增多。智慧城市、智慧社會的基礎和重要內(nèi)容，就是以“一桿多用”智慧桿為代表的新一代信息基礎設施建設。

如何優(yōu)化整合城市市政道路各種桿件是實現(xiàn)“美麗中國”“智慧中國”的現(xiàn)實需要。

1.2 城市道路桿件基礎設施調(diào)研情況

本次現(xiàn)場調(diào)研選取廣東省廣州市新港中路作為調(diào)研樣本，調(diào)研內(nèi)容包括道路桿件的總體情況和各類桿件的屬性及數(shù)量等具體信息。

新港中路作為廣州市海珠區(qū)重要主干道，道路桿件主要以路燈桿為主，其余以信號燈、交通標志與監(jiān)控桿居多。路燈桿以間距30 m左右分布在道路兩邊，信號燈主要分布在交通路口，監(jiān)控桿主要分布在人流密集區(qū)域及重要場所。桿件涉及產(chǎn)權部門主要有市政、交通、公安等部門，新港中路桿件信息如表1所示。

表1 新港中路桿件信息

以上287根桿件中，桿件一桿多用的數(shù)量僅為個別少量的桿件，大部分桿件均各自為政不進行共享，相鄰很近的地方建了幾根不同功能的桿，造成視覺污染，浪費土地資源，埋下安全隱患，如圖1所示。

圖1 新港中路桿件林立亂象

1.3 存在的問題和不足

根據(jù)調(diào)研情況，目前城市市政道路基礎設施的問題和不足有：一是存在各標識支撐結構的高度、顏色、尺寸不統(tǒng)一，影響道路整體景觀；二是同類桿件重復建設，不同桿件互不共享造成土地資源浪費；三是相鄰不同標志牌存在互相遮擋問題，影響駕駛人員及行人視認，各桿件資源不共享，造成相互影響使用；四是道路桿件位置設置不合理，侵占有限人行道空間，給城市弱勢群體造成不便，各桿件資源不共享，造成安全隱患。

2 智慧桿解決城市信息基礎設施建設不足

信息基礎設施是智慧城市實現(xiàn)的先導和保障，其建設水平?jīng)Q定了智慧城市的發(fā)展前景和未來。但智慧城市建設中仍然存在著許多的問題和不足：如信息基礎設施建設不足，物聯(lián)網(wǎng)傳感設施有待整合、統(tǒng)籌利用率較低等。

（1）信息通信設施建設尚需提升

近年來，各城市積極推進和實施通信基礎設施建設，但信息通信網(wǎng)絡建設水平與民眾的期許，尚存在一定差距。一是通信微基站建設屢屢受阻。二是基礎設施提速升級的5G網(wǎng)絡基礎設施建設趨緩。

（2）物聯(lián)網(wǎng)傳感設施有待整合

由于智慧城市熱潮的推動，居于基礎地位的物聯(lián)網(wǎng)終端傳感設備的數(shù)量持續(xù)增長。但從整個城市系統(tǒng)來看，在物聯(lián)網(wǎng)傳感設施建設中存在相關部門各自為政、各自建設、標準各異、共享困難等問題。重復建設且數(shù)量龐大的視頻監(jiān)控等物聯(lián)網(wǎng)感知設施，既是對土地資源、能耗資源的浪費，又影響城市美觀，更在客觀上造成了信息孤島，不便于城市的綜合治理和社會服務。

綜上所述，可見智慧城市建設中的瓶頸首先是以城市桿件為代表的信息基礎設施建設不足，通過“市政基礎設施”+“通信基礎設施”的共建共享發(fā)展，可解決智慧城市發(fā)展的瓶頸。然而，智慧桿遵循城市的道路、街道分布，如血管和神經(jīng)一樣覆蓋城市的軀體，在智慧城市中扮演著“末梢神經(jīng)元”的角色，具備“有網(wǎng)、有點、有桿”三位一體的特點，能夠完成對照明、公安、市政、氣象、環(huán)保、通信等多行業(yè)信息進行采集、發(fā)布以及傳輸，形成一張智慧感知網(wǎng)絡，實現(xiàn)對城市各領域的精確化管理和城市資源的集約化利用。

3 智慧桿在城市智慧共享中的重要性

3.1 智慧城市發(fā)展重要載體

智慧桿作為新一代信息基礎設施的重要載體，其共建共享的理念突破了之前智慧城市基礎設施建設的固有思維。通過信息通信技術廣泛交互，整合為一體化的智能化集成式基礎設施，發(fā)揮綜合性的城市管理和服務功能。信息通信與其他公共服務功能有機整合，數(shù)字虛擬世界與物理世界相互融合，智能化集成式的基礎設施構成了聯(lián)系數(shù)字世界和物理世界的信息物理系統(tǒng)（CPS），這是未來智慧城市發(fā)展的大趨勢。

智慧桿將市政基礎設施與信息基礎設施建設深度融合，是實現(xiàn)智慧城市信息基礎設施共建共享的新舉措，是強化城市數(shù)據(jù)資源互聯(lián)互通的有效依托，是提高城市治理和社會服務現(xiàn)代化水平，促進新型智慧城市建設發(fā)展的系統(tǒng)工程。

3.2 智慧城市呼喚更智能的信息基礎設施

智能的信息基礎設施就是以硬件設施開放聯(lián)接與數(shù)據(jù)共享、整合協(xié)同為基礎，檢測、分析、整合城市運行核心系統(tǒng)的各項關鍵信息，可以讓城市從分割、相對封閉的信息化架構狀態(tài)，邁向開放、整合、協(xié)同的城市信息化架構狀態(tài)，實現(xiàn)城市智慧管理。“一桿多用”的智慧桿，既實現(xiàn)智能信息基礎設施“硬聯(lián)通”，又能在數(shù)據(jù)共享和智能聯(lián)動基礎上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)“軟聯(lián)通”，如圖2所示。

（1）硬聯(lián)通

智慧桿集成照明設備、4G/5G基站、視頻監(jiān)控設備、多媒體屏幕、智能傳感器、音頻設備等諸多智能設備于一體，通過接口可實現(xiàn)桿體各智能設備的 “硬聯(lián)通”。

（2）軟聯(lián)通

智慧桿上智能設備產(chǎn)生數(shù)據(jù)，依托綜合管理平臺，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和智能聯(lián)動，為智慧城市中的智慧市政、智慧安防、智慧交通等綜合性應用提供數(shù)據(jù)支撐，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的“軟聯(lián)通”。

圖2 智慧燈桿綜合管理平臺

4 智慧桿推進城市道路智慧共享建設步伐

4.1 智慧信息基礎設施共建共享典范

“一桿多用”智慧桿的建設正成為智慧城市的重要入口和智慧基礎設施共建共享的典范。究其原因，主要有以下幾點：

（1）“一桿多用”智慧桿系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)建設是城市信息基礎設施共享共建的最佳突破點

在智慧城市建設以及物聯(lián)網(wǎng)等技術迅速發(fā)展的趨勢下，具有多功能的“一桿多用”系統(tǒng)為城市建設帶來新思路，成為智慧城市建設和管理的重要突破口?！耙粭U多用”智慧桿相關的鼓勵支持政策也逐步完善。以“一桿多用”的最典型案例路燈桿為例，住建部和國家發(fā)改委聯(lián)合發(fā)布的《全國城市市政基礎設施建設“十三五”規(guī)劃》提出“因地制宜開展包含充電樁、無線網(wǎng)絡等技術的多功能燈桿建設，拓展照明設施的復合功能”、“在200個城市、縣城實施道路照明節(jié)能改造”。

（2）5G網(wǎng)絡的特點對智慧基礎設施提出新的要求

5G網(wǎng)絡是為物聯(lián)網(wǎng)所提供的，“萬物互聯(lián)”的特點決定了5G基站建設的網(wǎng)絡架構進一步扁平化，要求安裝在各種場景中，從而決定了基站建設的覆蓋面更廣、更密集，更小型化的特點。目前，全國的4G基站約370萬個，其中廣東省的4G約30萬個，基于5G頻譜和網(wǎng)絡技術要求，5G小基站站距僅為50～100 m，站址數(shù)量將達目前4G的數(shù)倍。5G小基站最可行的部署方法是充分利用各種桿件，尤其是高密度的智慧桿，因此以“一桿多用”類型桿件為代表的智慧桿設施建設勢在必行，無論從高度、密度、間距，還是從電源配套等角度考慮，智慧桿均為5G小基站的天然搭配。

（3）5G網(wǎng)絡+“一桿多用”智慧桿系統(tǒng)的經(jīng)濟社會效益顯著

智慧城市的時代，基于城市廣泛分布的市政桿狀物，可以節(jié)約設備支出避免城市基礎設施的重復資金投入。此外，5G網(wǎng)絡+“一桿多用”智慧桿基礎設施占地具有小型化特點，將其與市政桿狀物結合起來，成為物聯(lián)網(wǎng)部署的重要載體，在智慧城市中必將擔當重要角色。保守估計“一桿多用”智慧桿將占智慧城市建設市場份額的30%左右。除了巨大的能耗和設備費用，“一桿多用”智慧桿在管理上機大地降低的人工巡檢、管理維護等費用開支。

因此，從推進城市智慧共享型建設的角度出發(fā)，需要我們加快推進“一桿多用”創(chuàng)新型智慧信息基礎設施建設。

4.2 智慧桿助力城市智慧共享型建設案例

在《粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要》中，提出要加強基礎設施建設，建設全面覆蓋、泛在互聯(lián)的智能感知網(wǎng)絡，推動智慧交通、智慧能源、智慧市政、智慧社區(qū)等應用落地，實現(xiàn)城市群智能管理。在這些大戰(zhàn)略要求下，具有“一桿多用”功能的智慧桿應勢而生，并將成為粵港澳大灣區(qū)“新型智能化基礎設施”的典型代表。

如，在廣州市從化區(qū)良口鎮(zhèn)“生態(tài)設計小鎮(zhèn)”有一條由鐵塔公司打造的“智慧之路”，所鋪設的智慧桿集通信基站、節(jié)能照明、LED顯示屏、視頻監(jiān)控、氣象監(jiān)測等功能為一體，并預留了智能電子導游、人流量檢測、智能停車指引、車牌識別等功能接口，建設智能信息基礎設施與生態(tài)融合的新型現(xiàn)代化“智慧小鎮(zhèn)”，使居民生活更加便利、幸福。又如，在韶關市蓮花大道建設中，由鐵塔公司建設燈桿共1 000根，其中涉及智慧路燈桿141根，集成照明、攝像頭、基站、環(huán)境監(jiān)控、公交智能定位、交通視頻執(zhí)法、汽車充電樁等設備，通過信息共享和協(xié)同運作，統(tǒng)一實現(xiàn)智能交通、環(huán)境監(jiān)控等智能管理及信息交互，建設“智慧道路”。再如，在廣州市廣鋼新城項目中，建筑面積約1 000萬平方米，規(guī)劃居住19萬人，將由鐵塔公司統(tǒng)籌建設600余根智慧燈桿，并以為載體實現(xiàn)智能照明、智能安防、智慧市政等諸多應用，滿足政府、社區(qū)、居民的信息化需求，打造“智慧社區(qū)”。

此外，在“一桿多用”智慧桿系統(tǒng)示范推廣和商業(yè)化應用方面，全球各大城市均有推廣應用。美國芝加哥在2017年7月啟動了美國最大規(guī)模的智慧燈桿系統(tǒng)計劃，擬結合基礎設施更新計劃替換25萬具智慧LED路燈。從2011年入駐南沙研發(fā)物聯(lián)網(wǎng)技術以來，中科院軟件研究所已在北京、杭州、東莞等全國25個城市布下超過4萬盞“智慧燈桿系統(tǒng)”。由位于南沙自貿(mào)區(qū)的廣州中科院軟件應用技術研究所開發(fā)的智慧燈桿系統(tǒng)項目2011年即在廣州南沙首屆科技創(chuàng)新成果推介會上推廣，且已在南沙區(qū)部署智慧燈桿系統(tǒng)達到300多盞。

5 結束語

智慧桿是將工業(yè)設計與物聯(lián)網(wǎng)技術相結合，以智慧燈桿為物理載體，充分和通信微站、充電樁、多媒體顯示屏以及視頻監(jiān)控，傳感設備結合一體，更體現(xiàn)出“一桿多用”智慧桿的應用價值，充分為智慧城市的建設做好基礎數(shù)據(jù)和業(yè)務協(xié)同布局。通過“一桿多用”智慧桿創(chuàng)新型信息基礎設施的建設，一方面解決了城市桿件現(xiàn)狀的問題及智慧城市下一步發(fā)展的緊迫的需求，另一方面積累市政設施共建共享經(jīng)驗，最終實現(xiàn)合作共贏，建設美麗、智慧新都市。

我們注意到，在創(chuàng)新型智慧城市信息基礎設施發(fā)展過程中，“一桿多用”的智慧桿越來越多的應用在城市的建設中，高效地助力城市建設向智慧共享型升級演變。