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业内常提的智慧路灯,到底是个什么东东?

智慧城市概念源于2008年IBM公司提出的智慧地球的理念,是数字城市与物联网相结合的产物,被认为是信息时代城市发展的方向。其实质是运用现代信息技术推动城市运行系统的互联、高效……

想必从2019的光亚展中,你肯定听过智慧城市、智慧路灯、5G这些关键词,那它们到底代表了什么?今天我们就来看看。

智慧城市概念源于2008年IBM公司提出的智慧地球的理念,是数字城市与物联网相结合的产物,被认为是信息时代城市发展的方向。其实质是运用现代信息技术推动城市运行系统的互联、高效和智能,从而为城市人创造更加美好的生活。

据数据显示,截至2017年底,全国超过500个城市均已明确提出或正在建设智慧城市,预计到2021年市场规模将达到18.7万亿元。可以看出,智慧城市是大势所趋。

要想建设智慧城市,首先需要建设一系列联网的基础设施,而基于分布最广泛的城市基础设施路灯灯杆做信息化、自动化的系统建设会是第一突破口。

如今的路灯早已不再是单纯的照明工具,集合照明、安防、充电、WIFI等功能的智慧灯杆成为了未来智慧城市的主要发展趋势。

对于任何事物,只有了解它的过去,才能读懂它的现在,放眼它的未来!小编相信对于智慧灯杆亦是如此。

智慧灯杆的诞生

智慧灯杆的出现最早可以追溯到 2010 年 IBM 所提出的智慧城市愿景。最早的智慧灯杆是德国的一家公司研发的,仅仅给普通路灯上面安装了充电桩。

2016年德国汉诺威 CEBIT 展上,华为发布了首个多级智能控制照明物联网解决方案,旨在以城市路灯照明作为切入口,进驻智能照明领域。

中兴通信在此次展会上也率先推出业内领先的集合路灯、充电桩、基站、智慧城市信息采集为一体的“Blue Pillar”智慧灯杆综合解决方案。

智慧灯杆的成长

实际上,智慧灯杆可以分为三个时代:

1.0 时代:

智慧灯杆1.0时代是当前我国大部分路灯所处阶段,主要特点是着力于路灯本身照明节能及控制功能的智能化运作。一般是通过应用电力线载波通信技术和无线GPRS/CDMA 通信技术实现对路灯的远程集中控制与管理。

2.0时代:

智慧灯杆2.0时代着力于路灯灯杆的智能化运作上,即通过在灯杆上集成各种智能化设备达到智慧城市入口的功能,纳入智慧城市愿景的初步应用。

3.0时代:

智慧灯杆3.0时代主要着力点在于对路灯灯杆主动相应方面的智能开发上,灯杆可实现基于云平台的联动与交互功能。

智慧灯杆2.0时代灯杆实现了功能集成后的智能化,3.0时代则是在2.0的基础上将智能化功能向人工智能领域拓展。智慧灯杆3.0平台研发重点是对人的信息采集利用。

目前,国内正在试点或已上线运作的智慧灯杆均处于2.0时代。2.0时代的智慧灯杆一般需要满足以下两个需求:

1.节能:LED路灯相比于传统的钠灯节能超过60%,然而全球LED路灯渗透率较低,因此城市需要一盏更加节能的路灯;

2.路灯功能不再只是照明:随着5G、人工智能、物联网等技术不断进步,行业需求对路灯所承担的职责提出了更多的要求,如城市环境监测、视频监控、无线网络、紧急呼叫、充电桩等。

智慧灯杆产业的现状

目前,智慧灯杆产业这块大蛋糕所产生的市场红利正与日俱增,以待瓜分。此时,深入了解产业发展现状将会有助于企业看清前进的方向。

一、利好

1.多省政策接连出台,助力智慧灯杆建设

截止今日,2018年一共出台了超过23项有关“多杆合一”、“智慧灯杆”的政策,涉及广东、上海、湖南、吉林、重庆、江苏、陕西、广西等多个省市,每一项都彰显了政府对智慧灯杆产业的支持。

如:

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了《关于2018年推进电信基础设施共建共享的实施意见》

广东省人民政府办公厅印发了《广东省信息基础设施建设三年行动计划(2018-2020)年)》

各省市的政策不断出台,助力推进集照明控制、WIFI天线基站、视频监控管理、城区环境实时监测、紧急呼叫等功能于一体的智慧灯杆建设,形成共建共享、集约高效的城市物联感知网络建设模式,提升公共安全、城市管理、道路交通、生态环境等领域的智能感知水平。

2.城镇化加速推进,城市道路建设改造不断,带飞智慧灯杆

城镇化进程加速推进,促进智慧灯杆行业持续增长。作为城市公共市政建设的一部分,城镇化的建设将直接推动智慧灯杆行业的发展。

近年来,我国城镇化进程快速推进,城镇化率逐步提高。在2006-2017年我国城镇人口已从5.83亿增至8.13亿,城镇化率从44.34%增长至58.52%,年均增长1.18个百分点。

同时城市道路建设与改造、升级不断增加,直接带动智慧灯杆行业发展。

智慧灯杆属于城市基础设施建设,是由国家投资的公共设施建设的一部分。国家城市道路建设的投入对智慧灯杆行业的市场变化趋势有重要影响,而城市道路建设长度及面积将会直接决定智慧灯杆的市场需求。

近些年来,随着国家对于道路建设的持续投入,我国城市年末实有道路长度和面积已连续多年增加。国家统计局的数据显示,2006年,我国年末实有道路长度为24.10万公里,到2017年已达40万公里,年均增长4.4%。

3.5G时代来临,将带来1176亿元市场

按照当前三大运营商的规划,预计5G技术将在2020年正式开通商用,届时对搭载基站的智慧灯杆需求在近两年内爆发概率较大。

此外,新能源汽车的普及,对充电桩需求将大幅上升,而智慧灯杆,也可以作为充电桩最为便捷的载体而存在。

小基站应用场景

目前小基站部署方式主要分为室内覆盖和室外覆盖两类。而室外覆盖的具体部署方式主要有:

(1) 抱杆安装:利用 路边水泥杆、电表箱等即有建设进行安装。

(2) 楼面安装:部署一体化微站,采用与大网异频的D频段, 适用于有信号遮挡的高层建设。

(3) 地面安装:将直立式小基站 直接部署于地面。

5G小基站室外覆盖的三种部署方式

基于智慧灯杆的安装方式是抱杆安装的典型方式,其优势如下:

(1) 供电优势:小基站与路灯的结合可以共用充电装置,节约能源,解决了小基站单独部署的供电问题。

(2) 管理智能:通过智慧灯杆上的传感装置,可以方便地对小基站的运行状态、温度等情况进行监测,发现异常可以及时预警,同时也可以将各类监测数据传输至云端,便于分析和利用。

(3) 覆盖密集:由于单个小基站目前覆盖范围不足200米,所以需要进行密集部署才可能全面覆盖盲点,而路灯分布均匀,间距不足百米,可以帮助小基站形成密集覆盖。

(4) 节省空间:小基站与路灯的结合节省了单独部署所需的空间,能很大程度降低基站部署的物业协调难度。

(5) 盲点覆盖:高速公路、铁路沿线往往是信号覆盖不好的地方,采用智慧灯杆的安装方式有利于实现盲点覆盖。

截至2017年底,三大运营商合计建设4G宏基站达到389万(其中,中国移动187万,中国联通85万,中国电信117万)。

参考频谱的覆盖半径对应的基站数量,可以预测5G宏基站约为4G的2倍,而参考国外运营商在3G时代的小基站数量达到宏站数量的1.5-2倍。

综上我们预测在国内5G网络建设的前四年,小基站数量将达到1167万(389*2*1.5=1167)套,年均约292万套。

目前4G小基站平均价格在2500元左右,预计年均市场空间=292*0.25万/套=73亿元。根据小基站室外室内部署比例为8:2测算,室外小基站年年均市场规模可达58.4亿元(73*80%=58.4)。

由于小基站与智慧灯杆的完美融合,基于智慧灯杆的小基站部署是室外部署的主要形式,按照90%测算,基于智慧灯杆的小基站年均市场规模可达53亿元(58.4*90%=52.56)。

小基站本身不贵,但安装费用高昂。

目前居民楼楼面安装需要支付每年逾万元的场地租赁合同,而智慧灯杆上安装基站的成本将会大幅减少,假设初装费为1.4万元,则5G基站的安装将会带动1176亿的智慧灯杆市场(1167*0.8*0.9*1.4),年均294亿。

中国铁塔未来4年铁塔数量预测

说到基站,不得不提下华为和中兴在移动全球伙伴大会展示的5G基站设备。

这是华为首次展示5G端到端商用系统主要设备,其中包括5G CPE、5G系列化无线基站、5G传输系统等。此外,华为还表示,届时5G小基站很可能比4G的形态更丰富一些。

与华为的展示不同,中兴此次重点呈现的是5G宏站,其中包括TD-LTE&;5G Dual-Mode RRU、5G 64T64R AAU等。

中兴5G宏站

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4.既是必然,也是未然

从智能化到智慧化,是当今世界科技发展的必然趋势。

南方电网节能照明事业部技术总监韦家甫在2018年中国智能照明与电源技术应用论坛暨江苏照明学术年会曾提到,LED有三次引爆,而第三次“引爆”的是城市路灯杆,是5G技术发展以及国家智慧城市规划建设引起的。

基于政策引导、大市场、大跨界、大推动力、先天的物理位置等因素,他认为第三次“引爆”是彻底的,而且有理由相信持续时间会很长。

也就是说,智慧灯杆产业的欣欣向荣既是必然,也是未然的。

二、运营模式

随着物联网、云计算、大数据等技术的发展,智慧灯杆应用涌现了无限可能。那么,当前智慧灯杆产业的运营模式是怎样的呢?影响因素又有哪些?

具体运营模式如下:

1)政府独资投资建网运营,是当前 较为普遍应用的一种模式。

2)政府主导并投资,委托运营商建网运营(O&;M),对用户有利,大部分能够 无偿使用。

3)政府指导并部分投资,社会资本投资建网运营, 关键是两个主体之间的分工、协调与合作。

4)政府牵头,运营商建网(BOT),该模式的 盈利方式是以前向计时收费为主。

5)运营商独资建网运营(BOO),建成之后 网络使用权、经营权一直由运营商掌握。

6)联合建设运营,聚集产业链各环节力量,共同建设和推广。

7)联合公司化运营,公司化运转更加灵活, 效率更高。

在建设运营模式选择方面:

(1) 公益型、涉密型、政务类的项目需要政府主导和投资,倾向于 前四种模式;

(2) 投资规模大、专业跨度大、共享性要求高、专业涉及类别多的项目适合采用 联合建设模式,不适合政府投资建设运营和运营商第三方独立建设运营;

(3) 越来越多的智慧城市项目建设模式逐步从政府主导单一模式向社会共同参与、联合建设运营的多元化模式转变。

(4) 主要影响因素有: 项目属性、涉密性、投资规模、专业跨度、共享性和专业难易。

三、入局的企业和相关资质要求

目前,入局智慧灯杆产业的企业很多,而且并非单一行业,这些玩家来自各行各业,包括:

1.基础网络运营商

2.硬件企业(灯、杆、屏)

3.软件企业(通信、平台类企业)

4.资本、资源整合类企业等

此外,智慧灯杆产业的资质要求五花八门,同样是智慧灯杆采购项目,这边需要提供钢结构工程专业承包资质,那边则必须交出通信工程施工总承包资质。

不过这种现象也在情理之中,因为智慧灯杆的招标方“种类众多”,见仁见智,众口难调,不同的招标方决定了不同的资质要求。

总结来说,钢结构工程专业承包、城市及道路照明工程专业承包、市政公用工程施工总承包、电子与智能化工程专业承包,及通信工程施工总承包资质,这5大资质的出现频率最高。

※ 钢结构工程专业承包资质

钢结构专业承包资质在智慧灯杆项目中出现的频率较高,尤其是在铁塔公司发布的项目中(从2018年智慧灯杆招投标情况来看)。

获得该资质的企业超过32410家。其中一级资质共有1466家,二级资质共有7583家,三级资质有23096家。

※ 城市及道路照明工程专业承包资质

城市及道路照明工程专业承包资质,现在已不仅是传统照明企业的命门,同时还是智慧灯杆入场企业的“武器配置”。

据我们统计, 获得该资质的企业共有17983家,其中,一级资质共796家,二级资质共2666家,三级资质共14521家。

※ 市政公用工程施工总承包资质

根据住建部公示信息显示,2018年企业申请市政公用工程施工总承包资质的通过率并不高,存在一定的难度系数。

现今, 获得该资质的企业共有48620家,其中,获一级资质的共有3048家,二级资质为13280家,三级资质共有32291家。

※ 电子与智能化工程专业承包资质

获电子与智能化工程专业承包资质是“智慧类”企业的掌中宝。

该资质的企业总数为12776家。其中,一级资质共有1471家,二级资质11305家。

※ 通信工程施工总承包资质

对于这个资质,通信企业再熟悉不过了。不过,曾经有业内人士坦言,该资质的申请门槛较低,导致很多企业勇猛的跨界到通信行业来分一杯羹。

目前, 该资质共有2193家企业获得,一级资质共有99家,二级资质共有474家,三级资质共有1620家。

四、收益来源

一般来说,在智慧灯杆运营企业的收益来源方面,主要为三个部分:

1.节能收益

项目公司营运收益主要来源于 项目实施后道路照明节省的电费支出,社会投资人按与政府的约定获得收益。

2.增值收益-加载设备收益

政府可 将智慧灯杆经营权授予社会资本方,由其挖掘运营潜力,获得 增值收益。

如通过附加广告及以照明项目的路灯杆为载体设置摄像头,环境监测器,WIFI 发射站等拓展项目来收取费用。

3.增值收益-软件及服务收益

智慧灯杆运营可 由硬件产品销售转向服务导向的商业模式发展,智慧灯杆不只是赚取设备费用,而是掌握透过路灯所收集的各种数据, 地方政府欲使用数据发展城市解决方案,需支付通用数据处理服务费用。

国内外智慧灯杆经典项目介绍

1.深圳沙河西路转深圳湾科技生态园智慧灯杆

2017年11月,在深圳沙河西路转深圳湾科技生态园的入口处,树立起了2根具科技感的路灯杆,它是由深圳市城市交通规划设计研究中心有限公司自主集成研发的一款产品,名为“智慧道路共同杆”。

除了为市民提供时间、车位、路况等各类交通信息、一键求助紧急报警及免费Wi-Fi上网以外,智慧道路共同杆的功能远不止如此。

以路灯杆为硬件载体,还集成了视频、DSRC、物联网中继、WIFI探针、环境检测器等23种传感设备,支持道路全景监控、交通运行监测、道路险情预警、车路协同控制、智能定向诱导、沿线设备物联等功能。

在未来,绿色新能源汽车更为普及时,还能为电动汽车充电。

2.新沂开发区古镇大道至大桥西路主要干道智慧灯杆

该智慧灯杆项目由上海三思负责设计、施工,地点在江苏省新沂开发区古镇大道至大桥西路主要干道,总长度3950米, 由203套智慧灯杆和LED路灯构成。该批智慧灯杆已于2018年1月点亮。

三思智慧灯杆系统不仅有更节能的智能照明,更集信息发布、信息采集、信息传输和控制等于一身,可实现实时采集PM2.5、温湿度、风速、风向、雨量、噪音等相关信息,LED显示屏信息发布,无线WiFi,视屏监控,RFID人/物监测、电动汽车充电和紧急呼叫等不同应用,成为未来智慧城市的重要载体和终端体系。

3.新加坡,将完成11万路灯改造项目

在智慧城市的规划和实施方面,新加坡的很多想法和做法都让人眼前一亮。其中,利用路灯智能化升级组网,搭建城市共享基础设施的做法,迈出了从理论到实践的关键一步。

在新加坡大力发展“智慧国家2025”的背景下,新加坡陆路交通部(LTA)提出对公共照明进行“智能化+LED”升级改造的方案,计划将全国110,000套现有的高压钠灯改造成含智能控制系统的LED智能路灯,包括计划安装近60万个各种智慧城市传感设备。

美国Itron和荣文能源科技凭藉IPV6+MESH通信技术及中央管理系统的稳定性、通信速度、可靠性、安全性以及可扩展应用和全球众多大规模应用案例等优势成功加入该项目。

新加坡科技部(GovTech)将把系统当作共享通讯网关,收集和传送其他公共机构的低带宽传感器数据(low bandwidth sensor data),有望进一步提高公共部门的效率。

新加坡陆路交通部(LTA)也将与科技部(GovTech)合作展开概念验证,收集和传送环境数据,例如水位、水流量、温度和湿度等。

4.英国MK体育场的施莱德多功能路灯

英国的Milton Keynes 市MK 体育场采用施莱德的智能、一体化的Shuffle 灯具,原有的灯具造型过时,开发商希望新的照明系统更能和周围的现代建筑结构融于一体。

施莱德公司的Shuffle最终被采用在该项目,这一智能、一体化灯具采用LED照明技术,并结合监控摄像、公共广播、无线网络以及电动汽车充电装置。

安装在售票处以及商店门口的Shuffle配备了360度照明模组(16颗LED)、监控入口处的闭路电视、赛事举行时需要用的公共广播以及WIFI。公共广播和闭路电视接入MK体育场主控室,可做远程遥控,便于及时连接。

模组化设计使Shuffle 更具前瞻性概念,即可在任何时候将任何零部件,例如充电装置,替换成更为先进的技术,或者加装更多创新功能,如广告标示等等。

5.洛杉矶,20万盏路灯为市民提供服务

洛杉矶是美国第二大城市,该市的城市管理部门为了让城市管理更人性化,便利用该市大范围的智能互联路灯设施,布设新技术和物联网功能,包括对路灯配备传感器,安装软件以收集数据、分析信息并共享见解,让城市运行更加透明。

例如:

通过新的 声学传感和环境噪音监测传感器,可探测车辆碰撞的声音,直接向市通讯调度系统提供及时信息,帮助警察、消防和急救部门缩短响应时间,及早救助患者;

通过路灯配置的 摄像头,居民可以简单方便地 提前定位车位;

最重要的是,将 路灯与枪声收集设备相结合,可以有效地精准定位犯罪地点,提高警察出警速度,并对犯罪分子起到威慑作用,降低犯罪率。

目前,洛杉矶全市有超过20万盏路灯,在普通道路、高速路、隧道和人行道为市民提供服务。

总结

总的来说,不管是从政策层面,还是从市场角度来看,智慧灯杆产业的发展已是大势所趋,必不可挡。

虽然在现阶段它仍然存在运营模式不清晰、行业标准未确定等问题,但是,我们要知道,任何产业的发展初期都会面临一系列的困扰和难题。

九层之台,起于垒土。智慧灯杆的未来蓝海或许超过我们每个人的想象。

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