智慧城市“智联万物”承托网络的主要特点包括:作为安装介质,可以提供稳定的加载结构;作为能源网络,可以提供可靠的供电保障;作为传输通道,可以提供通畅的泛在通讯路由;作为数据入口,可以提供便利的采集汇聚方式;能够为新型智慧城市在室外公共空间中的数据采集、边缘计算、5G基站建设等各类应用的加载提供基础设施服务。
基于城市照明设施的综合属性与“智联万物”承托网络的上述特点天然匹配,通过对传统路灯杆件赋能为智慧灯杆,在新建路灯设施时采用合并杆件、同步建设地下管网,以及对存量路灯杆件进行智慧化改造[1-6]。赋能后的路灯(城市照明设施网),基本功能与价值属性由交通附属、市政配套转为“毛细血管级”应用前台、“神经元级”数据枢纽。鉴于此,城市照明体系将作为智慧城市时代组网的首选。
01城市照明主业迭代升级路径的分析
2)效能提升成为城市照明管理的必然趋势。单灯监控、地理信息、大数据分析、设施全生命周期管理,形成了信息时代城市照明管理的全新要素和现代化工具。这不仅是工具的改变,更将带来传统照明管理的转型。
以南京为例,信息时代照明管理迭代的核心路径起源于用监控系统动态感知现场设施运行状态,用信息平台管理人的行为,建立故障与运维资源的精准配对、迅速配对;实践于传统模式的调整,2019年5月开始的南京市奥南地区全单灯定修模式;拓展至全维护体系的巡、修分离;延伸于组织机构的调整,达成一线班组的白班、晚班作业时间的调整;聚焦于效能提升的目标,达成修灯自作定额化、设施整治项目化。目前,晚班情况下,平均修灯量达到15盏/天,修灯量提升100%,提升30%效率;白班情况下,2019年节能改造量增长2.7倍。效能的升级也为承载智慧城市新基础设施的管理提供了必备条件。
以上即城市照明“0—1”的角色转变。2020年,随着南京“四新”行动计划和数字经济发展三年行动计划的发布,5G+智慧城市建设全面提速,南京路灯的第三个三年规划(2020—2022)“围绕服务应用落地,聚焦智慧新光,全面实现产业转型升级”正式启动。
02基于城市照明的新基础设施建设路径分析
通过信息化途径,将传统的灯赋能成为智慧的灯,用智慧的灯点亮智慧的城,是目前形成共识的必由之路。通过政策、资金、应用三种模式驱动,按照“先地下、后地上,先净化、后赋能,先基础、后应用”的原则,通过“共管、共网、共廊、共杆、共平台”,实现“统一规划设计、统一建设赋能、统一运营管理”,智慧城市的发展路径殊途同归。
2.1亟需解决的最后一百米的问题
路灯和智慧的结合已经是当前的最优方案。但供给侧缺少应用场景和需求侧缺乏实施路径的矛盾,让路灯和智慧的结合出现了亟需解决的最后一百米的问题。
1)成本投入问题。
从经济成本上看,新建智慧杆的单体造价各个城市基本相近,平均单杆造价在15~20万元,以一个普通地级市15万杆灯杆而言计算,最低需要225亿元,分三年实施,每年需要75亿元。这仅是直接建设成本,还不包含其他间接成本。存量设施因现有的路灯体系需要改造赋能才能满足应用加载需求,难以直接提供稳定的供电保障和可靠的通讯路由。除了南京外,其他城市均是以新建的方式来推进,投资巨大,实施困难。
从时间成本上看,以普通地级市为例,除非新建一座城市,否则城市全部路灯设施在三年内重建是一件不太现实的事情,而且数十年乃至上百年形成的城市格局及公共基础设施功能分布早已交融。以南京主城区而言,所有功能照明设施更新一轮的科学周期需要10年甚至更长时间。而4G到5G的迭代仅仅用了6年,智慧城市功能应用端的产品和技术更新迭代的速度则更快,可以说技术和产品应用等不起一个完整的基建合理周期。
2)推进实施问题。
其一是缺少统一的承载主体,现有资产无法有效发挥杠杆效用,存量资源与建设资金不能形成良性循环,影响城市建设的发展步伐。其二是路灯资产权属分散,经营管理权条块分割,影响智慧城市的协同建设;其三是维护单位各自为政,水平参差不齐,缺乏技术标准,无法形成高效协同、统筹规划的运维管理平台。
3)运营变现问题。
智慧杆建设需要从顶层规划做起,同步规划、同步设计、同步实施、同步交付使用,虽然能够形成较好的展示面和应用点,但也因此受制于城市的建设步伐,推进节奏相对缓慢;并且新建设施多在新城区,商业发展人员集聚需要时间,智慧杆的功能应用远离实际场景;再者当前如治安监控、环境监测等功能的集成,多是服务于城市治理服务水平的提升,属于政府职能或社会公益,无法产生直接的经济回报;而诸如无人驾驶、远程医疗等商业价值的变现,不仅需要满足更多的要素,还需要立法层面的支撑,等待的周期更为漫长。
4)数据共享问题。
其一是多部门协同困难,需要同步整合实现多种诉求;其二是数据共享通道未能有效打通,不能支撑新型智慧城市“六个一”的核心要素。
2.2基于城市照明新基础设施建设的南京模式
1)以智慧路灯为构网蓝本,构建泛在的、颗粒度更细腻的、层次更多元的城市物联感知体系。
3)以智慧路灯为内核,串联“云”与“端”,联系“客户”与“应用”,形成贯穿上下游全产业链的产业集群。
(a)应用方面,基于智慧路灯的智慧城市建设,近期首先是服务于5G基站建设,通过构建泛在的新网络,实现如雪亮工程、智慧交通,充电桩、环保监测、信息发布、导航增强等更多单项应用落地;中期借助整合数据、优化算法、功能集成等,架构应用新场景,实现如智慧停车、智慧清扫、车路协同、智慧安防等城管、市政、交通、公安等多个领域管理效能提升。远期可以期待智联万物的以人为中心的智能空间。
(b)产业方面,智慧路灯应该成为智慧产业的培养皿、智慧园区的孵化器。政府可以通过政策引导,深化政企协作,扩大智慧路灯基础设施布局、开放智慧路灯应用场景资源,优化智慧杆应用生态,集聚上下游企业,打造智慧杆产业园区,促进智慧杆产业链上下游企业及相关产业集聚,形成创新产业链,实现城市量级智慧杆布局及应用场景构建,培育智慧产业发展新生态。
04结语
随着智慧城市时代的临近,智慧杆件及其相关体系将成为城市新基础设施的关键节点,或将成为行业跨界发展的焦点。城市照明行业应通过内生驱动,加速实施照明设施管理迭代、设施品质升级(“0—1”),加速落地智慧城市基础网络、应用场景(“1—N”),加速形成围绕智慧城市的多专业融合的产业生态圈(“N—∞”),从而实现城市照明更加健康可持续发展。
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