后疫情時代多功能路燈桿在城市治理中的新應用

張永平 王亞輝劉付春陳旭

1中國聯合網絡通信有限公司上海市分公司，上海200082

2同濟大學馬克思主義學院，上海200092

3上海飛樂音響股份有限公司，上海200233

0 引言

智慧城市建設從2008年起步到現在已經有十幾年的歷程，智慧照明、智慧路燈也發展了多年。此次疫情的爆發是對智慧城市建設成果的一次重大考驗。后疫情時代城市治理、新型城市基礎設施建設都需要一個調適期，必然會經歷一輪技術創新、模式創新。多功能路燈桿是新基建的突破口，作為城市、社區和園區的能力支撐載體必將被提到新的高度。陶銳杰[1]指出，隨著城市經濟的不斷發展，城市道路上如照明路燈、視頻監控、紅綠燈、電子警察、人臉識別、4G/5G基站等桿件的數量也在不斷增加。各類道路立桿密度大、數量多、種類雜、架設亂，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通信技術提速發展，拉動投資，成為經濟增長的新引擎，使得5G+MEC邊緣計算、高速可靠的大數據實時交互成為可能。2011年，根據宋震奇等[2]統計，上海城市路燈的數量已近500 000盞，這種高密度且規律分布的桿資源是5G微基站和城市邊緣智能設備的最佳載體，2020年后將在城市治理中發揮更大價值。今年初，王黎[3]對城市現狀和未來城市發展所需的城市桿件設施進行了分析，提出應整合可整合和獨立設置的桿件設施，指引城市智慧多功能桿規劃設計的布設。

根據近段時間的行業研究，處于后疫情時代，文章提出城市的一種新型基礎設施——多功能路燈桿，它將承載起城市網格化、精細化、大數據智能驅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網以及高級自動駕駛等新型基礎設施研究展開論述。

1 城市治理新基建

智慧城市新型基礎的設施建設“端”、“邊”、“網”都離不開電力的驅動。未來，電是新基建的“糧食”和“動力源”，在城市和社區建設最有規律，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”基礎網絡。2G/3G/4G/5G、互聯網、物聯網等都離不開電的驅動，電讓每個終端“聽指揮”，并與社區大腦、城市大腦連接。海量數據的集中處理和低時延、高可靠的實時交互已經不現實，多功能路燈桿未來將是一個個“邊緣計算”節點，數據就近處理，雙向分發，上報大腦的同時將分析結果反饋請求終端，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網和高級自動駕駛等新型基礎設施的建設及綜合應用方面。

圖1 基于多功能路燈桿打造全面連接社區、辦公和商業的城市治理大腦

多功能路燈桿將為城市提供更為精細化的治理服務。此前，王皓等[4]研究表明，智能路燈網是以地理信息系統（GIS）平臺為基礎，融合物聯網技術的智能路燈綜合管理系統，不僅可實現園區照明智能化，而且能無縫接入園區的安防監控系統、語音廣播系統、多媒體管理系統、智能充電柱管理系統、無線WIFI管理系統等，實現人員、基礎設施、出入車輛的精細化管理與服務。依托多功能路燈桿拉通的電網是城市新型基礎設施的動力基座，使得3G/4G/5G、互聯網、物聯網能夠實現數據全網拉通，實現人與人、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新基建的規模化推進，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，平均需占用2-3根市政綜合桿用于通信信號恢復建設。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合利用率卻十分低下，不利于通信行業的可持續健康發展[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范提出更高的要求。因此，上海市道路合桿整治技術導則（試行）文件[6]指出：道路照明燈桿作為道路上連續、均勻和密集布設的道路桿件，應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不斷推出更具市場競爭力的產品，在基站安裝、載荷、供電安全、空間設計、盲點覆蓋和智能管理等方面持續優化。

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控設備的載體，其供電難、視頻低時延、傳輸高可靠的技術難點將一一破解。在路燈強光下夜間視頻抓拍出現的眩光、噪點等技術瓶頸逐漸攻克，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能力支撐下，每一個人實現一人一碼、一桿一碼、一個視頻終端一碼已成為現實，進而每一個時間地點發生的事件都可以進行實時監控、分析、追溯。

新型冠狀肺炎疫情爆發后，人群中曾出現了超級傳播者，一人感染幾百人。這樣的情況使多功能路燈桿出現了新的難點，即行動軌跡大數據挖掘實現不了。中國聯通快速響應，依托手機信令快速實現了疫情防控人口大數據風險監測、敏感人群追蹤、風險預警和疫情發展態勢預測。若結合道路上連續、均勻和密集布設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，在未來的災害預警、應急救援、城市精細化治理上發揮更大作用。例如：一位社區居民在疫情居家隔離期間離開小區，第一道樓棟測溫門禁記錄了他的體溫，實時上傳到社區智腦平臺；該居民到了小區門口，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網

多功能路燈桿就是一張多功能物聯網。以地理信息系統（GIS）平臺為基礎，融合物聯網技術，智能路燈不僅可以實現照明智能化，而且可以整合城市機動車信號燈、監控、指路標志牌、分道指示標志牌、小型標志標牌等設施，形成智慧交通的治理一張網，管理一塊屏。它不但可以實現新基建智能充電柱全城一張圖，實現新能源服務一網統管，而且可以實現市政道路井蓋的無縫接管、市政垃圾桶的實時在線、空氣質量的動態感知等。隨著基于多功能路燈桿的新型城市物聯網建設，將推動“5G萬物互聯時代”的擴張及新技術與城市精細化治理再融合。

基于多功能路燈桿的新型物聯網信息安全將是城市治理的巨大挑戰，面對信息泄露、隱私數據泄露、信息監聽等都要統籌規劃。多功能路燈桿是數據的入口，同時也是安全風險的入口，建設網絡安全體系，減少網絡攻擊值得深入研究。

1.4 高級自動駕駛

依托5G、移動邊緣計算、區塊鏈和人工智能等新技術，自動駕駛將有望改善城市交通面臨的交通安全問題。自動駕駛的發展對保證安全、提高效率、改善出行服務、發展產業等都有重要意義[7]。在城市復雜道路、復雜建筑、復雜人流的場景下，實現高級自動駕駛必須依托多功能路燈桿這種新型基礎設施。采用5G通信基站，在道路上連續、均勻和密集布設的多功能桿上布設自動駕駛的路側終端，并基于多功能路燈桿建設統一標準的道路標志、交通信號燈和街道標記等規范體系以及道路高精避障應急標準、高精道路地圖網絡，才能推動自動駕駛出行快速實現。

2 結束語

多功能路燈桿作為城市的一種新型基礎設施，需要不斷創新，持續研究。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網和高級自動駕駛等新型基礎設施的建設及綜合應用必將會依托密集規律分布的多功能路燈桿資源，重構城市治理新能力。5G將實現萬物互聯，時時在線，及時響應；視頻智能將助力城市治理大數據可視化；高度安全可信的物聯網實現城市建構筑物、城市家具一網統管；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設建設必將面臨一系列的挑戰。首先，缺乏統一的技術標準和行業標準。其次，建設需要協調的部門多，合桿建設難度大。比如，誰來立項，誰來建設，誰來驗收，誰來投資等，建成后固定資產歸屬哪個部門，數據資產歸屬哪個部門，運維保障由哪個部門負責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雜的系統，不僅需要技術創新解決相關問題，而且需要政治制度保障和全民參與治理。