智慧城市背景下智慧燈桿標準化現狀研究

曲育萍，倪晨皓，龔欣煒，趙婷睿，高勇強，龔楊朝，張素銀

（中國計量大學，杭州 310018）

1 引言

自從2008 年國際商業機器公司（IBM）提出“智慧地球”概念后，“智慧城市”成為了全球聚焦的熱點。[1]智慧城市是指運用信息通信技術，有效整合各類城市管理系統，實現城市各系統間信息資源共享和業務協同，推動城市管理和服務智慧化，提升城市運行管理和公共服務水平，提高城市居民幸福感和滿意度，實現可持續發展的一種創新型城市。[2]燈桿作為智慧城市交通道路中重要的基礎設施之一，也從僅僅提供照明的基本功能，將向成為具有遠程開關控制、調光控制、路燈運營狀態檢測、故障報警等功能的智慧燈桿發展。智慧燈桿是綜合使用有線、無線通信技術，集成多種傳感器和便民服務設施，具備照明、監控、環境信息采集、基站、廣播、信息屏、充電樁等多種功能的智慧城市基礎設施。[3]本文從標準化的角度出發，對智慧城市建設大背景下智慧燈桿標準體系的構建和應用進行研究，旨在為智慧燈桿的規劃建設提供標準化的指導，進而促進智慧燈桿產業有序發展，推動智慧城市建設邁上新臺階。

2 智慧燈桿產業及標準化發展現狀

2.1 產業現狀

我國城市進入快速發展階段以來，“城市病”問題越發顯現，而“智慧城市”便是解決“城市病”問題的關鍵因素[4]。智慧城市建設對加快城市產業結構轉型升級，構建現代產業體系，推動經濟社會全局發展具有指引作用。近十年來，智慧城市市場規模日益擴大。截至2018 年底，我國在智慧城市信息化建設中的投資已經超過4800 億元，且保持年均超過30%的增長速度。[5]根據中國智慧城市委員會的數據，預測到2022 年，我國智慧城市市場規模將達到25 萬億元。①數據來源于《依托智慧服務共創新型智慧城市——2022 智慧城市白皮書》。

隨著5G 在世界范圍內的廣泛運用，尤其是物聯網、人工智能、大數據、云計算、區塊鏈等為代表的新興技術的迅速發展，賦予了智慧城市更多職能。智慧城市的典型應用領域包括智慧交通、智慧政務、智慧醫療、智慧教育、智慧旅游、智慧物流等[6]。智慧燈桿作為智慧交通的重要載體之一，在智能照明、環境感知、監管維護、道路服務、社會安防、交通業態等方面都可發揮重要作用。2021 年我國智慧燈桿市場規模為46.24 億元，較2020 年增長近100%。②數據來源于《中國智慧路燈行業現狀深度分析與未來前景預測報告（2023-2030 年）》。

“十四五”規劃中明確提出，要推進新型智慧城市建設，將物聯網感知設施、通信系統等納入公共基礎設施統一規劃建設，推進市政公用設施、建筑等物聯網應用和智能化改造。在國家政策（見表1）導向支持下，當前各地智慧城市建設正加速落地，我國智慧燈桿的應用場景也逐漸拓展，迎來了難得的歷史發展機遇。

表1 我國智慧燈桿行業相關政策匯總（2019-2022 年）

2.2 標準化現狀

標準對我國智慧城市建設與發展具有重要的基礎性和支撐性作用。為統籌協調和管理智慧城市標準化工作，我國于2014 年1 月成立國家智慧城市標準化協調推進組、總體組和專家咨詢組。在國家智慧城市標準化協調推進組指導下，總體組負責擬定我國智慧城市標準化戰略和推進措施，制定我國智慧城市標準體系框架，協調我國智慧城市相關標準的技術內容和技術歸口，指導總體組下設各項目組開展智慧城市國家標準制定、國際標準化和標準應用實施等工作。[7]具體到智慧燈桿產業，與之密切相關的標準化技術組織有全國信息技術標準化技術委員會物聯網分技術委員會（SAC/TC28/SC41）、全國智能運輸系統標準化技術委員會（SAC/TC268）、全國安全防范報警系統標準化技術委員會（SAC/TC100）、全國城市公共設施服務標準化技術委員會（SAC/TC537）等。

目前，我國智慧城市標準化工作在組織機構建設、標準體系頂層設計、標準研究與應用實施等方面已取得豐碩成果。其中，智慧燈桿標準化工作發展較為迅速，標準數量和水平都在穩步提升。經統計，截至2022 年4 月底，與智慧燈桿相關的我國現行有效標準共計36 項（見表2）。從標準類別來看，國家標準有1 項，地方標準有12 項，團體標準有23 項；從發布時間來看，2019～2021年是標準發布的高峰，分別發布9 項、9 項、11 項；從發布部門來看，地方標準一般由省一級的市場監督管理局、住房和城鄉建設廳發布，團體標準方面發布主體較多，以中國通信企業協會、深圳市智慧桿產業促進會最為活躍。

表2 我國智慧燈桿相關標準匯總

2.3 存在問題

近年來，我國智慧燈桿標準化發展向好，取得了新進展新成效，但也存在一些問題。

（1）標準發展不平衡：為有序升級優化傳統路燈，逐步推廣新型智慧燈桿的生產模式與使用方式，需對智慧燈桿的規劃、設計、制造、運維等進行規范。但目前我國智慧燈桿相關標準以團體標準和地方標準等推薦性標準為主，國家標準僅有1 項，且無行業標準。智慧燈桿標準體系的缺乏和標準發展的不平衡，顯然無法滿足智慧燈桿產業的發展需求。

（2）各地標準不統一：在地方產業政策出臺后，江蘇、浙江、福建等省為有效推動智慧燈桿的實施與應用，針對性地制定出臺了各自的地方標準。但由于智慧燈桿國家標準過少、行業標準缺失，導致出現地方標準間技術要求不統一的情況，這極易造成行業混亂，給智慧燈桿相關企業在產品的研發設計、生產制造及推廣應用上帶來困擾，阻滯了智慧燈桿產業的良性發展。

（3）涉及部門繁多：智慧燈桿關系到智慧照明、環境監測、通信服務、視頻監控、信息發布、能源服務等諸多方面，故其標準制定也涉及交通、城市管理、城市規劃、公安、氣象監測等多個部門，以及通信運營商等多個業務單位，相關部門繁多且類型不一，導致智慧燈桿相關標準制定效率較低。

3 智慧燈桿標準體系構建

3.1 需求分析

（1）對智慧燈桿建設的必要性：標準化可以有效規范智慧路燈的規劃、設計、建設、運行及設備制造。但由于缺乏完善的標準體系的支撐和統一的標準的指導，導致地方建設各自為政，無法形成規模效應。同時，智慧燈桿的管理涉及到不同的政府職能管理部門，各部門之間的壁壘難以打破，數據共享容易受阻。此外，智慧燈桿投資成本高，大規模推廣應用的投資建設成本和運行維護費用較高。[1]針對這些問題，需要構建完善的標準體系來規范和引導，進而推動智慧燈桿產業的發展。

（2）對公共道路基礎設施的必要性：推進智慧燈桿建設，充分利用物聯網、大數據、云計算、人工智能等先進技術，通過基礎設施集約化設置，比如將交通道路上的各種桿件、攝像頭、傳感器等監測設備以及交通標志牌等設施整合到信號燈桿、電警桿、路燈桿等桿件上，可有效解決道路中設備老化損毀、占據空間過多、靈敏度不高、檢修不易等問題，提高道路運行效率。而智慧燈桿標準體系是智慧燈桿建設的重要支撐，可保證其智慧功能在實際應用中的體現，并為道路基礎設施的智能升級提供規范。

3.2 體系結構

按照標準屬性維度的不同，將智慧燈桿標準體系劃分為基礎共性標準體系、關鍵技術標準體系、建設及管理標準體系和業務應用標準體系四部分內容（見圖1）。

圖1 智慧燈桿標準體系框架圖

（1）基礎共性標準：包括智慧燈桿相關基本術語及定義、系統架構以及安全標準等。其中，智慧燈桿系統架構子體系下分總體設計和規劃部署，是重要的基礎共性技術規范，用于保證建設的科學性和合理性；安全標準子體系下分技術安全、設備安全、信息安全等標準要求，以保障基礎設施的整體安全。

（2）關鍵技術標準：包括接口技術、通信技術、數據管理、邊緣計算、支撐平臺、跨系統交互以及遠程運維標準等。隨著智慧燈桿從試點探索階段轉入規模化發展階段，為保證建設過程中各部件接口的兼容性及感知終端的普適性，需對接口技術、通信技術進行統一規范；跨系統交互作為智慧燈桿建設最主要的核心技術，是標準制定的重中之重；為保障數據的安全性，還應及時制定數據管理、邊緣計算、支撐平臺等方面的相關標準，在數據管理上做到標準化；智慧燈桿分布具有范圍廣、數量多、較密集等特點，遠程運維技術是保障其正常運行的重要技術之一，但目前遠程運維的相關國家標準僅在智能制造領域立項，尚處于起草狀態，暫無其他對應的遠程運維標準，亟需制定統一的規范要求。[8]

（3）建設及管理標準：包括通用要求、測試評估以及運營管理標準等。其中，通用要求標準子體系下分設計、監理、施工、驗收等方面相關標準，對實際建設中的各個工作環節進行統一規范；測試評估標準子體系下分測試項目、測試方法、測試設備、指標體系、評價方法以及實施指南等具體標準，保證測試評估的準確性、科學性；運營管理標準子體系下分故障排查、應急預案、監測監管等標準，為實際運營提供指導。

（4）業務應用標準：包括智慧照明、環境監測、通信服務、能源服務、信息發布、一鍵求助等功能的具體標準。多功能、多業務結合是智慧燈桿的主要特點，為保證各部分功能既各自運行完善又整體互相協調，需以標準對其進行指導，促進智慧燈桿未來更多的應用拓展。

4 推進標準化對策和建議

隨著5G 技術的日益成熟和國家對5G 建設的加快部署，智慧燈桿的發展逐漸進入快車道，全國多地也在持續推動智慧燈桿落地應用。為進一步推進智慧燈桿標準化建設，助力智慧燈桿產業高質量發展，基于上文對于智慧燈桿產業及其標準化發展現狀的分析，提出如下對策和建議。

4.1 加快關鍵標準研制，不斷完善智慧燈桿標準體系

作為集諸多功能于一體的物聯網新型基礎設施，智慧燈桿將承擔智慧照明、視頻監控、環境監測、信息發布、通信服務等多重重任，因此需要更加完善的標準體系和更加科學合理的標準來規范、促進其實際落地和推廣應用。一方面，針對智慧燈桿相關國家、行業標準匱乏的現狀，應加快跨系統交互、遠程運維、接口技術等急需短缺和關鍵重要標準研制，為未來實現跨層級、跨地域、跨系統、跨部門的協同管理與服務以及智慧燈桿的規模化應用奠定基礎；另一方面，面對智慧燈桿的多功能業務和大范圍建設，亟需制定完善統一的智慧燈桿標準體系，以指導各地智慧燈桿的建設，進而推動智慧燈桿產業健康有序發展。

4.2 協調各方形成合力，進一步加強智慧燈桿標準化工作

智慧燈桿作為照明、監控、監測、微基站等綜合體，是智慧城市建設不可缺少的重要組成部分，其標準工作涉及多個標委會，其建設關系到多個政府職能和監管。因此，需要標準制定部門積極協調各方，增強工作合力，著力提高標準制定效率，共同推動智慧燈桿標準化工作順利開展。在此基礎上，探索將智慧燈桿與不同基礎設施進行深度融合的路徑與方法，打造更加完整的智慧城市應用管理場景，構建更加智能化的城市管理機制與服務模式，為人們帶來更加便捷的生活，進而協同推進智慧城市創新發展。