智慧城市背景下智慧燈桿標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀研究

曲育萍，倪晨皓，龔欣煒，趙婷睿，高勇強(qiáng)，龔楊朝，張素銀

（中國計(jì)量大學(xué)，杭州 310018）

1 引言

自從2008 年國際商業(yè)機(jī)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(diǎn)。[1]智慧城市是指運(yùn)用信息通信技術(shù)，有效整合各類城市管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)城市各系統(tǒng)間信息資源共享和業(yè)務(wù)協(xié)同，推動城市管理和服務(wù)智慧化，提升城市運(yùn)行管理和公共服務(wù)水平，提高城市居民幸福感和滿意度，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一種創(chuàng)新型城市。[2]燈桿作為智慧城市交通道路中重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，也從僅僅提供照明的基本功能，將向成為具有遠(yuǎn)程開關(guān)控制、調(diào)光控制、路燈運(yùn)營狀態(tài)檢測、故障報(bào)警等功能的智慧燈桿發(fā)展。智慧燈桿是綜合使用有線、無線通信技術(shù)，集成多種傳感器和便民服務(wù)設(shè)施，具備照明、監(jiān)控、環(huán)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(chǔ)設(shè)施。[3]本文從標(biāo)準(zhǔn)化的角度出發(fā)，對智慧城市建設(shè)大背景下智慧燈桿標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建和應(yīng)用進(jìn)行研究，旨在為智慧燈桿的規(guī)劃建設(shè)提供標(biāo)準(zhǔn)化的指導(dǎo)，進(jìn)而促進(jìn)智慧燈桿產(chǎn)業(yè)有序發(fā)展，推動智慧城市建設(shè)邁上新臺階。

2 智慧燈桿產(chǎn)業(yè)及標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

我國城市進(jìn)入快速發(fā)展階段以來，“城市病”問題越發(fā)顯現(xiàn)，而“智慧城市”便是解決“城市病”問題的關(guān)鍵因素[4]。智慧城市建設(shè)對加快城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級，構(gòu)建現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系，推動經(jīng)濟(jì)社會全局發(fā)展具有指引作用。近十年來，智慧城市市場規(guī)模日益擴(kuò)大。截至2018 年底，我國在智慧城市信息化建設(shè)中的投資已經(jīng)超過4800 億元，且保持年均超過30%的增長速度。[5]根據(jù)中國智慧城市委員會的數(shù)據(jù)，預(yù)測到2022 年，我國智慧城市市場規(guī)模將達(dá)到25 萬億元。①數(shù)據(jù)來源于《依托智慧服務(wù)共創(chuàng)新型智慧城市——2022 智慧城市白皮書》。

隨著5G 在世界范圍內(nèi)的廣泛運(yùn)用，尤其是物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈等為代表的新興技術(shù)的迅速發(fā)展，賦予了智慧城市更多職能。智慧城市的典型應(yīng)用領(lǐng)域包括智慧交通、智慧政務(wù)、智慧醫(yī)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(huán)境感知、監(jiān)管維護(hù)、道路服務(wù)、社會安防、交通業(yè)態(tài)等方面都可發(fā)揮重要作用。2021 年我國智慧燈桿市場規(guī)模為46.24 億元，較2020 年增長近100%。②數(shù)據(jù)來源于《中國智慧路燈行業(yè)現(xiàn)狀深度分析與未來前景預(yù)測報(bào)告（2023-2030 年）》。

“十四五”規(guī)劃中明確提出，要推進(jìn)新型智慧城市建設(shè)，將物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)施、通信系統(tǒng)等納入公共基礎(chǔ)設(shè)施統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)，推進(jìn)市政公用設(shè)施、建筑等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和智能化改造。在國家政策（見表1）導(dǎo)向支持下，當(dāng)前各地智慧城市建設(shè)正加速落地，我國智慧燈桿的應(yīng)用場景也逐漸拓展，迎來了難得的歷史發(fā)展機(jī)遇。

表1 我國智慧燈桿行業(yè)相關(guān)政策匯總（2019-2022 年）

2.2 標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀

標(biāo)準(zhǔn)對我國智慧城市建設(shè)與發(fā)展具有重要的基礎(chǔ)性和支撐性作用。為統(tǒng)籌協(xié)調(diào)和管理智慧城市標(biāo)準(zhǔn)化工作，我國于2014 年1 月成立國家智慧城市標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)調(diào)推進(jìn)組、總體組和專家咨詢組。在國家智慧城市標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)調(diào)推進(jìn)組指導(dǎo)下，總體組負(fù)責(zé)擬定我國智慧城市標(biāo)準(zhǔn)化戰(zhàn)略和推進(jìn)措施，制定我國智慧城市標(biāo)準(zhǔn)體系框架，協(xié)調(diào)我國智慧城市相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容和技術(shù)歸口，指導(dǎo)總體組下設(shè)各項(xiàng)目組開展智慧城市國家標(biāo)準(zhǔn)制定、國際標(biāo)準(zhǔn)化和標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用實(shí)施等工作。[7]具體到智慧燈桿產(chǎn)業(yè)，與之密切相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)組織有全國信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會物聯(lián)網(wǎng)分技術(shù)委員會（SAC/TC28/SC41）、全國智能運(yùn)輸系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（SAC/TC268）、全國安全防范報(bào)警系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（SAC/TC100）、全國城市公共設(shè)施服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（SAC/TC537）等。

目前，我國智慧城市標(biāo)準(zhǔn)化工作在組織機(jī)構(gòu)建設(shè)、標(biāo)準(zhǔn)體系頂層設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)研究與應(yīng)用實(shí)施等方面已取得豐碩成果。其中，智慧燈桿標(biāo)準(zhǔn)化工作發(fā)展較為迅速，標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量和水平都在穩(wěn)步提升。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，截至2022 年4 月底，與智慧燈桿相關(guān)的我國現(xiàn)行有效標(biāo)準(zhǔn)共計(jì)36 項(xiàng)（見表2）。從標(biāo)準(zhǔn)類別來看，國家標(biāo)準(zhǔn)有1 項(xiàng)，地方標(biāo)準(zhǔn)有12 項(xiàng)，團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)有23 項(xiàng)；從發(fā)布時(shí)間來看，2019～2021年是標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布的高峰，分別發(fā)布9 項(xiàng)、9 項(xiàng)、11 項(xiàng)；從發(fā)布部門來看，地方標(biāo)準(zhǔn)一般由省一級的市場監(jiān)督管理局、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳發(fā)布，團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)方面發(fā)布主體較多，以中國通信企業(yè)協(xié)會、深圳市智慧桿產(chǎn)業(yè)促進(jìn)會最為活躍。

表2 我國智慧燈桿相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)匯總

2.3 存在問題

近年來，我國智慧燈桿標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展向好，取得了新進(jìn)展新成效，但也存在一些問題。

（1）標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展不平衡：為有序升級優(yōu)化傳統(tǒng)路燈，逐步推廣新型智慧燈桿的生產(chǎn)模式與使用方式，需對智慧燈桿的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)維等進(jìn)行規(guī)范。但目前我國智慧燈桿相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)等推薦性標(biāo)準(zhǔn)為主，國家標(biāo)準(zhǔn)僅有1 項(xiàng)，且無行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。智慧燈桿標(biāo)準(zhǔn)體系的缺乏和標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的不平衡，顯然無法滿足智慧燈桿產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。

（2）各地標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一：在地方產(chǎn)業(yè)政策出臺后，江蘇、浙江、福建等省為有效推動智慧燈桿的實(shí)施與應(yīng)用，針對性地制定出臺了各自的地方標(biāo)準(zhǔn)。但由于智慧燈桿國家標(biāo)準(zhǔn)過少、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)缺失，導(dǎo)致出現(xiàn)地方標(biāo)準(zhǔn)間技術(shù)要求不統(tǒng)一的情況，這極易造成行業(yè)混亂，給智慧燈桿相關(guān)企業(yè)在產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造及推廣應(yīng)用上帶來困擾，阻滯了智慧燈桿產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。

（3）涉及部門繁多：智慧燈桿關(guān)系到智慧照明、環(huán)境監(jiān)測、通信服務(wù)、視頻監(jiān)控、信息發(fā)布、能源服務(wù)等諸多方面，故其標(biāo)準(zhǔn)制定也涉及交通、城市管理、城市規(guī)劃、公安、氣象監(jiān)測等多個部門，以及通信運(yùn)營商等多個業(yè)務(wù)單位，相關(guān)部門繁多且類型不一，導(dǎo)致智慧燈桿相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定效率較低。

3 智慧燈桿標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建

3.1 需求分析

（1）對智慧燈桿建設(shè)的必要性：標(biāo)準(zhǔn)化可以有效規(guī)范智慧路燈的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行及設(shè)備制造。但由于缺乏完善的標(biāo)準(zhǔn)體系的支撐和統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)，導(dǎo)致地方建設(shè)各自為政，無法形成規(guī)模效應(yīng)。同時(shí)，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(shù)據(jù)共享容易受阻。此外，智慧燈桿投資成本高，大規(guī)模推廣應(yīng)用的投資建設(shè)成本和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較高。[1]針對這些問題，需要構(gòu)建完善的標(biāo)準(zhǔn)體系來規(guī)范和引導(dǎo)，進(jìn)而推動智慧燈桿產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

（2）對公共道路基礎(chǔ)設(shè)施的必要性：推進(jìn)智慧燈桿建設(shè)，充分利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，通過基礎(chǔ)設(shè)施集約化設(shè)置，比如將交通道路上的各種桿件、攝像頭、傳感器等監(jiān)測設(shè)備以及交通標(biāo)志牌等設(shè)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(shè)備老化損毀、占據(jù)空間過多、靈敏度不高、檢修不易等問題，提高道路運(yùn)行效率。而智慧燈桿標(biāo)準(zhǔn)體系是智慧燈桿建設(shè)的重要支撐，可保證其智慧功能在實(shí)際應(yīng)用中的體現(xiàn)，并為道路基礎(chǔ)設(shè)施的智能升級提供規(guī)范。

3.2 體系結(jié)構(gòu)

按照標(biāo)準(zhǔn)屬性維度的不同，將智慧燈桿標(biāo)準(zhǔn)體系劃分為基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)體系、關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系、建設(shè)及管理標(biāo)準(zhǔn)體系和業(yè)務(wù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系四部分內(nèi)容（見圖1）。

圖1 智慧燈桿標(biāo)準(zhǔn)體系框架圖

（1）基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)：包括智慧燈桿相關(guān)基本術(shù)語及定義、系統(tǒng)架構(gòu)以及安全標(biāo)準(zhǔn)等。其中，智慧燈桿系統(tǒng)架構(gòu)子體系下分總體設(shè)計(jì)和規(guī)劃部署，是重要的基礎(chǔ)共性技術(shù)規(guī)范，用于保證建設(shè)的科學(xué)性和合理性；安全標(biāo)準(zhǔn)子體系下分技術(shù)安全、設(shè)備安全、信息安全等標(biāo)準(zhǔn)要求，以保障基礎(chǔ)設(shè)施的整體安全。

（2）關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：包括接口技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)據(jù)管理、邊緣計(jì)算、支撐平臺、跨系統(tǒng)交互以及遠(yuǎn)程運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)等。隨著智慧燈桿從試點(diǎn)探索階段轉(zhuǎn)入規(guī)?；l(fā)展階段，為保證建設(shè)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(shù)、通信技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范；跨系統(tǒng)交互作為智慧燈桿建設(shè)最主要的核心技術(shù)，是標(biāo)準(zhǔn)制定的重中之重；為保障數(shù)據(jù)的安全性，還應(yīng)及時(shí)制定數(shù)據(jù)管理、邊緣計(jì)算、支撐平臺等方面的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在數(shù)據(jù)管理上做到標(biāo)準(zhǔn)化；智慧燈桿分布具有范圍廣、數(shù)量多、較密集等特點(diǎn)，遠(yuǎn)程運(yùn)維技術(shù)是保障其正常運(yùn)行的重要技術(shù)之一，但目前遠(yuǎn)程運(yùn)維的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)僅在智能制造領(lǐng)域立項(xiàng)，尚處于起草狀態(tài)，暫無其他對應(yīng)的遠(yuǎn)程運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)，亟需制定統(tǒng)一的規(guī)范要求。[8]

（3）建設(shè)及管理標(biāo)準(zhǔn)：包括通用要求、測試評估以及運(yùn)營管理標(biāo)準(zhǔn)等。其中，通用要求標(biāo)準(zhǔn)子體系下分設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工、驗(yàn)收等方面相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對實(shí)際建設(shè)中的各個工作環(huán)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范；測試評估標(biāo)準(zhǔn)子體系下分測試項(xiàng)目、測試方法、測試設(shè)備、指標(biāo)體系、評價(jià)方法以及實(shí)施指南等具體標(biāo)準(zhǔn)，保證測試評估的準(zhǔn)確性、科學(xué)性；運(yùn)營管理標(biāo)準(zhǔn)子體系下分故障排查、應(yīng)急預(yù)案、監(jiān)測監(jiān)管等標(biāo)準(zhǔn)，為實(shí)際運(yùn)營提供指導(dǎo)。

（4）業(yè)務(wù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)：包括智慧照明、環(huán)境監(jiān)測、通信服務(wù)、能源服務(wù)、信息發(fā)布、一鍵求助等功能的具體標(biāo)準(zhǔn)。多功能、多業(yè)務(wù)結(jié)合是智慧燈桿的主要特點(diǎn)，為保證各部分功能既各自運(yùn)行完善又整體互相協(xié)調(diào)，需以標(biāo)準(zhǔn)對其進(jìn)行指導(dǎo)，促進(jìn)智慧燈桿未來更多的應(yīng)用拓展。

4 推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化對策和建議

隨著5G 技術(shù)的日益成熟和國家對5G 建設(shè)的加快部署，智慧燈桿的發(fā)展逐漸進(jìn)入快車道，全國多地也在持續(xù)推動智慧燈桿落地應(yīng)用。為進(jìn)一步推進(jìn)智慧燈桿標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，助力智慧燈桿產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，基于上文對于智慧燈桿產(chǎn)業(yè)及其標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展現(xiàn)狀的分析，提出如下對策和建議。

4.1 加快關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)研制，不斷完善智慧燈桿標(biāo)準(zhǔn)體系

作為集諸多功能于一體的物聯(lián)網(wǎng)新型基礎(chǔ)設(shè)施，智慧燈桿將承擔(dān)智慧照明、視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、信息發(fā)布、通信服務(wù)等多重重任，因此需要更加完善的標(biāo)準(zhǔn)體系和更加科學(xué)合理的標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范、促進(jìn)其實(shí)際落地和推廣應(yīng)用。一方面，針對智慧燈桿相關(guān)國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匱乏的現(xiàn)狀，應(yīng)加快跨系統(tǒng)交互、遠(yuǎn)程運(yùn)維、接口技術(shù)等急需短缺和關(guān)鍵重要標(biāo)準(zhǔn)研制，為未來實(shí)現(xiàn)跨層級、跨地域、跨系統(tǒng)、跨部門的協(xié)同管理與服務(wù)以及智慧燈桿的規(guī)?；瘧?yīng)用奠定基礎(chǔ)；另一方面，面對智慧燈桿的多功能業(yè)務(wù)和大范圍建設(shè)，亟需制定完善統(tǒng)一的智慧燈桿標(biāo)準(zhǔn)體系，以指導(dǎo)各地智慧燈桿的建設(shè)，進(jìn)而推動智慧燈桿產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。

4.2 協(xié)調(diào)各方形成合力，進(jìn)一步加強(qiáng)智慧燈桿標(biāo)準(zhǔn)化工作

智慧燈桿作為照明、監(jiān)控、監(jiān)測、微基站等綜合體，是智慧城市建設(shè)不可缺少的重要組成部分，其標(biāo)準(zhǔn)工作涉及多個標(biāo)委會，其建設(shè)關(guān)系到多個政府職能和監(jiān)管。因此，需要標(biāo)準(zhǔn)制定部門積極協(xié)調(diào)各方，增強(qiáng)工作合力，著力提高標(biāo)準(zhǔn)制定效率，共同推動智慧燈桿標(biāo)準(zhǔn)化工作順利開展。在此基礎(chǔ)上，探索將智慧燈桿與不同基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行深度融合的路徑與方法，打造更加完整的智慧城市應(yīng)用管理場景，構(gòu)建更加智能化的城市管理機(jī)制與服務(wù)模式，為人們帶來更加便捷的生活，進(jìn)而協(xié)同推進(jìn)智慧城市創(chuàng)新發(fā)展。