多功能智能桿對城市空間的優(yōu)化設(shè)計研究
——以一街坊配套道路為例

蔡林斌

深圳市綜合交通與市政工程設(shè)計研究總院有限公司 廣東 深圳 518000

隨著城市化進程的速度加快，市政道路紅線范圍內(nèi)建設(shè)的各類架空線、桿體、設(shè)備箱等林林總總占用了城市空間，且各類設(shè)施設(shè)備交叉重復(fù)建設(shè)等問題成為制約城市快速發(fā)展的重要難題，牽扯出后期項目難以實施，遷改困難等問題。深圳市現(xiàn)有市政道路桿件及箱體多達10余種，設(shè)計產(chǎn)權(quán)單位眾多，路口段桿體箱體更是密集，由于目前路口交通設(shè)備繁多，每種功能或需求即設(shè)一個箱體，導(dǎo)致每個交通監(jiān)控路口多達4至5個箱柜，嚴(yán)重影響行人通行及城市美觀。

推行多功能智能桿建設(shè)，實現(xiàn)“多桿合一、多箱并集”，不僅能夠大幅精簡道路兩側(cè)的桿件、箱體，節(jié)約城市土地資源，凈化、美化城市環(huán)境，提升城市形象，也為新一代信息通信技術(shù)提供基礎(chǔ)設(shè)施載體，提升城市管理的精細化、智能化水平[1]。

1 全過程設(shè)計思路

根據(jù)深圳市人民政府辦公室《深圳市多功能智能桿建設(shè)發(fā)展行動計劃（2018-2020年）》的要求，到2020年，基本實現(xiàn)多功能智能桿在全市主要干道的全覆蓋，建成多功能智能桿管理平臺，促進城市感知網(wǎng)絡(luò)體系進一步完善，市政管理、公共安全、交通出行、環(huán)境保護等領(lǐng)域的城市治理水平大幅提升，城市管理效率和公共服務(wù)水平全國一流[2]。

包括在2018年中央經(jīng)濟工作會議提出我國發(fā)展現(xiàn)階段投資需求潛力仍然巨大，要發(fā)揮投資關(guān)鍵作用，加大制造業(yè)技術(shù)改造和設(shè)備更新，加快5G商用步伐，加強人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

功能智能桿的建設(shè)在深圳市范圍內(nèi)已有幾處試點建成區(qū)，各區(qū)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格不一致，導(dǎo)致各區(qū)建設(shè)沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。深圳市地方標(biāo)準(zhǔn)《多功能智能桿系統(tǒng)設(shè)計與工程建設(shè)規(guī)范》DB4403/T 30—2019[3]的出臺對規(guī)范我省城市道路桿件的集約化設(shè)置，推動市政設(shè)施品質(zhì)化、智慧化建設(shè)，構(gòu)建和諧有序的道路空間，具有重要的指導(dǎo)意義。

2 設(shè)計理念

推動多功能智能桿的建設(shè)能夠給城市經(jīng)濟的良性發(fā)展提供助推力，優(yōu)化城市的空間建設(shè)格局，以便給人們的日常生產(chǎn)、生活營造更加便捷的空間條件。同時，多功能智能桿平臺對于先進技術(shù)的應(yīng)用更為深入，有助于實現(xiàn)資源效用最大化的目標(biāo)[4]。

“多桿合一、多箱并集”是未來發(fā)展的主要趨勢之一，多功能智能桿設(shè)計強調(diào)桿件綜合設(shè)置的全面性、系統(tǒng)性，協(xié)調(diào)與道路、橋梁、隧道、管線、交通、照明、綠化、景觀、附屬結(jié)構(gòu)各專業(yè)之間的關(guān)系等。并提高城市的垂直度，可以在有限的空間內(nèi)實現(xiàn)更多的功能，同時提高城市的綠化率和城市景觀的美觀性。

3 設(shè)計方向

在實現(xiàn)安全、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的總體目標(biāo)中應(yīng)包括三個方面的內(nèi)容，一是交通功能應(yīng)達到舒適性、安全性、高效性等；二是環(huán)境保護方面要求桿件和機箱建設(shè)應(yīng)盡量減少對空氣、聲環(huán)境、光環(huán)境及沿線居民生活的負面影響；三是資源節(jié)約方面要求桿件和機箱建設(shè)應(yīng)能充分合并，減少材料、能源浪費，減少對道路地面的侵占。讓功能定位從“強調(diào)交通功能”向“促進城市街區(qū)協(xié)同發(fā)展”轉(zhuǎn)變，讓城市空間從“道路紅線”向“完整片區(qū)”轉(zhuǎn)變。

道路沿線通過多功能智能桿對各類桿件進行綜合整合，通過智能一體化機柜對各類配套機箱并集布設(shè)，并為后續(xù)各類設(shè)施的搭載提供適當(dāng)預(yù)留。多功能智能桿的總體布局應(yīng)以交通安全及需求為主，優(yōu)先設(shè)置于綠化帶內(nèi)，且注意不得遮擋搭載的設(shè)施。應(yīng)避免路燈與交通設(shè)施的光線干擾，影響多功能智能桿智慧交通設(shè)施的使用功能。另外，桿件設(shè)計應(yīng)為遠期設(shè)施接入預(yù)留部分接口，做到“一次建設(shè)，長期受益”。

界面空間提升方向主要為“整亂象，強特色，增體驗，塑空間”四個方向，界面空間主要為城市道路空間內(nèi)存在的各種問題，使城市空間變得更整潔和更具特色，設(shè)施更多樣，功能更合理，形成美觀有序的道路空間。

4 設(shè)計總體方案

4.1 項目概況

一街坊配套道路位于留仙洞總部基地，留仙洞總部基地是深圳市6大總部基地、23個新興產(chǎn)業(yè)基地及集聚區(qū)以及16個重點發(fā)展區(qū)域之一，承擔(dān)深圳城市轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)升級和土地集約利用等重要使命。本次工程設(shè)計范圍主要包括仙洞路（創(chuàng)科路-同發(fā)南路），仙茶路（留仙大道-興科路），興科一街（留仙大道-興科路），仙元路（創(chuàng)科路-仙茶路），道路總?cè)L1932m，均為新建道路[5]。

4.2 本市先行建設(shè)項目存在問題

本項目建設(shè)之前深圳市先行建設(shè)區(qū)各試點桿體只做到物理整合，掛載的感知設(shè)備互動未能實現(xiàn)。沒有配套建設(shè)功能平臺，不能與周邊城市環(huán)境形成互動，實際應(yīng)用于城市管理或園區(qū)管理的智慧應(yīng)用場景未實現(xiàn)。且多數(shù)項目重建設(shè)、輕運維，因多頭管理問題導(dǎo)致多功能智能桿建設(shè)完成后尚沒有成熟的管理模式。

4.3 項目功能定位

一街坊片區(qū)市政道路及建筑集群建成后，將行成城市人流密集、交通發(fā)達的街道片區(qū)，其城市功能相對集中，在該片區(qū)率先探索政府和企業(yè)共同推動多功能智能桿建設(shè)的管理合作模式，實現(xiàn)全市第一個多功能智能桿的統(tǒng)一運營、統(tǒng)一維護管理模式的試點。通過物理整合、數(shù)據(jù)歸集及邊緣計算等技術(shù)手段，實現(xiàn)多功能智能桿的各感知模塊自組織，率先實現(xiàn)多功能桿智慧化。改善總部基地多桿林立的狀況，實現(xiàn)多桿合一，一桿多用，完成城市空間升級。為5G規(guī)模組網(wǎng)提供站址資源，為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供載體預(yù)留，建成5G產(chǎn)業(yè)示范園區(qū)。

4.4 設(shè)計亮點

在城市的建設(shè)中，做到統(tǒng)籌規(guī)劃，做好智慧城市建設(shè)的總體規(guī)劃戰(zhàn)略，以《留仙洞總部基地信息及通信基礎(chǔ)設(shè)施詳細規(guī)劃》[6]為依據(jù)，充分利用道路市場資源配置為主體，統(tǒng)籌社會分散資源，促進道路資源的共建共享，避免因為重復(fù)建設(shè)、重復(fù)開挖而造成空間及資金資源的浪費。

在整個片區(qū)道路的建設(shè)過程中，走出一條實效高、互惠互利、成本低、合作共贏的新智慧運營模式。以創(chuàng)新促發(fā)展，創(chuàng)新工作方式，打造以人為本的惠民工程。

4.5 設(shè)計方向

原市政道路模式是隨道路建設(shè)路燈、交通監(jiān)控及交通標(biāo)識，建成后路燈移交到市燈光管理中心，交通監(jiān)控移交市交警部門，交通標(biāo)識移交給市交通局設(shè)施處管理維護，基站建設(shè)等其他功能均由運營使用單位二次建設(shè)。存在立桿、立箱較多，管理分散等問題。形成空間功能疊床架屋、節(jié)點繁雜冗余、管線走向混亂的城市道路及地下空間亂象，設(shè)計時應(yīng)考慮到靈活性和可塑性，基于多功能智能桿做多用途設(shè)計。合桿設(shè)計也并非盲目組合，是在滿足規(guī)范要求的前提下，綜合考慮路燈位置，交通組織及設(shè)施點位等，制定合理的設(shè)計方案[7]。

4.5.1 多桿合一優(yōu)化

新方案建設(shè)多功能智能桿按市工信局《深圳市多功能智能桿系統(tǒng)技術(shù)與工程規(guī)范》要求建設(shè)，以道路照明燈桿為基礎(chǔ)，將燈桿與交通設(shè)施桿、路名牌、導(dǎo)向牌與各類設(shè)施設(shè)備等整合在一起，實現(xiàn)對資源的統(tǒng)一管理和調(diào)度，美化道路空間及環(huán)境。根據(jù)項目的實際需要，拓展網(wǎng)絡(luò)運營商基站、環(huán)境監(jiān)測、一鍵呼叫、公安視頻監(jiān)控、商業(yè)LED顯示屏播放、商用充電樁等應(yīng)用,并移交給單一運營單位。使智能化燈具真正發(fā)揮出自己最大的價值滿足人民群眾的生活需求[8]。各設(shè)備設(shè)施產(chǎn)權(quán)單位對運營單位維護的各功能提出維護標(biāo)準(zhǔn)和要求并進行監(jiān)管，同時繳納維護費用。桿件建成即實現(xiàn)路燈、交通監(jiān)控和交通標(biāo)識功能，后續(xù)掛載設(shè)備及功能使用部門向運營單位提出掛載需求。

利用建設(shè)多功能智能桿平臺，構(gòu)建以數(shù)據(jù)為核心的城市交通信息采集與發(fā)布的城市道路載體，實現(xiàn)道路全景監(jiān)控、交通運行監(jiān)測、車路協(xié)同控制、智能定向誘導(dǎo)、沿線設(shè)備物聯(lián)等功能，為后期自動駕駛和智慧城市升級提供硬件基礎(chǔ)。

路口節(jié)點通過一體化智能機柜設(shè)置智慧信號燈，以市交警已運行平臺為基礎(chǔ)，接入路面交通流實時數(shù)據(jù)及互聯(lián)網(wǎng)交通大數(shù)據(jù)，通過“數(shù)據(jù)驅(qū)動+人工智能”完成全線流量自適應(yīng)控制和人車感應(yīng)控制，信號配時實施優(yōu)化、設(shè)備運維智能化、交通事件處置合理化。

4.5.2 多箱合一優(yōu)化

路口一體化智能機柜主要實現(xiàn)對路口的通訊設(shè)備統(tǒng)一管理，以及UPS電源存放等功能，是保障路口信號燈網(wǎng)絡(luò)通訊正常運行的基礎(chǔ)，對于重點路口配置一體化智能機柜，可以提高路口網(wǎng)絡(luò)中斷、經(jīng)常斷電等困擾已久的問題。不僅節(jié)省了人工及城市空間，減小路口占用空間，還使設(shè)備現(xiàn)場整潔，設(shè)備運行有序穩(wěn)定，實現(xiàn)了自動化控制。并且能及時上報處理各類設(shè)備故障問題，省時省心；標(biāo)配動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，可本地、遠程監(jiān)控管理，更可多網(wǎng)點接入上層管理平臺統(tǒng)一監(jiān)管，多樣化選擇支持，打造成為一體化產(chǎn)品。

4.5.3 管線基礎(chǔ)優(yōu)化

按照設(shè)備功能可將新建管道分為通信管道和供電管道兩大類。各類管道同溝鋪設(shè)，不同產(chǎn)權(quán)單位管孔分開，獨立使用。同時考慮智慧交通設(shè)施與運營商光纖管道的互聯(lián)。公安交警、政務(wù)部門及通信運營商管道遵循共溝不共管，強弱電分開，光纖和電纜分開建設(shè)的原則，保證后臺通路的保密性。

每桿智能桿下設(shè)置1座1.0×1.2×1.5m（內(nèi)凈空，長×寬×高）接線井，井內(nèi)中間設(shè)置180mm厚度3h防火墻，使強弱電硬隔離，保證后期使用安全并滿足設(shè)備接線空間，井與基礎(chǔ)通過預(yù)留8DN50可繞金屬管連接。

防雷接地利用桿基礎(chǔ)做接地極，并和PE線可靠連接形成可靠的重復(fù)接地，井內(nèi)設(shè)置LEB與多功能智能桿基礎(chǔ)鋼筋網(wǎng)采用40x4熱鍍鋅扁鋼可靠焊接。

5 多功能智能桿建成后實現(xiàn)的經(jīng)濟和社會效益

5.1 多功能智能桿實現(xiàn)的經(jīng)濟效益

多桿平臺搭載整合完善的智能設(shè)施，有效促進街道智能服務(wù)，可以顯著延伸城市空間體系的管理深度，增強多功能智能桿的多設(shè)備的業(yè)務(wù)融合，發(fā)揮設(shè)備聯(lián)動運營后集聚優(yōu)勢，產(chǎn)生長期且穩(wěn)定的社會經(jīng)濟綜合效益。

道路風(fēng)貌協(xié)調(diào)有序，有效減少桿體建設(shè)投資，桿體采用滑槽式一體化扁平設(shè)計，所有設(shè)備可內(nèi)嵌安裝在桿體內(nèi)部，減少抱桿設(shè)備，使得桿件整體簡約且富有科技感，有效提升城市整體空間風(fēng)貌。桿體優(yōu)先采用綠色低碳設(shè)計，推廣低耗能設(shè)備與材料。

5.2 多功能智能桿實現(xiàn)的社會效益

推進城市精細化管理，為城市管理工作裝上“千里眼”，實現(xiàn)全時域、全覆蓋，把城市管理問題“一網(wǎng)打盡”。建立了數(shù)字化城管平臺，承擔(dān)起城市道路及交通管理問題的采集上報、派遣核查等工作，實現(xiàn)了對區(qū)域道路及交通情況實時視頻監(jiān)控、調(diào)度、指揮。

利用多功能智能桿的載體平臺優(yōu)勢，智慧城管可以進一步完善數(shù)字化城市管理方法對城市管理一線數(shù)據(jù)感知、事件識別、證據(jù)固化、立案分派、辦理復(fù)合等事部件的精細化監(jiān)管。

5.3 項目效果

按規(guī)劃，一街坊配套建設(shè)道路范圍內(nèi)預(yù)計片區(qū)城市道路兩側(cè)桿體各類桿體（路燈桿、交通設(shè)施桿、監(jiān)控桿、導(dǎo)向牌、路名牌等）在正式運營后四條路共計立桿199個，占用了大量土地資源，多桿整合后立桿105個，減少桿件47%，共享率約90%，且后續(xù)可基本杜絕因立桿而引發(fā)的道路重復(fù)開挖現(xiàn)象。

5G規(guī)模組網(wǎng)提供站址資源，為物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供載體預(yù)留，為5G產(chǎn)業(yè)示范園區(qū)建設(shè)奠定基礎(chǔ)。同時為留仙洞總部基地新型產(chǎn)業(yè)孵化和成長提供條件。項目建成后不僅成為南山區(qū)政府主導(dǎo)的第一個多功能智能桿試點項目，還將成為全市第一個園區(qū)內(nèi)外全面感知示范項目，并且成為全市多功能智能桿運營維護模式試點項目。

5.4 投資情況

片區(qū)總投資增加情況，根據(jù)本次設(shè)計新建道路的總投資預(yù)算，道路原設(shè)計市政常規(guī)管道及路燈建設(shè)方案預(yù)算投資總額約為8232萬元，每延米道路單價約為4.26萬元，采取多功能智能桿及其配套管溝基礎(chǔ)等施工方案每延米道路總投資增加0.22萬元，投資總額約為8656萬元，增加比例約為5.15%，整體投資增加額度不大，以較低的成本投資完成了片區(qū)城市空間的資源整合升級，從社會效益、環(huán)境效益等方面進行分析，合桿方案均明顯優(yōu)于分桿方案，具有可推廣性及可實施性[9]。

6 結(jié)語

通過對一街坊配套道路設(shè)計，片區(qū)形成共建共享、集約高效的城市物聯(lián)感知網(wǎng)絡(luò)建設(shè)模式，提升公共安全、城市管理、道路交通等領(lǐng)域的智能感知水平。在未來，中國城市化進程還在繼續(xù)，經(jīng)濟增長的需求等對現(xiàn)有城市交通及城市空間系統(tǒng)提出新要求，聯(lián)系了各產(chǎn)權(quán)單位對城市空間建設(shè)的貢獻，相互結(jié)合展開了市政設(shè)施建設(shè)，最大限度滿足人們的需求，為促進城市建設(shè)和城市品質(zhì)不斷提升提供了良好的建設(shè)條件，積極打造以城市空間為主導(dǎo)，與傳統(tǒng)市政道路空間設(shè)計不同，多功能智能桿為載體的新型智慧城市，是城市可持續(xù)發(fā)展的重要舉措，能夠?qū)Τ鞘锌臻g布局產(chǎn)生積極的影響，使城市空間得到更加合理的利用。