李智明， 張政寬， 莫夫， 張輝

（1. 勤上光電股份有限公司；2. 廣東科技學(xué)院）

1 引言

城市建設(shè)隨之而來的是道路上各種類型的市政桿件的建設(shè)愈發(fā)密集，道路上空各種架空線纜、道路兩側(cè)桿件林立問題已經(jīng)成為城市發(fā)展的制約因素。共建共享的集約化建設(shè)是解決這一矛盾的重要途徑。

2 集約化建設(shè)現(xiàn)狀

現(xiàn)在道路早已不再是單純的交通通道，同時也是信息高速通道，其管理涉及多個部門，每個部門根據(jù)自身的管理需求會建設(shè)對應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施，且大都是獨(dú)立建設(shè)和運(yùn)維，一定程度上制約了城市發(fā)展。

道路常見桿件主要有路燈桿、紅綠燈信號桿、交通標(biāo)志桿、電警桿、視頻監(jiān)控桿、通信桿和電線桿等。各部門根據(jù)自身需求“獨(dú)桿獨(dú)用”進(jìn)行建設(shè)，不僅占用了大量道路資源，而且還會引起反復(fù)建設(shè)施工。大量桿件影響了城市道路景觀和行車安全。道路桿件擁擠復(fù)雜的狀態(tài)歸根結(jié)底是由于權(quán)屬和功能、建設(shè)時間以及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)等幾個方面造成?！岸鄺U合一”是解決上述問題的一個重要方法和途徑。

3 集約化建設(shè)策略

3.1 集約化建設(shè)必要性

道路各類桿件等基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備功能單一和管理分散的問題，通過多部門參與共建共享的方案整合各類資源，不僅可以有效解決被人詬病的重復(fù)建設(shè)和“桿塔林立”的相關(guān)問題，還可以提升城市環(huán)境，節(jié)約資源，促進(jìn)管理運(yùn)行效率。

5G被譽(yù)為構(gòu)筑萬物互聯(lián)的根基，選址難、建設(shè)難是5G基站建設(shè)的難點(diǎn)之一。5G基站建設(shè)趨勢將以“小微基站”建設(shè)為主。結(jié)合路燈桿等常見桿件安裝小微基站將是最可行的方式之一，這樣可以資源共建共享，極大地降低建設(shè)成本[1]。

接口豐富、功能靈活的多功能桿，為道路未來應(yīng)用提供可擴(kuò)展的基礎(chǔ)平臺，減少重復(fù)施工建設(shè)，也避免影響環(huán)境與交通運(yùn)行。

3.2 集約化建設(shè)的可行性

從多桿合一的模式來看，主要有三種模式。

1）路燈桿模式

以路燈桿為主整合公安、交通、通信等多個領(lǐng)域的其他桿件資源。因路燈桿自身帶桿帶電和地理坐標(biāo)屬性、分布廣泛、均勻規(guī)律，成為最佳載體之一[2]。

2）交通工程模式

以交通信號桿、電警桿和道路標(biāo)牌桿等領(lǐng)域的桿件為主，由對應(yīng)的公安交管相關(guān)部門牽頭，對道路桿件和箱體資源進(jìn)行整合。

3）鐵塔基站模式

借助5G基站建設(shè)需求，促使運(yùn)營商切入智慧桿塔相關(guān)領(lǐng)域的投資布局，實現(xiàn)資源整合優(yōu)化。

3.3 集約化建設(shè)的政策支持

在新基建、5G等新的需求和人工智能等新的技術(shù)推動下，智慧桿行業(yè)迎來了空前未有的發(fā)展機(jī)遇。不少省市和地區(qū)已在“多桿合一、多箱合一”的集約化建設(shè)方面制定出一系列政策法規(guī)和導(dǎo)則等文件。這些政策有效引導(dǎo)和推動“一桿多用”的集約化建設(shè)方式，極大地推動了行業(yè)的發(fā)展。

國內(nèi)政策積極引導(dǎo)行業(yè)的有序健康發(fā)展，各地紛紛響應(yīng)支持集約化建設(shè)的試點(diǎn)應(yīng)用和推廣，探索結(jié)合本地實際需求的應(yīng)用和落地建設(shè)方案。

3.4 集約化設(shè)計

多桿合一的設(shè)計各具特色，各地的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)略有差異，大體上具有普適性。通常而言，由5大標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)模塊組成，分別是主桿、副桿、橫臂、挑臂和滑槽等。桿件設(shè)計宜采用模塊化、易裝配、高擴(kuò)展、高復(fù)用和高安全的設(shè)計方式[3]。此外還要有一定的超前性，充分考慮未來一段時間內(nèi)可能存在的功能擴(kuò)展、設(shè)備安裝需求。設(shè)計荷載、極限狀態(tài)參數(shù)、地基基礎(chǔ)尺寸等結(jié)構(gòu)參數(shù)須符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

桿件布設(shè)通常以路口優(yōu)先原則順序進(jìn)行，以交通信號燈和電子警察等設(shè)置要求嚴(yán)格的市政設(shè)施點(diǎn)位作為控制點(diǎn)，就近整合其他桿件設(shè)施，再適當(dāng)調(diào)整前后桿件間距，整體上調(diào)整優(yōu)化布局[4]。

多桿合一整合硬件設(shè)施設(shè)備只是集約化設(shè)計的第一步，更重要的是利用整合的硬件設(shè)施設(shè)備，打通數(shù)據(jù)共享共用，實現(xiàn)互聯(lián)互通，數(shù)據(jù)聯(lián)動，解決部門之間的協(xié)同、信息聯(lián)動缺乏導(dǎo)致城市管理工作難以有效統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、監(jiān)督指導(dǎo)、綜合評價的多種問題。

3.5 集約化建設(shè)的“痛點(diǎn)難點(diǎn)”

“多桿合一”的集約化建設(shè)在建設(shè)、運(yùn)維方面可實現(xiàn)降本增效，在城市管理方面可以提高管理服務(wù)升級。政策利好，行業(yè)前景光明，但存在尚未有效解決的“痛點(diǎn)難點(diǎn)”。

3.5.1 集約化建設(shè)運(yùn)維涉及多個部門

“數(shù)據(jù)孤島”和“多極管理”是行業(yè)發(fā)展的一大掣肘。智慧桿對應(yīng)的業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)對接分散在多個行業(yè)的主管部門，權(quán)責(zé)界定、費(fèi)用均攤、數(shù)據(jù)安全和收益分配等一系列問題如何統(tǒng)籌建設(shè)和管理成為目前最大的挑戰(zhàn)。

集約化建設(shè)涉及諸多領(lǐng)域?qū)I(yè)，因此需要多個政府職能部門統(tǒng)籌建設(shè)管理。先小范圍地開展試點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況探索適合當(dāng)?shù)毓芾淼姆绞椒椒?，形成一套可行性高的方案再逐步推廣應(yīng)用。

國內(nèi)試點(diǎn)的一些城市給出了較優(yōu)的方式可作參考：聯(lián)席會議制度，成立項目聯(lián)合辦公室，確立總的牽頭部門，通過這個牽頭部門匯總和協(xié)調(diào)各方需求，推進(jìn)項目的建設(shè)實施。如2018年上海市架空線整治項目[5]以及深圳市制定的《深圳市多功能智能桿基礎(chǔ)設(shè)施管理辦法》有效推進(jìn)解決項目建設(shè)實施過程當(dāng)中的問題。

3.5.2 硬件設(shè)備以及數(shù)據(jù)、軟件具有多種多樣的類型

不同的硬件設(shè)備其結(jié)構(gòu)、接口不盡相同，數(shù)據(jù)具有異構(gòu)性，對應(yīng)數(shù)據(jù)處理的軟件多樣，關(guān)聯(lián)的處理任務(wù)又不盡相同，處理任務(wù)的管理也非常復(fù)雜，實現(xiàn)不同場景的應(yīng)用需求也就極其復(fù)雜。

為適應(yīng)多種不同應(yīng)用的需求，模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計軟硬件，實現(xiàn)互操作性與低成本，并減少建設(shè)所需時間[6]。通用化的模塊對提升質(zhì)量、保障安全、確保合規(guī)等方面都起到推動作用。

3.5.3 前期建設(shè)成本高，盈利模式不清晰

智慧桿前期投入大，而盈利模式?jīng)]有一個清晰的方向，數(shù)據(jù)孤島和多極管理等問題阻礙了智慧桿建設(shè)步伐與行業(yè)發(fā)展。

各地積極探索建設(shè)模式，包括政府主導(dǎo)建設(shè)運(yùn)營、EMC、PPP模式等，政企合作是個相對不錯的選擇，引入第三方資本投資，通過EMC節(jié)能改造、政府信息回購、產(chǎn)品租賃等方式進(jìn)行項目運(yùn)作，實現(xiàn)收支平衡。在固定的年限內(nèi)如收不回投資建設(shè)成本，由政府進(jìn)行項目資金兜底，補(bǔ)償給建設(shè)方，兜底金額平攤到每年，或者政府用建設(shè)項目利潤置換。

4 集約化建設(shè)案例分析

此前，因各部門權(quán)責(zé)等因素，智慧桿的項目建設(shè)和行業(yè)發(fā)展往往會遇到各種掣肘，而今在新基建和5G建設(shè)的浪潮下，可從5G建設(shè)的方向推動發(fā)展。

在政策、技術(shù)等利好形勢下，江西南昌市在智慧桿方面做了一系列實踐。在南昌新建城市基礎(chǔ)和公共配套設(shè)施項目積極探索了新的發(fā)展思路和模式。

本項目是南昌市首個智慧桿的試點(diǎn)工程。通過AI、IoT等新一代信息技術(shù)，構(gòu)建以智慧桿為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)為核心的新一代智慧城市管理體系。

南昌新建城項目是施工單位針對新建城的發(fā)展定位量身定制打造的智慧城市物聯(lián)網(wǎng)整體解決方案。方案以智慧桿為載體，對區(qū)內(nèi)13條道路進(jìn)行整體設(shè)計及施工，由高、中、低多種功能配置型號組成，項目共有768桿智慧桿，智慧桿功能包括智能照明、安防監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)覆蓋、一鍵求助、綜合信息發(fā)布、射頻識別標(biāo)簽。

項目基于多桿合一的集約化建設(shè)，極大地降低了重復(fù)建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施，如供電網(wǎng)絡(luò)和信息傳輸網(wǎng)絡(luò)以及管理設(shè)備設(shè)施。項目在前期建設(shè)中就可以在兩千萬的項目投資費(fèi)用中節(jié)省超過五百萬元人民幣的費(fèi)用。項目以智慧桿為基礎(chǔ)建立的新一代智慧城市管理系統(tǒng)，借助AI、IoT等新技術(shù)的保障，形成了一套系統(tǒng)高效的管理服務(wù)機(jī)制。此項目除了節(jié)約了投資外，更重要的是其社會效益突出。

上海市閔行區(qū)虹莘路智慧桿項目通過集約化設(shè)計，整合路面各種桿件、機(jī)柜和路面以下的各種管線等，硬件上共建共享，數(shù)據(jù)軟件平臺上互聯(lián)互通。“多桿合一、多箱合一”后，其設(shè)計參數(shù)在滿足現(xiàn)有建設(shè)需求和對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的前提下，均預(yù)留出一定的荷載和設(shè)備安裝接口，同時在管線預(yù)留、用電負(fù)荷、機(jī)箱倉位等方面也提供了一定的預(yù)留空間，以滿足日后升級應(yīng)用的需要。

項目若按照傳統(tǒng)“獨(dú)桿獨(dú)建”方案建設(shè)的話，其建設(shè)成本為：各類桿件455桿，建設(shè)費(fèi)用720.47萬元；各類箱體82個，建設(shè)費(fèi)用51.91萬元，合計772.38萬元。

項目若按照“合桿、合箱”方式建設(shè)，對比“獨(dú)桿獨(dú)建”方案可減少59%的桿件數(shù)量和68%的箱體，其建設(shè)成本為：綜合桿件186桿，建設(shè)費(fèi)用707.28萬元，綜合機(jī)箱26個，建設(shè)費(fèi)用91.41萬元，合計798.69萬元。

“獨(dú)桿獨(dú)建”方案設(shè)計桿件壽命≥20年，箱體使用壽命≥10年，而“合桿、合箱”的方案設(shè)計桿件壽命≥50年，箱體使用壽命≥20年。因兩者設(shè)計壽命長度不同，故需計算其費(fèi)用年值來比較：

式（1）中：A表示費(fèi)用年值；P是建設(shè)費(fèi)用；i為資金利率（取社會折現(xiàn)率8%）；n為設(shè)計使用年限。

根據(jù)上述數(shù)據(jù)計算可以得出“獨(dú)桿獨(dú)建”的方案年費(fèi)為81.12萬元，而“合桿合箱”的方案年費(fèi)為67.13萬元，相較之下，“多桿合一、多箱合一”的方案優(yōu)于“獨(dú)桿獨(dú)建”的方案[7]。

此外，“多桿合一、多箱合一”的方案其產(chǎn)生的城市環(huán)境提升、管理提升、安全提升等社會效益顯著提升，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于“獨(dú)桿獨(dú)建”的方案。

5 結(jié)語

結(jié)合IoT、AI、5G等新興技術(shù)，集約化建設(shè)“多桿合一”后的基礎(chǔ)設(shè)施能夠承載智慧城市建設(shè)的多種創(chuàng)新應(yīng)用，成為智慧桿建設(shè)的一個推動要素。集約化建設(shè)是落實新發(fā)展理念、推動城市生態(tài)文明、綠色可持續(xù)發(fā)展方式的必然要求和重要途徑，是推動城市建設(shè)突破現(xiàn)有瓶頸的重要力量。雖然目前仍然存在一定的矛盾和困難有待解決，政府管理部門應(yīng)積極引導(dǎo)市場共同探索嘗試集約化建設(shè)的新思路和新模式，讓其成為城市建設(shè)和發(fā)展的加分項。