智慧城市背景下智慧灯杆标准化现状研究

曲育萍，倪晨皓，龚欣炜，赵婷睿，高勇强，龚杨朝，张素银

（中国计量大学，杭州 310018）

1 引言

自从2008 年国际商业机器公司（IBM）提出“智慧地球”概念后，“智慧城市”成为了全球聚焦的热点。[1]智慧城市是指运用信息通信技术，有效整合各类城市管理系统，实现城市各系统间信息资源共享和业务协同，推动城市管理和服务智慧化，提升城市运行管理和公共服务水平，提高城市居民幸福感和满意度，实现可持续发展的一种创新型城市。[2]灯杆作为智慧城市交通道路中重要的基础设施之一，也从仅仅提供照明的基本功能，将向成为具有远程开关控制、调光控制、路灯运营状态检测、故障报警等功能的智慧灯杆发展。智慧灯杆是综合使用有线、无线通信技术，集成多种传感器和便民服务设施，具备照明、监控、环境信息采集、基站、广播、信息屏、充电桩等多种功能的智慧城市基础设施。[3]本文从标准化的角度出发，对智慧城市建设大背景下智慧灯杆标准体系的构建和应用进行研究，旨在为智慧灯杆的规划建设提供标准化的指导，进而促进智慧灯杆产业有序发展，推动智慧城市建设迈上新台阶。

2 智慧灯杆产业及标准化发展现状

2.1 产业现状

我国城市进入快速发展阶段以来，“城市病”问题越发显现，而“智慧城市”便是解决“城市病”问题的关键因素[4]。智慧城市建设对加快城市产业结构转型升级，构建现代产业体系，推动经济社会全局发展具有指引作用。近十年来，智慧城市市场规模日益扩大。截至2018 年底，我国在智慧城市信息化建设中的投资已经超过4800 亿元，且保持年均超过30%的增长速度。[5]根据中国智慧城市委员会的数据，预测到2022 年，我国智慧城市市场规模将达到25 万亿元。①数据来源于《依托智慧服务共创新型智慧城市——2022 智慧城市白皮书》。

随着5G 在世界范围内的广泛运用，尤其是物联网、人工智能、大数据、云计算、区块链等为代表的新兴技术的迅速发展，赋予了智慧城市更多职能。智慧城市的典型应用领域包括智慧交通、智慧政务、智慧医疗、智慧教育、智慧旅游、智慧物流等[6]。智慧灯杆作为智慧交通的重要载体之一，在智能照明、环境感知、监管维护、道路服务、社会安防、交通业态等方面都可发挥重要作用。2021 年我国智慧灯杆市场规模为46.24 亿元，较2020 年增长近100%。②数据来源于《中国智慧路灯行业现状深度分析与未来前景预测报告（2023-2030 年）》。

“十四五”规划中明确提出，要推进新型智慧城市建设，将物联网感知设施、通信系统等纳入公共基础设施统一规划建设，推进市政公用设施、建筑等物联网应用和智能化改造。在国家政策（见表1）导向支持下，当前各地智慧城市建设正加速落地，我国智慧灯杆的应用场景也逐渐拓展，迎来了难得的历史发展机遇。

表1 我国智慧灯杆行业相关政策汇总（2019-2022 年）

2.2 标准化现状

标准对我国智慧城市建设与发展具有重要的基础性和支撑性作用。为统筹协调和管理智慧城市标准化工作，我国于2014 年1 月成立国家智慧城市标准化协调推进组、总体组和专家咨询组。在国家智慧城市标准化协调推进组指导下，总体组负责拟定我国智慧城市标准化战略和推进措施，制定我国智慧城市标准体系框架，协调我国智慧城市相关标准的技术内容和技术归口，指导总体组下设各项目组开展智慧城市国家标准制定、国际标准化和标准应用实施等工作。[7]具体到智慧灯杆产业，与之密切相关的标准化技术组织有全国信息技术标准化技术委员会物联网分技术委员会（SAC/TC28/SC41）、全国智能运输系统标准化技术委员会（SAC/TC268）、全国安全防范报警系统标准化技术委员会（SAC/TC100）、全国城市公共设施服务标准化技术委员会（SAC/TC537）等。

目前，我国智慧城市标准化工作在组织机构建设、标准体系顶层设计、标准研究与应用实施等方面已取得丰硕成果。其中，智慧灯杆标准化工作发展较为迅速，标准数量和水平都在稳步提升。经统计，截至2022 年4 月底，与智慧灯杆相关的我国现行有效标准共计36 项（见表2）。从标准类别来看，国家标准有1 项，地方标准有12 项，团体标准有23 项；从发布时间来看，2019～2021年是标准发布的高峰，分别发布9 项、9 项、11 项；从发布部门来看，地方标准一般由省一级的市场监督管理局、住房和城乡建设厅发布，团体标准方面发布主体较多，以中国通信企业协会、深圳市智慧杆产业促进会最为活跃。

表2 我国智慧灯杆相关标准汇总

2.3 存在问题

近年来，我国智慧灯杆标准化发展向好，取得了新进展新成效，但也存在一些问题。

（1）标准发展不平衡：为有序升级优化传统路灯，逐步推广新型智慧灯杆的生产模式与使用方式，需对智慧灯杆的规划、设计、制造、运维等进行规范。但目前我国智慧灯杆相关标准以团体标准和地方标准等推荐性标准为主，国家标准仅有1 项，且无行业标准。智慧灯杆标准体系的缺乏和标准发展的不平衡，显然无法满足智慧灯杆产业的发展需求。

（2）各地标准不统一：在地方产业政策出台后，江苏、浙江、福建等省为有效推动智慧灯杆的实施与应用，针对性地制定出台了各自的地方标准。但由于智慧灯杆国家标准过少、行业标准缺失，导致出现地方标准间技术要求不统一的情况，这极易造成行业混乱，给智慧灯杆相关企业在产品的研发设计、生产制造及推广应用上带来困扰，阻滞了智慧灯杆产业的良性发展。

（3）涉及部门繁多：智慧灯杆关系到智慧照明、环境监测、通信服务、视频监控、信息发布、能源服务等诸多方面，故其标准制定也涉及交通、城市管理、城市规划、公安、气象监测等多个部门，以及通信运营商等多个业务单位，相关部门繁多且类型不一，导致智慧灯杆相关标准制定效率较低。

3 智慧灯杆标准体系构建

3.1 需求分析

（1）对智慧灯杆建设的必要性：标准化可以有效规范智慧路灯的规划、设计、建设、运行及设备制造。但由于缺乏完善的标准体系的支撑和统一的标准的指导，导致地方建设各自为政，无法形成规模效应。同时，智慧灯杆的管理涉及到不同的政府职能管理部门，各部门之间的壁垒难以打破，数据共享容易受阻。此外，智慧灯杆投资成本高，大规模推广应用的投资建设成本和运行维护费用较高。[1]针对这些问题，需要构建完善的标准体系来规范和引导，进而推动智慧灯杆产业的发展。

（2）对公共道路基础设施的必要性：推进智慧灯杆建设，充分利用物联网、大数据、云计算、人工智能等先进技术，通过基础设施集约化设置，比如将交通道路上的各种杆件、摄像头、传感器等监测设备以及交通标志牌等设施整合到信号灯杆、电警杆、路灯杆等杆件上，可有效解决道路中设备老化损毁、占据空间过多、灵敏度不高、检修不易等问题，提高道路运行效率。而智慧灯杆标准体系是智慧灯杆建设的重要支撑，可保证其智慧功能在实际应用中的体现，并为道路基础设施的智能升级提供规范。

3.2 体系结构

按照标准属性维度的不同，将智慧灯杆标准体系划分为基础共性标准体系、关键技术标准体系、建设及管理标准体系和业务应用标准体系四部分内容（见图1）。

图1 智慧灯杆标准体系框架图

（1）基础共性标准：包括智慧灯杆相关基本术语及定义、系统架构以及安全标准等。其中，智慧灯杆系统架构子体系下分总体设计和规划部署，是重要的基础共性技术规范，用于保证建设的科学性和合理性；安全标准子体系下分技术安全、设备安全、信息安全等标准要求，以保障基础设施的整体安全。

（2）关键技术标准：包括接口技术、通信技术、数据管理、边缘计算、支撑平台、跨系统交互以及远程运维标准等。随着智慧灯杆从试点探索阶段转入规模化发展阶段，为保证建设过程中各部件接口的兼容性及感知终端的普适性，需对接口技术、通信技术进行统一规范；跨系统交互作为智慧灯杆建设最主要的核心技术，是标准制定的重中之重；为保障数据的安全性，还应及时制定数据管理、边缘计算、支撑平台等方面的相关标准，在数据管理上做到标准化；智慧灯杆分布具有范围广、数量多、较密集等特点，远程运维技术是保障其正常运行的重要技术之一，但目前远程运维的相关国家标准仅在智能制造领域立项，尚处于起草状态，暂无其他对应的远程运维标准，亟需制定统一的规范要求。[8]

（3）建设及管理标准：包括通用要求、测试评估以及运营管理标准等。其中，通用要求标准子体系下分设计、监理、施工、验收等方面相关标准，对实际建设中的各个工作环节进行统一规范；测试评估标准子体系下分测试项目、测试方法、测试设备、指标体系、评价方法以及实施指南等具体标准，保证测试评估的准确性、科学性；运营管理标准子体系下分故障排查、应急预案、监测监管等标准，为实际运营提供指导。

（4）业务应用标准：包括智慧照明、环境监测、通信服务、能源服务、信息发布、一键求助等功能的具体标准。多功能、多业务结合是智慧灯杆的主要特点，为保证各部分功能既各自运行完善又整体互相协调，需以标准对其进行指导，促进智慧灯杆未来更多的应用拓展。

4 推进标准化对策和建议

随着5G 技术的日益成熟和国家对5G 建设的加快部署，智慧灯杆的发展逐渐进入快车道，全国多地也在持续推动智慧灯杆落地应用。为进一步推进智慧灯杆标准化建设，助力智慧灯杆产业高质量发展，基于上文对于智慧灯杆产业及其标准化发展现状的分析，提出如下对策和建议。

4.1 加快关键标准研制，不断完善智慧灯杆标准体系

作为集诸多功能于一体的物联网新型基础设施，智慧灯杆将承担智慧照明、视频监控、环境监测、信息发布、通信服务等多重重任，因此需要更加完善的标准体系和更加科学合理的标准来规范、促进其实际落地和推广应用。一方面，针对智慧灯杆相关国家、行业标准匮乏的现状，应加快跨系统交互、远程运维、接口技术等急需短缺和关键重要标准研制，为未来实现跨层级、跨地域、跨系统、跨部门的协同管理与服务以及智慧灯杆的规模化应用奠定基础；另一方面，面对智慧灯杆的多功能业务和大范围建设，亟需制定完善统一的智慧灯杆标准体系，以指导各地智慧灯杆的建设，进而推动智慧灯杆产业健康有序发展。

4.2 协调各方形成合力，进一步加强智慧灯杆标准化工作

智慧灯杆作为照明、监控、监测、微基站等综合体，是智慧城市建设不可缺少的重要组成部分，其标准工作涉及多个标委会，其建设关系到多个政府职能和监管。因此，需要标准制定部门积极协调各方，增强工作合力，着力提高标准制定效率，共同推动智慧灯杆标准化工作顺利开展。在此基础上，探索将智慧灯杆与不同基础设施进行深度融合的路径与方法，打造更加完整的智慧城市应用管理场景，构建更加智能化的城市管理机制与服务模式，为人们带来更加便捷的生活，进而协同推进智慧城市创新发展。