构建面向综合杆等城市家具的光纤数字底座研究

周中柱 孙运明

摘要：随着“十四五”时期要坚定不移建设制造强国、质量强国、网络强国、数字中国，统筹推进基礎设施建设，构建系统完备、高效实用、智能绿色、安全可靠的现代化基础设施体系的要求，如何构建城市神经元系统光纤数字底座成为重要研究课题，本文从城市综合杆等信息基础设施的现状、建设模式及解决办法等角度梳理有关智慧城市的数字底座建设发展趋势，以期对数字城市的综合杆建设发展有所启发。

关键词：基础设施;综合杆;数字底座;策略研究

一、引言

传统灯杆在城市中具有覆盖广泛、功能种类繁杂等特点，如果仅仅用来照明或者搭载城市部分功能，显然没有充分发挥它的价值，而且导致城市道路两侧多杆林立、杂序无章、维护困难等诸多不利因素。因此多杆合一的需求逐渐清晰，尤其搭载5G微站的综合杆得到了政策的大力宣导与激励。

随着智慧城市的发展，结合数字底座为基础的5G综合杆产业是一个逐步演进的过程，如何规划好综合杆的统筹建设、应用模式等问题逐渐成为当前重要的研究课题。

二、综合杆的概念

综合杆为各类城市管理和服务设施提供了统一物理搭载平台，实现了“一杆多用”、“多杆合一”的城市杆体基础设施共建共享目标，为发展智慧城市、城市数字化转型打下了坚实基础，也是未来推进新基建整体升级、筑牢数字底座基石的必然方向。

三、面向数字底座的建设目标

秉持“做减法、全要素、一体化”方针，贯彻以部门管理为中心向服务需求为中心转变的理念，以综合杆设施为载体，按照“统一规划、统一建设、统一管理”的理念要求，对照“最高标准、最好水平”，综合运用物联网、大数据、云计算、智能传感等技术，构建面向综合杆等城市家具设施的光纤数字底座，形成与城市数字化转型相适应的骨干神经网络体系，打造新一代信息基础设施与城市公共设施融合发展的新型数治基础设施标杆，推动城市管理效率和服务质量的提升。

按照“集约共享、先进实用、标准规范、开放兼容、安全可靠”的原则，建设面向综合杆等城市家具的光纤数字底座。

（一）一张骨干神经网络，打造数字化城市设施

将光纤网络作为综合杆设施的基础功能，对部署方式、覆盖范围、接入标准、资源管理等进行统一规划和设计。基于共缆入杆、同缆分纤、统一成端的模式，合理利用网络基础资源和调度节点，对信息光缆、设备箱接入等进行集约化建设。针对5G综合基站部署，支撑运营商建设配套的光纤接入网络，实现重点区域、重点道路的双千兆网络全覆盖，夯实宽带城市的网络基础。

（二）一个综合管理平台，支撑城市精细化管理

以统一管理、开放共享为目标，建设配套的综合信息管理平台，为综合杆设施及搭载的各类应用提供统一的资源调度、状态监控、安全管理和信息发布等网络管理服务。将综合杆设施搭载的光纤接入申请、设计、建设、调度和维护等不同阶段流程数字化，实现全生命周期的在线管理。

（三）一套标准技术体系，提升运营和服务能级

为保障网络建设管理过程的安全、高效，基于管线公司专业的运维团队，规范的管理机制和丰富的运维经验，建立“技术+管理”的一体化标准规范体系，提升网络整体的运营服务能级。

（四）开放兼容合作模式，衍生数字化场景融合

按照治理数字化转型的整体要求，综合网络、平台和感知技术，对各类城市神经元主体实现区域内的“物联”、“数联”和“智联”。

四、综合杆的搭载策略

综合杆设施所搭载的设备主要有道路运营管理类设施、城市安全服务设施、城市公共服务设施三类。综合杆主要搭载应用有照明、交通信号灯、交通指示牌、治安监控、交通监控、环境监测、LED显示屏（气象发布、路况发布、广告发布、停车引导）、通信基站等，满足智慧城市5G通信、智慧交通和公共服务等各种应用需求。

综合杆搭载应用场景的信号传输分为有线传输和无线传输，其中有线传输包括光纤接入和电缆接入，无线传输主要采用NB-IOT和5G等接入方式。综合杆的接入线缆主要分为配线线缆（A段）和汇接线缆（B段），其中配线线缆（A段）是指从综合设备箱到杆体搭载设备的线缆，汇接线缆（B段）是指综合设备箱到用户单位的网络线缆。针对不同搭载应用场景，综合杆设施光纤需求图如图2所示。

（一）交通监控

在综合杆上主要的安装设备有：传统视频、卡口外的智能感知设备（多功能雷达、声音定位探头（声呐）、远光灯抓拍枪机）和非视频类产品（速度反馈屏、LED显示屏）等。主要实现电子警察、实线变道、违法停车、高空监控、斑马线不礼让行人、行人闯红灯系统、AR相机、多目标雷达、违法鸣笛等功能。

一般在综合杆设备箱内安装电源模块、光电转换器，一端通过五类线上杆搭载设备，另一端通过光纤接入用户单位的网络，单端设备需要1-2芯光纤。个别监控设备采用光纤直接上杆的方式，实现传输接入，光纤需要1-2芯。

（二）治安监控

分布在全市的各个角落，作为“眼睛”守卫着城市平安，主要在城市出入口、交通主干道、非主干道、公园、广场、政府、医院、企业、学校、城市商圈等区域布放治安监控，实现“全域覆盖、全网共享、全时可用、全程可控”的治安监控功能。一般在综合杆设备箱内安装电源模块、光电转换器，一端通过五类线上杆搭载设备，另一端通过光纤接入用户单位的网络，单端设备需要1-2芯光纤。个别监控设备采用光纤直接上杆的方式，实现传输接入，光纤需要1-2芯。

（三）照明、交通信号灯

分别接入照明控制箱和交通控制箱，均不接入综合设备箱。

（四）环境监测

主要采用以无线接入方式为主，部分在综合设备箱内安装后台设备，通过五类线或信号线上杆搭载设备。上联通过光纤接入用户单位的网络，单端设备需要1-2芯光纤。

（五）LED显示屏

主要采用五類线或HDMI线上杆，上联通过光纤接入用户单位的网络，单端设备需要1-2芯光纤。

五、可行性分析

（一）技术可行性

本项目在建设方面借鉴了诸多项目的成功经验，并结合实际情况做了细致和充分的设计准备工作。针对构建面向综合杆等城市家具的光纤数字底座项目具体需求，采用集约化建设方式可节省通信管道资源，利用定制化数字接口在综合杆内实现光纤分配，满足各用户光纤接入需求。采用智能ODN技术可实现对光纤资源管理的智能化，利用光纤传感技术和智能井盖等设施实现网络维护的智能化。项目建设涉及的技术和产品都已成熟，因此在技术方面是可行的。

（二）经济可行性

通过对业务需求的精准预测进行光纤资源的预部署，各用户单位可根据自身业务需求按需申请光纤资源，大大减少了光缆建设工程量。同时对已建成综合杆设施区域采用集约化方式建设沟通管道，对新建综合杆设施区域采用与综合管道同步建设沟通管道。光缆和管道的集约化施工，各需求单位按需使用，大大降低了光缆和管道的建设投资，因此本项目从经济方面是可行的。

六、结束语

通过综合杆的建设，搭载多功能设备载体，筑牢城市数字底座，是城市家具中重要的一环，许多城市都在更新公共基础设施，但各类问题也逐一显现，如何对系统进行整合进行利用是当今面临的重要课题。应根据杆体的不同位置，结合具体需求，进行一杆一方案设计，这就需要我们不断总结经验，来制定中国个性化的综合杆建设策略，以实现城市的绿色、数字化发展。

作者单位：周中柱    孙运明    华信咨询设计研究院有限公司

参  考  文  献

[1]巫细波，杨再高.智慧城市理念与未来城市发展[J].城市发展研究， 2010，17（11）：56-60.

[2]鲍诗度. “城市家具” 筑建美丽家园（城市更新，艺术何为？）.人民日报， 2020，7.

[3]《上海市推进新型基础设施建设行动方案（2020-2022年）》

[4]吴晨.构建统一数字底座，推动数字孪生城市建设[J].北京观察， 2020（2）：73.