城市集约化建设探讨——以多杆合一为例

李智明， 张政宽， 莫夫， 张辉

（1. 勤上光电股份有限公司；2. 广东科技学院）

1 引言

城市建设随之而来的是道路上各种类型的市政杆件的建设愈发密集，道路上空各种架空线缆、道路两侧杆件林立问题已经成为城市发展的制约因素。共建共享的集约化建设是解决这一矛盾的重要途径。

2 集约化建设现状

现在道路早已不再是单纯的交通通道，同时也是信息高速通道，其管理涉及多个部门，每个部门根据自身的管理需求会建设对应的基础设施，且大都是独立建设和运维，一定程度上制约了城市发展。

道路常见杆件主要有路灯杆、红绿灯信号杆、交通标志杆、电警杆、视频监控杆、通信杆和电线杆等。各部门根据自身需求“独杆独用”进行建设，不仅占用了大量道路资源，而且还会引起反复建设施工。大量杆件影响了城市道路景观和行车安全。道路杆件拥挤复杂的状态归根结底是由于权属和功能、建设时间以及设计标准等几个方面造成。“多杆合一”是解决上述问题的一个重要方法和途径。

3 集约化建设策略

3.1 集约化建设必要性

道路各类杆件等基础设施设备功能单一和管理分散的问题，通过多部门参与共建共享的方案整合各类资源，不仅可以有效解决被人诟病的重复建设和“杆塔林立”的相关问题，还可以提升城市环境，节约资源，促进管理运行效率。

5G被誉为构筑万物互联的根基，选址难、建设难是5G基站建设的难点之一。5G基站建设趋势将以“小微基站”建设为主。结合路灯杆等常见杆件安装小微基站将是最可行的方式之一，这样可以资源共建共享，极大地降低建设成本[1]。

接口丰富、功能灵活的多功能杆，为道路未来应用提供可扩展的基础平台，减少重复施工建设，也避免影响环境与交通运行。

3.2 集约化建设的可行性

从多杆合一的模式来看，主要有三种模式。

1）路灯杆模式

以路灯杆为主整合公安、交通、通信等多个领域的其他杆件资源。因路灯杆自身带杆带电和地理坐标属性、分布广泛、均匀规律，成为最佳载体之一[2]。

2）交通工程模式

以交通信号杆、电警杆和道路标牌杆等领域的杆件为主，由对应的公安交管相关部门牵头，对道路杆件和箱体资源进行整合。

3）铁塔基站模式

借助5G基站建设需求，促使运营商切入智慧杆塔相关领域的投资布局，实现资源整合优化。

3.3 集约化建设的政策支持

在新基建、5G等新的需求和人工智能等新的技术推动下，智慧杆行业迎来了空前未有的发展机遇。不少省市和地区已在“多杆合一、多箱合一”的集约化建设方面制定出一系列政策法规和导则等文件。这些政策有效引导和推动“一杆多用”的集约化建设方式，极大地推动了行业的发展。

国内政策积极引导行业的有序健康发展，各地纷纷响应支持集约化建设的试点应用和推广，探索结合本地实际需求的应用和落地建设方案。

3.4 集约化设计

多杆合一的设计各具特色，各地的执行标准略有差异，大体上具有普适性。通常而言，由5大标准结构模块组成，分别是主杆、副杆、横臂、挑臂和滑槽等。杆件设计宜采用模块化、易装配、高扩展、高复用和高安全的设计方式[3]。此外还要有一定的超前性，充分考虑未来一段时间内可能存在的功能扩展、设备安装需求。设计荷载、极限状态参数、地基基础尺寸等结构参数须符合相关标准规范。

杆件布设通常以路口优先原则顺序进行，以交通信号灯和电子警察等设置要求严格的市政设施点位作为控制点，就近整合其他杆件设施，再适当调整前后杆件间距，整体上调整优化布局[4]。

多杆合一整合硬件设施设备只是集约化设计的第一步，更重要的是利用整合的硬件设施设备，打通数据共享共用，实现互联互通，数据联动，解决部门之间的协同、信息联动缺乏导致城市管理工作难以有效统筹协调、监督指导、综合评价的多种问题。

3.5 集约化建设的“痛点难点”

“多杆合一”的集约化建设在建设、运维方面可实现降本增效，在城市管理方面可以提高管理服务升级。政策利好，行业前景光明，但存在尚未有效解决的“痛点难点”。

3.5.1 集约化建设运维涉及多个部门

“数据孤岛”和“多极管理”是行业发展的一大掣肘。智慧杆对应的业务和数据对接分散在多个行业的主管部门，权责界定、费用均摊、数据安全和收益分配等一系列问题如何统筹建设和管理成为目前最大的挑战。

集约化建设涉及诸多领域专业，因此需要多个政府职能部门统筹建设管理。先小范围地开展试点，结合当地实际情况探索适合当地管理的方式方法，形成一套可行性高的方案再逐步推广应用。

国内试点的一些城市给出了较优的方式可作参考：联席会议制度，成立项目联合办公室，确立总的牵头部门，通过这个牵头部门汇总和协调各方需求，推进项目的建设实施。如2018年上海市架空线整治项目[5]以及深圳市制定的《深圳市多功能智能杆基础设施管理办法》有效推进解决项目建设实施过程当中的问题。

3.5.2 硬件设备以及数据、软件具有多种多样的类型

不同的硬件设备其结构、接口不尽相同，数据具有异构性，对应数据处理的软件多样，关联的处理任务又不尽相同，处理任务的管理也非常复杂，实现不同场景的应用需求也就极其复杂。

为适应多种不同应用的需求，模块化和标准化设计软硬件，实现互操作性与低成本，并减少建设所需时间[6]。通用化的模块对提升质量、保障安全、确保合规等方面都起到推动作用。

3.5.3 前期建设成本高，盈利模式不清晰

智慧杆前期投入大，而盈利模式没有一个清晰的方向，数据孤岛和多极管理等问题阻碍了智慧杆建设步伐与行业发展。

各地积极探索建设模式，包括政府主导建设运营、EMC、PPP模式等，政企合作是个相对不错的选择，引入第三方资本投资，通过EMC节能改造、政府信息回购、产品租赁等方式进行项目运作，实现收支平衡。在固定的年限内如收不回投资建设成本，由政府进行项目资金兜底，补偿给建设方，兜底金额平摊到每年，或者政府用建设项目利润置换。

4 集约化建设案例分析

此前，因各部门权责等因素，智慧杆的项目建设和行业发展往往会遇到各种掣肘，而今在新基建和5G建设的浪潮下，可从5G建设的方向推动发展。

在政策、技术等利好形势下，江西南昌市在智慧杆方面做了一系列实践。在南昌新建城市基础和公共配套设施项目积极探索了新的发展思路和模式。

本项目是南昌市首个智慧杆的试点工程。通过AI、IoT等新一代信息技术，构建以智慧杆为基础，以数据为核心的新一代智慧城市管理体系。

南昌新建城项目是施工单位针对新建城的发展定位量身定制打造的智慧城市物联网整体解决方案。方案以智慧杆为载体，对区内13条道路进行整体设计及施工，由高、中、低多种功能配置型号组成，项目共有768杆智慧杆，智慧杆功能包括智能照明、安防监控、网络覆盖、一键求助、综合信息发布、射频识别标签。

项目基于多杆合一的集约化建设，极大地降低了重复建设的基础设施，如供电网络和信息传输网络以及管理设备设施。项目在前期建设中就可以在两千万的项目投资费用中节省超过五百万元人民币的费用。项目以智慧杆为基础建立的新一代智慧城市管理系统，借助AI、IoT等新技术的保障，形成了一套系统高效的管理服务机制。此项目除了节约了投资外，更重要的是其社会效益突出。

上海市闵行区虹莘路智慧杆项目通过集约化设计，整合路面各种杆件、机柜和路面以下的各种管线等，硬件上共建共享，数据软件平台上互联互通。“多杆合一、多箱合一”后，其设计参数在满足现有建设需求和对应标准规范的前提下，均预留出一定的荷载和设备安装接口，同时在管线预留、用电负荷、机箱仓位等方面也提供了一定的预留空间，以满足日后升级应用的需要。

项目若按照传统“独杆独建”方案建设的话，其建设成本为：各类杆件455杆，建设费用720.47万元；各类箱体82个，建设费用51.91万元，合计772.38万元。

项目若按照“合杆、合箱”方式建设，对比“独杆独建”方案可减少59%的杆件数量和68%的箱体，其建设成本为：综合杆件186杆，建设费用707.28万元，综合机箱26个，建设费用91.41万元，合计798.69万元。

“独杆独建”方案设计杆件寿命≥20年，箱体使用寿命≥10年，而“合杆、合箱”的方案设计杆件寿命≥50年，箱体使用寿命≥20年。因两者设计寿命长度不同，故需计算其费用年值来比较：

式（1）中：A表示费用年值；P是建设费用；i为资金利率（取社会折现率8%）；n为设计使用年限。

根据上述数据计算可以得出“独杆独建”的方案年费为81.12万元，而“合杆合箱”的方案年费为67.13万元，相较之下，“多杆合一、多箱合一”的方案优于“独杆独建”的方案[7]。

此外，“多杆合一、多箱合一”的方案其产生的城市环境提升、管理提升、安全提升等社会效益显著提升，也远远优于“独杆独建”的方案。

5 结语

结合IoT、AI、5G等新兴技术，集约化建设“多杆合一”后的基础设施能够承载智慧城市建设的多种创新应用，成为智慧杆建设的一个推动要素。集约化建设是落实新发展理念、推动城市生态文明、绿色可持续发展方式的必然要求和重要途径，是推动城市建设突破现有瓶颈的重要力量。虽然目前仍然存在一定的矛盾和困难有待解决，政府管理部门应积极引导市场共同探索尝试集约化建设的新思路和新模式，让其成为城市建设和发展的加分项。