智慧灯杆建设管养运营的共性问题与解决方案

随着智慧城市概念的不断推进，智慧灯杆作为城市基础设施的重要组成部分，正逐渐成为实现城市智能化的关键节点。智慧灯杆不仅具备传统的照明功能，还集成了多种智能设备和服务，为城市管理、公共服务和居民生活带来了诸多便利。本文叁仟智慧将探讨智慧灯杆的建设模式、运营模式以及相关的商业模式，旨在为相关企业和政府部门提供参考。 一、智慧灯杆建设模式智慧灯杆的建设涉及多个环节，包括规划设计、硬件选型、软件开发、安装调试等。以下是智慧灯杆建设的主要模式：1. 政府主导模式：   - 项目立项：由政府部门提出智慧灯杆建设项目，并进行可行性研究和项目立项。   - 招标采购：通过公开招标的方式选择合适的供应商和施工单位，确保项目的透明度和公平性。   - 资金来源：政府财政拨款是主要的资金来源，也可以通过PPP（公私合作）模式引入社会资本参与建设。   - 建设实施：政府部门负责项目的整体协调和管理，确保项目的顺利实施。2. 企业主导模式：   - 市场调研：企业根据市场需求和自身技术优势，确定智慧灯杆的建设方案。   - 自主投资：企业自行投资建设智慧灯杆，通过后续的运营和服务回收成本并获得收益。   - 合作共建：企业与政府部门或其他企业合作，共同投资建设智慧灯杆项目，共享收益。3. PPP模式：   - 政府与社会资本合作：政府与社会资本合作，共同出资建设智慧灯杆项目。政府提供政策支持和土地资源，企业负责具体实施和技术支持。   - 风险共担：政府和企业共同承担项目的风险，通过合同明确各方的责任和权益。   - 长期运营：企业在一定期限内负责智慧灯杆的运营维护，通过服务收费等方式回收投资并获取利润。 二、智慧灯杆运营模式智慧灯杆的运营模式决定了其可持续发展的能力。以下是几种常见的运营模式：1. 政府自营模式：   - 统一管理：政府部门负责智慧灯杆的日常管理和维护，确保其正常运行。   - 财政支持：运营费用主要来自政府财政预算，保障项目的稳定运行。   - 公共服务：智慧灯杆提供的服务主要面向公众，如免费Wi-Fi、信息发布等。2. 企业运营模式：   - 市场化运作：企业负责智慧灯杆的运营和维护，通过提供增值服务获取收益。   - 多渠道盈利：企业可以通过广告投放、数据服务、充电服务等多种方式获取收入。   - 技术创新：企业持续投入技术研发，提升智慧灯杆的功能和服务水平。3. 联合运营模式：   - 多方合作：政府、企业和社会资本共同参与智慧灯杆的运营，形成多方共赢的局面。   - 资源共享：各方共享智慧灯杆的数据和资源，提高运营效率和效益。   - 分工协作：各方根据自身优势进行分工，政府负责监管和政策支持，企业负责技术和运营，社会资本提供资金支持。 三、智慧灯杆商业模式智慧灯杆的商业模式是其实现可持续发展的关键。以下是几种典型的商业模式：1. 广告投放：   - 显示屏广告：智慧灯杆上的LED显示屏可以播放商业广告、公益广告等，为企业带来广告收入。   - 灯箱广告：利用灯杆上的灯箱空间，展示平面广告，增加广告覆盖面。2. 数据服务：   - 环境监测数据：通过传感器采集的环境数据，可以向环保部门、科研机构等提供数据服务。   - 交通数据：通过摄像头和传感器采集的交通数据，可以向交通管理部门、导航公司等提供数据支持。3. 通信服务：   - 5G基站租赁：智慧灯杆作为5G基站的载体，可以向电信运营商提供基站租赁服务。   - Wi-Fi服务：提供公共Wi-Fi服务，向用户收取一定的使用费或通过广告植入等方式获取收益。4. 充电服务：   - 电动汽车充电：在智慧灯杆上设置充电桩，为电动汽车提供便捷的充电服务，收取充电费用。   - 电动自行车充电：为电动自行车提供充电服务，满足市民出行需求。5. 公共服务：   - 信息发布：通过智慧灯杆上的显示屏发布天气预报、新闻资讯、紧急通知等信息，提升公共服务水平。   - 紧急呼叫：设置紧急呼叫按钮，提供应急救援服务，保障市民安全。6. 能源管理：   - 太阳能发电：利用太阳能板进行发电，减少对传统电网的依赖，节约能源成本。   - 储能系统：结合储能系统，可以在电力需求高峰时段提供额外的电力支持，实现能源的有效管理。 四、智慧灯杆项目案例分析1. 深圳福田区智慧灯杆项目：   - 建设模式：采用PPP模式，由政府与社会资本合作建设。   - 运营模式：政府负责监管，企业负责运营，通过广告投放、数据服务等方式获取收益。   - 成效：项目成功提升了区域内的交通管理水平，改善了环境监测能力，提高了市民的生活质量。2. 北京亦庄经济技术开发区智慧灯杆项目：   - 建设模式：企业主导模式，由某知名科技公司投资建设。   - 运营模式：企业自主运营，通过提供5G通信服务、充电服务等获取收益。   - 成效：项目有效推动了区域内的5G网络覆盖，提升了园区的信息化水平，吸引了更多高科技企业的入驻。 五、未来展望随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展，智慧灯杆在未来将发挥更加重要的作用。一方面，智慧灯杆将进一步融合更多的智能设备和服务，形成更加完善的智慧城市基础设施；另一方面，智慧灯杆也将与其他智慧城市系统（如智能交通、智能安防等）实现更紧密的协同，共同推动城市的智能化发展。 结语智慧灯杆作为智慧城市的重要组成部分，其建设和运营模式的选择直接影响到项目的成败。政府、企业和社会资本应根据实际情况，选择合适的建设模式和运营模式，确保项目的可持续发展。未来，随着5G、AI等技术的进一步成熟，智慧灯杆的功能将更加丰富，应用场景也将更加广泛，为智慧城市的建设贡献更大的力量。

          在新基建背景下，智慧灯杆已被列入专项债券支持的新基建项目之一，在近几年，我国也有过智慧灯杆专项债成功案例，自《关于申报2022年新增专项债券项目资金需求的通知》这一重磅文件出台以来，“两新一重”（即新型基础设施建设、新型城镇化建设、交通水利等重大工程）建设被提到了一个新高度，因为在扩大专项债券使用范围中有提及重点支持后劲、上水平的项目，主要是围绕新基建等加大支持了力度，研究将具有公益性且有一定收益的信息基础设施、融合基础设施、创新基础设施项目作为支持重点。1、 地方政府专项债券解决智慧灯杆建设资金难        随着新型智慧城市顶层设计逐步完善，各地分级分类推进新型智慧城市基础设施建设，智慧灯杆建设的深度也在持续推进。智慧灯杆作为新型基础设施建设的内容之一的城市融合基础设施，高度贴近政策范畴，可以借力专项债政策。此类目在近两年也明确得到了国家重点支持，并且同类项目申请专项债成功的案例逐渐增多，其申请专项债的成功率较高。        传统路灯的节能改造是符合国家环保、绿色、低碳、节能的政策要求，同时，建成后智慧灯杆搭载智慧停车设备、5G基站、太阳能风能发电、广告服务后实现的商业盈利收益用于支付智慧灯杆特许经营权偿还专项债，及进一步改造高盈利能力路段，并且还能够获得一定的政府节能补贴收益等稳定的收入来源，其具备和智慧灯杆一块打包申请专项债的可行性，地方政府专项债券的发行促使智慧灯杆建设迎来了发展曙光。2、 智慧灯杆对市容与城市治理的价值         智慧灯杆是城市管理与服务（包括搭载智慧停车、智慧交通、智慧安防、智慧城管、光伏发电系统及5G基站等）的优良感知终端，其集约化、高扩展、最佳的边缘计算与智慧城市硬件搭载等特点，不仅是美化城市、提升城市智能治理水平的重要抓手，还是新型智慧城市大数据信息采集的最佳入口之一，同时也是5G、智能制造、人工智能、智能能源等数字经济产业相关技术落地的抓手。        以智慧灯杆为载体进行多杆合一项目规划，是需要整合照明工程、天网工程、交安工程、通信、指示牌等各类工程规划，还按需按规范要求设计数据采集、4G与5G通信基站、城市管理与服务智能硬件、信息交互等多类设施，以及配套合杆维护、智慧应用、运营软件，通信传输，机房与智慧中心，将传统土建为主的道路建设模式演变成智慧灯杆及其衍生智慧应用项目的新基建建设模式。3、 创新型智慧灯杆产业建设运营解决方案       智慧灯杆产业经过3-4年的发展，目前仅上海大规模项目建设落地，其他地方都属于小规模试点阶段，经权威机构预测2025年该产业超过千亿，智慧灯杆关联的智慧城市与能源、新基建与数字经济等产业规模超万亿。一个好的商业模式将会极大的促进行业的高速发展，下面介绍三类投资建设模式，第三类为创新型商业模式：模式1——政府组成部门直接投资建设运营，这类商业模式一般当地财政实力强的地方政府在用，由当地各级政府单位牵头，统筹建设、多方参与、财政来包干。（此种方式对于地方政府的财政压力较大）模式2——政府的投融资建设平台负责部分项目投资建设，所有的项目后期运营维护则委托第三方实施，新增建设权与运营收益补贴建设成本与盈利等。（此种方式对于相关产业发展不利）模式3——政府的投融资建设平台与有经验的社会资本混改成立合资公司，由合资公司负责项目融资（政府专项债）、投资建设运营、系统集成、维护，委托第三方实施与维护，新增建设权与运营收益支付特许经营费与盈利、项目运维等。（此种方式将切实实践国企混改，做强做大国企，减轻政府一次投入的压力，带动当地相关产业发展，增加本地税收与就业等。）附国内智慧灯杆专项债成功案例介绍：A、 智慧灯杆领域第一支成功发行的专项债——眉山天府新区智慧灯杆项目         项目概况：项目建设包含64000套智慧路灯及其配套多功能智慧设备、附属基础工程的建设安装，包括监控设备、wifi设备、Led显示屏、环境监测、5G通讯基站设备、汽车充电设施等。2019 年申请发行使用 2020 年提前下达的专项债券额度 3 亿元，2020 年发行专项债券 3 亿 元，2021 年发行专项债券 3 亿元，2022 年计划发行专项债券 2 亿元。发行债券期限：15 年期。B、 智慧灯杆衍生智慧城市领域专项债——眉山天府新区智慧城市基础设施建设项目          项目概况：项目位于眉山天府新区，建设内容包含：一套信息基础设施、一个城市大脑、N个智慧应用及配套建筑等，智慧城市数据系统覆盖整个眉山天府新区。项目总投资14.9607亿元。其中，申请发行债券金额：6亿元，占项目资金筹措总额的40.11%，拟发行债券期限：20年期。发行时间：2021-2023年分年度发行，其中2021年申请发行债券3亿元，2022年计划发行债券2亿元，2023年计划申请发行债券1亿元。C、 智慧灯杆领域专项债——郑州金水科教园区智慧园区基础设施建设工程项目         项目概况：项目概况：项目位于郑州市金水区科教园区，涉及道路总长约150.76 公里，建设规模合计智慧灯杆6762 套，主要建设内容包括5G 多功能智慧灯杆建设、智能化设备搭载和管理平台建设及运维。项目总投资7.5433亿元，其中申请使用专项债券金额5.6亿元，占项目资金筹措总额的74.24%，债券期限：15 年期。计划于2022年申请使用3亿元，2023 年申请使用2亿元，2024 年申请使0.6亿元。D、智慧灯杆领域专项债——张家口市崇礼区智慧之树（路灯智能化升级改造）项目        项目概况：项目概况：张家口市崇礼区及四条崇礼区通向雪场的道路，总长66558米，安装智慧之树综合灯杆3190套。项目总投资2.67亿元，其中申请地方政府专项债券共1.65亿元，2020-2021年分年度发行（2020年申请发行债券1亿元，2021年申请发行债券0.65亿元）。债券期限：5 年期。E、  智慧灯杆领域专项债——鹤壁市5G智慧城市新基建（智慧合杆+边缘计算+应用场景）项目      项目概况：本项目针对鹤壁市区主要81条道路（淇滨大道、兴鹤大街、鹤煤大道、九州路、黄河路、淮河路、漓江路、红旗街、山城路、中山路、宝山大道等），计划拆除原有普通路灯14424套，新建智慧合杆14424套。项目总投资14.3878亿元，其中计划申请专项债券资金10.05亿元，占项目总投资的75.07%。发行期限：15年F、  智慧灯杆领域专项债——山东省青岛市城阳区智慧灯杆建设项目       项目概况：此项目为山东省首支智慧灯杆相关领域专项债项目，目前已发行2批专项债券，共计1.7亿元，发行期限：20年，发行债券名称分别为2021年青岛市政府债券三期（基础设施专项债）和2021年青岛市政府债券十期（基础设施专项债）。       2022年专项债支持范围扩大到融合基础设施、信息基础设施、创新基础设施，模式3才应运而生，由此创新型商业模式来建设智慧灯杆（融合基础设施之一），利用数据要素与信息技术来改造提升传统基础设施水平，将会是直接赋能各领域高质量发展的重要手段。

       “智慧灯杆”是近两年来城市建设的重要话题之一，各种形式的以智慧灯杆为主题的各种会议、论坛层出不穷，为智慧灯杆建设应用描绘了一幅非常美妙的画卷，但在不少城市却出现了“风声大雨点小”。究其原因，智慧灯杆建设可能是生产厂商有些闭门造车，没有去了解用户的真正需求，或是人为的将其复杂化，导致成本价格超出承受能力，但智慧灯杆建设方案的选择不能因地制宜是重要的因素之一。1、智慧灯杆的定义        智慧灯杆由智慧路灯，多杆合一演变而来，在多杆合一综合杆除搭载信号灯、交通标志牌、摄像机外，还能搭载信息显示屏、传感器、紧急呼叫、WIFI等内容，构成沿线景观的智能元素，演绎成“智慧灯杆”。2、智慧灯杆建设需求分析(1)响应国家基础设施建设政策。配合架空线入地，解决新建或改建城市路杆体多样、分布无序、道路多次开挖，节省地下空间资源。(2)集成运维，节省成本。集成照明、通信、治安监控、交通控制、交通信号、交通指示、市民服务等多种功能，统一维护，统一管理，节省运维成本，促进城市一体化建设需求。(3)增强城市智慧化服务能力，提高智慧城市集约化、共享化数据服务。以智慧灯杆为载体，建设智慧交通、智慧灯杆、智慧停车、智慧驾驶多种智能服务。(4)检测预警。满足辖区特殊道路、广场等公共区域典型警情事件监测预警需求。3、智慧灯杆建设方案        智慧灯杆应用场景必须秉承 “智慧+”“生态＋”“共享+”等理念，智慧灯杆建设应根据不同管理要求，不同区域，不同环境，不同功能等，因地制宜采取不同的建设方案，设计建设要精细化，做到“一杆一设计，一杆一建设方案”，配套建设相应的监控平台，将路灯，搭载的设备，进而整合多功能联网，切实改善市容市貌，进而实现城市管理的精细化和节约化，体现新型“智慧城市”的服务内涵。(1)智慧灯杆功能建设要因地制宜        要根据城市的规模或场所，合理的配置各项功能。直辖市、省会城市与地级、县级城市的配置应有所不同，不同场景下所搭载外设类型和数量也应不同，城市主干道，城市支路，小区道路智慧灯杆配置功能就不同。直辖市、省会城市人口规模大，智能化程度要求高，智慧灯杆配置尽量要求全面，城市主干道灯杆上安装的附加功能可有交通监控、公安监控、污染物监控、大气质量监控、气象、医疗救助、WIFI、广播、信息屏、充电桩、大数据采集等载体。地级、县级城市人口规模相对较小，智能化程度要求不高，智慧灯杆配置尽量必要功能，城市的一般道路智慧灯杆可选择性配置，主要有交通监控、公安监控等载体。公园，景区就不能配相同的外设，城市中拥堵的道路上不宜带充电桩，也不是每根路灯灯杆上都必须装交通监控、污染物监控、大气质量监控、气象、医疗救助等功能。需要根据每种功能的自身特点、应用环境、范围等结合实际情况再做量身定制，避免华而不实、应用价值不高的功能。(2)智慧灯杆建设要循序渐进        目前城市照明管理由供电部门的管理机构进行专项管理，管理职责明确。但多功能灯杆中的许多功能归属于公安、交通、电讯、医疗等许多行业，这会涉及到各个部门利益及日常运行、维护管理等职责，运营商与涉及的不同部门之间关于业务的沟通协调，是否能达成一致也是个问题，除非智慧灯杆得到强大的背景支撑，才能做成完整的解决方案。目前主要应用于高新技术区，经济开发新区，由政府统一建立智慧城市的整体方案，将智慧灯杆作为新区的一个创新亮点，在一条路上进行部署，如此是可行的，但是老城区改造，或者不发达地区有些地方的应用仍会是问题。      比如有部分城市路灯充电桩试点案例，因路边的停车位时常被非电动新能源汽车占用、以及停车位收费过高等，也时常导致其路灯杆上带有的充电桩的使用效率的不高等问题，收益也尚未达到盈亏平衡点；另外由于路灯工种的单一性，维护单位仅具有常规道路路灯的维护能力，对新型的智慧灯杆缺少必要的维护管理经验。此外，路灯作为道路配套设施，日常报修避免不了，由于智慧灯杆涵盖多项功能，涉及众多专业领域，面对突发故障也难以作出紧急处理，容易造成安全隐患。总之，谁来用，谁来建，谁来运营仍是个巨大的问题。智慧灯杆建设仍需进一步试点建设，建设方案仍需进一步完善。(3)在保留必要路灯杆前提下，分层设计，分层搭载，合理预留，使得各类杆型风格美观协调。        灯杆载体必须在确保道路照明安全运行的前堤条件下安装，因为路灯照明才是我们的本职工作，这正是我国正在构建的智慧城市所需要的。在此基础上充分利用路灯杆在城市中无处不在的优势，资源共享，以路灯杆为载体，互联互通，为提高城市智能化管理，加快反应速度提供了手段。智慧灯杆如下图可供建设参考。(4)结构建设方案设计要求        智慧灯杆应满足安全性、功能性和景观性要求，设计载荷按GB50009《建筑结构荷载规范》取值；结构必须符合《钢结构设计规范》GB50017等规定；基础按《建筑地基基础设计规范》GB50007执行；根据杆型和搭载的设施进行设计，安全等级为一级，使用寿命一般不少于50年。(5)配套综合机箱建设要求        智慧灯杆可能有交通监控、公安监控、污染物监控、大气质量监控、气象、医疗救助、WIFI、广播、信息屏、充电桩、大数据采集等载体，相应必须有配套的综合机箱建设。综合机箱要求至杆上搭载设备的线缆长度小于50米，也可作为一种城市家具，具体由景观设计统筹考虑并有序放置，并使凸物的箱体与景观和谐共存；机箱颜色宜与综合杆相同，主要满足相应载体的需求。如图综合机箱建设示意图。(6)综合管线建设要求        在地面道路两侧的人行道一般应埋设6根PE100塑料管，其中2根用于强电，2根用于弱电，2孔预留，管线埋深不小于0.5米。实际建设应根据需求适可增减，避免路面反复开挖。(7)设备供配电建设        道路照明与合杆设备负荷等级为三级负荷，低压配电系统的接地形式采用TN-S，各类设备用电取自综合机箱（按单相5kW预留）。按照使用方电费支付主体不同，可分为财政支付方（如市、区公安、交警、路政等）和非财政支付方（如各大通信运营商等）；财政支付方电费引自路灯配电箱，非财政支付方电源引自上级计量配电柜，电源接入方式由各个具体设备所属管理方协商后向供电部门申请。        通过本文对智慧灯杆的建设方案分析，智慧灯杆应用有利于美化道路景观，减少资源浪费；解决管理混乱，提升运维效率；实现数据共享，提升精细化管理水平；有利于实现资源整合，有效降低长远投资与维护成本，发展新型智慧城市，提升城市品味，更好的服务于人民群众。