后疫情时代多功能路灯杆在城市治理中的新应用

张永平 王亚辉刘付春陈旭

1中国联合网络通信有限公司上海市分公司，上海200082

2同济大学马克思主义学院，上海200092

3上海飞乐音响股份有限公司，上海200233

0 引言

智慧城市建设从2008年起步到现在已经有十几年的历程，智慧照明、智慧路灯也发展了多年。此次疫情的爆发是对智慧城市建设成果的一次重大考验。后疫情时代城市治理、新型城市基础设施建设都需要一个调适期，必然会经历一轮技术创新、模式创新。多功能路灯杆是新基建的突破口，作为城市、社区和园区的能力支撑载体必将被提到新的高度。陶锐杰[1]指出，随着城市经济的不断发展，城市道路上如照明路灯、视频监控、红绿灯、电子警察、人脸识别、4G/5G基站等杆件的数量也在不断增加。各类道路立杆密度大、数量多、种类杂、架设乱，特别是在道路交叉口，各种杆架林立，严重压缩了有限的行人通行空间。同时，他还对城市道路杆件集约化整合的概念和意义、必要性和可行性进行了详细论述。

从国家政策层面来看，5G通信技术提速发展，拉动投资，成为经济增长的新引擎，使得5G+MEC边缘计算、高速可靠的大数据实时交互成为可能。2011年，根据宋震奇等[2]统计，上海城市路灯的数量已近500 000盏，这种高密度且规律分布的杆资源是5G微基站和城市边缘智能设备的最佳载体，2020年后将在城市治理中发挥更大价值。今年初，王黎[3]对城市现状和未来城市发展所需的城市杆件设施进行了分析，提出应整合可整合和独立设置的杆件设施，指引城市智慧多功能杆规划设计的布设。

根据近段时间的行业研究，处于后疫情时代，文章提出城市的一种新型基础设施——多功能路灯杆，它将承载起城市网格化、精细化、大数据智能驱动的城市治理新模式。重点围绕多功能路灯杆与5G、视频智能与人口流动分析、高度信息安全的新型物联网以及高级自动驾驶等新型基础设施研究展开论述。

1 城市治理新基建

智慧城市新型基础的设施建设“端”、“边”、“网”都离不开电力的驱动。未来，电是新基建的“粮食”和“动力源”，在城市和社区建设最有规律，覆盖最广泛，而能触达每位市民的莫过于多功能路灯杆，它形成了新的“电”基础网络。2G/3G/4G/5G、互联网、物联网等都离不开电的驱动，电让每个终端“听指挥”，并与社区大脑、城市大脑连接。海量数据的集中处理和低时延、高可靠的实时交互已经不现实，多功能路灯杆未来将是一个个“边缘计算”节点，数据就近处理，双向分发，上报大脑的同时将分析结果反馈请求终端，如图1所示。后疫情时代多功能杆在城市治理中的新应用将会摆在更加重要的位置，尤其在5G、视频智能与人口流动分析、高度信息安全的新型物联网和高级自动驾驶等新型基础设施的建设及综合应用方面。

图1 基于多功能路灯杆打造全面连接社区、办公和商业的城市治理大脑

多功能路灯杆将为城市提供更为精细化的治理服务。此前，王皓等[4]研究表明，智能路灯网是以地理信息系统（GIS）平台为基础，融合物联网技术的智能路灯综合管理系统，不仅可实现园区照明智能化，而且能无缝接入园区的安防监控系统、语音广播系统、多媒体管理系统、智能充电柱管理系统、无线WIFI管理系统等，实现人员、基础设施、出入车辆的精细化管理与服务。依托多功能路灯杆拉通的电网是城市新型基础设施的动力基座，使得3G/4G/5G、互联网、物联网能够实现数据全网拉通，实现人与人、人与物和物与物的实时在线交互。

1.1 5G新基建的载体

伴随着5G新基建的规模化推进，原有通信运营商每自立或租用通信杆承载的多频段多小区，平均需占用2-3根市政综合杆用于通信信号恢复建设。通信运营商对市政综合杆的需求量大幅增加，而市政综合杆的通信资源复合利用率却十分低下，不利于通信行业的可持续健康发展[5]。未来，要想提升多功能路灯杆的资源价值回报，需在多功能路灯杆的标准规范提出更高的要求。因此，上海市道路合杆整治技术导则（试行）文件[6]指出：道路照明灯杆作为道路上连续、均匀和密集布设的道路杆件，应作为各类杆件归并整合的主要载体。上海三思、华体科技、飞乐音响、上海亚明等照明企业不断推出更具市场竞争力的产品，在基站安装、载荷、供电安全、空间设计、盲点覆盖和智能管理等方面持续优化。

1.2 视频智能与人口流动分析

将多功能路灯杆作为视频监控设备的载体，其供电难、视频低时延、传输高可靠的技术难点将一一破解。在路灯强光下夜间视频抓拍出现的眩光、噪点等技术瓶颈逐渐攻克，未来必将是视频智能的前端哨站。在5G时代，在大带宽、高速率、低时延和大连接的技术能力支撑下，每一个人实现一人一码、一杆一码、一个视频终端一码已成为现实，进而每一个时间地点发生的事件都可以进行实时监控、分析、追溯。

新型冠状肺炎疫情爆发后，人群中曾出现了超级传播者，一人感染几百人。这样的情况使多功能路灯杆出现了新的难点，即行动轨迹大数据挖掘实现不了。中国联通快速响应，依托手机信令快速实现了疫情防控人口大数据风险监测、敏感人群追踪、风险预警和疫情发展态势预测。若结合道路上连续、均匀和密集布设的多功能路灯杆的空间位置和视频图像，就可以更快速准确地锁定目标，在未来的灾害预警、应急救援、城市精细化治理上发挥更大作用。例如：一位社区居民在疫情居家隔离期间离开小区，第一道楼栋测温门禁记录了他的体温，实时上传到社区智脑平台；该居民到了小区门口，挂载在多功能路灯杆上的智能视频摄像机可以抓拍这位居民，并同时上报他的照片信息；不管他驾车还是步行，只要携带通信设备，他的基站切换轨迹将会实时更新，其外出逗留时间和轨迹以及接触到的人群都会记录留痕，通过一人一码、一杆一码可快速找到这位居民及其密切接触者。

1.3 高度信息安全的新型物联网

多功能路灯杆就是一张多功能物联网。以地理信息系统（GIS）平台为基础，融合物联网技术，智能路灯不仅可以实现照明智能化，而且可以整合城市机动车信号灯、监控、指路标志牌、分道指示标志牌、小型标志标牌等设施，形成智慧交通的治理一张网，管理一块屏。它不但可以实现新基建智能充电柱全城一张图，实现新能源服务一网统管，而且可以实现市政道路井盖的无缝接管、市政垃圾桶的实时在线、空气质量的动态感知等。随着基于多功能路灯杆的新型城市物联网建设，将推动“5G万物互联时代”的扩张及新技术与城市精细化治理再融合。

基于多功能路灯杆的新型物联网信息安全将是城市治理的巨大挑战，面对信息泄露、隐私数据泄露、信息监听等都要统筹规划。多功能路灯杆是数据的入口，同时也是安全风险的入口，建设网络安全体系，减少网络攻击值得深入研究。

1.4 高级自动驾驶

依托5G、移动边缘计算、区块链和人工智能等新技术，自动驾驶将有望改善城市交通面临的交通安全问题。自动驾驶的发展对保证安全、提高效率、改善出行服务、发展产业等都有重要意义[7]。在城市复杂道路、复杂建筑、复杂人流的场景下，实现高级自动驾驶必须依托多功能路灯杆这种新型基础设施。采用5G通信基站，在道路上连续、均匀和密集布设的多功能杆上布设自动驾驶的路侧终端，并基于多功能路灯杆建设统一标准的道路标志、交通信号灯和街道标记等规范体系以及道路高精避障应急标准、高精道路地图网络，才能推动自动驾驶出行快速实现。

2 结束语

多功能路灯杆作为城市的一种新型基础设施，需要不断创新，持续研究。未来，5G、视频智能与人口流动分析、高度信息安全的新型物联网和高级自动驾驶等新型基础设施的建设及综合应用必将会依托密集规律分布的多功能路灯杆资源，重构城市治理新能力。5G将实现万物互联，时时在线，及时响应；视频智能将助力城市治理大数据可视化；高度安全可信的物联网实现城市建构筑物、城市家具一网统管；高级自动驾驶将大大提升城市出行效率。不过，多功能路灯杆作为城市新型基础设建设必将面临一系列的挑战。首先，缺乏统一的技术标准和行业标准。其次，建设需要协调的部门多，合杆建设难度大。比如，谁来立项，谁来建设，谁来验收，谁来投资等，建成后固定资产归属哪个部门，数据资产归属哪个部门，运维保障由哪个部门负责等问题将是考验城市治理者的头等大事。智慧城市治理是一个复杂的系统，不仅需要技术创新解决相关问题，而且需要政治制度保障和全民参与治理。