发布时间:2018/5/21 9:47:40 来源:本站
如今,路灯除了照明的基本功能以外,还具备城市美观、艺术欣赏等附加功能,很多城市都将路灯作为一项重要的城市夜景工程,甚至城市名片来建设。
二、路灯的现状
市场规模
国家城镇化进程直接影响城市道路的建设,进而又影响道路路灯的市场规模。(注:此处仅探讨功能性照明的城市道路路灯,景观路灯和隧道路灯等不含在内)
据国家统计局网站数据显示,截至2016年底,我国城市道路总长度为38.2万公里,道路总面积为753818.9万平方米。住建部《全国城市市政基础设施建设“十三五” 规划》要求:至2020年,新增城市道路10.4万公里,新增道路面积19.5 亿平方米。据此估算,至2020年,城市道路总长度将达46.9万公里,见下图1:
我国城市道路路灯总量,据国家统计局官网显示,截止2016年底,约2563万盏,据此我们可测算,至2020年,城市道路路灯总量将达到3427万盏左右,见下图2:
图2. 城市道路路灯数量增长趋势
说明:
1. 按照《城市道路照明设计标准》(2015)规定,路灯间距S≤3H(灯杆高度)。城市路灯灯杆一般为8-15m,城市道路按平均24m安装一杆路灯测算,考虑马路两侧布设,则1公里道路需安装83杆路灯(1000m*2/24),按2020年新增城市道路10.4万公里,则需要新增路灯至少10.4(万)*83=863.2万杆。
2. 2017年到2020年,至少新增863.2万杆道路路灯(全新建,不含改造数量)。
3. 按一杆一盏计算,由1中结果反推从2017年到2020年,道路路灯年复合增长率至少为7.53%,推测2017年道路路灯总量至少为2756万盏。
按每杆3500元价格估算,“十三五”期间,新建路灯863.2万杆,将带来至少302亿元市场规模。另外考虑到原有路灯的升级改造,市场规模将更大。
节能要求
国家能源局数据显示,2016年全年发电量为6.1万亿千瓦时,而全社会用电量全年为5.92万亿千瓦时,且呈不断增长之势,用电供需日趋紧张。
节约照明用电对提升我国能源电力综合效率,应对全球能源危机,完成节能减排目标都具有重要意义,我国照明用电量约占全社会用电量的14%,其中2010年至2013年,城市照明(包含道路路灯照明、景观照明、隧道照明等)约占全社会用电量4.12%~4.47%[3],即1728亿千瓦时~2501亿千瓦时,以平均电价0.65元/kwh计算,一年开支约1123亿~1626亿元。
我国路灯的推广使用,有几个重要的时间节点:
1983年,沈阳“全国高压钠灯经验交流和推广应用会议”:高压钠灯逐渐在城市道路照明中占主流,目前仍占据很大市场份额,尤其见于中小型城市。(高压钠灯能耗高,将逐步被替代)
2009年,科技部“十城万盏”工程:LED路灯首先在发达城市推广开来。
2011年,住建部“十二五”城市绿色照明规划纲要:推进城市绿色照明和节能任务。
2016年,住建部“十三五”城市绿色照明规划纲要:以绿色照明系统升级改造为重点,促进城市智能照明与智慧城市协调发展。
路灯的发展一直以节能、绿色为主线,随着《国家新型城镇化发展规划(2014-2020)》出台,作为城市重要的基础设施,路灯被纳入国家智慧城市建设体系,至此,路灯算是多了一重定义。
三、技术演进
早期人工开关控制:通过在每根电线杆上安装闸刀开关,人工方式进行开关控制。后来改用若干路灯合用一个开关,这种形式一直沿用到20世纪50年代。
时控+光控、人工巡检:2006年建设部《城市道路照明设计标准》,推荐时控为主、光控为辅,通过在配电箱中安装感应设备,比如光照传感器、时间控制器、经纬度控制器等,实现对照明线路的开关控制。这种方式不联网,需要人工线下运维,巡检成本高、效率低。
联网控制、故障在线定位:2014年住建部《城市照明自动控制系统技术规范》,监控中心部署路灯控制软件,通过集中控制器,采集终端路灯的电流、电压、功率等数据,实现对路灯状态的监测和故障的定位分析;同时通过下发控制指令,实现对路灯的单灯控制。
联网后的路灯,形成由点—线—面的格局,覆盖整个城市神经网络,再加上通电以及特有的空间地理优势,位置价值凸显,成为智慧城市重要的切入口。一些实力雄厚的传统路灯业务厂家也正是看到这个机会窗口,开始转型“智慧城市解决方案提供商”。
四、国家政策
作为城市重要的基础设施,路灯的“变革”受到国家部委和当地政府政策的直接影响;路灯的发展及相关应用的落地,需要有政策的引导和支持。
发改委 《半导体照明产业“十三五”发展规划》:
推动智慧照明、新兴应用等技术集成与应用示范,开发面向智慧照明、健康医疗和农业等应用的半导体照明产品和集成系统,开展应用示范。
推动系统集成发展,加强半导体照明产业跨界融合。推进半导体照明产业与互联网的深度融合,促进智慧照明产品研发和产业化,支撑智慧城市、智慧社区、智慧家居建设。
推动半导体照明与电子、通讯行业深度融合。
解读:路灯照明将更加智能和节能,同时跟物联网、5G等通信技术将进行深度融合应用。
住建部 《“十三五”城市绿色照明规划纲要》:
提高城市照明信息化管理水平,全面建设智能化管理系统,全国地级及以上城市和东中部县级市智能化控制覆盖率达80%,新建、改(扩)建项目智能化控制技术应用率达100%。
加快城市照明数据中心建设,加强城市照明管理数字化平台建设和功能整合,实现照明资产统计、能耗监测、监督考核信息化,促进城市照明信息资源开放共享。
结合智慧城市开展城市智能照明应用试点示范,发挥城市照明在智慧城市建设中的功能与作用,根据当地实际开展包含充电桩、WIFI等技术的多功能灯杆试点建设,实现“互联网+”智能照明新发展。
解读:城市路灯建设进一步向智能化、联网化发展,以及多模块集成、多功能合一的智慧路灯方向演进。
住建部《全国城市市政基础设施建设“十三五”规划》:
到2020年,地级及以上城市,智慧市政基础设施占基础设施投资比例达1%。
因地制宜开展包含充电桩、 无线网络等技术的多功能灯杆建设,拓展照明设施的复合功能。
实施“互联网+”市政基础设施计划,促进大数据、物联网、云计算等现代信息技术与市政基础设施的深度融合。
发展智慧道路,建立道路设施与通行主体之间信息交互机制,提高通行效率。
解读:包括路灯在内的各项市政基础设施,将进一步联网,借助物联网技术采集各类市政设施数据进行大数据的应用。集成加载充电桩、WIFI模块、微基站等设备的智慧路灯,很可能成为“智慧道路”上的通信交互节点,进行自动驾驶、车联网等应用。
五、智慧路灯
智慧路灯目前没有统一的定义,也没有统一的规范和标准,就如同“智慧城市”,一直处于不断地演进和迭代。
个人的理解,路灯联网之后,能够进行单灯远程控制和故障在线告警定位,这属于智能路灯阶段,只围绕路灯进行业务应用。
所谓智慧路灯就是在智能路灯基础上,通过在灯杆上集成WIFI、微基站、视频监控探头、RFID、LED信息显示屏、充电桩、广播、紧急按钮、空气传感器(如PM2.5)、井盖传感器等模块,利用路灯遍布城市各个角落且近人近车的站址资源优势,成为城市物联感知节点,采集城市系统产生的各类数据(toC/toB/toG数据),支撑多维大数据应用。
就单个模块业务应用而言,比如WIFI模块,可以用于无线城市建设;广播模块,可用于应急疏导;视频监控探头,可用于公共安全、人脸识别、人流量检测;LED显示屏,可用于发布政府公告和企业广告;空气检测传感器,可方便监测城市各区域空气质量;充电桩模块,结合国家新能源汽车政策,可方便为汽车提供充电业务;信息交互屏,可用于查询公交、天气、城市新闻等。
所有的这些模块可以根据实际需求选择性加载,应用于城市管理、公共安全、公共服务、交通诱导、城市应急、信息发布等;除了“服政”,通过采集的多维数据,还可以“利企”,比如科研应用、精准营销,广告定制投放;还可以“惠民”,比如汽车充电、手机WIFI、信息查询等。
5G
5G的组网方式是宏站+微基站,尤其是对于人流量、车流量、物流量大的场景,更是需要大量的微基站部署,从而来确保通信的质量,而路灯的空间属性恰好能够满足5G微基站(室外场景)的选址要求。
实际上,铁塔公司早就相中了路灯这个站址资源,在2017年就提出了“社会塔”的概念:后4G和5G时代,基站密度加大,数量成倍增长,需充分共享路灯杆、监控杆、电力杆等社会资源。 为此,铁塔与至少28个省(直辖市/自治区)政府签订战略合作协议,在路灯、监控、通信等路杆设施建设时,统筹考虑铁塔的微基站建设计划,优先采用“多杆合一”的“城市智慧灯杆”。
在2016年,深圳铁塔联合深圳通信学会、7G网络公司发布了深圳市智慧点(智慧路灯)建设标准,通过该标准的制定实施,铁塔希望借此占领行业制高点,统筹微小基站建设的主动权,为5G建设资源的投放提前布局,也便于后续开展大数据增值业务、充电桩、广告、物联网的业务发展提供扩展空间。
车联网、自动驾驶
有了路灯作为5G微基站资源,将进一步推动车联网和自动驾驶的应用。这一块主要是基于5G超低的时延特性(1~10毫秒时延)。
2017年2月华为联合德国航空航天中心进行了5G自动驾驶外场测试,2018年3月中国移动在雄安新区利用5G进行了无人驾驶实验,这两个实验都用到了5G微基站进行通信传输保障,而路灯无疑是最佳的5G微基站选址场景。
六、结语
路灯与道路几乎是完全绑定的,由单个路灯可延伸入整条道路;而城市中的道路横纵交错,最终绘织成网,这种由点到线、再到面的布局,如同道家“道生一、一生二、二生三、三生万物”,以路灯作为入口,切入物联网或者智慧城市这块蛋糕,最终是城市级的解决方案提供商和城市运营服务商。
![]() |
||
|
||