智慧城市新入口,5G如何点亮智慧灯杆千亿级市场空间?

作者:物联网智库 责任编辑:甄清岚 2021.05.28 10:52 来源:物联网智库

从1417年世界第一盏路灯,到1879年中国的第一盏电路灯,再到1959年的长安街华灯……路灯的形态及功能日新月异。在便利人们生活的同时,随着5G、物联网、人工智能等新一代信息技术的发展,路灯也被赋予了更多可能,从简单的照明工具逐步发展为智慧城市的新入口。

之所以称其为“新入口”,是因为一根灯杆便可以集成政府部门、园区管委会、市政、运营商、设备商、业务服务商等产业链所需的资源及数据。同时,依托灯杆广泛分布的优势,在很大程度上了减免了智慧城市建设过程中新建数据采集点的成本,提升偏远地区、复杂路况的网络信号覆盖率,解决了智慧城市系统分散、数据壁垒、运营断层等问题。

然而,在智慧灯杆发展初期,也仅仅是做到了“灯联网”,即通过平台管理零散分布在街道的路灯,实现定时开关、亮度调节、故障报警等基本功能。随着城市管理需求愈发明确,智能化场景规划愈发清晰,“灯联网”才逐步升级为智慧灯杆,承担更多的公共服务功能。

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方大智控智慧灯杆功能介绍

如今,智慧灯杆已发展为由杆体、综合箱和综合管道等组成的新型城市基础设施,除了可以实现基础照明功能外,更做到了一杆多用,为绿色减排、网络互联互通、环境信息发布、人流信息发布、市政信息发布、新能源汽车充电和商业推广等诸多细分领域提供落地窗口,不仅是现代化城市管理的新突破口,更是打造“数字政府”的有效途径。

智慧灯杆背后的千亿级市场

回顾过去,智慧灯杆的发展并非一路坦途。可以说,2016年是我国智慧灯杆正式落地的元年;2017年至2018年,国内智慧灯杆技术日益成熟,但实际落地却受限于运营、盈利模式等问题;直至2019年,5G的正式商用为智慧灯杆的发展创造了新机遇。

据采招网、电力招标网等招标中标信息,2018年智慧路灯中标项目28个,项目总规模为3.53亿元;2019年中标项目174个,项目总规模为51.90亿元,同比增长1368%;2020年智慧路灯市场持续高速增长,截至2020年6月30日,中标项目100个,项目总规模达246.51亿元。另据方证证券公司《 物联网系列——智慧灯杆》研究报告显示,预计2020、2021年智慧灯杆总量将达到50700和150700根,以智慧灯杆单价为2万均价计算,未来潜在市场空间达5476亿元。

面对如此广阔的前景,浙江方大智控科技有限公司(以下简称“方大智控”)从最初的单灯控制厂商,利用自身多年来积累的灯具知识、并融合物联网通信技术,坚定地开启了转型之路,研发了基于智慧灯杆的城市物联网信息系统管理平台FondaCity。其中,方大智控智慧灯杆通过挂载在杆体前端的智能设施与后端数字管控平台联动,实现了全路段的智能化管理,其后端平台可以通过数据共享实现城市运行数据的互通,深度整合城市各类资源,实现资源共享、集约和统筹,推动智慧城市建设。

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方大智控智盒pBox-100

具体而言,方大智控智慧灯杆网关——智盒pBox-100内置基于高通9607平台的移远EC20 4G模组,可在智慧路灯与系统平台之间搭建稳定的物联网通道,从而实现灯杆上所有设备的联网、状态管理及控制。此外,方大智控智能灯杆集中控制器——RTU200同样内置基于高通9607平台的移远EC20 4G模组,可实现远程路灯控制。

值得一提的是,高通物联网解决方案的品牌影响力、全球化部署能力,及其在产品性能与稳定性方面的优势,在一定程度上帮助方大智控智慧灯杆产品扩展了市场及项目资源。

在4G时代,诸如一键呼救、环境监测、公共广播、智能照明等功能均已在智慧灯杆上实现落地,但部分功能仍受限于带宽、时延等因素,存在诸如视频清晰度较差、数据时效性不足、传输不稳定等问题。在5G时代,依托于其超大带宽、低时延、海量连接特性,高清视频、车路协同等场景正在逐步落地。目前,方大智控也已经开始基于高通高性能5G芯片——高通X55 5G调制解调器,开展5G智慧灯杆的研发。

即将建成并投入使用的浙江省首条支持辅助驾驶车辆的智慧灯杆示范路,便采用了方大智控基于智慧灯杆的城市物联网信息管理平台进行集中控制管理。此前,该项目所在路段整体街区空间较为杂乱,各类杆件形制五花八门,且功能单一、智能性不强;如今,该路段重新架设了集成V2X技术的方大智控智能灯杆,能将路面信息、数据以低至10纳秒的超低时延快速发布给周边车辆,及时高效地进行信息交互,使车路协同成为可能。

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方大智控智慧灯杆落地浙江省智慧灯杆示范路

值得注意的是,该项目除了是浙江省内首条支持辅助驾驶车辆的道路,更是首次实现了“灯随车动”——每当夜晚车流量变小时,智慧灯杆管理平台会自动调暗用光,降低能耗,但当智慧灯杆搭载的毫米波雷达检测到有车辆驶入该路段时,会将信号传给灯杆搭载的方大智控智盒,由智盒下达指令,精准控制灯光随着车辆行驶动态逐一调亮,待车辆离开后,灯光又自动恢复到较低亮度,从而减少了不必要的能耗。

5G点亮新机遇

5G与智慧灯杆是相互成就的两个事物,5G微基站的研发推进了智慧灯杆的建设进程,而灯杆分布广泛的优势也在一定程度上为5G网络的部署提供了助力。

众所周知,5G需要建设大量微型基站来完成更密集的网络覆盖,但在建设过程中存在站址获取难、流失率高、屋顶承载受限等挑战。而无论是从高度、间距、覆盖率,还是从美观、供电等角度考虑,智慧灯杆都将成为5G微基站的天然载体。

对于智慧灯杆而言,在5G超大带宽、低时延、海量连接特性的加持下,基于智慧灯杆的车路协同、自动驾驶等场景迎来新机遇。

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车路协同、自动驾驶场景示意图

首先,依托于智慧灯杆的大范围架设,未来公共道路的5G信号覆盖率也将大幅提升,为自动驾驶提供了网络信号保障;其次,智慧灯杆上还可集成激光雷达,从而更全面、精准地捕捉到不同距离、不同角度的交通信息,并把这些交通信息通过5G网络实时传输至车辆端,进行路况预警;最后,部分智慧灯杆还集成了充电桩,可满足新能源汽车的充电需求,能在很大程度上缓解公共充电桩的排队压力。

所以说,智慧灯杆作为5G微基站的最佳载体,而5G作为智慧灯杆扩展新应用场景的必要手段,二者相辅而成,其结合将是大势所趋。

针对于此,厦门四信通信科技有限公司(以下简称“四信通信”)发布了物联网智能灯杆网关F-G300,利用5G运营商网络、有线宽带、光纤为用户提供无线长距离大数据传输、协议转换、边缘计算等功能。

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四信通信智能灯杆网关F-G300

该产品内置高通高性能的5G芯片——高通X555G调制解调器,且向前兼容4G,采用硬件加密,支持SM1/2/3/4等重要加密方式,支持IPV4/IPV6,支持本地存储及断网续传,内含Http、MQTT、TCP/IP、MODBUS RTU等标准协议,同时支持协议定制开发,支持阿里云、百度云、奥普云、微软云等第三方平台。

作为行业领导者,高通是最早一批落地5G芯片的企业,其产品的快速、批量化部署能力帮助四信通信在产品研发及落地阶段大大降低成本。此外,针对海外业务,四信通信依托于高通的全球化5G技术,可以全面适配不同国家、地区通信运营商的设备,免去重复开发的成本及资源浪费,从而实现公司产品在当地的快速推广、落地。

四信通信提出,真正的智慧灯杆是基于基本照明功能的属性下,在灯杆上集成更多的传感器,从而实现城市信息化、智能化建设。基于此,四信通信打造了一种集成各种信息设备技术创新复合应用的智慧路灯产品,整个智慧灯杆内包含路灯照明控制系统、WiFi覆盖、广告屏播控系统、城市环境实时监测、紧急呼叫系统、电缆偷窃报警、充电桩系统等应用。通过安装在智慧灯杆上的各类现场传感器、摄像头及四信5G工业级智慧灯杆网关F-G300,可以解决道路上的所有IoT物联数据采集及传输,包括视频、图片、ip音柱、天气、尾气、一键报警、人流、物流、地下管线传感器数据、地理位置数据等。

目前,四信通信已成功帮助广东省某市政单位完成了城镇的灯杆智能化改造升级。公司针对该企业的项目要求进行了方案定制,在其整体城镇智能化改造工程中,智慧路灯杆具有得天独厚的优势——智能照明满足社区道路基本需求;环境监测系统随时对社区空气进行检测,有利于社区用户形成良好自觉的垃圾分类习惯;此外,搭配智慧路灯充电桩功能,还能满足新能源电动车的需求。

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搭载四信通信解决方案的5G智慧灯杆落地广东省某市

物联网是智慧城市落地的基础技术手段,终端数据之于城市管理、运营的重要性也同样不言而喻,而路灯灯杆作为分布广泛、可集成性强且方便部署的城市基础设施,无疑是智慧城市系统实现数据收集、信号覆盖的最佳途径。同时,随着5G网络建设进程加快,智慧灯杆凭借其在覆盖率方面的强大优势,也将迎来更加广阔的发展空间,从而助力城镇智能化升级、数字化运营等,并进一步推进国内智慧城市建设向更高层次跃进。

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