2021智慧杆塔产业和技术标准白皮书.pdf

智慧杆塔智慧杆塔产业和技术产业和技术标准白皮书标准白皮书 中国通信标准化协会中国通信标准化协会 20212021 年年 1212 月月 前前 言言 中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要指出“十四五时期推动高质量发展，必须立足新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局”，做出“加快数字化发展 建设数字中国”“加快建设新型基础设施”等重要部署。以 5G 移动通信和物联网为代表的信息基础设施，交通、能源、市政等传统基础设施数字化改造形成的融合基础设施和创新基础设施是支撑数字化转型、智能升级、融合创新的重要新型基础设施。数字化、智能化的城乡公共设施是以数字化助推城乡发展和治理模式创新，全面提高运行效率和宜居度的重要基础。智慧杆塔是 ICT 技术与传统市政、交通、通信杆塔类公共基础设施融合的具体形态，具有分布广、位置优，以及供电、通信等配套资源完备等优势，既可为 5G 移动通信网络实现规模化部署提供优质站址资源，本身也是多种终端设备的物理支撑载体和宽窄结合、泛在感知的物联入口。智慧杆塔可作为智慧城市和数字乡村建设以及智能交通、智慧园区、智慧文旅、智慧农业及水利等数字化应用场景部署的基础，加快数字社会建设步伐，构筑全民畅享的数字生活。本白皮书由中国通信标准化协会(CCSA)物联网技术委员会(TC10)智慧杆塔特设组（TF1）组织编制，主要参与编写单位包括：中国信息通信研究院、中国铁塔股份有限公司、昕诺飞（中国）投资有限公司、华为技术有限公司、中国信息通信科 技集团有限公司、中兴通讯股份有限公司、上海邮电设计咨询研究院有限公司、北京亦庄智能城市研究院集团有限公司、中国移动通信集团有限公司、中国电信集团有限公司、中通服软件科技有限公司、重庆邮电大学、深圳远征技术有限公司、上海五零盛同信息科技有限公司、佛山市云端容灾信息技术有限公司、河南垂天科技有限公司、江苏亨通线缆科技有限公司、东莞铭普光磁股份有限公司、浙江一舟电子科技股份有限公司、四川天邑康和通信股份有限公司、华信藤仓光通信有限公司、无锡物联网创新中心有限公司、郑州信大捷安信息技术股份有限公司、河北益泽电讯科技有限公司、长沙普天天籁防雷科技有限公司、京东方科技集团股份有限公司等。专家组长：刘泰 专家组成员：张帆、黄峰、齐飞、喻宗杰、周琴芬 撰写组：王文跃、齐佳、潘三明、程龙、张红利、朱丽丽、张增杰、徐越、王尧、郭志英、许锐、刘化召、赵龙刚、张庭炎、淮平、阎传文、赵国、刘献伦、李德豪、李职杜、杨天普、叶子红、齐建军、李付伟、牛友武、马传琦、郭昶、苏畅、程永明等。本白皮书阐述了智慧杆塔概念与功能、演进历程、技术架构和重要意义，分析了智慧杆塔产业发展现状以及重点发展方向和挑战。同时，聚焦标准体系建设，梳理了智慧杆塔国内外相关标准现状，从系统和平台、物理设施、信息安全三个层面，分析了下一步智慧杆塔标准化工作关注的方向。不足之处，望批评指正。I 目 录 一、智慧杆塔概述一、智慧杆塔概述 .1 1 1.1 概念与功能.1 1.2 演进历程.2 1.3 技术架构.4 1.4 重要意义.6(一)智慧杆塔是“数字化发展”的感知基础.6(二)智慧杆塔作为融合“新基建”提供功能服务.7(三)智慧杆塔多方面助力“双碳”目标实现.7 二、智慧杆塔产业发展现状和问题二、智慧杆塔产业发展现状和问题 .9 9 2.1 多级政策联动，牵引产业落地发展.9 2.2 全球建设兴起，国内多地初具规模.10 2.3 多方跨界合作，产业生态加快融合.12 2.4 公共属性明确，投资模式日趋明朗.13 2.5 市场高速增长，未来规模前景可期.14 2.6 智慧杆塔产业发展面临的问题.14 三、智慧杆塔重点发展方向和挑战三、智慧杆塔重点发展方向和挑战 .1616 3.1 与 5G 网络进一步融合发展.16 3.2 多方面支撑城乡数字化发展.18 3.3 面向细分应用场景需求部署.20 四、智慧杆塔标准化现状四、智慧杆塔标准化现状 .2323 4.1 国际标准.23 4.2 国内标准.23 4.3 标准化现状分析.25 II 五、下一步智慧杆塔标准化工作关注的方向五、下一步智慧杆塔标准化工作关注的方向 .2727 5.1 系统和平台层面.27 5.2 物理设施层面.28 5.3 信息安全层面.29 附录 1-1：国家、各部委智慧杆塔相关政策一览表.30 附录 1-2：省级智慧杆塔相关政策一览表.32 附录 1-3：地市级智慧杆塔相关政策一览表.42 附录 2：我国智慧杆塔相关标准汇总表.51 智慧杆塔产业和技术标准白皮书 中国通信标准化协会 1 一、一、智慧杆塔智慧杆塔概述概述 1.11.1 概念与概念与功能功能 智慧杆塔是布局于城市及乡村，基于通信网络，可集成包括移动通信基站设备和物联网关在内的多种信息通信服务设备、公共服务设备、专用设备、传感器等的杆、塔形态设施的总称。智慧杆塔具备的功能由杆塔点位和高度、挂载的设备和传感器、边缘计算设施和管理平台共同决定，可在人工智能、云计算、大数据等 ICT 技术的赋能下为各类应用场景提供丰富的智慧服务。智慧杆塔功能示意如图 1-1 所示。图 1-1 智慧杆塔功能示意图 中国通信标准化协会 智慧杆塔产业和技术标准白皮书 2 当前，我国多地政府和园区管理单位已通过智慧杆塔开展智慧城市和数字乡村建设，在智能交通、智慧园区、智慧文旅、智慧农业及水利等数字化应用场景部署方面进行了试点，并在服务创新、行业协同、环境友好、数据开放、资源共享等方面做出了有益尝试。经过实践，智慧杆塔对于促进城乡发展和居民生活质量更高、更有效率、更加安全、更有获得感等方面起到了良好的效果。部分城市已经开展了智慧杆塔的全局部署规划并启动了建设项目。智慧杆塔被广泛认为是具有良好发展前景的新型公共基础设施。1.21.2 演进演进历程历程 智慧杆塔的演进历程主要可归纳为三种路径：(一)传统市政公共杆（塔）演进 传统市政公共杆（塔）主要包括照明杆（塔）、交通指示杆、监控杆等。一方面，在城市发展过程中对环境照明、交通效率、安防监控等的多方面需求需要部署大量的杆（塔），在缺少全局规划的情况下容易造成“杆塔林立”的情况，给空间利用、市容市貌和后续改造升级带来巨大的负担。为了合理、有序使用城市空间和美化城市环境，从 2015 年开始杭州、青岛、上海、广州等城市陆续开展了道路杆件整合，市政公共杆（塔）走向“多杆合一”“一杆多用”。另一方面，信息通信技术的应用助推传统市政公共基础设施走向智能化。照明杆（塔）采用智慧照明技术，解决传统路灯能源消耗大、控制不灵活等问题；交通指示杆基于智慧交通系统，实现基于路况的动态交通指引和智慧杆塔产业和技术标准白皮书 中国通信标准化协会 3 对交通参与者的引导消息直接下发；监控杆与人工智能识别等技术紧密结合，实时感知车辆、人员等对象和行为事件。市政公共基础设施的智能化需要对传统设施的供电、通信、计算条件进行升级，资源的集约利用带动多种智能化杆（塔）基础设施的融合。传统市政公共杆（塔）整合、面向智能化融合，并进一步拓展环境监测、气象监测、应急求助、通信设施承载等功能，演进形成了智慧杆塔。(二)通信铁塔设施演进 通信铁塔作为移动通信基站的载体，具有“点多面广、站高望远”的优势，目前全国有超过 220 万铁塔站址资源。传统通信基站设备集成化程度低，体积较大，基站等设备随着技术的演进向集成化、模块化、小型化发展。基础电信企业通过深度合作加强无线接入网设备共建共享，进一步减少了对通信铁塔设施的占用，释放空间、承载资源。通信铁塔本身具备无线、有线通信保障，供电系统完备，能够经济高效地支撑中高点位感知设备的部署。目前通过通信铁塔承载感知设备形成的“智慧铁塔”设施已经开始应用于农业产区监测、森林草原防火、河湖水利监控、地震预警等领域，为广域智慧化管理提供基础条件，还可以对电网、油气管道、铁路、高速等进行监测，为国家能源和交通安全保障提供支撑。此外，基础设施资源跨行业共建共享不断深化，推进了公安、市政、交通运输、电力等部门各类杆塔资源与通信杆塔资源双向共享和相互开放，为“智慧铁塔”的进一步发展提供了空间。(三)物联感知和应用设施集约化演进 中国通信标准化协会 智慧杆塔产业和技术标准白皮书 4 目前，物联网技术已广泛应用于各行各业的信息采集和基础设施的智慧化改造和与管理中，物联感知和应用设施的主要建设模式是各行业主管部门、企业或研究机构“独立部署、分散运维”。随着数字社会建设步伐的推进，以数字化助推城乡发展和治理模式创新，全面提高运行效率和宜居度成为“十四五”期间智慧城市和数字乡村建设主要发展方向。物联网感知设施、通信系统的统一规划部署，以及市政公用设施、建筑等的物联网应用和智能化改造成为新型智慧城市建设的重要内容。物联感知和应用设施的建设模式将进入“统筹规划、共建共享、集约管理、统一运维”的新阶段。杆、塔天然具有的高耸形态能够提高感知设施的功能覆盖范围、降低干扰影响、节约地面空间占用，是集约部署各类物联感知和应用设施，形成网格化感知网络的优选型式。从演进历程和路径看，智慧杆塔的发展是传统市政公共杆（塔）和通信铁塔设施的演进，也是集约部署各类物联感知和应用设施的优选型式，涉及市政、公安、交通运输、通信、电力以及城市规划、气象、环保等多个部门行业。智慧杆塔的进一步发展需要跨部门和行业的统一规划、资源共享和深度协同。1.31.3 技术架构技术架构 从硬件角度看，智慧杆塔系统不仅包含按需布局的杆塔及其承载的设备设施，还包括保障系统运行的供电、通信、计算设施及其他配套设施。智慧杆塔产业和技术标准白皮书 中国通信标准化协会 5 从系统角度看，垂直方向上智慧杆塔系统可分为终端设备层、接入汇聚层、网络传输层和平台应用层。系统架构如图1-2所示。终端设备层包括杆上挂载的智能照明、视频采集、移动通信、公共广播及杆外智慧井盖、智慧垃圾桶等设备设施。接入汇聚层包括为终端设备层提供协议转换、通信接入和数据汇聚的节点，可具备一定的边缘计算能力。网络传输层可由公共电信网、杆塔系统专用网络或其他业务专用网络等构成。平台应用层以软件服务平台或管理平台为主要表现形式，包含智慧杆塔管理平台及其他专用管理平台。智慧杆塔管理平台是整个杆塔系统的控制管理中心，提供接入管理、权限管理、数据管理、图形化展示等通用功能，以及基于人工智能、大数据、信息模型等 ICT 技术的智慧化功能及云边协同功能等。图 1-2 智慧杆塔系统架构（垂直方向）示意图 中国通信标准化协会 智慧杆塔产业和技术标准白皮书 6 智慧杆塔系统在水平方向上可分为多个子系统，分属于应用子系统和支撑子系统两大类。如图 1-3 所示。应用子系统能对外提供某一种或几种应用服务，如可根据实际应用场景划分为照明子系统、监控子系统、传感子系统、网络服务子系统、显示子系统、充电子系统、公共广播子系统、一键报警子系统、车路协同子系统、哑资源管理子系统等。支撑子系统支撑智慧杆塔系统本身的正常工作，服务对象是智慧杆塔和其他应用子系统，包括供电子系统、通信子系统、动环监控子系统、防雷接地子系统、物理支撑子系统等。子系统的划分是基于业务逻辑的划分，各子系统在实际实现中有不同程度的融合。图 1-3 智慧杆塔系统架构（水平方向）示意图 1.41.4 重要意义重要意义 (一)智慧杆塔是“数字化发展”的感知基础 智慧杆塔产业和技术标准白皮书 中国通信标准化协会 7 “十四五”规划纲要提出要“迎接数字时代，激活数据要素潜能，推进网络强国建设，加快建设数字经济、数字社会、数字政府，以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革”。数据是“数字化发展”的基础资源。智慧杆塔具有优秀的点位分布，智慧道路杆（塔）能够对城市、园区、城际道路进行网格化、像素级的实时感知信息采集和智能识别，智慧铁塔覆盖农田、水域。感知信息一方面作为城市信息模型和运行管理服务平台的动态输入要素，用于提供即时服务或自动触发预警；另一方面结合大数据、人工智能等技术进行统计分析和计算推演，作为“数字孪生”和“数据大脑”的基础，为发展决策和治理模式创新提供依据。(二)智慧杆塔作为融合“新基建”提供功能服务 智慧杆塔是传统交通、市政、通信等杆塔基础设施通过数字化改造形成的融合“新基建”。在通信网络和信息技术赋能下，传统基础设施的功能得以强化、丰富和融合。一是智慧杆塔依据部署场景和点位部署提供智慧照明、智慧交通、智慧安防和应急求助等功能，通过智能化和数字化有效提高设施运行效率，解决城镇化高速发展带来的问题；二是智慧杆塔集成信息发布屏、人机交互界面、新能源充电桩、喷雾装置等便民设施，提高城市宜居度；三是智慧杆搭载移动通信基站、短程无线接入点、车路协同设施等，为一定区域内其他交通、能源、市政等传统基础设施数字化改造和智能终端提供条件，推动“新基建”加快部署和应用。(三)智慧杆塔多方面助力“双碳”目标实现 中国通信标准化协会 智慧杆塔产业和技术标准白皮书 8 我国积极落实应对气候变化国家自主贡献目标，以碳强度控制为主、碳排放总量控制为辅，力争在 2030 年前实现碳达峰、2060 年前实现碳中和。智慧杆塔从多方面助力“双碳”目标的实现。首先，基础设施是社会经济活动正常运行和发展的保证，完善的基础设施加速社会经济活动，智慧杆塔作为数字化的融合基础设施，可促进交通运输、治安管理、信息采集和交互等的效率提升，降低社会经济运行单位 GDP 碳排放。其次，智慧杆塔面向集约、共享，通过“多杆合一”直接大量节约设备设施及管网资源，降低全产业链的能源消耗，通过“一杆多用”进一步提高单位能源利用效率。最后，智慧杆塔可通过采用LED照明、智慧照明等技术降低自身能源消耗，并可搭载新能源汽车充电桩、光伏面板等促进绿色新能源的应用。智慧杆塔产业和技术标准白皮书 中国通信标准化协会 9 二、二、智慧杆塔智慧杆塔产业发展现状产业发展现状和问题和问题 2.12.1 多级政策联动，牵引产业落地发展多级政策联动，牵引产业落地发展 国家关于“新基建”的战略部署为智慧杆塔营造良好发展环境。为统筹做好新冠肺炎疫情防控和经济社会发展，党中央、国务院工作会议密集提到“新基建”，2020 年先后提出加快 5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度，出台信息网络等新型基础设施投资支持政策，审议通过关于推动基础设施高质量发展的意见等。2021 年 3 月印发的中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要明确“加快建设新型基础设施”要求。2021 年 9 月，国务院常务会议审议通过“十四五”新型基础设施建设规划，提出“十四五”时期科学布局和推进建设以信息网络为基础、技术创新为驱动的新型基础设施的具体举措。各部委相关政策为智慧杆塔发展提供重要动力。自 2018 年起，工业和信息化部、国资委连续 3 年在电信基础设施共建共享实施意见中提及综合利用路灯、监控、交通指示等社会杆塔资源，支撑电信基础设施快速、经济、高效建设。其中，2020年关于推进电信基础设施共建共享 支撑 5G 网络加快建设发展的实施意见明确提出要“大力推进 5G 智慧杆建设和一杆多用”。2020 年住房和城乡建设部等国家部委加快推进新型城市基础设施建设，提出以“新城建”对接“新基建”，引领城市转型发展，整体提升城市的建设水平和运行效率。2021 年 10月，交通运输部印发关于进一步做好交通强国建设试点工作中国通信标准化协会 智慧杆塔产业和技术标准白皮书 10 的通知，提出利用道路灯杆构建智慧道路交通管理系统，形成整套基于智慧停车、智慧灯杆、智慧公路的智慧化解决方案。2021 年 11 月，工业和信息部印发“十四五”信息通信行业发展规划，在“协同推进社会生活新型基础设施部署”“深化基础设施跨行业共建共享”中，均提出积极推动智慧多功能灯杆系统统筹布局和共建共享。2021 年 12 月，国家发展改革委等部门印发贯彻落实碳达峰碳中和目标要求 推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案，在“提高算力能效”中，提出“加快推动老旧高能耗设备退网和升级改造，推动智慧多功能杆建设”。各地 5G 与智慧城市政策规划支持智慧杆塔落地应用。据不完全统计，我国各地出台的各类涉及支持智慧杆塔建设的政策规划文件多达百余份。其中，5G 相关的文件共计 60 余份，如北京市、上海市、重庆市、江西省、浙江省、湖南省、吉林省、江苏省、陕西省、广西壮族自治区等陆续发布行动方案、发展规划、实施意见等，均提出通过建设智慧杆塔促进 5G 发展。此外，当前我国各大城市和部分中小城市均推出智慧城市建设规划，智慧杆塔作为新型智慧城市的重要建设内容，逐步在全国范围内建设落地。总体来看。“5G+智慧杆塔”模式已经成为我国各地 5G、智慧城市相关政策文件中强调的重点工作任务。相关政策情况见附录 1。2.22.2 全球建设兴起，国内多地初具规模全球建设兴起，国内多地初具规模 智慧杆塔产业和技术标准白皮书 中国通信标准化协会 11 从全球范围看，包括美国、德国、西班牙、荷兰、澳大利亚、新加坡、韩国、越南、印度尼西亚等在内的众多国家均在智慧城市的建设探索中通过整杆替换或利旧升级改造，试点建设部署了智慧杆塔项目。其中，美国是全球较早试点建设智慧杆塔的国家，并于 2018 年开始批量开展了多个智慧灯杆改造和新装项目；西班牙、荷兰、德国等欧洲国家均通过在路灯杆上挂载传感设备提高城市运行效率；新加坡在“智慧国家 2025”建设中全面采用了路灯杆智慧化的方案，计划将全国 11 万路灯杆升级为智慧杆塔；越南、印度尼西亚、韩国积极开展城市路灯杆监控系统的建设部署，旨在通过智慧杆实现交通控制及交通法规执行；此外，日本等国家聚焦新能源应用，将部署配置充电桩的智慧杆塔列为智慧城市发展重点。总体来看，全球各个主要国家均将智慧杆塔视为新型智慧城市建设的重要基础设施，旨在解决城市管理中遇到的各种问题，以及实现城市运行数据价值的再深挖。从国内情况来看，我国智慧杆塔试点建设项目遍及全国各省（区、市）。其中，北京、上海、广东、江苏、浙江、四川等地区智慧杆塔试点项目已形成一定体量，且部分项目建设理念等处于世界领先水平，带动性较强。如北京世界园艺博览会项目，统筹中国电信、中国移动、中国联通三家运营商公网和政务专网的建设需求，统一规划，充分体现了电信基础设施共建共享的理念；四川眉山天府新区智慧路灯项目专项债券成功发行，开创公路领域发行智慧路灯专项债券先河。安徽、湖北、河南、云南、重庆等省（区、市）当前有大量智慧杆塔项目进中国通信标准化协会 智慧杆塔产业和技术标准白皮书 12 入招标和智慧建设阶段。据相关机构统计，我国已建智慧杆塔项目超过 300 个，在建项目约 200 个。仅 2021 年 7-8 月份，全国智慧杆塔相关招标项目约 70 个，项目总金额达 60 多亿。在建拟建规项目以配合城区和城际道路智慧改造、智慧产业园和双创基地建设、商业街区和公园景区环境品质提升等为主，且大多数项目都为 5G 微基站部署预留了点位和接口。项目规模与当地人口密度、经济条件和智慧杆塔产业分布呈现高关联性，总体呈现从一、二线城市向中小城市下沉的趋势。2.32.3 多方跨界合作，产业生态加快融合多方跨界合作，产业生态加快融合 从演进历程和功能需求看，智慧杆塔建设涉及多个传统行业，产业生态的建立需要多方面的跨界合作和资源整合。总体来看，智慧杆塔产业生态参与者主要包括四大类企业：第一类是以华体科技、上海三思、信盛科技、洲明科技、龙腾照明、昕诺飞（中国）、南京理控等为代表的市政照明制造企业，依托照明设备或杆体研发、设计、生产能力和市场基础，以路灯建设为入口向智慧杆塔产业拓展。第二类是以中国铁塔、中信科、中通服、华为、中兴、中天科技等为代表的信息通信服务和制造企业，凭借信息通信技术基础和产业链整合能力，提供智慧杆塔综合性解决方案。第三类是以海康威视、大华、顺舟智能、太龙智显、数知科技、深圳远征、飞跃音箱等为代表的专业设备、技术、平台提供商，依托自身专业技术优势，提供适用于智慧杆塔的产品和服务。智慧杆塔产业和技术标准白皮书 中国通信标准化协会 13 第四类是智慧杆塔及其配套设施投资建设运营主体，一般具有属地和国资性质，如深圳市信息基础设施投资发展有限公司、北京亦庄智能城市研究院集团有限公司、江苏未来城市公共空间开发运营有限公司、眉山环天智慧科技有限公司等，依托属地城市智慧杆塔建设，正在快速成长并逐步走向成熟。此外，众多各行业研究院所、咨询规划设计院和施工建设单位积极参与智慧杆塔建设，是产业生态的重要组成。随着数字化发展的不断推进，智慧杆塔产业生态还将不断扩大，跨界融合趋势将更加明显。2.42.4 公共属性明确，投资模式日趋明朗公共属性明确，投资模式日趋明朗 当前智慧杆塔投资运营主要采用政府投资建设运营、建设-运营-转让（BOT）、建设-拥有-运营（BOO）、政府和社会资本合作（PPP）等模式。地区经济发展水平和产业政策差异是影响建设模式选择的重要因素。运营收入主要来自节能收入费用、设备租赁费用、点位租赁费用、充电和停车收入费、广告屏广告费等。智慧杆塔的本质属性和定位是公共基础设施，其建设的首要任务是为社会生产和居民生活提供公共服务，保障社会经济活动正常运行和长期持续稳定发展。作为新型信息基础设施的典型代表，智慧杆塔可进一步促进城乡数字化发展和治理模式创新。长期来看，智慧杆塔的主要收益来自于对社会效率和经济、人口承载能力的提升，以及城乡居民幸福感、获得感、满足感。更重要的是，智慧杆塔所采集的数据可能涉及城市安全中国通信标准化协会 智慧杆塔产业和技术标准白皮书 14 运行和居民隐私问题，智慧杆塔所承载的实体功能存在违规操作或被非法控制的安全风险。因此，面向全局部署的智慧杆塔建设通常采用政府主导，政府或国有资本投资为主体的独资或合资模式，投资或收入主要由共享智慧杆塔的各相关管理部门或企业原应支出费用转化。商业化增值服务收入不是智慧杆塔建设的主要目的，但其带来的溢出效益对智慧杆塔落地建设起到积极的促进作用。2.52.5 市场高速增长，未来规模前景可期市场高速增长，未来规模前景可期 从全球范围看，随着智慧城市的持续推进，以及随着 5G 的建设需求和解决方案的逐渐清晰，“5G+智慧杆塔”已成为各国5G、智慧城市等场景的主流建设模式，市场已初具规模且未来前景可期。根据 Technavio20202024 年全球智能杆市场数据显示，2019 年全球智慧杆塔的市场规模约为 57.5 亿美元，预计 2024 年将达到 137.2 亿美元，年复合增长率约为 19。从国内情况看，现阶段,我国智慧杆塔在5G、新型智慧城市新需求和新技术，以及国家和地方支持政策的推动下,智慧杆塔市场规模潜力巨大，未来市场可期。结合历年城市市政公用设施建设固定资产投资、基础电信企业固定资产投资、国家统计局对我国灯杆保有数量的历年统计数据和当前智慧杆塔项目建设情况，经测算，预计“十四五”期间智慧杆塔相关投资快速增长，到 2025 年智慧杆塔相关建设项目投资额可达 800 亿/年以上。2.62.6 智慧杆塔产业发展面临的问题智慧杆塔产业发展面临的问题 智慧杆塔产业和技术标准白皮书 中国通信标准化协会 15 一是对智慧杆塔的公共基础设施属性和共享理念的认识有待进一步统一。目前智慧杆塔项目商业运营收益被过度关注，其“基础设施”的本质属性定位被模糊化。同时，基于共享理念节约的支出在智慧杆塔建设运营投资中的主体作用被忽略。对智慧杆塔公共基础设施属性和共享理念认识的缺乏，给众多智慧杆塔项目投资、建设、运维带来障碍，也可能引起公共资源公益性的弱化和潜在的安全隐患。二是缺乏促进智慧杆塔建设的跨部门协调机构和机制。目前相关管理部门在数字化基础设施改造中依然以纵向垂直建设为主，导致智慧杆塔投资及后续的维护运营、数据资源流通协调难度较大。智慧杆塔所需的供电、通信承载等配套管网设施的建设和改造，也需要多部门的配合。亟需将智慧杆塔纳入城市整体发展布局，建立横向融通的跨部门协调机构，统一推进面向城市全局部署的智慧杆塔系统建设。此外，尚缺少铁路、高速公路沿线项目建设的协调机构与协同共享机制，给城域间智慧杆塔带状部署造成困难。三是面向全局发展的智慧杆塔建设和应用，仍需技术研究与标准化工作的支撑。目前智慧杆塔广泛存在系统封闭、技术方案不统一的问题，给全局部署带来了居高不下的成本负担和较大的实施难度。同时，集成度的提高，对新型技术、应用和场景的支撑，对系统软硬件功能、性能、可靠性、安全性等提出新的要求。亟需开展跨专业、系统化、有针对性的智慧杆塔技术研究与标准化工作，保障智慧杆塔产业高质量发展。中国通信标准化协会 智慧杆塔产业和技术标准白皮书 16 三、三、智慧杆塔智慧杆塔重点发展方向和重点发展方向和挑战挑战 3.13.1 与与 5G5G 网络网络进一步融合发展进一步融合发展 5G 技术和创新应用的不断成熟，将驱动智慧杆塔与 5G 进一步融合发展。一方面，智慧杆塔为 5G 覆盖提供保障，如图 3-1所示。5G宏基站覆盖半径200m以上，微基站覆盖半径50m-200m，当前 5G 基站的建设以宏基站为主。随着网络覆盖和容量需求不断提升，5G 建设对于站址的需求将不断增加。复用智慧杆塔适宜的点位分布和供电、光纤资源，在盲点地区和热点地区部署5G 小微基站可以有效补盲、补热。此外，5G 毫米波技术正在走向成熟，将提供数倍于中低频段的可用带宽资源，但高频特性也决定了基站覆盖范围将会进一步缩小，对与智慧杆塔共建共享的需求也将提升。另一方面，智慧杆塔为 5G 创新应用提供支撑。R16 版本实现了 5G 从“能用”到“好用”的过渡，增强了to B 服务能力。R17 版本计划将于 2022 年 6 月完成，将更全面地覆盖 to B 业务，以及进一步增强边缘计算、网络切片等能力。智慧杆塔可与业务场景就近融合部署，且具有承载 5G 应用终端的能力和智慧化管理的能力，可灵活贴合各类 5G 创新应用的个性化通信需求和终端部署需求，并保障业务的可靠运行。智慧杆塔功能终端通信模式也可向 5G 迁移，增加部署灵活性。智慧杆塔与 5G 进一步融合发展面临以下挑战：一方面，需充分理解挂载通信基站对杆塔建设运维带来的挑战。挂载通信基站的智慧杆塔，本质上是电信网络基础设施，其可靠性、可用性、安全性及建设、运维管理应符合电信网络智慧杆塔产业和技术标准白皮书 中国通信标准化协会 17 基础设施相关法规和标准的规定。在新建或改建杆塔时，需充分考虑 5G 建设对杆塔的附加需求，如供备电保障、传输资源、物理承载、防雷、抗风、抗震能力及动力环境监控等。另一方面，需充分考虑智慧杆塔其他功能系统与 5G 设备的兼容性。智慧杆塔本身是多系统综合体，通信基站的挂载进一步增加了系统的复杂性和脆弱性风险。5G 创新应用终端的挂载对于挂载位置、供电、通信汇聚、算力、平台架构以及安全性等可能提出新的要求。5G 基站或终端设备与智慧杆塔其他系统间的电磁兼容，以及供电、通信、安全需求的均衡与融合都是需要关注的问题。图 3-1 搭载 5G 微基站的智慧杆 中国通信标准化协会 智慧杆塔产业和技术标准白皮书 18 3.23.2 多方面支撑多方面支撑城乡城乡数字化发展数字化发展 图 3-2 智慧杆塔支撑城乡数字化发展示意图“十四五”规划纲要提出“以数字化助推城乡发展和治理模式创新，全面提高运行效率和宜居度”。一方面，智慧杆塔集约共享地实现公共基础设施智能化、数字化改造。智慧杆塔可承载交通、公安、城管、环卫、环保、农业、通信、能源、气象、消防、抗震减灾等多方面基础设施设备，共享空间、供电、通信资源。在通信网络、云平台和边缘计算的赋能下，基础设施设备网络化、智能化并构成有机融合的信息物理系统（CPS），设施承载能力和运行效率得以增强和提升，并形成跨部门跨行业协同治理能力，提高城乡韧性和宜居度。另一方面，智慧杆塔的发展面向城乡数字化发展全域感知体系的建立。如图 3-2智慧杆塔产业和技术标准白皮书 中国通信标准化协会 19 所示。在感知范围方面，智慧杆塔部署于主要场所、街道,并可伴随路网等深入城乡各类园区和居住社区，对多种数据进行网格化和像素级的实时动态采集，起到“末梢神经”的作用。在感知能力方面，智慧杆塔除基于挂载设备进行常规方式数据感知外，还可基于空间协同和多传感器融合实现高维度、高精度感知，使高等级数字化应用成为可能。智慧杆塔建设支撑城乡数字化发展面临如下挑战：全局统一部署和分散独立建设矛盾带来的挑战。一方面，全局统一、“自上而下”的部署是智慧杆塔数字化底座效用发挥的必然要求。基础设施的本质属性和长期运维需要要求设备接口统一并向“即插即用”演进；基础设施的集约共享需要打通各主管部门的建设运维管理体系；设施的协同联动、数据资源的流转需要建设统一的平台或系统层面的互联互通，并与城市运行管理服务平台、数据平台等实现对接。另一方面，分散独立、“自下而上”的建设仍是多数城市当前主流智慧杆塔建设模式。受限于资金、管理和技术等方面的制约，以及各部门具体需求和需求迫切性之间的差异，分散独立建设的模式仍将长期存在。无论是“自上而下”模式还是“自下而上”模式，都需要充分考虑全局、长期建设需求，提前通过标准化、建设协议库等方式统一编码规则、数据规约、设备和平台接口等，适度超前建设供电、通信等支撑系统能力，杆上预留软硬接口和承载能力，为未来发展留下充足空间，降低总体成本。数字化需求和安全隐私风险矛盾带来的挑战。数据和感知和采集和安全隐私风险是长期相伴的矛盾。点位分布和高集成中国通信标准化协会 智慧杆塔产业和技术标准白皮书 20 度是智慧感塔成为城乡数字化发展底座的关键优势，也带来更多的公共数据安全和个人隐私泄露风险。同时，智慧杆塔本身是功能性设施，系统的安全性直接关系到交通、照明、治安等城市功能。需要充分识别智慧杆塔在系统运行、数据传输和流转过程中可能发生的安全风险点，从管理和规范入手，以技术为手段，从总体、设备、网络、平台、数据等多个方面保障系统信息安全。3.33.3 面向细分应用场景需求部署面向细分应用场景需求部署 智慧杆塔的前期部署以城市路侧设施的合杆为主，随着数字社会建设步伐加快，各行各业都在开展数字化转型。智慧杆塔目前在智慧交通、车路协同自动驾驶、智慧景区、智慧社区、智慧农业、智慧水利、管网监测等多个应用场景进行了试点部署，发挥了积极作用。各细分场景给智慧杆塔提出个性化的要求，也给智慧杆塔的功能性能提升带来机遇和动力。如图 3-3所示。首先，不同细分应用场景对杆塔软硬件配置和系统架构提出差异化的需求。面向较为封闭的应用场景，如智慧园区、智慧社区等，智慧杆塔的应用需求相对简单，管理部门单一，系统架构相对统一；面向开放的应用场景，如开放道路等，智慧杆塔的应用需求多样，涉及管理部门众多，系统和平台架构相对复杂；面向进一步专业化的细分场景，如车路协同自动驾驶等,智慧杆塔需要与专业化设备（如车路协同路侧感知设施、通信设施、控制设施、算力设施等）协同部署，并在杆体承载、基础供电、通信和运维等方面进行综合考虑，还可能需要部署智慧杆塔产业和技术标准白皮书 中国通信标准化协会 21 相对隔离的网络和专用平台。其次，平台功能的定制化和新型ICT技术的应用是满足细分应用场景需求的关键。如智慧景区场景中，景区管理人员可以结合人工智能、大数据等技术通过管理平台分析游客人群构成、行为特征和活动轨迹，优化景区项目设置和路线设计，进一步提高游客体验和园区运行效率；在化工园区场景中，智慧杆塔系统需要搭载针对危险化学品车辆识别和行为监测优化的 AI 算法模型，结合电子围栏等技术实现危险化学品车辆管控。图 3-3 面向细分应用领域的智慧杆塔部署示意图 中国通信标准化协会 智慧杆塔产业和技术标准白皮书 22 智慧杆塔面向细分应用场景需求部署面临以下挑战：一方面是识别共性需求和个性需求的挑战。目前智慧杆塔建设多以集合更多设备和功能为推广亮点，在方案移植时多数为成套移植，支持功能只增不减，较少考虑场景的适用性，造成过高的投入门槛。反之，一些定制化程度较高的专门化智慧杆塔系统，项目封闭且缺乏可移植性，给未来系统间打通和相近场景的方案复用造成屏障。需兼顾面向全局统一部署和细分应用场景需要，识别和归纳通用共性需求、分场景共性需求和专门个性需求，通过方案模块化、逐级标准化和加强行业交流合作等方式促进共性部分的互通和成熟细分场景方案的推广复用。另一方面是新型 ICT 技术应用带来的挑战。人工智能、大数据、区块链、信息模型、高精度定位、车联网等新型 ICT 技术的应用可有效提高智慧杆塔系统对细分场景个性化需求的解决能力和服务品质。但是新型 ICT 技术的应用往往存在技术方案成本较高，可靠性、安全性等成熟度方面缺少验证的问题,需通过对新技术方案的技术评测、实践论证以及对新技术应用成熟方案的标准化促进新型 ICT 技术方案的应用，降低成本和风险。智慧杆塔产业和技术标准白皮书 中国通信标准化协会 23 四、四、智慧杆塔标准化现状智慧杆塔标准化现状 4.14.1 国际标准国际标准 目前，国际上相关标准化组织和团体主要有 IEC、ISO、ETSI 以及 TALQ 联盟等。国际组织和团体的标准化工作主要是传统照明向智慧照明的延伸。IEC/TC34 正在开展照明系统用智能照明产品（Intelligent lighting products for lighting systems）的标准化预研工作；ISO/TC 274 发布了 ISO 21274:2020自适应照明系统的照明和照明调试流程（Light and Lighting-commissioning Process of Adaptive Lighting systems）；TALQ联盟聚焦异构户外照明系统接口开展标准化工作。目前国际上面向多功能智慧杆塔的标准研究仍处于初期阶段。2020 年 11 月，欧洲区域标准化组织 ETSI 发布 ETSI TS 110 174-2-2用灯杆承载感知设备和 5G 网络（The use of lamp-posts for hosting sensing devices and 5G networking），该标准从全球视角出发，在考虑欧洲智慧城市信息化建设需求的基础上，提出在路灯杆上挂载感知设备、5G 基站的物理承载、供备电及能源监控、布线和配套设施等要求。4.24.2 国内标准国内标准 目前，我国智慧杆塔建设发展迅速，标准化需求迫切。各地方政府、行业或地方团体基于建设需求或团体共识，研究和发布了多项地方标准、团队标准，相关国家标准、行业标准逐渐形成。相关国家标准、行业标准、地方标准以及团体标准项中国通信标准化协会 智慧杆塔产业和技术标准白皮书 24 目详见附录 2。国家标准方面，目前三项国家标准处于已发布或在研阶段。其中，城市公共设施服务 智能路灯基础信息和智慧城市 智慧多功能杆 服务功能与运行管理规范已分别于 2020 年 7 月和 2021 年 11 月正式发布，智慧城市 智慧多功能杆 系统总体要求处于在研阶段。地方标准方面，随着智慧杆塔在各地建设的持续推进，地方标准数量逐渐增多并呈现从省级向地市级传导的趋势。目前上海市、广东省、江苏省、贵州省、湖南省、浙江省、江西省、安徽省、河北省等多个省（市）均已发布省级智慧杆塔相关标准或技术规范，还有多个相关省级地方标准正处于在研或征求意见阶段。杭州市、青岛市、深圳市、广州市、济南市、南京市、襄阳市等地市出台了本辖区智慧杆塔相关的标准。总体来看，地方标准多由各地住建部门牵头编制，标准以总体要求和建设规范为主，服务于当地的智慧杆塔建设。团体标准方面，截至 2021 年 11 月，我国已发布近 30 项智慧杆塔团体标准，且有多项标准处于在研阶段，标准化工作活跃，整体呈现百花齐放、百家争鸣的态势。从标准制定组织来看，参与制定智慧杆塔团体标准的组织主要有行业性团体组织、地方性团体组织。其中，行业性团体组织主要包括中国照明电器协会、国家半导体照明工程研发及产业联盟、中国通信企业协会、中国照明学会、中国城市科学研究会等；地方性团体组织主要有深圳市智慧杆产业促进会、广州市标准化促进会、北京电信技术发展产业协会、云南省智慧城市集成服务商协会、智慧杆塔产业和技术