智慧路灯--点亮城市未来
引言：在智慧城市的规划建设中，路灯因其特殊位置和功能成为物联网在城市中的重点应用场域。除实现道路照明系统的智能化管理外，智慧路灯还集供电、显示、充电、安全告警等功能于一身，是智慧城市建设的重要平台，为实现城市的智慧管理发挥更多的作用。
本文将通过对智慧路灯的定位、应用场景、发展政策、工作原理与功能分类、商业运作模式、运营收益及债券发行案例简析等进行综合分析智慧路灯的发展前景及商业运作模式。
一、智慧路灯的定位
智慧路灯，是以道路照明灯杆为基础，整合公安、交通信号、通信、交通标识牌等为一体，实现多杆合一，减少路面立杆，释放公共空间资源。同时，作为智慧城市建设的重要载体，智慧路灯将作为物联网的端口，发挥更大的“综合体”作用，主要具有智慧照明、视频监控系统、信息发布系统、5G微基站搭载、城市微环境监测、无线WIFI等功能。
二、智慧路灯发展政策
近年国家出台多项政策鼓励地方建设智能灯杆以加快5G网络建设部署。2021年9月住建部联合多部门印发《物联网新型基础设施建设三年行动计划(2021-2023年)》，《计划》中明确提到，推进基于数字化、网络化、智能化的新型城市基础设施建设。推动智慧管廊、智能表计、智慧灯杆等感知终端的建设和规模化应用部署。
三、智慧路灯工作原理功能分类
与应用场景
智慧路灯智慧路灯包含了摄像头、广告屏、充电桩、小基站、广播等，能够完成对照明、公安、市政、气象、环保、通信等多个行业的数据信息进行采集、发布以及传输。也是车联网建设、云网建设、通信网络建设的重要组成部分。甚至可以搭载新能源汽车的充电设备。
工作原理：
智慧路灯系统一般是由软件系统和硬件设备组成，分为四层: 通讯层、数据采集层、应用途理层和交互层。经过各层互相配合，完成路灯设备管理、路灯控制、毛病报警、用电监测、挪动终端应用等功用，后期还能够扩展车流量监测、光感监测等能智能化功用。
智慧路灯管理系统软件平台是智慧路灯的核心，是对路灯监控调度、运维数据管理的中心平台。系统可以通过地图的方式，迅速定位路灯并进行管理，包括设置单灯或一组灯的调度策略，查询路灯状态和历史记录，实时更改路灯运行状态、提供路灯的各类报表等功能。用户通过操作在电脑、手机和pad等客户终端上的客户端软件，即可对照明灯具进行移动管理。移动控制终端具备单灯控制、故障定位等功能，方便维护人员检修路灯和进行移动管理。
功能分类：
应用场景：
（1）智慧道路
交通运输部发布了《关于进一步做好交通强国建设试点工作》的通知，通知中提到，集约化设计、安装、管理、利用道路灯杆，建立智慧道路交通管理系统，通过1~2年时间，形成整套基于智慧停车、智慧路灯、智慧公路的智慧化解决方案，并依托在建项目和智慧化改造项目试运行。如：京雄高速上建设了3700根智慧路灯，可提供车路通信、高精度导航和合流区预警等服务，具备了智能感知、智慧照明、节能降耗“一杆多用”的功能。
（2）智慧公园
公园作为市民、游客休息和游玩的公共场所，城市智慧化持续推进，公园是城市基建的一部分，也将更多地融合数字信息系统，实现智慧化。如：宁波日湖公园经过智慧化升级改造后成为宁波首个智慧公园，公园通过引入智慧杆，实现公园智能化照明、智能安防、信息发布共享、景点宣传等多重功能。
（3）智慧园区
智慧路灯可实现一杆多能，多杆合一，是智慧园区建设中重要的基础设施和感知终端，主要可以为园区提供园区管理、便民信息、园区安防三大类型服务。如：在深圳粤海街道中国科技开发院园区，搭载一键报警、高空抛物监测、访客轨迹跟踪、嫌疑人识别及跟踪告警、疫情防护识别告警（口罩）等智慧应用的智慧多功能杆促进了传统园区的智慧升级。
（4）数字乡村
随着众多乡村开始探索数字产业、数字治理和数字生活相统一的模式，智慧路灯作为新型公共基础设施，也越来越多地引入到数字乡村的建设中。如：天津市宁河区辛庄子村，通过云计算、大数据、物联网、5G等技术，让村民们享受科技与生态相得益彰的美好生活。智慧路灯不仅可以让大家免费上网，遇到危险时还能一键报警。
（5）智慧街区
街区人流量多而杂，传统街区带来的安全隐患以及管理难题迫使街区进行智慧升级，借助智慧路灯的环境监测系统、广播系统、安防监控系统等，可实现街区的智慧管理，有效提升当地的安防能力和监管能力。
四、智慧路灯建设主要商业运作
模式分析
智慧路灯的建设运营涉及到政府、建设运营企业、解决方案提供商、应用提供商及最终用户等多个方面，从投资主体的角度来看项目的商业模式主要有以下类型：
政府为投资-运营-维护主体
政府投资的智慧路灯项目一般采用招投标的方式，如政务电子化、雪亮工程、生态环保、城市管理等方面，在政府职责范围、涉及安全的刚性需求方面，很多是政府部门直接招标，运营维护。主管部门多为本级政府的行业主管单位，负责统筹项目投资、建设、管理并组织实施。
以政府为主体、以政府信用为基础，资金来源渠道主要有两类：一是政府财政出资，二是政府债务融资。一般由财政部门安排专项建设资金或发行专项债券方式募集资金，由相关行业主管部门负责项目的投资，行业主管部门可委托代建方式委托建设单位负责项目建设，项目建设完成后行业主管部门可以委托运营单位负责项目运营。
建设单位和运营单位的分成、税收等作为政府收益，用来偿还政府的融资。如上海数据共享交换平台，可以充分发挥政府宏观调控、协调沟通作用，但在技术水平、场景应用拓展能力等方面有所欠缺，巨大投资短期内难以获得收益和汇报，会造成沉重的财政负担。
政企合作模式
EMC模式与PPP模式，当前中国智慧路灯主要商业模式。
（1）合同能源管理模式（EMC模式）
合同能源管理模式（以下称EMC模式），是当前智慧路灯商业化最为普遍的模式。EMC是一种以节省的能源费作为支付路灯改造或新建的全部成本的投资方式，在这种模式下，企业与政府在规定的照明管理规范下，约定智慧路灯项目的节能目标，企业为实现节能目标对城市路灯进行升级改造，政府将项目节约的能源费分期偿还给企业，能源合同到期后，路灯无偿交还政府。
目前合肥、佛山、珠海、深圳等很多地区都在进行合同能源管理模式进行LED节能改造。以合肥为例，合肥市政府和贝尔电子采用EMC模式改造智慧路灯项目，由贝尔电子出资，并保证该项目施工得以衍生。建成后贝尔电子确保合同管理器内的解决方案运营，使用智慧路灯所节省下的电费由政府分期归还给贝尔电子， 在合同管理期结束的同时，智慧路灯所有权自动归属政府。智能灯杆在合理调控下比普通路灯节能40%；此外基于智慧路灯的WiFi信号覆盖可实现远程监控灯杆运行功能，降低传统人工巡检成本。
该项目收回投资期成本的方式还包括以下两种：
①对于收回改造后的智慧路灯可以延伸到采集交通信息等领域，日益累积的数据信息可建立大数据库，对于不涉及隐私的数据信息可租用给有意向的企业，收回小部分成本；
②利用智慧路灯的无线 Wi-Fi、充电桩等技术，增加额外收益，例如可解决新能源汽车驾驶者在半途中充电难的难题。
（2）政府与社会资本合作模式（PPP模式）
PPP模式是政府与社会资本建立合作，政府将公共照明资源的运营维护委托给项目公司，由项目公司投资建设，升级改造，确保路灯长效运营。比如，政府项目持股40%，社会资本项目持股60%，约定一定年限的合作期限（包括建设期和运营期）。PPP项目是一项参与者众多、组织结构复杂的系统工程。PPP项目的运作流程、风险分担机制、收益分配机制等会根据项目具体情况而区分。PPP项目的运作方式有许多种，如BOT（建设-运营-移交）、BOO（建设-拥有-运营）、TOT（转让-运营-移交）、ROT（改建-运营-移交）、BLOT（建设-租赁-运营-移交）、BLMT（建设-租赁-维护-移交）、LOT（租赁-运营-移交）、OM（运营-维护）等。
PPP项目典型案例如以BOT模式建设的武汉光谷中心城。2019年9月9日，武汉光谷中心城智慧城市建设投资管理有限公司（武汉东湖新技术开发区登记成立）拟对武汉光谷中心城智慧路灯特许经营权项目进行国内公开招标，该项目位于东湖新技术开发区中心城区域36.15平方公里范围内及高新大道全路段，拟安装智慧路灯数量约5000盏，主要建设内容为地面以上部分的灯杆、灯具、智能模块及相关运维管理平台等。
该项目采用EMC+BOT模式（投融资、建设、运营、移交），由社会资本和武汉光谷中心城智慧城市建设投资管理有限公司共同组建项目公司，项目公司在特许经营期内负责本项目的投融资、设计、建设、运营维护和更新改造项目设施。特许经营期限二十三年，其中建设期为三年。
企业建设运营型模式
政府引导并特许企业参与智慧路灯投资建设运营，政府将项目的经营权有条件有期限的授予企业，由企业进行项目的融资投资国有企业、网络科技企业等如运营商/中国铁塔的各地分公司、华为科技、阿里等均在招募合作伙伴，以期共同承担智慧园区等方面的建设、运营。
2019年9月，“广东联通、广东集成、广东产互及深圳联通九个行业合作伙伴（第三次）招募项目七：智慧园区招募公告”中显示，招募的合作伙伴，能够提供工业园区、物流园区、产业园区等智慧园区的建设服务。如园区运营管理平台（含安全平台、数据分析平台、数据管理平台等），园区服务类应用（含园区管理软件、企业服务软件、生活便民软件等应用）云平台、云管平台等。企业要求具备下列证书（四选一即可）：
（1）信息系统集成及服务资质证书四级（含）以上；
（2）CMMI3（含）以上认定证书；
（3）本行业软件著作权证书；
（4）本行业软件专利证书。
2019年9月，中国移动通信有限公司研究院“面向智慧园区的人脸识别智能终端-比选公告”中标候选人是深圳市傲冠软件股份有限公司。深圳市傲冠专注于移动互联网与云计算领域，具备CMMI3技术资质，其中，CMMI为Capability Maturity Model Integration，即能力成熟度模型集成(也有称为：软件能力成熟度集成模型)。
丽江市古城区束河古镇智慧路灯项目的建设单位为中国铁塔股份有限公司丽江市分公司，2018年1月由丽江市规划局发布公示公告。从中标结果上来看，至少有8家企业最终成为丽江铁塔合作方或供应商，这其中包括华为、四川景云祥、海康威视、特发信息、广东电信规划设计院、软通动力等。束河古镇范围内共计规划217个智慧路灯，有照明功能212个、视频监控149个、信息发布屏63个、城市广播120个、环境监控2个、噪音检测6个、指路牌46个。
综上所述，从目前来看，由政府先期投资整合既有的各类市政杆体实施多杆合一是相对容易落地的，可以在杆上预留接口以待相关配套应用场景到位，尽量避免二次投入；EMC模式当前主要还是通过节能量价差减少企业与政府的投资支出，然而智慧路灯投入高，且节能收益在未来智慧路灯其他商业收益中将不占主流，服务型收益比例有望上升，当前的节能EMC模式只是在当前其他服务收益模式不清晰的现状下阶段性产物，未来EMC收益模式仍将有较大的变动性和发展潜力。而采用PPP模式的项目存在建设周期短、投入强度大的特点，导致中小型企业融资困难，因此现阶段PPP模式均以运营商或铁塔等为主，照明企业参与难度较大。
五、智慧路灯项目运营收益分析
1.智慧路灯的主体维护收入
主要指政府独自投资委托企业进行运营维护的情形，包括维修维护收入等。
2.智慧照明的节能收入
由企业投资改造的智慧路灯项目，政府会将节省下来的电费分期补贴给回企业。
3.视频监控的租金收入
该项收入主要指的是灯杆接入天网、安防系统后，公安和交通部门支付的租金收入。
4.微基站的租赁收入
该项目收入指的就是运营商企业在灯杆上挂载5G微基站而支付的租赁收入。
5.充电桩收入
智慧路灯配置充电桩后，消费者使用时将支付相应的充电收入。
6.停车管理与井盖管理等管理收入
鉴于智慧路灯可对道路停车情况以及道路井盖运行维护情况进行监测，实现智能交通的功能，因此可获得交通部门或其他相关单位支付的管理收入。
7.一键报警等便民服务收入
需要说明的是，该项收入对于的费用的发生于归集情况暂不明确，具体项目中也可能将一键报警作为公益性功能，而并未有该项收入。若有的话，一般则应该是由民政部门支付给智慧路灯的投资运营主体的。
8.LED信息发布等广告收入
由投放广告的主体支付，多为企业，也有政府及其他机构。
9.数据采集收入
这里的数据包括环境监测数据等，也可能包括其他运营过程中积累的不涉及隐私且经脱敏后的数据，前者的支付主体主要是环境部门，后者则是获得脱敏数据的使用用户等。
六、特别分享--川内专项债券发行
案例简析
1、智慧路灯领域第一支成功发行的专项债——眉山天府新区智慧路灯项目
项目概况：本项目包含64000套路灯及其配套多功能智慧设备、附属基础工程的建设安装，多功能智慧设备包括监控设备、WIFI设备、LED展示屏、环境监测、5G通讯基站设备、汽车充电设施等。以及配套使用的控制中心及商业办公楼建筑面积约30000平方米。
项目总投资：20.3609亿元。
专项债券发行金额：计划发行专项债券11亿元。
项目领域：新型基础设施建设。
发行债券期限：15年期。
收入来源：照明服务费、LED广告费、充电桩、天眼服务费、商业房产租售收入。
2、智慧路灯衍生智慧城市领域专项债——智慧蓉城一青白江新型基础设施智慧化建设项目
项目概况：建设内容主要建设青白江区智慧治理指挥平台，包含城市运行管理平台、物联感知平台、数据资源支撑体系;同时完成智慧多杆合一改造工程对青白江区主城区的主、次于路、支路以及重点乡镇的道路实施智慧多杆合一的升级改造,共计建设多功能智慧杆2881根(搭载5G宏基站280套、5G微基站700套，LED信息发布屏1440套电动汽车充电桩400套，城市环境监测治理30套，城市之音智慧发布系统150套,视频监控数据60套),以及配套管线工程等。
项目总投资：3.02亿元。
发行金额：计划发行6亿元。
发行债券期限：20年期。
项目领域：新型基础设施建设。
收入来源：收入来源于多功能杆搭载LED显示屏广告收入、搭载5G基站租金收入、搭载充电桩充电服务费收入。
3、智慧路灯衍生智慧城市领域专项债——隆昌市智慧城市项目
项目总投资：7亿元。
发行金额：计划发行4.2亿元。
发行债券期限：15年期。
项目领域：交通基础设施。
收入来源：本项目预期收入主要包括智慧充电桩收入、智慧路灯广告租赁收入。
总结
综合而言，智慧路灯在智慧交通领域发挥着不可或缺的作用。它为城市提供了数据支撑，通过数据采集与分析、能源利用效率提升、城市安全与治安提升、通信设施建设、信息发布与应急响应等多方面功能，实现了智慧城市的发展目标。作为连接城市基础设施和信息技术的纽带，智慧路灯正在为城市运营和建设提供坚实的支持，将智慧交通领域推向一个新的高度。随着技术的不断发展，我们可以期待智慧路灯在未来的智慧城市建设中发挥更大的潜力，为城市居民带来更便捷、更安全、更智能的生活体验。
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