每日一課 | 智慧燈桿系統(tǒng)的系統(tǒng)規(guī)劃

1．系統(tǒng)總體規(guī)劃

智慧燈桿系統(tǒng)總體規(guī)劃的具體內(nèi)容包括業(yè)務(wù)架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)、安全體系等內(nèi)容。智慧燈桿系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)從智慧應(yīng)用、數(shù)據(jù)及服務(wù)融合、計(jì)算與存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)通信、物聯(lián)感知、建設(shè)管理、安全保障、運(yùn)維管理等多維角度來考慮。

1）業(yè)務(wù)架構(gòu)

智慧燈桿系統(tǒng)業(yè)務(wù)架構(gòu)的設(shè)計(jì)一般要考慮當(dāng)?shù)氐膽?zhàn)略定位和目標(biāo)、經(jīng)濟(jì)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展、自然和人文條件等因素，制定出符合本地區(qū)特色的業(yè)務(wù)架構(gòu)。依據(jù)智慧城市建設(shè)的業(yè)務(wù)需求，分析業(yè)務(wù)提供方、業(yè)務(wù)服務(wù)對(duì)象、業(yè)務(wù)服務(wù)渠道等多個(gè)因素，梳理構(gòu)建形成智圍燈桿系統(tǒng)的業(yè)務(wù)架構(gòu)。業(yè)務(wù)架構(gòu)一般為多級(jí)結(jié)構(gòu)，可以從城市功能、行業(yè)應(yīng)用、民生物務(wù)等維度進(jìn)行層層細(xì)化與分解，各城市因戰(zhàn)略定位和目標(biāo)、自然和人文條件等的不同，其業(yè)務(wù)架構(gòu)也存在差異，典型的業(yè)務(wù)架構(gòu)如表4-4所示。

2）數(shù)據(jù)架構(gòu)

數(shù)據(jù)是城市智慧化的重要基礎(chǔ)，而智慧燈桿可以為智慧城市提供數(shù)據(jù)采集入口和信息聯(lián)動(dòng)平臺(tái)，是實(shí)現(xiàn)城市數(shù)據(jù)共享、互聯(lián)互通的重要抓手。在開展智慧燈桿系統(tǒng)數(shù)據(jù)架構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)依據(jù)智慧城市數(shù)據(jù)共享交換現(xiàn)狀和需求分析，結(jié)合業(yè)務(wù)架構(gòu)，識(shí)別出業(yè)務(wù)流程中所依賴的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)提供方、數(shù)據(jù)需求方、對(duì)數(shù)據(jù)的操作、安全和隱私保護(hù)要求等要素。在分析城市數(shù)據(jù)資源、相關(guān)角色、IT支撐平臺(tái)和工具、政策法規(guī)和監(jiān)督機(jī)制等數(shù)據(jù)共享環(huán)境和城市數(shù)據(jù)共享目標(biāo)基礎(chǔ)上，開展智慧燈桿系統(tǒng)數(shù)據(jù)架構(gòu)的設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)架構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括但不限于以下3項(xiàng)。

（1）數(shù)據(jù)資源框架：對(duì)來自不同應(yīng)用領(lǐng)域、不同形態(tài)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分類和分層

（2）數(shù)據(jù)服務(wù)：包括數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理、存儲(chǔ)、管理、共享交換、建模、分析挖掘、可視化等服務(wù)。

（3）數(shù)據(jù)治理：包括數(shù)據(jù)治理的戰(zhàn)略、相關(guān)組織架構(gòu)、數(shù)據(jù)治理域和數(shù)據(jù)治理過程等。

3）應(yīng)用架構(gòu)

依據(jù)現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀和需求分析，結(jié)合智慧燈桿系統(tǒng)的業(yè)務(wù)架構(gòu)及數(shù)據(jù)架構(gòu)要求等，對(duì)智慧燈桿系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)功能模塊、系統(tǒng)接口進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)。

智慧燈桿系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)功能模塊的設(shè)計(jì)應(yīng)明確各應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)、建設(shè)內(nèi)容、系統(tǒng)主要功能等，應(yīng)明確需要新建或改建的系統(tǒng)，識(shí)別可重用或者共用的系統(tǒng)及系統(tǒng)模塊，提出統(tǒng)籌建設(shè)要求，明確應(yīng)用系統(tǒng)接口的設(shè)計(jì)。

4）基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)

智慧燈桿系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)應(yīng)結(jié)合應(yīng)用架構(gòu)的設(shè)計(jì)，遵循“集約建設(shè)、資源共享、適度超前”的基本設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)開放、面向服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)城市信息基礎(chǔ)設(shè)施共建、共治、共享。智慧燈桿系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)從實(shí)現(xiàn)設(shè)備搭載、物聯(lián)感知、網(wǎng)絡(luò)通信、計(jì)算與存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)與服務(wù)融合等多層次的功能進(jìn)行設(shè)計(jì)。智慧燈桿系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)由桿體、綜合機(jī)箱、綜合機(jī)房、供電系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、信息采集系統(tǒng)及配套管道等設(shè)施構(gòu)成。

（1）桿體由桿身、懸臂、基礎(chǔ)等部分組成，作為掛載設(shè)備的安裝載體。

（2）綜合機(jī)箱包括桿箱一體化底座式或獨(dú)立式機(jī)箱，內(nèi)部含光纜終端盒、智能網(wǎng)關(guān)、監(jiān)控單元及交、直流配電單元等設(shè)備。

（3）綜合機(jī)房為集中放置供電設(shè)備、光纜交接設(shè)備、各業(yè)務(wù)需求的接入設(shè)備等提供運(yùn)行環(huán)境的場(chǎng)所，可為掛載設(shè)備提供集中供電、集中傳輸接入等服務(wù)。

（4）供電系統(tǒng)由交、直流電源供電設(shè)備和供電線路組成，可為機(jī)房設(shè)備、掛載設(shè)備提供交、直流電源和備電服務(wù)。

（5）傳輸接入光纜是指桿體至機(jī)房接入段的光纜線路，可為智能網(wǎng)關(guān)或掛載設(shè)備提供上聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的光纖傳輸線路。

（6）配套管道包括布放電力電纜、傳輸光纜所需要的管道及手孔資源。

典型的智慧燈桿系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施組成如圖4-2所示。

5）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

智慧燈桿網(wǎng)絡(luò)是數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ?，網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與掛載設(shè)備的功能息息相關(guān)。智慧燈桿掛載設(shè)備對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的需求在速率、帶寬、時(shí)延、吞吐量等方面指標(biāo)及安全保障要求具有較大的差異性，一般根據(jù)各類應(yīng)用功能特點(diǎn)、通信要求并考慮經(jīng)濟(jì)性因素選擇不同的通信方式，南向通信一般可以采用Ethernet、RS232／RS485、現(xiàn)場(chǎng)總線、Bluetod．ZigBee、LoRa、WLAN等方式，北向通信一般可采用Ethernet、PON、PLC、4G．56．NB-J0T等方式。因此，智慧燈桿系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)多種通信方式融合共存的網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)掛載設(shè)備是否通過網(wǎng)關(guān)接入網(wǎng)絡(luò)，可分為直接連網(wǎng)、網(wǎng)關(guān)匯聚、混合組網(wǎng)等模式。

直接連網(wǎng)模式是指掛載設(shè)備通過Ethemet、PON、PLC、光纖直連、4G、50．基站等掛載設(shè)備一般都采用直接連網(wǎng)模式接入網(wǎng)絡(luò)。

式是指掛數(shù)設(shè)備的信息數(shù)據(jù)通過智能網(wǎng)關(guān)接入公網(wǎng)成專網(wǎng)，是目了有直接連網(wǎng)特殊要求的應(yīng)用，均可以采用網(wǎng)關(guān)匯聚模式組網(wǎng)?；旌辖M網(wǎng)模式是指上述兩種組網(wǎng)模式同時(shí)混合使用。

各種組網(wǎng)模式示意圖如圖4-3～圖4-5所示。

不同組網(wǎng)模式可選用的通信方式如表4-5所示。

6）安全體系

依據(jù)智慧城市信息安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，結(jié)合國(guó)家政策文件中有關(guān)網(wǎng)絡(luò)和信息安全治理要求，從規(guī)則、技術(shù)、管理等維度進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。結(jié)合城市信息通信基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃，設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)和信息安全的部署結(jié)構(gòu)。安全體系設(shè)計(jì)內(nèi)容包括但不限于以下3項(xiàng)。

（1）規(guī)則方面：提出應(yīng)遵循的、建議完善的安全技術(shù)、安全管理相關(guān)規(guī)章制度與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

（2）技術(shù)方面：明確應(yīng)采取安全防護(hù)保障的對(duì)象，以及針對(duì)各對(duì)象需要采取的技術(shù)措施。

（3）管理方面：可對(duì)從事智慧燈桿系統(tǒng)安全管理的組織機(jī)構(gòu)、管理制度及管理措施等方面提出相應(yīng)的管理要求。

2．空間布局規(guī)劃

1）空間布局規(guī)劃目標(biāo)

智慧燈桿建設(shè)是一個(gè)分批投資、循序漸進(jìn)的過程，規(guī)劃的目標(biāo)之一是實(shí)現(xiàn)科學(xué)的堂間布局，合理安排建設(shè)時(shí)序及建設(shè)投資，讓有限的投資解決最重要、最有價(jià)值的需求，發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益。

2）空間布局規(guī)劃思路

空間布局規(guī)劃思路是在劃分規(guī)劃場(chǎng)景及建設(shè)需求分析的基礎(chǔ)上，將規(guī)劃目標(biāo)區(qū)域劃分為服務(wù)區(qū)塊，以服務(wù)區(qū)塊作為基本的規(guī)劃單元進(jìn)行布局規(guī)劃，也作為建設(shè)優(yōu)先級(jí)評(píng)估、進(jìn)行計(jì)劃安排、工程管理（立項(xiàng)、實(shí)施）、景觀風(fēng)貌管控的基本單元。服務(wù)區(qū)塊的劃分需要綜合考慮以下要素。

（1）服務(wù)區(qū)塊的劃分宜以控制性詳細(xì)規(guī)劃管理單元邊界、道路為邊界。

（2）服務(wù)區(qū)塊的劃分宜考慮業(yè)務(wù)連續(xù)覆蓋需求，如應(yīng)保證5G、車聯(lián)網(wǎng)的連續(xù)覆蓋需求、景觀風(fēng)貌美化要求等。

（3）應(yīng)結(jié)合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，將場(chǎng)景價(jià)值、應(yīng)用價(jià)值等評(píng)價(jià)指標(biāo)相近的道路或區(qū)域劃分在同一個(gè)服務(wù)區(qū)塊內(nèi)。

（4）服務(wù)區(qū)塊的劃分應(yīng)結(jié)合新（改）建道路、大型場(chǎng)館、公園、綠道、產(chǎn)業(yè)園區(qū)、景觀廊道等城市重大建設(shè)項(xiàng)目的智慧燈桿建設(shè)需求，以實(shí)現(xiàn)同步設(shè)計(jì)、同步施工、同步投入使用。

（5）服務(wù)區(qū)塊的劃分還應(yīng)考慮項(xiàng)目實(shí)施的可操作性，應(yīng)控制每個(gè)服務(wù)區(qū)塊的建設(shè)規(guī)模顆粒度，不宜過大也不宜過小。

3）空間布局規(guī)劃原則

空間布局規(guī)劃以服務(wù)區(qū)塊為基本單元，結(jié)合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、發(fā)展目標(biāo)定位及當(dāng)?shù)卣蚪ㄔO(shè)運(yùn)營(yíng)主體的資金實(shí)力，選擇以下不同的戰(zhàn)略導(dǎo)向進(jìn)行智慧燈桿空間布局規(guī)劃。

（1）以目標(biāo)為導(dǎo)向。以高起點(diǎn)、高標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)目標(biāo)進(jìn)行布局規(guī)劃，主要考慮社會(huì)效益和環(huán)境效益，一般適用于經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚的發(fā)達(dá)城市、重點(diǎn)開發(fā)區(qū)域，以政府投資為主，已落實(shí)資金來源，且有明確建設(shè)進(jìn)度要求。

（2）以需求為導(dǎo)向。以按需建設(shè)為原則，充分考慮投資收益和運(yùn)營(yíng)的可持續(xù)性，根據(jù)已明確需求及近期需求預(yù)測(cè)進(jìn)行布局規(guī)劃，一般適用于以社會(huì)資本投資為主的城市。

（3）以問題為導(dǎo)向。以解決局部道路或區(qū)域的重復(fù)建設(shè)、資源浪費(fèi)、桿體林立、三線下地等景觀風(fēng)貌問題為主要目標(biāo)，循序漸進(jìn)地推進(jìn)智慧燈桿建設(shè)，一般適用于政府財(cái)政實(shí)力有限、社會(huì)資本投資意愿不強(qiáng)的城市。

3．評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1）目的和原則

制定智慧燈桿評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的目的在于通過對(duì)每個(gè)基本規(guī)劃單元（服務(wù)區(qū)塊）進(jìn)行量化的科學(xué)評(píng)測(cè)體系，引導(dǎo)智慧燈桿規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，評(píng)價(jià)智慧燈桿規(guī)劃方案預(yù)期效果和實(shí)際建設(shè)效果，發(fā)揮指引方向和量化評(píng)估作用。指標(biāo)體系編制遵循三個(gè)原則：一是效益性，指標(biāo)能反映智慧燈桿經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益；二是操作性，指標(biāo)的選擇要充分考慮數(shù)據(jù)采集的科學(xué)性和便利度；三是靈活性，可根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況對(duì)各指標(biāo)的權(quán)重和評(píng)價(jià)規(guī)則進(jìn)行調(diào)整。

2）評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

智慧燈桿規(guī)劃指標(biāo)體系主要考慮經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益3個(gè)維度，包括10項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)，具體如表4-6所示。

3）效果評(píng)價(jià)思路

效果評(píng)價(jià)采用加權(quán)計(jì)算評(píng)分的方法，滿分為100分。根據(jù)當(dāng)?shù)卣蚪ㄔO(shè)主體的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、對(duì)智慧燈桿的戰(zhàn)略定位、發(fā)展目標(biāo)等實(shí)際情況評(píng)估每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的相對(duì)重要程度，確定每個(gè)因素的權(quán)重，從0（不重要）到1（最重要），權(quán)重和為1，并對(duì)每個(gè)指標(biāo)分5個(gè)等級(jí)（0～100分）進(jìn)行量化評(píng)分（滿分為100分）。同一評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重在不同地區(qū)的規(guī)劃中可能存在差異，這也反映了各個(gè)地區(qū)的戰(zhàn)略定位、發(fā)展目標(biāo)不同。通過將各評(píng)價(jià)指標(biāo)的得分與相應(yīng)的權(quán)重相乘，即可得出加權(quán)評(píng)分值。

4．規(guī)劃管控機(jī)制

智慧燈桿的建設(shè)涉及城市空間利用、地下管網(wǎng)的鋪設(shè)，且對(duì)城市景觀風(fēng)貌有直接影響，因此，應(yīng)將智慧燈桿規(guī)劃定位為法定的要素配置類專項(xiàng)規(guī)劃，納入新時(shí)代的“五級(jí)三類”國(guó)土空間規(guī)劃體系。

圖4-6所示為國(guó)土空間規(guī)劃體系。

圖4-7所示為國(guó)土空間規(guī)劃約束指導(dǎo)專項(xiàng)規(guī)劃的內(nèi)容。

目前國(guó)內(nèi)部分省市（如廣州、深圳）已明確提出了要求地市政府層面出臺(tái)智慧燈桿建設(shè)專項(xiàng)規(guī)劃、建設(shè)計(jì)劃等相關(guān)政策要求，但由于智慧燈桿涉及專業(yè)技術(shù)多、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，目前尚無成熟的規(guī)劃管控機(jī)制和具體流程、方法，智慧燈桿專項(xiàng)規(guī)劃要像交通、電力等其他城市基礎(chǔ)設(shè)施一樣有效納入國(guó)土空間規(guī)劃體系仍有待進(jìn)一步探索，在此面向當(dāng)前國(guó)土空間規(guī)劃體系提出以下建議。

（1）專項(xiàng)規(guī)劃要面向城市國(guó)土空間總體規(guī)劃、控制性詳細(xì)規(guī)劃兩類法定規(guī)劃進(jìn)行編制，提出各層次規(guī)劃的管控要點(diǎn)，并與電力、通信等市政類專項(xiàng)規(guī)劃及景觀風(fēng)貌等城市特色類專項(xiàng)規(guī)劃相互銜接。在市級(jí)國(guó)土空間規(guī)劃層面，將專項(xiàng)規(guī)劃的內(nèi)容目標(biāo)、建設(shè)規(guī)模和場(chǎng)景劃分作為專項(xiàng)內(nèi)容；在控制性詳細(xì)規(guī)劃層面，有關(guān)智慧燈桿的布局、點(diǎn)位、高度、功能、規(guī)模、桿型等管理要素應(yīng)納入控制性詳細(xì)規(guī)劃指標(biāo)管理體系，作為交通道路、市政、園區(qū)等建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)置條件，指導(dǎo)地塊開發(fā)建設(shè)。

（2）將智慧燈桿專項(xiàng)規(guī)劃成果納入城市“多規(guī)合一”信息聯(lián)動(dòng)平臺(tái)，以便作為其他專項(xiàng)規(guī)劃編制的參考依據(jù)，結(jié)合專項(xiàng)規(guī)劃制定智慧燈桿的行政管理實(shí)施細(xì)則，理順規(guī)劃、審批、建設(shè)和保障等方面的要求，更加高效地指導(dǎo)智慧燈桿規(guī)劃落地實(shí)施。

（3）各類城市總體規(guī)劃雖然在一定的時(shí)期內(nèi)處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，但其他專項(xiàng)規(guī)劃和控制性詳細(xì)規(guī)劃存在動(dòng)態(tài)變化的情況，智慧燈桿的規(guī)劃成果或建設(shè)計(jì)劃也應(yīng)制定動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制，定期根據(jù)最新需求做動(dòng)態(tài)調(diào)整。

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