被低估的「灯杆」

产业幸运儿没那么好当。
  作者  余快  

倘若产品有人设，灯杆就是现代的虚竹。

回首前半生，虚竹不过是少林寺内默默无闻的一位小沙弥，为人忠厚、不善词令，不会引起人们的丝毫关注。
他肯定未料到自己会承袭无崖子、天山童姥、李秋水几个武林大师的一生绝学，与乔峰、段誉成为生死兄弟，从籍籍无名的小僧到搅动武林的高手。虚竹的一生，有传奇有悲情，但不得不承认，他就是天选之子。金庸书中的武侠世界早已不复存在，但他故事中人物命运的原核却以顽强的生命力，延续至今。在21世纪的今天，有一个东西叫灯杆，它存在于大街小巷，随处可见，白天不是它的主场，夜幕降临它悄悄亮起，默默为城市提供光明。只存在于黑夜的灯杆，它重要，却又平凡如斯，从而显得没那么重要。突然有一天，5G、人工智能、物联网接踵而来，一批智慧城市应用找上门来，要求上杆。那情景，宛如无崖子等宗师的一身绝学随时准备倾囊相授。一时间，灯杆成为满足未来5G、物联网、大数据、人工智能、无人驾驶等产业蓬勃发展的“天选”杆。灯杆也没想到，自己一只原本只会发光的小破杆，有一天也会承受万众期盼，入围新一代城市信息基础设施候选人。但概念火爆与市场难掘并存，看好和看衰的论调不相上下，智慧灯杆具体是一个怎样的市场？我们采访到触景无限副总裁赵寒伟，借以参与者视角，一探这个神奇的市场。

为什么是灯杆

灯杆是5G基站的天然载体，智慧城市的重要入口。怎么说？5G带宽大、频段高，波长短，要想连续覆盖，需高密度、大范围部署基站。城市资源有限，5G宏站难以规模落地，密集小型基站是必然选择。灯杆的原生条件与小基站要求极为贴合：有供电；覆盖广、数量多；成本低（已有杆物料，人工施工成本减少）；建设快（已经挖过洞，不用重新接网线）灯杆分布范围密集，供电与通信管道良好，作为通信基站具有分布均匀、布点灵活、资源易得等特点，性价比高，是5G网络布局的绝佳载体。智慧城市对挂载物的数量需求达亿，不同业务需求下，道路反复开挖，工程重复建设，可能使得城市出现无杆址可用的局面，多功能于一体是必然方向。灯杆的高度集成性让各方的目光落到它身上。两个身份，就将当下最火热的两个领域连接于一体，成为新晋“新型公共基础设施”。而这两个领域背后连接着智慧照明、智慧交通、智慧警务、视频监控、环境监测、无线网络、充电桩等多种领域于一体星辰大海。一句话，多功能智慧灯杆能为城市运营降本增效。如果说社区是智慧城市最后一条经脉，那么灯杆就是遍布智慧城市的毛细血管。AI掘金志：灯杆似乎是非常好的载体，那有没有其他类似的替代品？赵寒伟：灯杆能成为最佳载体的原因之一，是因为它是城市内分布最广泛的带电系统，类似的设备还有铁塔、电网电塔等。灯杆、铁塔、电网电塔等都具备成为功能载体的能力，区别在于所在的位置不一样，对应可挂载的功能不一样。AI掘金志：理论上智慧灯杆的功能多达20多项，目前可以实现的有哪些？赵寒伟：在此前的智慧灯杆项目中，我们接入了多达30余类传感器，包括土质、水分、PM2.5、烟雾等等，也包括视觉传感器——摄像机。而不同传感器数据的融合处理，可以实现的功能远超20种。当然单个智慧灯杆的功能实现也和位置、需求相关，我们在整个项目中实现了30多种功能，包括智能照明控制、路测停车、视频监控、应急、信息广播、通讯、环境信息融合处理等等。AI掘金志：你们做的园区项目中每个灯杆功能都不一样，那是相当于做定制化吗？赵寒伟：这不等同于定制化，智慧灯杆本身就需要根据地理位置和场景需求实现不同的功能，组合使用。智慧灯杆系统更像是一个HUB，需要什么样的功能就接入什么样的功能。比如灯杆下有停车位，就接入停车识别功能，灯杆周围有充电需求，就接入充电桩功能；而主干路上没有停车位，那就不需要接入路侧停车和充电桩功能。AI掘金志：传感器需要在前期安装好吗？赵寒伟：智慧灯杆系统扩展极具弹性，根据需求，前后期都可以自由接入传感器。举个例子，比如水边的智慧灯杆设计目标是监测水务，而后续建桥需要对通行车辆进行监测，我们通过云端下发场景所需的车辆检测算法，仅利用灯杆的摄像头，就可以实现。而如果需要增加传感器，也只需要加装新传感器，通过云端下发功能模块，就可以完成功能的增加替换。AI掘金志：有人认为目前宣传的很多功能华而不实，比如5G微站可以建在楼顶，不一定必须要灯杆；在马路上的充电桩很可能是摆设，或者只会导致交通问题更严重；也很少有人在马路上使用Wifi等。这些您怎么看？赵寒伟：智慧灯杆正在发展过程中，有争议很正常，但其中很多问题是出于对新事物的不了解。比如5G微站：1、5G基站的特性是带宽特别大，传输距离短，未来需要极其密集的微基站部署，只在楼顶部署，无法满足需求。2、5G带来的大带宽应用对未来的基站要求是非常大的，尤其是自动驾驶，要求大带宽、稳定的通信质量，对密度要求非常高，而建筑物的物理条件不一，不能保证质量。3、并不是充电+5G+WiFi+…才是智慧灯杆，根据位置的不同，功能也会不同，还是以场景需求为主。

幸运儿没那么好当

传统行业智能转型的每一条路，都经历过或正在经历“欲渡黄河冰塞川，将登太行雪暗天”的行路之难。灯杆能否承受得住如此巨大的能量输入与热切的目光，先看这蜀道有多崎岖。摆在眼前最直观的技术、人才、经验都是泥巴路。独属于智慧灯杆的技术难题：一方面其涉及网络通信、电力、人工智能、云计算等多领域，对厂商综合的系统集成能力要求极高；另一方面系统集成能力不足，创新也难以发展。相对应人才上，多个专业交叉，复合专业人才难寻。经验上，场景广泛，需因地制宜适时调整，不同场景下电、网技术的分配组合，交通、通信、公共安全的场景规划，都需要实践积累；具体上讲，除了存量改造、增量新建的矛盾外，顶层设计也并非易事。多杆合一后，管理权、运营权、数据权归属如何统筹和划分？多功能往往涉及多领域，多领域意味着多管理，打通多极管理，消除数据孤岛不仅是灯杆的痛点，也是众多行业AI转型的桎梏。成本、规模与商业模式的相互纠葛，没走出来的盈利模式是致命伤。一根智慧灯杆根据功能的迥异，价格可以从2万到20余万不等。过去两年试点推广，靠政府财政和专项债顶上，甚至很多企业自掏腰包，要实现基础设施的布局，需要大量、长期、可持续的资金投入和技术投入。成本高昂导致难以规模化运营，不清晰的商业模式又难以吸引规模化投入，不规模化成本难降，加上还没走出一条商业路，社会资本不敢贸然进入，也就难以满足智慧城市的需求。如此看来，似乎一瞬间，灯杆好像又从那个“天选之人”的位置上走了下来，成为了我们凡夫俗子中的一员。这颗智慧城市新星的未来果真如此不值吗？AI掘金志：智慧灯杆建设过程中主要的难点在哪里？赵寒伟：我接触过很多客户和供应商集成商，他们在谈这个事的时候，主要有几个方面：1、道路项目的施工需要协调的部门特别多，多达二十几个。部门协调是个大问题，是以后推进更深入的道路智能化需要逾越的大坎。2、城市道路全面智能化的工程过于庞大，需要系统、完整的城市级顶层设计，要考虑非常多的层面和需求，目前大多数企业以局部项目为主，大规模化非常困难。3、灯杆没有明确的盈利模式。灯杆属于城市基础设施，性质是为城市服务，需要政府主导投入。而目前政府采用PPP或者BOT模式，主要通过灯杆运营回收建设成本，对于厂商来说比较复杂困难。目前很多厂商都在探索从路侧停车、5G微站租赁、充电桩等运营方式中收回成本，但基本只是探索。AI掘金志：所以有人说智慧灯杆技术门槛不高，主要就是集成系统，没有创新，称不上智能，您怎么看？赵寒伟：从传统灯杆厂商的角度看，这是正确的。他们做项目偏集成，每集成一个功能，对应的设备厂商就会提供一个云端平台服务，传统灯杆只是做统一的接入界面。这种模式的好处是便宜，施工简单，没什么技术含量，带来的问题是，它不是一个真正智能平台。而从科技公司的角度，我们是以智能提供商的身份去参与，用边缘计算的技术，将灯杆上所有的传感器数据在边缘端融合处理，实现灯杆所在区域的自治化，实时响应，直接驱动前端控制器做出调整，在技术层面上就做好了对接未来智慧城市的准备。举个例子，有人在禁止区域燃放鞭炮，如果是传统灯杆厂商的云端控制，传感器感知后，通过网络等待云端指令，产生的延时使得灯杆很难获取当事人清晰的画面。而我们可以在感知声音后本地直接调动前端的摄像头抓拍，并会根据环境、光照等信息智能处理，获得最清晰的视频和照片，更直接，更智能。AI掘金志：智慧灯杆的整个工作原理是怎样的？赵寒伟：前端平台化，整合传感器实现区域自治，云端深化数据和应用优势。数据的获取来源是传感器，也是系统的最前端。而所有传感器都将接到灯杆中的边缘计算单元。边缘计算单元有以下功能：1.  传感器接入。不同传感器传输来的协议不同，将这些不同协议的传感器接入到边缘计算单元上，我们已支持近百种传感器的不同协议。2.  边缘计算。接入的数据传输到边缘计算单元之后，如果需要进行识别、检测、各种不同算法计算的，通过边缘计算单元进行计算，例如声音识别，图像检测、图像识别等。3.  控制单元。控制部分主要是依据计算的结果，定义是否有需要控制的传感器，比如之前提到的摄像机转向，比如灯光亮度控制，再比如显示屏内容展示等。4.  数据传输单元。把边缘处理过的数据传输到云端，中心的云端有一个数据收集平台。在云端也分成数据、管理和应用部分。1.  数据平台。存储来自边缘端结构化后的数据。2.  管理平台。对每个灯杆进行监控，参数的配置，修改运行状态等。3.  应用平台。基于数据层，根据不同的业务条线做不同的应用，有些信息可以用于应急、交管和安防，每个部门可能有一套自己使用数据的操作逻辑。AI掘金志：您说接入不同的协议是什么意思？有什么难点吗？赵寒伟：目前不同领域的通信协议非常多，485、232、Lora、蓝牙、Zigbee等等，有十几种不同的传输方式，要全部接入到边缘计算设备，统一整合成系统能够理解的方式有一定难度。触景边缘计算设备目前可以支持十几种协议近百种传感器的接入，对于新协议的开发接入也在有序进行。AI 掘金志：目前一个多功能灯杆的成本大概在什么样的范围？赵寒伟：应用数量是关键。数量较少的话，硬件、软件和平台的费用平摊到杆上就比较高。我们某个项目中只有十几个灯杆，单价是比较昂贵，难以普及。但如果达到近百根、几百根、几千根的话，成本会是一个指数级的下降。目前都是实验性园区或道路，规模不大，规模化后成本肯定会大幅下降。AI 掘金志：您认为在未来规模化的情况下，有什么可以盈利的模式吗？赵寒伟：一是规模化后灯杆的成本会下降很多，硬软件成本压缩，盈利空间增长，可运营的方式也会增多，比如路侧停车位，5G基站营销，充电桩。二是数据的运营，或者说数据服务。数据积累、提炼后可以为更多的政府部门和相关机构提供服务，如应急、疾控等。AI 掘金志：目前进入智慧灯杆的安防厂商并不多，所以目前为止您认为这个市场值不值得进？赵寒伟：并不是不多，而是说很多安防厂家都只是在做其中某一部分。如果只是从纯安防的角度，个人认为没有必要。但从智慧城市的角度系统性分析，智慧灯杆是一个必然的趋势。实现智慧城市最需要的并不是分散的智能方案，而是对城市每个角度的清晰感知，拥有近乎对等的孪生数字城市。依托于道路的灯杆构建了城市的脉络，将成为未来智慧城市的基础单元。AI掘金志：您认为未来以什么方式跟进更好？赵寒伟：智慧灯杆作为未来城市最基础的感知单元，将成为基础设施，驱动城市物联网。而这一定需要边缘计算单元，采用边云结合的架构来实现。原因如下：首先，边缘计算运营成本低。我们算一笔账，一个中型城市大约4万个灯杆，如果所有视频传输到云端，1080P要求4兆带宽，4万个灯杆的传输成本极其恐怖，也会对网络构架造成极大负担。同时95%的数据没有任何用处。所以将来智慧城市的方案一定是边云结合的，通过边缘智能把庞大的无用数据过滤掉，只传输价值信息。其次，低功耗要求。边缘设备采用低功耗专用芯片和嵌入式计算技术，在很多方面与云端处理效率相近，但功耗不是一个数量级，甚至可以使用太阳能、震动、电磁辐射等方式供电，能耗成本更低。最后，物联网的发展，边缘计算尤为重要。物联网时代，接入的设备会更多，更复杂，快速、高效成为未来物联网的重要特征，边缘计算设备将会成为未来物联网的重要组成部分。

何处是归途

回归理性，智慧灯杆似乎并不如市场宣传的那般光芒四射，但这个并不新鲜话题依旧不缺讨论和信心。所谓的”老调重弹“，或因市场确具潜力，经久不衰的探讨背后是从业者坚守的那份想象。多年来，唱衰的声音不绝于耳：技术门槛低、并不智能、成本昂贵、场景不实用、盈利模式模糊云云。这条路不好走，又有哪条路一直好走？批评、看衰谁都可以，埋头苦干、攻坚克难却不是谁都可以。纵观现今成功在某些领域攻城拔寨的佼佼者，大多在打通了某个关键节点，一举成为行业的领军者。技术、行业的某个转折点，正是这些不认命、不服输的从业者一步一步搭起来的台阶。回归现况，纵有万难，依然是国家在支持，厂商在发力，行业在成长的局面。不少地方政府已从试点转为建立专职部门或公司统筹运营，试图打破管理部门间的藩篱。国家开创公路领域发行专项债券先河，尝试通过市场化机制管理智慧杆，企业参与从垫资换取运营权的模式转为与政府合作运营的模式，缓解政府和公司资金压力。智慧灯杆企业数量从2014年的几家发展到如今近1000家，华为、阿里、腾讯也以运营商的身份入局，丰富业内生态。2018年订单规模为3.53亿元，2019年为51.9亿元，同比增长了1368%，截至2020年6月30日，订单规模达246.51亿元，预计2020年总规模可达446.1亿元。未来几年的中华大地，将有一根根平凡灯杆以雨后春笋的速度拔地而起，点亮地图边边角角。身处争议中心的智慧灯杆，在为一个打通任督二脉的契机孜孜不倦。当然这些远远不够，智慧灯杆的后半生，也注定要在诸多看似不可逾越的深坑中前行。尽管路漫，美好的想象总是值得艰辛的追逐。灯杆也如虚竹，本意并非制霸武林，解决江湖恩怨纠纷后，退隐江湖。待智慧灯杆完成物联使命，功成之后，也会退守一隅，回归平静吧。深圳最硬核「视觉×城市」论坛
8月7日-9日，《AI掘金志》将在第五届CCF-GAIR全球人工智能与机器人峰会中举办「视觉智能·城市物联专场」，已确认的嘉宾：

• 田奇，华为云人工智能领域首席科学家，IEEE 院士
• 张磊，阿里巴巴集团副总裁，达摩院AI中心副主任，IEEE 院士
• 梅涛，京东集团技术副总裁、AI研究院副院长，IEEE 院士
  
• 王井东，微软亚洲研究院首席研究员，IAPR 院士
• 姚志强，云从科技联合创始人
• 王孝宇，云天励飞首席科学家
• 申省梅，澎思科技首席科学家、新加坡研究院院长

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