多功能智能杆对城市空间的优化设计研究——以一街坊配套道路为例

蔡林斌

深圳市综合交通与市政工程设计研究总院有限公司 广东 深圳 518000

随着城市化进程的速度加快，市政道路红线范围内建设的各类架空线、杆体、设备箱等林林总总占用了城市空间，且各类设施设备交叉重复建设等问题成为制约城市快速发展的重要难题，牵扯出后期项目难以实施，迁改困难等问题。深圳市现有市政道路杆件及箱体多达10余种，设计产权单位众多，路口段杆体箱体更是密集，由于目前路口交通设备繁多，每种功能或需求即设一个箱体，导致每个交通监控路口多达4至5个箱柜，严重影响行人通行及城市美观。

推行多功能智能杆建设，实现“多杆合一、多箱并集”，不仅能够大幅精简道路两侧的杆件、箱体，节约城市土地资源，净化、美化城市环境，提升城市形象，也为新一代信息通信技术提供基础设施载体，提升城市管理的精细化、智能化水平[1]。

1 全过程设计思路

根据深圳市人民政府办公室《深圳市多功能智能杆建设发展行动计划（2018-2020年）》的要求，到2020年，基本实现多功能智能杆在全市主要干道的全覆盖，建成多功能智能杆管理平台，促进城市感知网络体系进一步完善，市政管理、公共安全、交通出行、环境保护等领域的城市治理水平大幅提升，城市管理效率和公共服务水平全国一流[2]。

包括在2018年中央经济工作会议提出我国发展现阶段投资需求潜力仍然巨大，要发挥投资关键作用，加大制造业技术改造和设备更新，加快5G商用步伐，加强人工智能、工业互联网、物联网等新型基础设施建设。

功能智能杆的建设在深圳市范围内已有几处试点建成区，各区的建设标准、规格不一致，导致各区建设没有统一标准。深圳市地方标准《多功能智能杆系统设计与工程建设规范》DB4403/T 30—2019[3]的出台对规范我省城市道路杆件的集约化设置，推动市政设施品质化、智慧化建设，构建和谐有序的道路空间，具有重要的指导意义。

2 设计理念

推动多功能智能杆的建设能够给城市经济的良性发展提供助推力，优化城市的空间建设格局，以便给人们的日常生产、生活营造更加便捷的空间条件。同时，多功能智能杆平台对于先进技术的应用更为深入，有助于实现资源效用最大化的目标[4]。

“多杆合一、多箱并集”是未来发展的主要趋势之一，多功能智能杆设计强调杆件综合设置的全面性、系统性，协调与道路、桥梁、隧道、管线、交通、照明、绿化、景观、附属结构各专业之间的关系等。并提高城市的垂直度，可以在有限的空间内实现更多的功能，同时提高城市的绿化率和城市景观的美观性。

3 设计方向

在实现安全、环保、可持续发展的总体目标中应包括三个方面的内容，一是交通功能应达到舒适性、安全性、高效性等；二是环境保护方面要求杆件和机箱建设应尽量减少对空气、声环境、光环境及沿线居民生活的负面影响；三是资源节约方面要求杆件和机箱建设应能充分合并，减少材料、能源浪费，减少对道路地面的侵占。让功能定位从“强调交通功能”向“促进城市街区协同发展”转变，让城市空间从“道路红线”向“完整片区”转变。

道路沿线通过多功能智能杆对各类杆件进行综合整合，通过智能一体化机柜对各类配套机箱并集布设，并为后续各类设施的搭载提供适当预留。多功能智能杆的总体布局应以交通安全及需求为主，优先设置于绿化带内，且注意不得遮挡搭载的设施。应避免路灯与交通设施的光线干扰，影响多功能智能杆智慧交通设施的使用功能。另外，杆件设计应为远期设施接入预留部分接口，做到“一次建设，长期受益”。

界面空间提升方向主要为“整乱象，强特色，增体验，塑空间”四个方向，界面空间主要为城市道路空间内存在的各种问题，使城市空间变得更整洁和更具特色，设施更多样，功能更合理，形成美观有序的道路空间。

4 设计总体方案

4.1 项目概况

一街坊配套道路位于留仙洞总部基地，留仙洞总部基地是深圳市6大总部基地、23个新兴产业基地及集聚区以及16个重点发展区域之一，承担深圳城市转型、产业升级和土地集约利用等重要使命。本次工程设计范围主要包括仙洞路（创科路-同发南路），仙茶路（留仙大道-兴科路），兴科一街（留仙大道-兴科路），仙元路（创科路-仙茶路），道路总全长1932m，均为新建道路[5]。

4.2 本市先行建设项目存在问题

本项目建设之前深圳市先行建设区各试点杆体只做到物理整合，挂载的感知设备互动未能实现。没有配套建设功能平台，不能与周边城市环境形成互动，实际应用于城市管理或园区管理的智慧应用场景未实现。且多数项目重建设、轻运维，因多头管理问题导致多功能智能杆建设完成后尚没有成熟的管理模式。

4.3 项目功能定位

一街坊片区市政道路及建筑集群建成后，将行成城市人流密集、交通发达的街道片区，其城市功能相对集中，在该片区率先探索政府和企业共同推动多功能智能杆建设的管理合作模式，实现全市第一个多功能智能杆的统一运营、统一维护管理模式的试点。通过物理整合、数据归集及边缘计算等技术手段，实现多功能智能杆的各感知模块自组织，率先实现多功能杆智慧化。改善总部基地多杆林立的状况，实现多杆合一，一杆多用，完成城市空间升级。为5G规模组网提供站址资源，为物联网产业发展提供载体预留，建成5G产业示范园区。

4.4 设计亮点

在城市的建设中，做到统筹规划，做好智慧城市建设的总体规划战略，以《留仙洞总部基地信息及通信基础设施详细规划》[6]为依据，充分利用道路市场资源配置为主体，统筹社会分散资源，促进道路资源的共建共享，避免因为重复建设、重复开挖而造成空间及资金资源的浪费。

在整个片区道路的建设过程中，走出一条实效高、互惠互利、成本低、合作共赢的新智慧运营模式。以创新促发展，创新工作方式，打造以人为本的惠民工程。

4.5 设计方向

原市政道路模式是随道路建设路灯、交通监控及交通标识，建成后路灯移交到市灯光管理中心，交通监控移交市交警部门，交通标识移交给市交通局设施处管理维护，基站建设等其他功能均由运营使用单位二次建设。存在立杆、立箱较多，管理分散等问题。形成空间功能叠床架屋、节点繁杂冗余、管线走向混乱的城市道路及地下空间乱象，设计时应考虑到灵活性和可塑性，基于多功能智能杆做多用途设计。合杆设计也并非盲目组合，是在满足规范要求的前提下，综合考虑路灯位置，交通组织及设施点位等，制定合理的设计方案[7]。

4.5.1 多杆合一优化

新方案建设多功能智能杆按市工信局《深圳市多功能智能杆系统技术与工程规范》要求建设，以道路照明灯杆为基础，将灯杆与交通设施杆、路名牌、导向牌与各类设施设备等整合在一起，实现对资源的统一管理和调度，美化道路空间及环境。根据项目的实际需要，拓展网络运营商基站、环境监测、一键呼叫、公安视频监控、商业LED显示屏播放、商用充电桩等应用,并移交给单一运营单位。使智能化灯具真正发挥出自己最大的价值满足人民群众的生活需求[8]。各设备设施产权单位对运营单位维护的各功能提出维护标准和要求并进行监管，同时缴纳维护费用。杆件建成即实现路灯、交通监控和交通标识功能，后续挂载设备及功能使用部门向运营单位提出挂载需求。

利用建设多功能智能杆平台，构建以数据为核心的城市交通信息采集与发布的城市道路载体，实现道路全景监控、交通运行监测、车路协同控制、智能定向诱导、沿线设备物联等功能，为后期自动驾驶和智慧城市升级提供硬件基础。

路口节点通过一体化智能机柜设置智慧信号灯，以市交警已运行平台为基础，接入路面交通流实时数据及互联网交通大数据，通过“数据驱动+人工智能”完成全线流量自适应控制和人车感应控制，信号配时实施优化、设备运维智能化、交通事件处置合理化。

4.5.2 多箱合一优化

路口一体化智能机柜主要实现对路口的通讯设备统一管理，以及UPS电源存放等功能，是保障路口信号灯网络通讯正常运行的基础，对于重点路口配置一体化智能机柜，可以提高路口网络中断、经常断电等困扰已久的问题。不仅节省了人工及城市空间，减小路口占用空间，还使设备现场整洁，设备运行有序稳定，实现了自动化控制。并且能及时上报处理各类设备故障问题，省时省心；标配动环监控系统，可本地、远程监控管理，更可多网点接入上层管理平台统一监管，多样化选择支持，打造成为一体化产品。

4.5.3 管线基础优化

按照设备功能可将新建管道分为通信管道和供电管道两大类。各类管道同沟铺设，不同产权单位管孔分开，独立使用。同时考虑智慧交通设施与运营商光纤管道的互联。公安交警、政务部门及通信运营商管道遵循共沟不共管，强弱电分开，光纤和电缆分开建设的原则，保证后台通路的保密性。

每杆智能杆下设置1座1.0×1.2×1.5m（内净空，长×宽×高）接线井，井内中间设置180mm厚度3h防火墙，使强弱电硬隔离，保证后期使用安全并满足设备接线空间，井与基础通过预留8DN50可绕金属管连接。

防雷接地利用杆基础做接地极，并和PE线可靠连接形成可靠的重复接地，井内设置LEB与多功能智能杆基础钢筋网采用40x4热镀锌扁钢可靠焊接。

5 多功能智能杆建成后实现的经济和社会效益

5.1 多功能智能杆实现的经济效益

多杆平台搭载整合完善的智能设施，有效促进街道智能服务，可以显著延伸城市空间体系的管理深度，增强多功能智能杆的多设备的业务融合，发挥设备联动运营后集聚优势，产生长期且稳定的社会经济综合效益。

道路风貌协调有序，有效减少杆体建设投资，杆体采用滑槽式一体化扁平设计，所有设备可内嵌安装在杆体内部，减少抱杆设备，使得杆件整体简约且富有科技感，有效提升城市整体空间风貌。杆体优先采用绿色低碳设计，推广低耗能设备与材料。

5.2 多功能智能杆实现的社会效益

推进城市精细化管理，为城市管理工作装上“千里眼”，实现全时域、全覆盖，把城市管理问题“一网打尽”。建立了数字化城管平台，承担起城市道路及交通管理问题的采集上报、派遣核查等工作，实现了对区域道路及交通情况实时视频监控、调度、指挥。

利用多功能智能杆的载体平台优势，智慧城管可以进一步完善数字化城市管理方法对城市管理一线数据感知、事件识别、证据固化、立案分派、办理复合等事部件的精细化监管。

5.3 项目效果

按规划，一街坊配套建设道路范围内预计片区城市道路两侧杆体各类杆体（路灯杆、交通设施杆、监控杆、导向牌、路名牌等）在正式运营后四条路共计立杆199个，占用了大量土地资源，多杆整合后立杆105个，减少杆件47%，共享率约90%，且后续可基本杜绝因立杆而引发的道路重复开挖现象。

5G规模组网提供站址资源，为物联网、工业互联网等产业发展提供载体预留，为5G产业示范园区建设奠定基础。同时为留仙洞总部基地新型产业孵化和成长提供条件。项目建成后不仅成为南山区政府主导的第一个多功能智能杆试点项目，还将成为全市第一个园区内外全面感知示范项目，并且成为全市多功能智能杆运营维护模式试点项目。

5.4 投资情况

片区总投资增加情况，根据本次设计新建道路的总投资预算，道路原设计市政常规管道及路灯建设方案预算投资总额约为8232万元，每延米道路单价约为4.26万元，采取多功能智能杆及其配套管沟基础等施工方案每延米道路总投资增加0.22万元，投资总额约为8656万元，增加比例约为5.15%，整体投资增加额度不大，以较低的成本投资完成了片区城市空间的资源整合升级，从社会效益、环境效益等方面进行分析，合杆方案均明显优于分杆方案，具有可推广性及可实施性[9]。

6 结语

通过对一街坊配套道路设计，片区形成共建共享、集约高效的城市物联感知网络建设模式，提升公共安全、城市管理、道路交通等领域的智能感知水平。在未来，中国城市化进程还在继续，经济增长的需求等对现有城市交通及城市空间系统提出新要求，联系了各产权单位对城市空间建设的贡献，相互结合展开了市政设施建设，最大限度满足人们的需求，为促进城市建设和城市品质不断提升提供了良好的建设条件，积极打造以城市空间为主导，与传统市政道路空间设计不同，多功能智能杆为载体的新型智慧城市，是城市可持续发展的重要举措，能够对城市空间布局产生积极的影响，使城市空间得到更加合理的利用。