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乘5G网络东风,智慧路灯迎来春天?

2019-11-13
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智慧路灯是在一根灯杆上选择性的集成交通、通信、环保等职能部门的智能感知设备,比如充电桩、LED信息发布屏、高清摄像头、应急报警、5G基站搭载网络、停车检测、环境感知、井盖及积水监测、网络音像等。通过信息感知技术、数据通信传输技术和计算机处理技术,将所有智慧路灯形成一张相互连接的巨大网络,对各个路灯上传的大数据进行整理和分布式处理,实现城市的智慧管理。

技术层面


(一)构成分析
图一 智慧路灯集成系统框图

从灯体本身的物理组件的角度来看,智慧路灯主要包含:灯杆、照明模块、视频监控模块、环境监测模块、信息发布模块、射频识别模块、太阳能光伏板、充电接口。常见的系统框图如下,其中数据采集器中包含多种传感器,可以测量温度、湿度、空气质量、扬尘、噪声、风速、风向、气压。

图二 智慧路灯产业生态圈

从整个物联网产业生态圈的角度来看,智慧路灯生态主要包括:传感器、芯片、通信模组、通信网络、物联网平台、操作系统、集成应用。传感器是智慧路灯的“五官”,完成外界信息的采集;芯片是智慧路灯的“大脑”,完成信息处理;通信模组是智慧路灯的“联网器件”,是实现通信的底层硬件,是芯片、存储器、功放器件的集成体;通信网络是智慧路灯接入互联网平台的“通道”;平台层是整个智慧城市的“中枢”,用于整个路灯系统的连接、管理、应用开发。

智慧路灯灯体属于物联网的集成应用层,处于产业链的中下游。根据“全球物联网观察”分析的数据可知,集成应用层占产业链价值的30%-40%,利润空间大。

资料来源:中信建设证券研究发展部,由动力谷智略整理

(二)专利分析

2010年IBM提出了智慧城市的愿景,从2012年开始,国内相继有智慧城市建设的政策出台,2014年“智慧路灯”概念首次出现在政策中。由于政策的引导,从2013年开始,智慧路灯专利有公开数据,以后逐年递增。2018年至2019年公开专利增速大幅下降,预示着技术创新进入了稳步发展阶段。




2013年-2019年,公开专利数前10的省市如下图所示,广东、上海、江苏明显领先全国其他省市。湖南省共公开专利7项,排名全国第18位。


2013年-2019年,公开专利数前20的主申请人如下图所示,上海阜华明显领先其他公司或个人。后续将要分析到的上海三思排全国第4位,华体科技排全国第33位。




从专利技术上看,有的公司已经开始探索新的发展可能:(1)与无人机产业结合,实现无人机的空中管控、引导、充电。(2)与北斗高精度定位结合,实现车道级导航和无人驾驶导航。

资料来源:润桐专利检索,由动力谷智略整理

市场层面


(一)整体概况

1. 国内外均处于起步阶段,2020年后将初步形成规模。

近年来,北京、天津、上海、四川成都、湖南长沙、湖南汨罗、江苏高邮、江苏洪泽等超过23个省市已建成试点项目,但一般采购的智慧路灯数量在几十至数百杆之间,尚不具规模。

由于智慧路灯“有网、有点、有杆”,是5G小基站的最佳载体之一。根据各省市5G基站建设的规划政策,基本确定2018年进行重点城市的5G试点,2020年正式开通商用,再结合华为无线站点总裁郝应涛的观点:5G网络将按波次部署,第一波次以宏站为主,第二波即以5G杆基站的部署为主。因此,预计2020年以后初步形成规模。

地点
智慧路灯应用情况
天津
生态城首批设置智慧路灯杆379组,合作区175组、旅游区204组。最先在中新大道、中生大道-海博道、中津大道-海旭道、安正路4条示范道路安装。
湖南
长沙
智慧路灯已运用到长星路、隆园三路、湘府路书香路等12条市政道路上。
湖南
汨罗
汨罗江特色小镇智慧灯杆项目,采用顺舟智能专业设计的青花瓷智慧灯杆,该款智慧灯杆结合无线物联网+青花瓷复古风格设计,灯杆搭载摄像头、高清显示屏、气象传感器、WiFi基站、路灯控制器等设备,在保证契合了汨罗小镇精神文化传承的同时,为智慧小镇的物联网络承载更多的城市智慧管理功能。
江苏
洪泽
由上海三思电子工程有限公司提供了3000多套LED智能调光路灯和30余套全配置智慧路灯及系统平台,根据项目需求,上海三思分别在智慧路灯灯杆上安装LED高清显示屏、电动汽车智能充电、免费无线上网、视频监控、信息推送、应急呼叫、环境监测、应急广播等多种功能模组。
北京
北京经济技术开发区建设近400个智慧路灯以及智慧灯杆、智慧机箱、独立的智慧路灯电力传输管路、光缆传输管路、通信汇接节点和机房,组建了完整的智慧路灯监管平台,形成了"智慧亦庄"物联专网。
上海
外滩南段如通电子智慧灯杆项目,规划区域处于连接北侧世界著名的上海外滩和十六铺渡轮码头、以及南侧世博地块的重要节点。
四川
成都
双流区智慧路灯试点安装智慧路灯。
杭州
钱江
在G20会议期间,安装于G20峰会举办地--钱江世纪城智慧路灯为智慧城市建设助力。


2. 5G小基站部署将带动约583万套的市场规模。

5G网络在频谱上要比4G更高,传输的速度更快,但信号传播的距离更短,这就催生了超密小基站需求。2014年-2017年底,三大运营商合计建设4G宏基站达到389万个,参考频谱的覆盖半径对应的基站数量,预测5G宏基站约为4G的2倍,小基站数量约为宏站数量的1.5-2倍。综上所述,预测在国内5G网络建设的前四年,小基站数量将达到1167万套(389*2*1.5=1167)。由于小基站可以由楼面塔、监控杆、交通指示牌、广告牌等社会杆塔改装,动力谷智略估计,智慧灯杆占小基站建设数量的50%。因此,5G小基站的部署将带动约583万套的智慧路灯市场规模。

资料来源:天风证券

3.统筹主体未明确、运营模式未成形,智慧路灯推广难。

不同的运营者会依据各自业务特点各有所侧重,比如:通信运营商在智慧路灯的方案中,可能不会采用有关市政的部分功能;城市建设方则有可能会在方案中不涉及通讯的部分。同时,方案中涉及气象、交通、城市建设、广告管理等不同领域,而这些领域被不同的政府机构和部门管理,有可能在费用拨付归属、使用运营权的问题上存在分歧。中国照明学会窦林平秘书长分析指出,在智慧路灯推广上存在的障碍,本质是体制的问题。因此,需要有主体统筹全局,将前期建设、后期维护、数据分析、服务收费等运营模式明确。

(二)行业布局者

智慧城市及5G基站建设推动了智慧路灯开始进入人们的视野,照明类、通信类、物联网类、电力建设类企业等纷纷进入智慧路灯行业,以下着重介绍值得关注的几家企业。

1. 布局全产业链的领头上市公司——华体科技

企业概况:成立于2004年,2017年6月上市。从照明方案设计、产品研发制造、项目工程安装及后期的运行管理维护等提供全产业链服务,完整的产业链布局使公司成为城市照明行业领先的整体方案解决商。

目前公司已研发出城市之窗等11套不同的智慧路灯品类,能够全面支持智慧路灯的13项功能,并能够根据需要自行搭载。

开创EMC+PPP政企合作模式,有望引领智慧路灯行业。公司于2018年1月与成都市双流区签订PPP合作协议,运营期收入主要来源于EMC和集成功能收费,预计将带来稳定现金流。EMC(合同能源管理)是一种节能投资服务管理机制,主要运营模式是公司与用能方(路灯管理部门等)签订协议,由公司提供LED照明及配套产品,并提供改造、维护和保养,在工程完工后约定时间内收取一定的节电费和维护费。智慧路灯每年每10万盏灯预计将节约费用近8000万元,运维成本一年可以降低大约56.5%。此外,还有望实现的集成功能收入,主要包括充电桩服务费、5G微基站搭载租金、WIFI和LED显示屏广告收入、天网收入分成、气象监测等等数据采集收入。根据天风证券的测算,整个项目的内部收益率为9.11%,回收期大致为8.52年。

2. 研发能力强劲的老牌非上市公司——上海三思

企业概况:成立于1993年的非上市公司,先在LED显示行业起家,后进入照明行业。现在可以全面提供LED显示和照明的解决方案以及产品设计、生产、销售、安装和服务。
经典的案例有:2500余万元的江苏洪泽县城区LED道路照明及智慧应用改造项目、5000万元投资总额的江西瑞金数字化城市管理项目、北京左安门西街智慧路灯项目、杭州G20峰会智慧路灯项目、上海世博会多杆合一项目以及北京城市副中心的智慧路灯应用与管理项目。同时,在德国和法国也有试点项目。

科研实力雄厚,科研团队人数400余人,每年研发经费投入高达总销售额的8%。创始人为国务院首批特殊津贴专家,其个人的研究成果曾获国家科技进步二等奖、国家发明四等奖、上海市科技进步一等奖、新产品一等奖。智慧路灯的专利17项,排名全行业第4,包含发明7项,实用新型7项,外观专利4项。

3. 杆塔资源雄厚的跨界者——中国铁塔

企业概况:中国铁塔是全球通信铁塔龙头,在国内处于绝对领先地位。公司主要业务包括:塔类租赁业务、室分业务、跨行业业务。跨行业业务包括视频监控、环境监测、气象监测、地震监测、北斗地基增强系统、广告牌等领域。2018年前三季度,公司跨行业站址应用与信息化业务收入达到6.75亿元,同比增长近10倍。随着通信塔社会化利用程度和规模将在未来持续扩大,未来业绩值得期待。

推动“社会塔”与“通信塔”双向开放共享。中国铁塔各地智慧路灯项目在试点建设阶段,已储备了600万座社会杆塔资源供5G站址备选,这些杆塔资源由路灯杆、电力杆(塔)、监控杆、交通指示牌、广告牌等构成,站址资源开发利用上岗之后,50%以上由路灯杆改造成智慧灯杆形式出现。

4. 其他

上海阜华:成立于2010年5月,主要业务方向是电子信息化业务、智能化管理业务、移动物联网业务、锂电新能源业务、智慧城市基础设施运营。据上文统计,其智慧路灯相关专利排名行业第一。

鸿宝科技:2018年12月中标上林县智慧型路灯建设项目,投资额为1800万。项目采用特许经营模式,运营效益年限报价14年。项目运营收益的计算如下:合同期内业主每年支付固定电费和安装维护费给特许经营企业,特许经营企业的运营收益=(政府拨付固定电费+政府拨付维护费用+运营期内灯杆广告的收益)-特许经营企业针对本项目的实际支出。

上海五零盛同信息科技有限公司:系中国电子科技集团公司第五十研究所全资控股子公司,致力于智慧市政、智慧照明、智慧管网等一系列与智慧城市密不可分的行业应用系统的设计、研制和服务,研制和承接的城市数字化市政管理平台及相关应用系统已在天津、重庆、西安、南宁、乌鲁木齐、长沙、石家庄、武汉、沈阳、苏州、常州、包头等城市中获得应用。

总结


智慧城市概念下的智慧路灯领域有着广阔的发展前景,随着5G基站建设的推进,预计在2020年以后智慧路灯初步形成规模。目前,照明类、通信类、物联网类、电力建设类企业等纷纷进入智慧路灯行业,市场集中度不高,各个厂家已经逐步打造出了自身特色,如:华体科技积极探索政企合作运营模式;上海三思由国务院首批特殊津贴专家统帅;中国铁塔掌握雄厚的社会塔杆资源。智慧路灯产业链各环节的技术都比较成熟,解决统筹主体不明确、运营模式未成形的问题,将是未来的发展重点之一。

(本文仅代表作者观点,不代表本公众号立场)


作者:株洲动力谷产业经济研究院有限公司 王佳
本文由“全球物联网观察”出品
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