智慧路燈是在一根燈桿上選擇性的集成交通、通信、環(huán)保等職能部門的智能感知設(shè)備，比如充電樁、LED信息發(fā)布屏、高清攝像頭、應(yīng)急報(bào)警、5G基站搭載網(wǎng)絡(luò)、停車檢測、環(huán)境感知、井蓋及積水監(jiān)測、網(wǎng)絡(luò)音像等。通過信息感知技術(shù)、數(shù)據(jù)通信傳輸技術(shù)和計(jì)算機(jī)處理技術(shù)，將所有智慧路燈形成一張相互連接的巨大網(wǎng)絡(luò)，對各個(gè)路燈上傳的大數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分布式處理，實(shí)現(xiàn)城市的智慧管理。

一 技術(shù)層面

(一)構(gòu)成分析

圖一 智慧路燈集成系統(tǒng)框圖

從燈體本身的物理組件的角度來看，智慧路燈主要包含：燈桿、照明模塊、視頻監(jiān)控模塊、環(huán)境監(jiān)測模塊、信息發(fā)布模塊、射頻識別模塊、太陽能光伏板、充電接口。常見的系統(tǒng)框圖如下，其中數(shù)據(jù)采集器中包含多種傳感器，可以測量溫度、濕度、空氣質(zhì)量、揚(yáng)塵、噪聲、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓。

圖二 智慧路燈產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈

從整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈的角度來看，智慧路燈生態(tài)主要包括：傳感器、芯片、通信模組、通信網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)平臺、操作系統(tǒng)、集成應(yīng)用。傳感器是智慧路燈的“五官”，完成外界信息的采集;芯片是智慧路燈的“大腦”，完成信息處理;通信模組是智慧路燈的“聯(lián)網(wǎng)器件”，是實(shí)現(xiàn)通信的底層硬件,是芯片、存儲器、功放器件的集成體;通信網(wǎng)絡(luò)是智慧路燈接入互聯(lián)網(wǎng)平臺的“通道”;平臺層是整個(gè)智慧城市的“中樞”，用于整個(gè)路燈系統(tǒng)的連接、管理、應(yīng)用開發(fā)。

智慧路燈燈體屬于物聯(lián)網(wǎng)的集成應(yīng)用層，處于產(chǎn)業(yè)鏈的中下游。根據(jù)“全球物聯(lián)網(wǎng)觀察”分析的數(shù)據(jù)可知，集成應(yīng)用層占產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值的30%-40%，利潤空間大。

資料來源：中信建設(shè)證券研究發(fā)展部，由動力谷智略整理

(二)專利分析

2010年IBM提出了智慧城市的愿景，從2012年開始，國內(nèi)相繼有智慧城市建設(shè)的政策出臺，2014年“智慧路燈”概念首次出現(xiàn)在政策中。由于政策的引導(dǎo)，從2013年開始，智慧路燈專利有公開數(shù)據(jù)，以后逐年遞增。2018年至2019年公開專利增速大幅下降，預(yù)示著技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)入了穩(wěn)步發(fā)展階段。

2013年-2019年，公開專利數(shù)前10的省市如下圖所示，廣東、上海、江蘇明顯領(lǐng)先全國其他省市。湖南省共公開專利7項(xiàng)，排名全國第18位。

2013年-2019年，公開專利數(shù)前20的主申請人如下圖所示,上海阜華明顯領(lǐng)先其他公司或個(gè)人。后續(xù)將要分析到的上海三思排全國第4位，華體科技排全國第33位。

從專利技術(shù)上看，有的公司已經(jīng)開始探索新的發(fā)展可能：(1)與無人機(jī)產(chǎn)業(yè)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的空中管控、引導(dǎo)、充電。(2)與北斗高精度定位結(jié)合，實(shí)現(xiàn)車道級導(dǎo)航和無人駕駛導(dǎo)航。

二 市場層面

01 整體概況

1. 國內(nèi)外均處于起步階段，2020年后將初步形成規(guī)模。

近年來，北京、天津、上海、四川成都、湖南長沙、湖南汨羅、江蘇高郵、江蘇洪澤等超過23個(gè)省市已建成試點(diǎn)項(xiàng)目，但一般采購的智慧路燈數(shù)量在幾十至數(shù)百桿之間，尚不具規(guī)模。

由于智慧路燈“有網(wǎng)、有點(diǎn)、有桿”，是5G小基站的最佳載體之一。根據(jù)各省市5G基站建設(shè)的規(guī)劃政策，基本確定2018年進(jìn)行重點(diǎn)城市的5G試點(diǎn)，2020年正式開通商用，再結(jié)合華為無線站點(diǎn)總裁郝應(yīng)濤的觀點(diǎn)：5G網(wǎng)絡(luò)將按波次部署，第一波次以宏站為主，第二波即以5G桿基站的部署為主。因此，預(yù)計(jì)2020年以后初步形成規(guī)模。

地點(diǎn)智慧路燈應(yīng)用情況

天津生態(tài)城首批設(shè)置智慧路燈桿379組，合作區(qū)175組、旅游區(qū)204組。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條示范道路安裝。

湖南長沙智慧路燈已運(yùn)用到長星路、隆園三路、湘府路書香路等12條市政道路上。

湖南汨羅汨羅江特色小鎮(zhèn)智慧燈桿項(xiàng)目，采用順舟智能專業(yè)設(shè)計(jì)的青花瓷智慧燈桿，該款智慧燈桿結(jié)合無線物聯(lián)網(wǎng)+青花瓷復(fù)古風(fēng)格設(shè)計(jì)，燈桿搭載攝像頭、高清顯示屏、氣象傳感器、WiFi基站、路燈控制器等設(shè)備，在保證契合了汨羅小鎮(zhèn)精神文化傳承的同時(shí)，為智慧小鎮(zhèn)的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)承載更多的城市智慧管理功能。

江蘇洪澤由上海三思電子工程有限公司提供了3000多套LED智能調(diào)光路燈和30余套全配置智慧路燈及系統(tǒng)平臺，根據(jù)項(xiàng)目需求，上海三思分別在智慧路燈燈桿上安裝LED高清顯示屏、電動汽車智能充電、免費(fèi)無線上網(wǎng)、視頻監(jiān)控、信息推送、應(yīng)急呼叫、環(huán)境監(jiān)測、應(yīng)急廣播等多種功能模組。

北京北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)建設(shè)近400個(gè)智慧路燈以及智慧燈桿、智慧機(jī)箱、獨(dú)立的智慧路燈電力傳輸管路、光纜傳輸管路、通信匯接節(jié)點(diǎn)和機(jī)房，組建了完整的智慧路燈監(jiān)管平臺，形成了"智慧亦莊"物聯(lián)專網(wǎng)。

上海外灘南段如通電子智慧燈桿項(xiàng)目，規(guī)劃區(qū)域處于連接北側(cè)世界著名的上海外灘和十六鋪渡輪碼頭、以及南側(cè)世博地塊的重要節(jié)點(diǎn)。

四川成都雙流區(qū)智慧路燈試點(diǎn)安裝智慧路燈。

杭州錢江在G20會議期間，安裝于G20峰會舉辦地--錢江世紀(jì)城智慧路燈為智慧城市建設(shè)助力。

2. 5G小基站部署將帶動約583萬套的市場規(guī)模。

5G網(wǎng)絡(luò)在頻譜上要比4G更高，傳輸?shù)乃俣雀?，但信號傳播的距離更短，這就催生了超密小基站需求。2014年-2017年底，三大運(yùn)營商合計(jì)建設(shè)4G宏基站達(dá)到389萬個(gè)，參考頻譜的覆蓋半徑對應(yīng)的基站數(shù)量，預(yù)測5G宏基站約為4G的2倍，小基站數(shù)量約為宏站數(shù)量的1.5-2倍。綜上所述，預(yù)測在國內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的前四年，小基站數(shù)量將達(dá)到1167萬套(389*2*1.5=1167)。由于小基站可以由樓面塔、監(jiān)控桿、交通指示牌、廣告牌等社會桿塔改裝，動力谷智略估計(jì)，智慧燈桿占小基站建設(shè)數(shù)量的50%。因此，5G小基站的部署將帶動約583萬套的智慧路燈市場規(guī)模。

3.統(tǒng)籌主體未明確、運(yùn)營模式未成形，智慧路燈推廣難。

不同的運(yùn)營者會依據(jù)各自業(yè)務(wù)特點(diǎn)各有所側(cè)重，比如：通信運(yùn)營商在智慧路燈的方案中，可能不會采用有關(guān)市政的部分功能;城市建設(shè)方則有可能會在方案中不涉及通訊的部分。同時(shí)，方案中涉及氣象、交通、城市建設(shè)、廣告管理等不同領(lǐng)域，而這些領(lǐng)域被不同的政府機(jī)構(gòu)和部門管理，有可能在費(fèi)用撥付歸屬、使用運(yùn)營權(quán)的問題上存在分歧。中國照明學(xué)會竇林平秘書長分析指出，在智慧路燈推廣上存在的障礙，本質(zhì)是體制的問題。因此，需要有主體統(tǒng)籌全局，將前期建設(shè)、后期維護(hù)、數(shù)據(jù)分析、服務(wù)收費(fèi)等運(yùn)營模式明確。

02 行業(yè)布局者

智慧城市及5G基站建設(shè)推動了智慧路燈開始進(jìn)入人們的視野，照明類、通信類、物聯(lián)網(wǎng)類、電力建設(shè)類企業(yè)等紛紛進(jìn)入智慧路燈行業(yè)，以下著重介紹值得關(guān)注的幾家企業(yè)。

1. 布局全產(chǎn)業(yè)鏈的領(lǐng)頭上市公司——華體科技

企業(yè)概況：成立于2004年，2017年6月上市。從照明方案設(shè)計(jì)、產(chǎn)品研發(fā)制造、項(xiàng)目工程安裝及后期的運(yùn)行管理維護(hù)等提供全產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)，完整的產(chǎn)業(yè)鏈布局使公司成為城市照明行業(yè)領(lǐng)先的整體方案解決商。

目前公司已研發(fā)出城市之窗等11套不同的智慧路燈品類，能夠全面支持智慧路燈的13項(xiàng)功能，并能夠根據(jù)需要自行搭載。

開創(chuàng)EMC+PPP政企合作模式，有望引領(lǐng)智慧路燈行業(yè)。公司于2018年1月與成都市雙流區(qū)簽訂PPP合作協(xié)議，運(yùn)營期收入主要來源于EMC和集成功能收費(fèi)，預(yù)計(jì)將帶來穩(wěn)定現(xiàn)金流。EMC(合同能源管理)是一種節(jié)能投資服務(wù)管理機(jī)制，主要運(yùn)營模式是公司與用能方(路燈管理部門等)簽訂協(xié)議，由公司提供LED照明及配套產(chǎn)品，并提供改造、維護(hù)和保養(yǎng)，在工程完工后約定時(shí)間內(nèi)收取一定的節(jié)電費(fèi)和維護(hù)費(fèi)。智慧路燈每年每10萬盞燈預(yù)計(jì)將節(jié)約費(fèi)用近8000萬元，運(yùn)維成本一年可以降低大約56.5%。此外，還有望實(shí)現(xiàn)的集成功能收入，主要包括充電樁服務(wù)費(fèi)、5G微基站搭載租金、WIFI和LED顯示屏廣告收入、天網(wǎng)收入分成、氣象監(jiān)測等等數(shù)據(jù)采集收入。根據(jù)天風(fēng)證券的測算，整個(gè)項(xiàng)目的內(nèi)部收益率為9.11%，回收期大致為8.52年。

2. 研發(fā)能力強(qiáng)勁的老牌非上市公司——上海三思

企業(yè)概況：成立于1993年的非上市公司，先在LED顯示行業(yè)起家，后進(jìn)入照明行業(yè)。現(xiàn)在可以全面提供LED顯示和照明的解決方案以及產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售、安裝和服務(wù)。

經(jīng)典的案例有：2500余萬元的江蘇洪澤縣城區(qū)LED道路照明及智慧應(yīng)用改造項(xiàng)目、5000萬元投資總額的江西瑞金數(shù)字化城市管理項(xiàng)目、北京左安門西街智慧路燈項(xiàng)目、杭州G20峰會智慧路燈項(xiàng)目、上海世博會多桿合一項(xiàng)目以及北京城市副中心的智慧路燈應(yīng)用與管理項(xiàng)目。同時(shí)，在德國和法國也有試點(diǎn)項(xiàng)目。

科研實(shí)力雄厚，科研團(tuán)隊(duì)人數(shù)400余人，每年研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入高達(dá)總銷售額的8%。創(chuàng)始人為國務(wù)院首批特殊津貼專家，其個(gè)人的研究成果曾獲國家科技進(jìn)步二等獎、國家發(fā)明四等獎、上海市科技進(jìn)步一等獎、新產(chǎn)品一等獎。智慧路燈的專利17項(xiàng)，排名全行業(yè)第4，包含發(fā)明7項(xiàng)，實(shí)用新型7項(xiàng)，外觀專利4項(xiàng)。

3. 桿塔資源雄厚的跨界者——中國鐵塔

企業(yè)概況：中國鐵塔是全球通信鐵塔龍頭，在國內(nèi)處于絕對領(lǐng)先地位。公司主要業(yè)務(wù)包括：塔類租賃業(yè)務(wù)、室分業(yè)務(wù)、跨行業(yè)業(yè)務(wù)?？缧袠I(yè)業(yè)務(wù)包括視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、氣象監(jiān)測、地震監(jiān)測、北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)、廣告牌等領(lǐng)域。2018年前三季度，公司跨行業(yè)站址應(yīng)用與信息化業(yè)務(wù)收入達(dá)到6.75億元，同比增長近10倍。隨著通信塔社會化利用程度和規(guī)模將在未來持續(xù)擴(kuò)大，未來業(yè)績值得期待。

推動“社會塔”與“通信塔”雙向開放共享。中國鐵塔各地智慧路燈項(xiàng)目在試點(diǎn)建設(shè)階段，已儲備了600萬座社會桿塔資源供5G站址備選，這些桿塔資源由路燈桿、電力桿(塔)、監(jiān)控桿、交通指示牌、廣告牌等構(gòu)成，站址資源開發(fā)利用上崗之后，50%以上由路燈桿改造成智慧燈桿形式出現(xiàn)。

4. 其他

上海阜華：成立于2010年5月，主要業(yè)務(wù)方向是電子信息化業(yè)務(wù)、智能化管理業(yè)務(wù)、移動物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)、鋰電新能源業(yè)務(wù)、智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營。據(jù)上文統(tǒng)計(jì)，其智慧路燈相關(guān)專利排名行業(yè)第一。

鴻寶科技：2018年12月中標(biāo)上林縣智慧型路燈建設(shè)項(xiàng)目，投資額為1800萬。項(xiàng)目采用特許經(jīng)營模式，運(yùn)營效益年限報(bào)價(jià)14年。項(xiàng)目運(yùn)營收益的計(jì)算如下：合同期內(nèi)業(yè)主每年支付固定電費(fèi)和安裝維護(hù)費(fèi)給特許經(jīng)營企業(yè)，特許經(jīng)營企業(yè)的運(yùn)營收益=(政府撥付固定電費(fèi)+政府撥付維護(hù)費(fèi)用+運(yùn)營期內(nèi)燈桿廣告的收益)-特許經(jīng)營企業(yè)針對本項(xiàng)目的實(shí)際支出。

上海五零盛同信息科技有限公司：系中國電子科技集團(tuán)公司第五十研究所全資控股子公司，致力于智慧市政、智慧照明、智慧管網(wǎng)等一系列與智慧城市密不可分的行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、研制和服務(wù)，研制和承接的城市數(shù)字化市政管理平臺及相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)已在天津、重慶、西安、南寧、烏魯木齊、長沙、石家莊、武漢、沈陽、蘇州、常州、包頭等城市中獲得應(yīng)用。

三 總結(jié)

智慧城市概念下的智慧路燈領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景，隨著5G基站建設(shè)的推進(jìn)，預(yù)計(jì)在2020年以后智慧路燈初步形成規(guī)模。目前，照明類、通信類、物聯(lián)網(wǎng)類、電力建設(shè)類企業(yè)等紛紛進(jìn)入智慧路燈行業(yè)，市場集中度不高，各個(gè)廠家已經(jīng)逐步打造出了自身特色，如：華體科技積極探索政企合作運(yùn)營模式;上海三思由國務(wù)院首批特殊津貼專家統(tǒng)帥;中國鐵塔掌握雄厚的社會塔桿資源。智慧路燈產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的技術(shù)都比較成熟，解決統(tǒng)籌主體不明確、運(yùn)營模式未成形的問題，將是未來的發(fā)展重點(diǎn)之一。