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備，比如充電樁、LED信息發(fā)布屏、高清攝像頭、應急報警、5G基站搭載網(wǎng)絡、停車檢測、環(huán)境感知、井蓋及積水監(jiān)測、網(wǎng)絡音像等。通過信息感知技術、數(shù)據(jù)通信傳輸技術和計算機處理技術，將所有智慧路燈形成一張相互連接的巨大網(wǎng)絡，對各個路燈上傳的大數(shù)據(jù)進行整理和分布式處理，實現(xiàn)城市的智慧管理。

一 技術層面

(一)構成分析

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、揚塵、噪聲、風速、風向、氣壓。

圖二 智慧路燈產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈

從整個物聯(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、物聯(lián)網(wǎng)平臺、操作系統(tǒng)、集成應用。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)絡是智慧路燈接入互聯(lián)網(wǎng)平臺的“通道”;平臺層是整個智慧城市的“中樞”，用于整個路燈系統(tǒng)的連接、管理、應用開發(fā)。

智慧路燈燈體屬于物聯(lián)網(wǎng)的集成應用層，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，集成應用層占產(chǎn)業(yè)鏈價值的30%-40%，利潤空間大。

資料來源：中信建設證券研究發(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，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，預示著技術創(chuàng)新進入了穩(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、江蘇明顯領先全國其他省市。湖南省共公開專利7項，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,上海阜華明顯領先其他公司或個人。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)與無人機產(chǎn)業(yè)結合，實現(xiàn)無人機的空中管控、引導、充電。(2)與北斗高精度定位結合，實現(xiàn)車道級導航和無人駕駛導航。

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個省市已建成試點項目，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、有桿”，是5G小基站的最佳載體之一。根據(jù)各省市5G基站建設的規(guī)劃政策，基本確定2018年進行重點城市的5G試點，2020年正式開通商用，再結合華為無線站點總裁郝應濤的觀點：5G網(wǎng)絡將按波次部署，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，預計2020年以后初步形成規(guī)模。

地點智慧路燈應用情況

天津生態(tài)城首批設置智慧路燈桿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)智慧燈桿項目，采用順舟智能專業(yè)設計的青花瓷智慧燈桿，該款智慧燈桿結合無線物聯(lián)網(wǎng)+青花瓷復古風格設計，燈桿搭載攝像頭、高清顯示屏、氣象傳感器、WiFi基站、路燈控制器等設備，在保證契合了汨羅小鎮(zhèn)精神文化傳承的同時，為智慧小鎮(zhèn)的物聯(lián)網(wǎng)絡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、免費無線上網(wǎng)、視頻監(jiān)控、信息推送、應急呼叫、環(huán)境監(jiān)測、應急廣播等多種功能模組。

北京北京經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)建設近400個智慧路燈以及智慧燈桿、智慧機箱、獨立的智慧路燈電力傳輸管路、光纜傳輸管路、通信匯接節(jié)點和機房，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目，規(guī)劃區(qū)域處于連接北側世界著名的上海外灘和十六鋪渡輪碼頭、以及南側世博地塊的重要節(jié)點。

四川成都雙流區(qū)智慧路燈試點安裝智慧路燈。

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

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，三大運營商合計建設4G宏基站達到389萬個，參考頻譜的覆蓋半徑對應的基站數(shù)量，預測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，預測在國內(nèi)5G網(wǎng)絡建設的前四年，小基站數(shù)量將達到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，智慧燈桿占小基站建設數(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、運營模式未成形，智慧路燈推廣難。

不同的運營者會依據(jù)各自業(yè)務特點各有所側重，比如：通信運營商在智慧路燈的方案中，可能不會采用有關市政的部分功能;城市建設方則有可能會在方案中不涉及通訊的部分。同時，方案中涉及氣象、交通、城市建設、廣告管理等不同領域，而這些領域被不同的政府機構和部門管理，有可能在費用撥付歸屬、使用運營權的問題上存在分歧。中國照明學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、后期維護、數(shù)據(jù)分析、服務收費等運營模式明確。

02 行業(yè)布局者

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

1. 布局全產(chǎn)業(yè)鏈的領頭上市公司——華體科技

企業(yè)概況：成立于2004年，2017年6月上市。從照明方案設計、產(chǎn)品研發(fā)制造、項目工程安裝及后期的運行管理維護等提供全產(chǎn)業(yè)鏈服務，完整的產(chǎn)業(yè)鏈布局使公司成為城市照明行業(yè)領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，運營期收入主要來源于EMC和集成功能收費，預計將帶來穩(wěn)定現(xiàn)金流。EMC(合同能源管理)是一種節(jié)能投資服務管理機制，主要運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、維護和保養(yǎng)，在工程完工后約定時間內(nèi)收取一定的節(jié)電費和維護費。智慧路燈每年每10萬盞燈預計將節(jié)約費用近8000萬元，運維成本一年可以降低大約56.5%。此外，還有望實現(xiàn)的集成功能收入，主要包括充電樁服務費、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)天風證券的測算，整個項目的內(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，后進入照明行業(yè)?，F(xiàn)在可以全面提供LED顯示和照明的解決方案以及產(chǎn)品設計、生產(chǎn)、銷售、安裝和服務。

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

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

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)處于絕對領先地位。公司主要業(yè)務包括：塔類租賃業(yè)務、室分業(yè)務、跨行業(yè)業(yè)務?？缧袠I(yè)業(yè)務包括視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、氣象監(jiān)測、地震監(jiān)測、北斗地基增強系統(tǒng)、廣告牌等領域。2018年前三季度，公司跨行業(yè)站址應用與信息化業(yè)務收入達到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目在試點建設階段，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)務方向是電子信息化業(yè)務、智能化管理業(yè)務、移動物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務、鋰電新能源業(yè)務、智慧城市基礎設施運營。據(jù)上文統(tǒng)計，其智慧路燈相關專利排名行業(yè)第一。

鴻寶科技：2018年12月中標上林縣智慧型路燈建設項目，投資額為1800萬。項目采用特許經(jīng)營模式，運營效益年限報價14年。項目運營收益的計算如下：合同期內(nèi)業(yè)主每年支付固定電費和安裝維護費給特許經(jīng)營企業(yè)，特許經(jīng)營企業(yè)的運營收益=(政府撥付固定電費+政府撥付維護費用+運營期內(nèi)燈桿廣告的收益)-特許經(jīng)營企業(yè)針對本項目的實際支出。

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)應用系統(tǒng)的設計、研制和服務，研制和承接的城市數(shù)字化市政管理平臺及相關應用系統(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用。

三 總結

智慧城市概念下的智慧路燈領域有著廣闊的發(fā)展前景，隨著5G基站建設的推進，預計在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、電力建設類企業(yè)等紛紛進入智慧路燈行業(yè)，市場集中度不高，各個廠家已經(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營模式;上海三思由國務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)的技術都比較成熟，解決統(tǒng)籌主體不明確、運營模式未成形的問題，將是未來的發(fā)展重點之一。