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新基建必看系列——一文看懂爆火的智慧灯杆未来趋势及竞争格局 | 方正证券报告

本文作者:刘琳 2020-07-13 18:30
导语:智慧灯杆是5G新基建浪潮的直接受益者。

智慧灯杆是集照明、视频监控、交通管理、环境监测、通信等多功能于一体的新型信息基础设施,由基础设施及杆体,照明设施,交通、视频监控等其他杆载设施组成,是构建新型智慧城市的重要载体。

作为新一代城市信息基础设施的智慧灯杆,与“新基建”中的不少领域相关,比如 5G 基站、新能源汽车充电桩和车联网等。智慧灯杆作为智慧城市的一个重要组成部分和重要入口,是智慧城市信息化建设天然的搭载平台。

可以说在智慧城市建设中,5G 是不可或缺的主角,而智慧杆将如同末梢神经元般存在。

近日,方正证券发布了《物联网系列——智慧灯杆八问八答报告》(以下简称《报告》)《报告》从概念、行业新发展、未来趋势、行业规模、技术门槛、竞争格局六大维度还原智慧灯杆新行业。

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文档来源:方正证券

一、概念

1、发展历程

路灯的发展经历了普通路灯→文化路灯→智慧路灯三个时期,从照明功能逐步发展为智慧城市入口。 

从1417 年世界第一盏路灯,到 1843 年中国第一盏路灯、1879 年中国第一盏电路灯,再到 1959 年的文化路灯——长安街华灯,随着科技发展,路灯也在不断变化,便利人们的生活,并被赋予了更多性能与可能。

1993 年智慧城市理念兴起,但直到 2015 年才从美国开始有了正真意义上的智慧灯杆, 2016 年是我国智慧灯杆正式落地元年,2017-2018 年智慧灯杆技术发展成熟却由于运营、盈利模式等问题落地受阻,2019 年作为 5G 商用元年为智慧路灯发展创造了新机遇。

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从普通路灯,到文化路灯,再到智慧路灯,密集覆盖城市的路灯不仅承载了照明和文化景观功能,还肩负着智慧城市建设载体和数据入口的重要功能。 

智慧灯杆是在传统照明功能灯杆基础上集成智慧照明、气象站、空气质量检测、城市 Wifi 覆盖、视频监控、充电桩、LED信息发布、信息交互、一键报警、4G/5G 基站等多种功能的新一代城市信息基础设施。

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2、主要功能

其主要功能有:

  • 智能照明:将每一盏灯通过信息传感设备与互联网连接,以实现对批量灯具按需照明和精细化管理,从而达到节能减排、高效运行和维护的目的。 

  • 智能安防:通过摄像头及远程控制系统,可以实现数字监控、治安管理、交通疏导等;另外具有紧急呼叫功能,外场分机与监控中心联系,监控中心可对外场主动广播。 

  • 信息发布系统:通过 LED 电子屏发布政府部门公共信息、警示信息、提示信息,并与智能安防相结合,正常时用语道路限速标识,在道路上出现状况时,发布预警信息。 

  • 无线城市:路灯内嵌 WiFi 热点和微基站,实现无线通讯网络、无线 RF 网、无线 NFO 网, 搭载 4G/5G基站。

  • 充电桩:配合政府推广新能源车,在车站、小区、道路等处的智能路灯杆上,随时随地 为电动汽车提供便捷的充电服务。 

  • 气象站:温度、压力、湿度、空气质量、辐射、降水,甚至是风力传感器都可以安装在路灯上,以获取超本地天气数据。

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3、政策推动

智慧灯杆的特点“综合、共享、智慧、和谐”与党的十八届五中全会提出“创新、协调 、绿色、开放、共享”五大新发展理念相契合,智慧灯杆是对五大新发展理念的实践。

在当前的诸多试点项目中,各地政府通过智慧灯杆系统在服务创新、行业协调、环境友 好、数据开放、资源共享等方面进行了有益尝试,对于促进城市发展和居民生活更高质 量、更有效率、更加公平、更可持续起到了良好的效果。

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4、智慧灯杆的多重意义

(1)公共基础设施

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智慧灯杆是促进城市面貌、生态环境及社会发展和谐的公共基础设施。 

一是城市面貌和谐方面,智慧灯杆可以大幅度减少城市地面设施的繁杂度,做到实用、美观、简约、大方。灯杆外观可进行主题化的艺术设计,更好地体现城市特色。 

二是生态环境和谐方面,智慧杆塔通过共享和智能化大幅降低了市政设施的能源消耗, 杆塔采集到的环境信息可以用于城市噪声及污染防控,促进绿色协调发展。 

三是社会和谐方面,智慧杆塔作为信息化的公共基础设施,在促进多个行业领域共同发 展的同时还为城市居民提供安全保障及便捷的生活服务,使城市更加宜居,社会安全稳定。

(2)多种设施综合体

智慧灯杆是多种设备设施和技术的综合体。 

从功能硬件方面看,智慧灯杆可综合通信杆、路灯、交通监控、安防监控、交通指示牌 、路侧广告牌等多种主要功能设施于一身,实现“多杆合一”。在 ICT 技术的赋能下, 可以高效节能地提供市政、交通、安防、环保等多领域的新型公共服务。

从配套资源方面看,智慧杆塔可将多套功能系统的承载、供电、通信等配套资源进行整 合,优化城市管网利用,减少重复建设及资源浪费。 

此外,智慧灯杆优秀的点位、广泛的分布使其成为 5G 基站的良好载体,优化的 5G 网络是 众多“5G+”创新应用的基础。

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(3)不同行业的共享设备

智慧灯杆是不同行业、不同部门的共享设备。 

一是载体共享,通信、市政、交通、安防等多个行业或部门的设备和传感器可以经合理规划使用同一杆塔载体,实现“一杆多用”。 

二是设备共享,通过对应用在不同领域的设备进行功能整合并采用有效的安全策略,杆上的同一设备可以由多个行业或部门共享使用。 

三是数据共享,各种设备和传感器采集的 数据脱敏后可通过数据平台开源共享,实现城市运行数据的互通,催生出更多跨行业创新应用。

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(4)数据路口

智慧灯杆是智慧城市数据入口。 

智慧路灯配有摄像头、显示屏、射频标签感应等设备,并装备了 WiFi/5G 等无线通信系统。城市的道路、交通、行人、车辆、安防等信息的采集,路灯无疑是极佳的可利用的载体,可以轻易覆盖整个城市道路而不留死角。 

摄像头采集图像和其他数据传回控制平台。控制平台随时转换每个摄像头的拍摄角度以获取高质量的画面。拥有智能充电桩功能的智慧路灯将成为城市新能源车的充电相关数据的主要采集点。

合理布局的城市智慧灯杆网络,可以为智慧城市大脑实时提供海量城市运行数据,是构建数字孪生城市的基础。

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(5)智慧城市的基础

智慧灯杆是智慧城市的关键基础。 

一方面,传统的公共基础设施难以承载不断增加的城市规模、人口度以及老龄化,基础设施智能化是解决这些问题的最佳方案,也是智慧社会的重要基础,其中智慧灯杆落地最为可期。智慧灯杆可支撑视频采集、传感等终端和人工智能、大数据、云计算等 ICT 技术的融合应用,赋能传统城市应用,如基于图像识别或雷达传感的自动驾驶辅助、基于物联感知的城市哑资源管理等。 

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另一方面,构建新型智慧城市和社区需要以数据为基础,智慧杆塔分布广、位置优良, 是“全域感知”收集数据的优良载体。智慧灯杆的综合、共享可与“数字孪生城市”、 “城市大脑”技术相结合带来城市管理模式和城市运行模式的改变。

(6)网络强国的重要载体

智慧灯杆是“网络强国”建设的重要载体 。 

《“十三五”规划纲要》将“网络强国”定位为我国十四大战略之一,提出要“加快构 建高速、移动、安全、泛在的新一代信息基础设施,推进信息网络技术广泛应用,形成万物互联、人机交互、天地一体的网络空间”。 

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智慧灯杆网络如血管和神经一样深入城市的公路、街道和园区,对人口密集处有良好的 渗透,并且布局均匀,密度适宜,可以提供分布广、位置优、低成本的站址资源和终端 载体,是 5G 和物联网大规模深度部署的首选方案。

二、智慧灯杆行业新发展

1、新基建带来的变化:专项债规模扩大

“新基建”浪潮下,地方专项债规模扩大,新增专项债主要投向基础设施建设相关领域和老旧小区改造等。 

2020 年 1-5 月累计发行地方专项债 818 只,同比增发 506 只;累计地方专项债发行额为 21697.92 亿元,同比增长 148.45%;地方专项债占地方债比例也从 2019 年 1-5 月的 55.25% 上升至 79.41%。

国内首只智慧灯杆的专项债落地,开创公路领域发行智慧路灯专项债券先河,引领智能化发展前沿,助力新区新建设。

2020 年 5 月 18 日,眉山天府新区智慧路灯项目专项债券成功发行,15 年期利率 3.43%。眉 山市天府新区智慧路灯项目总投资 20.36 亿元,拟申请政府专项债券资金 11 亿元,占总投资的 54.03%。 

眉山天府新区视高片区主干道——中建大道的近 400 盏智慧路灯建成投用。该智慧路灯在红绿灯、电子眼等设施安装到灯杆上的同时,集合 5G 基站搭载、环境监测、视频监控、 LED 显示发布、一键报警等城市管理功能,通过“多杆合一”提升城市集约化、高效化管理水平。

项目收入主要有照明服务费收入、LED 广告费收入、充电桩收入、天眼服务费及商业的 租售收入,债券存续期内专项收入合计约 34 亿元。

2、需求变化

从照明需求到生活便民到安防需求,到物联网和 5G 小微站发展,未来到无人驾驶和边缘计算,对智慧灯杆集成度和技术含量也提出了更高要求。

需求发生变化,路灯形式也在不断变化:路灯、红绿灯、广告牌+天眼系统、雪亮工程+ 井盖监控、桥梁监控、广告屏+ 5G 小微站+V2X 路测设备、边缘计算等。

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传统模式下,路灯杆、红绿灯杆、监控杆、指示牌标志牌杆、电线杆等分开建设,杆件 功能单一,还存在资源浪费、管理分散、影响市容等问题。2019 年我国灯杆保有量 2935 万(国家统计局)是全国通信铁塔保有量的十倍以上,叠加安防、交通用杆规模更为惊 人。 “多杆合一、一杆多用”是城市现代化建设大趋势。

“多杆合一” 通过减杆,不仅能够节省空间资源,还能节省钢材等,整体建设成本降低 ;通过智能管理维护,还能节省后期维护费用。

单价上,对灯杆公司来说智慧灯杆单价较高,远高于普通路灯杆价格。智慧灯杆根据功能集成价格存在差异,一般型约 2-3 万元,功能丰富的产品要 7-10 万不等。而普通路灯杆报价在 300-1500 不等,智慧灯杆价格比普通灯杆高了 20 倍以上。 

数量上,从 2009 年的 1694 万盏照明灯增长至 2018 年的 2738 万盏,复合增长率 5.48%,在政策支持下,未来新建道路两侧将主要安装智慧灯杆;此外城市道路大量普通路灯杆存在“多杆合一”改造需求。

智慧灯杆规模存在较大上升空间,据 CTIA 预测,2021 年我国以智慧杆为入口的各种硬 件及服务的市场规模或为 3.7 万亿元,占智慧城市总规模的 20% 。

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3、助力企业盈利多元化

盈利模式的拓展和创新才能实现可持续发展。以前灯杆公司只卖灯杆,现在除了卖灯杆,还有后续运维收入,收入更加多元化,可持续性增强。

收入方面,智慧灯杆主要有主体维护收入和基于相应功能的视频监控租金收入、小微基站租赁收入 、充电收入、广告收入、停车井盖管理收入、便民服务收入、数据采集收入等。

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短期内参与企业增多,且企业类型多样化。智慧灯杆涉及物联网、智慧城市、城市安防等相关企业,阿里腾讯华为等巨头和其他行业公司纷纷尝试进入智慧行灯杆业。 

有实际产品、能落地实施做出业绩的智慧灯杆企业数量从 2015 年 5 家发展到了如今的 40-50 家,近三年企业数量增长率均在 60% 以上。

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企业类型多样,发展模式各有选择。目前进入智慧灯杆领域的企业主要有:路灯企业、 路灯杆企业、控制系统类企业以及通讯类企业,生态链上各类相关企业积极跨界,瓜分智慧灯杆发展的红利。 、

智慧灯杆领域未来可能吸引更多领域的企业跨界布局,企业类型更加多样化,如显示屏企业、充电桩企业等。

4、行业走向集中化

传统灯杆行业,行业竞争者众多,市场集中度较为分散。主要由于一是技术壁垒低,产 品同质化严重;二是单价低,运输费用相对单价较高,一般由当地供应商供货,且当地 厂商参与招标采购存在地缘优势,形成大量本土路灯杆厂商。

智慧灯杆行业,尚处于起步阶段,市场集中度将会逐步提升。主要由于:一是集成度高 ,需要软件技术平台,技术壁垒提升;二是单价提升,远高于普通路灯杆,运输成本占 比低,技术壁垒和地理位置优势不再导致本土路灯杆厂商不再具有竞争优势。

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5、巨头入局加速行业发展

对于阿里腾讯华为等来说,灯杆行业是硬件行业,收益率较低 ,功能集成涉及多个不同行业,未来更多的采用与其他企业合作模式。巨头公司自带强 硬科技实力和商业合作资源,能够有力促进产业发展和产业标准的逐步形成。 

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随着智慧灯杆行业的不断发展和越来越多厂商进入,巨头对合作及相关的智慧灯杆企业 规模将提出更高要求,催生未来行业向龙头集中。

三、未来趋势

智慧灯杆前期建设投入的付费者是政府为主体,随着商业模式越来越清晰,资金来源从单纯的财政支出转为专项债为主,企业参与也从垫资换取运营权的模式转换为与政府合 作运营的模式,缓解资金压力,整合资源。

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文化灯时代,产业链上、下游均较分散。上游主要集中在钢材企业,LED 光源企业,集中控制器芯片,单灯控制芯片制造企业等。下游产业主要面对各级城市市政管理部门、改造中的照明领域和普通用户照明领域,包括道路照明、商业照明、庭院照明、楼宇亮化、室内照明、装饰性照明等。 

产业链上游主要是通用型产品,中游主要围绕下游需求进行一次性产品销售,产业链议价能力集中在下游。

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智慧灯杆功能增加,整体产业链随之拓展。产品集成了更多功能,需要集采多种功能数据,并 要求灯杆具有将数据对接到各类平台的能力,技术门槛显著提升,中游议价能力随之提升。

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智慧灯杆+运营的模式下,灯杆企业不仅需要提供智慧灯杆,且要负责数据运营和各下游平台对接,对灯杆企业提出了更高要求,议价能力随之进一步提升。

四、行业规模

1、投资前景广阔

以 10000 根灯杆为例,进行运营业务规模测算。首先,参考落地项目对智慧灯杆建设成本进行测算。预计总成本为 5.39 亿元,平均建设成本为每杆 5.39 万元。

其次是项目营收的测算,主要有来自政府及相关部门支付的路灯、监控、信号灯、WIFI 热点、井盖监测、桥梁监测、环境监测、应急呼救等租赁使用费和运营商支付的基站租 赁费用、车联网支付 RSU 数据使用费用、消费者支付充电费用。 

10000 根智慧灯杆为例,满负荷运营状态下,合计每年收入1.80 亿元,平均每杆年收入 1.80 万元。

然后是项目支出的测算:主要包括电费支出、固定资产折旧、资金成本的人员工资。 

其中,电费支出主要包括 LED 路灯、光源控制系统、LED 显示屏、信号灯、摄像头、充 电桩、基站、WiFi 热点、RSU、井盖和桥梁监测系统、环境传感器等装置使用电费。计 算平均使用时间和单价,合计10000 根智慧灯杆每年使用电费 6950 万元。 

固定资产折旧年限与债券期限一致为 15 年,采用直线折旧。 

总支出每年达 1.36 亿元,毛利 4311 万元,平均每杆毛利 0.43 万元;毛利率高达 24%。

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最后是项目现金流及 IRR 测算:每年现金净流入为 7902 万元,IRR 为 11.99%。

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2、订单高速增长

18 年萌芽,19 年开启,20 年上量-总体呈指数增长。据采招网、电力招标网等招标中标信息,2018 年智慧路灯中标项目 28 个,项目总规模为 3.53 亿元;2019 年智慧路灯开始放量 ,中标项目 174 个,项目总规模为 51.90 亿元,同比增长 1368%; 2020 年智慧路灯持续高速增长,截至 2020 年 6 月30 日,中标项目 100 个,项目总规模达 246.51 亿元。若 2020 年下 半年订单量比上半年略增,2020 年项目总规模预计可达 441 亿元。

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订单中标均价明显提升,单个智慧路灯项目规模扩大趋势显现。2018 年,平均每个项目中标价为1262.45万元; 2019 年,平均每个项目中标价为 3305.57 万元,同比增长 161.84%;截至 2020 年 6 月 28 日,平均每个项目中标价达 2.16 亿元,较 2019 年增长 553.17%。 

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百万级千万级项目占比最大,上亿级项目占比持续提升。2018 年,28 个中标项目中 ,上亿级项目仅1个,占比 3.57%,亿级以下项目有 27 个,占比 96.43%,其中百万级 以下项目 7 个,百万级及千万级项目 20 个;2019 年,百万级及千万级项目数量大幅上升至 92 个,占比 58.60%,百万级以下项目 55 个,占比 35.03%,上亿级项目 10 个,占比提升到 6.37%;2020 年,百万级及千万级项目 43 个,占比48.31%,百万级以下项目 31 个,占比 34.83%,上亿级项目 15 个,占比提升至 16.85%。

3、行业高速增长

城市照明路灯数量规模庞大,智慧灯杆建设规模小,2018 年实际渗透率万分之五不到。 据国家统计局数据,城市道路照明灯不断增长,从 2009 年的 16.94 百万盏增长至 2018 年的 27.38 百万盏,年复合增长率 5.48%。 但智慧灯杆建设仍在起步阶段,据 Ofweek,中国智慧灯杆建设规模从 2014 年的 400 根增 长至 2018 年的 13000 根,复合增长率达 89.88%。 从 2014 到 2018 年,智慧灯杆渗透率从 0.0022%增长到 0.0475%。

预计 2020、2021 年智慧灯杆总量将达到 50700 和 150700 根,智慧灯杆布局加速替代普通路灯是大趋势。以智慧灯杆单价为 2 万均价计算,未来潜在市场空间达 5476 亿元。

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五、行业门槛

1、技术门槛

智慧灯杆物联网领域技术复杂,涉及网络通信、云计算、电力、人工智能等专业种类, 内含通信、视频监控、照明、环境监测、交通、信息发布、能源、运维等多个子系统, 产品设计需考虑各系统的兼容、协同,灯杆的弹性扩展,产品服务的升级、回退、扩容等,整体复杂度高,专业要求高。

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2、人才门槛

我国智慧灯杆产业十分年轻,领域内复合型人才要求高,导致人才匮乏。智慧灯杆产业 发展时间段,而涉及网络通信、云计算、电力、物联网、人工智能等复杂领域,对硬件设计专家、平台架构师、运维工程师以及系统架构师要求较高,高校也无匹配专业输送人才,呈现出智慧灯杆人才缺乏的现象。

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3、经验门槛

智慧灯杆涉及场景广泛,在不同场景下需对提供的业务进行调整,厂商在进行不同场景 的智慧灯杆解决方案设计时,不断沉淀经验形成厂商的经验壁垒。

智慧灯杆厂商并不只局限于灯杆本身的改造,还需考虑不同场景下通信和供电管网、市政管理平台的基本情况,以及业务与城市规划、公共安全、交通、通信等多个企业或政府部门的协同共享等方面。上游通信供电施工等、中游平台建设与系统集成以及下游不 同功能对接到不同部门,都需要厂商长期多年的经验积累。

六、行业竞争格局

1、产业链

智慧灯杆功能繁多,行业集中度低,涉及厂商种类、数量较多。据供应链环节,已布局企业可分为智慧杆成品、LED 照明及 LED 显示屏、安防设备、通信网络运维、基站制造及杆塔供应、监测设备、智慧城市系统运维的、身份识别、可视化终端、新能源充电桩等相关企业。

2、巨头布局

5G 时代的铺网,基站建设是重要一环。与 4G 相比,5G 使用的频率高、基站密度大,5G 时代的基站建设面临选址难、投资大、工期长的问题以及对城市市容景观带来影响等问题。路灯灯杆灯塔等无疑是 5G基站的“好搭档”。 

国内三大运营商独立或与华为等厂商合作,布局智慧灯杆建设,5G 智慧灯杆、NB-IoT智慧路灯项目已落地。

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阿里、腾讯、华为、中兴通讯等互联网、通信巨头也纷纷入局,结合自身技术和平台优势,已在国内外均有智慧灯杆项目落地。

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3、跨界厂商

智慧灯杆功能繁多涉及厂商种类广,不少安防、充电桩、通信设备、互联网、大数据、 云计算等相关企业跨界布局。 提供智慧灯杆成品的跨界厂商有飞乐音响、日海智能、梅泰诺等 12 家已有落地或在建项 目。

4、配套厂商

涉及智慧灯杆安防、微基站、充电桩功能实现以及系统运维的厂商与其他企业合作,已 有智慧灯杆项目落地或在建。其中,提供安防设备的企业有海康威视等 2 家,基站建设及灯塔供应的有中国铁塔这 1 家,智慧城市系统运维的有中电科、浪潮集团等 6 家,新能源相关的有策笛新能源 1 家。

5、核心企业

据 2019 年 8 月 Ofweek 调研评选出来的 2018 年中国智慧灯杆行业 15 强企业,华体科技排名第一。此外,较为活跃的企业还有华为、中兴通讯、浙江晶日、方大智控和顺舟智能等。

总体而言,布局智慧灯杆行业企业种类繁多,运营商和巨头纷纷布局,传统照明和灯杆 塔企业具有先发优势,物联网、互联网等企业发展迅猛,企业发展模式各不相同。 

预计未来,随着行业发展成熟和标准的确立,产业链核心企业快速扩大智慧路灯业务规模、丰富业务覆盖区域与完善产业链布局,产业集中度将会越来越高,灯杆行业将打破历史格局,形成全国甚至全球业务,走向集中化。

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