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发布时间:2024-03-28 15:34:06

  1. 数字经济时代最重要的技术是“5G+云+AI”
  2. 数字孪生在新型智慧城市建设中的应用都有哪些?
  3. 物联网的发展趋势

一、数字经济时代最重要的技术是“5G+云+AI”

传统的以生产为主导的商业经济模式已无法支撑企业降本增效的需求,数据驱动企业运营模式发生变革已经成为必然的趋势。随 着数字经济新时代的到来,传统技术并不能很好地满足产业在网络化、平台化、智能化等方面的需求,如:4g 时代网络的带宽和延迟不足以支撑终端和中央无缝的联接;私有部署的传统计算无法实现算力资源规模化的整合;简单人工神经网络有限的准确率不能满足产业内对 智能应用的高精度要求。而以 5g、云计算、ai 为代表的新兴技术的发展和应用,为传统企业由电子化到信息化再到数字化搭建阶梯,通 过其技术上的优势帮助企业在传统业态下的设计、研发、生产、运营、管理、商业等领域进行变革与重构,进而推动企业重新定位和改进当前的核心业务模式,完成数字化转型。

“5g+云+ai”成为数字经济新时代的重要引擎

随着新技术、新模式、新业态对传统产业冲击的不断加强,数字化转型已经成为全球企业的共识,面对着数字化转型的浪潮,新兴数字技术的支撑作用体现的愈发明显:5g 技术以低时延、大带宽、广连接的优势,结合行业各种场景,为体验和应用带来质的飞跃,将深刻地改变人类社会的发展进程;云计算作为其中重要的力量,将汇聚更多样化的算力和应用,让政府与企业进入上云的快车道,加速产业的智能升级;基于优秀的算法,海量的数据,以及云端丰富的算力, ai 将为各个产业带来巨大的变革。

在 5g、云计算、ai 的引领下,行业越来越丰富、数据量越来越大,这就需要多元新架构的支撑,5g、云计算、ai 的融合创新发展已成为必然。“5g+云+ai”技术融合将加速数字溢出,并成为数字经济新时代的重要引擎。

(一)5g 让联接无处不在

移动通信技术的不断升级,加速了社会数字化发展的进程。 1g 时代,采用模拟信号传输,通信时面临安全性差和易受干扰等问题, 且各个国家的 1g 通信标准不一致不能全球通信。2g 从模拟调制进入到数字调制,手机具备了上网功能,但是传输速率很慢每秒 10-15kb。随着图片和视频的传输需求的诞生,人们对于通信传输速率的要求也 日趋高涨,于是 3g、4g 相继而生。3g的通信标准将信息的传输速率提高了一个数量级,上网成为了手机的主要功能。4g 相对于 3g 速率进一步提升,可以快速地传输高质量的图像、音频和视频等,满足用户对于无线网络服务的要求。但是,随着用户日益增长的使用需求,以及智能化设备的登场,未来数据流量必然会爆发式增长。目前 每个4g用户每人每月大约需要 3g 左右流量,如果运营商全面开放4g 上网套餐,则至少需要 20g 才能满足用户需求,以4g的网络能力肯定是无法承受的,从根本上解决用户日益增长的使用需求与运营商网络提供能力不足的矛盾,最好的解决方式就是 5g。

通信发展历程

5g   有三大特性:大带宽高速率、低时延高可靠和海量连接。 网络速度提升,用户体验与感受才会有较大的提高。 5g 速率较 4g 全方位提升,下行峰值速率可达 20gbps,上行峰值速率可能超过 10gbps。 对网络速度要求很高的业务能在 5g 时代被推广,例如,云vr 的呼声一直很高,但是目前 4g 速度不足以支撑云 vr 对视频传输和即时 交互的要求,用户还是需要依靠昂贵的本地设备进行处理。依托于5g 的高速率,云 vr 将能够获得长足发展。 5g 支持单向空口时延最低 1ms 级别、高速移动场景下可靠性 99.999 的连接。 5g 超低时延的特性可以支持敏感业务的调度,为车联网、工业控制、智能电网等 垂直行业,提供更安全、更可靠的网络连接。同时,使得自动驾驶、远程医疗等应用场景走向现实。 5g   网络每平方公里百万级的连接数使万物互联成为可能。 5g 网络面向的不仅仅是个人用户,还有企业用户和工业智能设备,5g 将为c 端和b 端的用户或智能设备提供网络切片、边缘计算等服务。5g 每平方公里百万级数量的连接能力和多种连接方式,拉近了万物的距离,实现了人与万物的智能互联。

5g特性

5g 关键特性对应的应用场景

随着 5g 商用牌照的发放和 5g 网络建设的大范围铺开,我国 5g 商用开局良好。 截至今年 7 月,全国各省市共发布 5g 相关政策文件35 个,加速 5g 在工业互联网、交通、医疗等多个行业创新应用场景,5g 时代已来。产业发展方面,5g 产业链上游设备厂商着手开发和生产 5g 设备、运营商密集建设 5g 网络、先行终端厂商接踵发布 5g 手机,同时,通信行业与垂直行业加紧开发 5g 应用。截至今年 7 月, 全国范围内已建成 5g 基站 3.8 万个,预计至 2019 年底,全国 5g 基站建设总数将进一步增加。5g 消费类终端仍将以智能手机为主要形式,同时智能穿戴设备、智能家居、智能工业应用等终端正在逐渐丰富。标准方面,5g 技术标准是一个渐进的过程,2018 年 6 月 5g 第一个版本标准完成了增强移动宽带场景,2020 年 3 月 5g 第二版本标准将完成低时延高可靠场景。在 5g 标准制定中,我国厂商做出了重要贡献,并且掌握较高比例的核心标准,在 5g 标准推进速度、推进质量方面均位居世界前列。

5g 将拉动产业链上下游高速持久的经济增长,带动我国实体经济转型为社会带来价值。 据中国信息通信研究院测算,预计 2020-2025 年期间,我国 5g 商用将直接带动经济总产出 10.6 万亿元,直接创造经济增加值 3.3 万亿元;间接带动经济总产出约 24.8 万亿元,间接带动的经济增加值达 8.4 万亿元;就业贡献方面,预计到 2025 年,5g 将直接创造超过 300 万个就业岗位。由此可见,5g 对于经济增长的贡献潜力巨大,5g 技术在改变人民日常的生活和生产方式,甚至会给社会带来根本性的变革。未来,5g 将成为全面构筑经济社会数字化转型的关键基础设施。

5g 使得海量数据的有效传输成为可能,为垂直行业的高质量发展带来新契机。 自动驾驶、智慧城市、智能家居等垂直应用已经走了很长一段时间,但暂时还没有取得突破性的发展。其中关键问题就在于网络连接,在现有的网络下,虽然速度一直在提升,但由于功耗高、可用频段少和高时延等限制,很难将所有硬件设备连接在一起,它们只是单独获得了连接能力,而并没有实现真正的连动。5g 的多种连接技术可支持海量机器类通信,满足机器类通信所需的低成本和低功耗要求。其次,在万物具备互联能力的基础上,大连接、低时延的5g 网络可以实时传输前端设备产生的海量数据,提升数据采集的及时性,为流程优化、能耗管理提供网络支撑。5g 具有媲美光纤的传输速度、万物互联的泛在连接和接近工业总线的实时能力,同时 5g 可以与云计算、人工智能技术深度融合,向垂直行业领域加强渗透, 为垂直行业的高质量发展带来新契机,助推城市的智能升级和企业数字化转型。

5g 赋能消费级和企业级应用

(二)云让计算触手可及

如果从 2006 年ibm 和谷歌联合推出云计算这个概念开始算起,云计算已经进入了第二个十年,在第一个十年里,云计算从被质疑到成为新一代 it 标准,从单纯技术上的概念到影响到整个业务模式。虽然到目前为止,还有很多不成熟的地方值得探索,但云计算在第一个十年里已经正式确立了它的地位,已经被广泛接受并实践。现如今, 我们正处在一个全新的时代,数据呈现爆炸性增长,人类对计算的需求大大增加,并且希望随时随地获取,这将直接推动云计算成为数字经济时代的新型信息基础设施,并作为公共服务支撑下一波数字经济的发展,推动人类走入数字化时代。

云计算发展历程

随着云计算的不断发展,云计算的服务模式也在不断调整。 it 基础设施被要求更大规模的扩展、更高的密度、更低的功耗以及更低的成本,同时要有灵活、弹性、直观与深入的管理方式,并以标准化、通用化的形式将服务提供给客户,这将很大程度上解决传统计算的服务模式固化、资源整合能力不足、资源分配时间成本高、平台化效率低等问题。云计算发展至今,其特点主要呈现为以下几个方面:

虚拟化。云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。

规模化整合。云里的资源非常庞大,在一个公有云中可以有几十万甚至上百万台服务器,在一个小型的私有云中也可拥有几百台甚至上千台服务器。

高可靠性。云计算使用了多副本容错技术、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性,使用云计算比使用本地计算机更加可靠。

高可扩展性。云计算具有高效的运算能力,在原有服务器基础上增加云计算功能能够使计算速度迅速提高,最终实现动态扩展虚拟化的层次达到对应用进行扩展的目的。

按需服务。云计算是一个庞大的资源池,使用者可以根据需要来进行购买。

全球云市场规模及增速

云计算进入成熟期,全球云计算市场规模总体呈稳定增长态势。 2018 年,以 iaas、paas 和 saas 为代表的全球公有云市场规模达到1363 亿美元,增速 23.01%。未来几年市场平均增长率在 20%左右, 预计到 2022 年市场规模将超过 2700 亿美元。

我国公有云市场保持高速增长,私有云市场增速趋于稳定。 2018 年我国云计算整体市场规模达 962.8 亿元,增速 39.2%。其中,公有云市场规模达到 437 亿元,相比 2017 年增长 65.2%,预计 2019-2022年仍将处于快速增长阶段,到 2022 年市场规模将达到 1731 亿元;私有云市场规模达 525 亿元,较 2017 年增长 23.1%,预计未来几年将保持稳定增长,到 2022 年市场规模将达到 1172 亿元。

我国云计算市场规模及增速

我国云计算应用正从互联网行业向政务、金融、工业、轨道交通等传统行业加速渗透。 政务行业是云计算应用最为成熟的领域,全国超九成省级行政区和七成地市级行政区均已建成或正在建设政务云平台;金融行业是云计算深化应用的重要突破口,《中国银行业信息科技“十三五”发展规划监管指导意见》(征求意见稿)指出,到“十三五”末期,面向互联网场景的主要信息系统尽可能迁移至云计算架构平台;工业云是推动两化深度融合、发展工业互联网的关键抓手, 在国家政策的指引下,全国各地方政府纷纷进行工业云发展规划,积极推进工业云的发展;轨道交通是城市运转的命脉,轨道交通信息化已经成为国家信息化重要布局,轨道交通云正处于蓬勃发展、方兴未艾的关键时期。

云计算正成为政府和企业实现数字化转型的重要信息基础设施。 对于政府来说,一方面,云计算助力政府打破信息孤岛,实现数据共 享共治,通过电子政务云平台,提高电子政务信息共享的效率,扩大 信息共享范围;另一方面,依托云平台有效推动“互联网+政务服务” 建设,极大提升了政务服务的便捷性;对于企业来说,信息化成为不 少传统企业的短板,云计算能够大幅降低企业信息化建设成本,有效 降低了企业的时间成本和资源成本,逐渐颠覆传统行业it 部署的方式。除此之外,云计算帮助企业优化运营管理流程,企业利用云资源 可以实现弹性扩张,依托云计算资源池的共享机制,有效解决了企业 业务量波动性强带来的成本不可控问题,帮助企业实现降低运营支出。

(三)ai 让智能无所不及

ai,即人工智能,可以理解为用机器不断感知、模拟人类的思维过程,使机器达到甚至超越人类的智能。随着以深度学习为代表的技术的成熟,人工智能开始应用到数字经济的各个组成部分,促进产业内价值创造方式的智能化变革。

自诞生至今 60 多年的历史中,各行业专家学者们进行了大量探索与实践,ai 的发展也经历了多次起伏。 ai 最早于 1956 年夏天美国达特茅斯大学的一场学术会议中提出并获得肯定,标志着人工智能科学正式诞生。1956 年到 20 世纪 60 年代初,机器定理证明、跳棋程序等研究成果大大提高了人们对人工智能的关注度。但在随后的 10 年中,对人工智能过高的期待使得人们设立了许多不切实际的研发目标,例如用机器证明函数问题、依靠机器进行翻译等。这些挑战不出意外地相继落空,使人工智能的发展步入了低谷。到了 70 年代末期, 专家系统的出现让人工智能成功从理论研究走向了实际应用。专家系统通过模拟人类专家的知识和经验解决特定领域的问题,让人们开始在医疗、化学、地质等领域享受人工智能带来的价值。80 年代到 90 年代,随着美国和日本立项支持人工智能研究,人工智能进入第二个发展高潮期。期间,人工智能相关的数学模型取得了一系列重大突破, 如著名的多层神经网络、bp 反向传播算法等,使算法模型准确度和专家系统获得了进一步优化。

人工智能发展历程

如今,得益于算法、数据和算力三方面共同的进步,人工智能发展到了新的阶段,呈现出专业性、专用性和普惠性的特点。

专业性指的是人工智能具有了等同甚至超越人类专业水平的能力。 随着深度学习等技术的成熟,人工智能已不仅仅能够进行简单的重复性工作,还可以完成专业程度很高的任务。例如,阿尔法狗(alphago)在围棋比赛中战胜了人类冠军,人工智能系统诊断皮肤癌达到了专业医生水平,人工智能程序在大规模图像识别和人脸识别中有了超越人类的表现。

专用性指的是目前一种人工智能应用通常仅能用于一个领域, 无法实现通用的人工智能。 面向特定任务(比如下围棋)的专用人工智能系统由于任务单一、需求明确、应用边界清晰等理由形成了人工智能领域的单点突破。虽然在信息感知、机器学习等“浅层智能”方面进步显著,但是在概念抽象和推理决策等“深层智能”方面的能力还很薄弱,存在着明显的局限性,与真正通用的智能还相差甚远。

普惠性指的是人工智能技术能够与不同的产业相结合产生新的应用,对各行各业都产生普惠效应。 图像识别,语音识别、自然语言理解等人工智能技术能够根据不同行业的需求,形成具体的应用,在各式各样的场景中发挥作用。例如,图像识别在制造行业的产品检测应用能够节省大量人力,在交通行业的车牌识别应用能够简化认证流程,在零售行业的刷脸支付应用则能够优化购物体验。

人工智能应用特点

人工智能应用的成熟,既催生了新的市场,也为传统产业的发展注入了新的活力。据idc 统计,2018 年我国人工智能市场规模为161.9亿元,预计到 2022 年市场规模将接近 700 亿元,年复合增长率超过50%。

我国人工智能市场规模

人工智能的发展正驱动着产业内劳动力、工作方式以及工作组织形式等多方面的变革。首先,人工智能能够通过辅助人类活动显著降低工作门槛,实现工作方式的智能化变革。例如,通过在人机交互方式上应用图像识别、语音识别和自然语言理解等技术,不仅能够大大降低了用户的学习成本,还使得交互效率大幅提升。其次,通过利用人工智能取代人类工作能够更稳定、甚至更高效的完成任务,实现劳动力的智能化变革。例如,在许多现代化工厂里,大量的工业机器人和机械臂已经取代了人工岗位。结合适当的人工智能算法,甚至能够实现全流程的自动化,为企业带来更高的生产效率和生产质量。最后, 通过突破人类思维,人工智能能够创造新的流程、方法或产品,实现工作组织形式和应用方式的智能化变革。例如,通过使用机器人流程自动化(rpa)工具,企业能够使“机器人”与处理事务、数据以及与其他数字系统通信的应用进行交互,执行跨越多个应用的复杂嵌套流程。而以人工智能为基础的机器翻译技术则促成了翻译机产品的出现。语音识别、机器翻译等技术构成的翻译软件和专属硬件相结合, 为消费者提供了快速对话翻译能力,在出国旅游等情景下得到了广泛应用。

(四)“5g+云+ai”技术融合加速数字溢出

不同经济时代的发展依赖着不同的核心资源。从农业经济时代的土地和奴隶到工业经济时代的石油、煤、天然气,对核心资源的利用推动着经济的发展。而数字经济时代的核心资源——数据,自然也需要与之相配套的生产工具。在数据产生、传输、存储、计算、分析和应用的整个生命周期中,5g、云和ai 相互融合,形成了数字经济新时代从终端、边缘到中央云的一体化生产工具。

不同经济时代核心资源及生产工具对比

5g 负责对数据进行高效地传输。 工业经济时代的公路、铁路使人们摆脱了依靠双腿运输燃料的局面。5g 大带宽、低延迟的特性, 为数据提供了一条高速通道。一方面,5g 负责将海量的数据从客户端传送到云端处理。另一方面,又能把处理的结果和生成的应用迅速分发到边缘供人们使用。

云负责对数据进行计算和存储。 工业经济时代的工厂负责对原材料进行集中加工,解决了零散小作坊的效率和成本问题。云计算规模化的计算资源在对数据处理能力上同样与独立私有部署形成了天壤之别。依托于云计算技术,人们总能在短时间内获得足够的计算资源, 在节省成本的同时,极大地提升了计算效率。

ai   负责对数据进行分析和挖掘。 工业经济时代的蒸汽机和内燃机改变了燃料应用情况,将燃烧的热效率从 3%提升到 40%以上。ai 对数据的分析挖掘能力,同样带来了不同于一般统计分析的成果。某些原本只有七成左右正确率的系统,依靠深度学习等技术能够将精度提升至 95%以上,使应用的实用性获得了显著提升,进而提升了数据的价值。

5g、云、ai 在数据生命周期中的作用

“5g+云+ai”技术融合创造更大价值。资源的价值大小,很多时候取决于开采工具的经济性。5g、云和ai 各自的发展和成熟让它们的相互融合成为了可能。就像工业经济时代公路、工厂和机器的协同 曾把石油等燃料的用途从照明拓展到动力世界,5g、云和ai 的融合也正从数据中“精炼”出更多的应用价值,以数字溢出的形式加速企业、行业以及供应链等不同层面生产力的提升,成为推动经济增长的引擎。

“5g+云+ai”带来新体验、新模式、新产业

5g、云和 ai 技术的碰撞和融合将为社会带来数字溢出效益。从微观层面上看,“5g+云+ai”技术是企业构建数字业务体验平台、政府服务模式创新的重要保障;从宏观层面上看,“5g+云+ai”将加速农业、工业、服务业三大产业供应链的智能化,将数字产品和服务的理念从最初的生产者传递到最终的用户。

(一)构建数字化业务体验,推动企业生产方式变革

“5g+云+ai”为企业构建数字化业务体验提供了技术保障。 企业实现数字化业务体验的关键是要完成企业各个要素之间的数字化打通与连接。企业各个要素之间不仅是一种串联关系,而是需要通过数字化形成各个要素之间的价值发挥,构建数字化的业务体系。敏捷和创新是数字化业务能力的体现,5g、云计算、ai 等技术可以打破企业以往的管理体制、管理模式和生产方式,支撑业务创新和敏捷迭代,重构数字化的业务体系和运营体系,带来全新的业务体验。

云计算与 ai 技术的协同应用成为企业构建数字化业务的重要选择。 基于ai 芯片的云将全面提升云主机、容器、裸金属等各种形态的服务性能,加速企业数字化转型。在医疗、教育、商业、零售等诸多领域,对“云计算+ai”的智能云的需求不断增加,应用越来越广泛。gartner 2019 cio 调查显示,过去四年中企业部署ai 的数量增长了 270%,并在 2018 年增长了两倍。gartner 预测,到 2021 年,70% 的企业将通过ai 来帮助员工提高工作效率,管理者正在考虑如何加速部署ai 在企业整体运营和每一核心业务流程中。云计算与 ai 的协同可以为企业减少成本和劳动力,提高企业 it 系统的灵活性以及可扩展性,是企业发展的重要支撑。

5g 的到来为企业基于云和ai 的转型带来更大的发展空间。 作为第五代移动通信网络,5g 是高速度网络,峰值理论传输速度比 4g 网络的传输速度快数百倍,这意味着更加高速的数据传输。5g 的到来克服了过去限制企业用云计算与ai 的问题,如数据来源、传输带宽和时效性等问题。依托 5g 网络,云计算和ai 会渗透到企业内部, 众多应用将可以实现云化和智能化。基于“5g+云+ai”的合力,越来越多的企业开始进行全面的转型,进入到由云端的数据来制定决策的时期。

(二)创新数字政务新模式,提高城市资源整合效能

“5g+云+ai”正在重塑政府的服务模式,助力数字政务进入智能阶段。 基于云平台和ai 策略建设的软件化、智能化和高效化的大型数字政务系统,可以融入人脸识别、个人智能助理等创新服务,提高政务服务水平,完善政务服务环境。同时,数字政府建设应充分应用 5g 等新一代通信技术,结合云计算、ai 等信息技术共同构建新一代网络基础设施,并以数据为驱动,强化政府数据能力建设,打造开放平台、汇聚社会资源,提升服务和监管能力。

“5g+云+ai”将在城市资源整合中发挥技术优势。 智慧城市是一项涉及众多技术的复杂工程,而 5g 能让城市真正实现“万物互联”, 城市的路灯、交通路口、景区、都将纳入到智慧城市的数据平台中。但是,单纯的搜集数据会让数据成为孤岛,并不能把实际获取的数据利用到城市管理中,基于云的算力和ai 的数据挖掘分析能力,可以对城市数据进行策略定制,进而进行城市资源的有效整合。

道路设施智能化整合

(三)促进要素配置智能化,加速释放产业爆发力

“5g+云+ai”将催生智能精细的生产要素配置方式,驱动产业全新变革。 “5g+云+ai”以强大的技术能力为支撑,整合产业链上下游优势资源,助推传统产业与信息技术融合,支撑行业业态创新,并利用产业基地集群效应构筑新的数字生产力,为产业发展提供协同创新服务。

产业转型升级

“5g+云+ai”可以实现农业生产要素的精准测量及精细管理,最终实现农业产业智能化。 例如,大量的农业传感器可以通过 5g 的边缘计算特性进行实时的信息交互,获取土壤、作物、空气等农业基础信息,然后上传到云端大数据中心,通过ai 系统和专家诊断,预测气候模式并提供定向施肥策略。这些实时的海量数据产生的决策分析将驱动并引导农民在合适的时间做出最优决策,提升农业生产效率以及农作物产量,最终实现农业的智能化。随着全球数字化进程的加速, 智慧农业作为在农民数量不断减少情况下提高农业生产效率的关键举措正在变得越来越重要。

“5g+云+ai”将重构工业的生产模式,实现工业产业链中各要素的互联互通,加速工业产业数字化转型。 5g 实现产业链上各个价值要素的互联互通,高带宽、低延时的特性能够满足对工业领域实时性场景的需求,而联接产生的大量数据汇聚到云端,由云为工业应用提供多元算力,最后由 ai 平台对工业数据进行训练和推理。ict 技术融入到工业产业发展中,可以实现工业互联的全流程信息感知和事件决策,直接驱动智能终端和智能机器人从工具向助理的角色转变,使工业产业摆脱以往“粗放、低效、高能耗”的生产模式,向着“高品质、高能效、智慧化”的方向发展。

“5g+云+ai”的融合渗透进一步释放了服务产业的爆发力。 我国第三产业服务业涉及行业点多面广,在《国民经济行业分类》(gb/t 4754-2017)中,包括批发零售、交通运输、住宿餐饮、信息服务、金融、房地产等 15 个门类。“5g+云+ai”可以变革各行各业的服务模式,例如,“5g+云+ai”使能无人驾驶、智慧物流等应用场景, 改变传统的交通运输方式。“5g+云+ai”改善 ar/vr 等新兴互动技术的体验,云游戏、vr 更衣室等应用场景加速了媒体和娱乐业的变革。未来,“5g+云+ai”将驱动服务产业更多的应用场景走向现实, 释放更大的产业价值。

二、数字孪生在新型智慧城市建设中的应用都有哪些?

具体而言,数字孪生的实质是建立现实世界物理系统的虚拟数字镜像,贯穿于物理系统的全生命周期,并随着物理系统动态演化。数字化精确建模和状态信息实时传感的基础上,建立传感数据与数字化模型的连接映射,使得数字化模型能够实时、真实反映物理系统的行为。

近年来,随着5g、物联网、云计算、大数据、人工智能和混合现实等新一代信息技术的发展,数字孪生与产业技术的深度融合,推动了相关产业数字化、网络化和智能化的发展进程。

数字孪生技术作为新型智慧城市建设的创新引领性技术,有利于打造孪生城市运行空间,强化城市大脑基础能力,实现全域时空数据融合。数字孪生技术在推动智慧城市建设方面的作用已越来越受到重视。

在城市管理调度中,选择通过构建城市的数字孪生,可以实现城市全景可视化和动态智能管理。打造互联、开放、赋能的智慧中枢,完善城市信息模型平台和运行管理服务平台,探索建设数字孪生城市。

如今的城市布满了各种各样的传感器、摄像头。借助包括第5代移动通信技术在内的物联网技术,这些终端采集的数据可以迅速被提取出来。因此,在数字孪生城市中,基础设施(水、电、气、交通等)的运行状态,市政资源(警力、医疗、消防等)的调配情况,人流、物流和车流的安全运控,都会通过传感器、摄像头、数字化子系统采集出来,并通过包括第 5 代移动通信技术在内的物联网技术传递到云端和城市的管理者。基于这些数据以及城市模型可以构建数字孪生体,从而更高效地管理和运营城市。

例如,通过数字孪生对城市交通数据进行实时分析,可精准预测城市交通拥堵的关键节点,进而提前进行交通管制,缓解交通压力。未来的城市,将建立在数字孪生的基础上,具备自主学习的能力,演变为具有高度智慧的城市新形态。

数字孪生如果运用到城市中,就是在建筑信息模型和城市三维地理信息系统基础上利用物联网技术把物理城市的人、物、事件和水、电、气等所有要素数字化,在网络空间再造一个与之完全对应的“虚拟城市”,形成物理维度上的实体城市和信息维度上的数字城市同生共存、虚实交融的格局。

在疫情防控常态化时代,我们要抓好基于数字孪生的智慧城市的各种智能化应用,特别是智慧政务、公共安全与智慧养老、智慧交通与智能驾驶、智慧能源与智慧环保、智慧城管与灾害应急管理等,推动新型智慧城市升级发展。

除了上述领域之外,智慧医疗、智慧物流、智慧农业以及安全应急等众多行业领域都在大力发展数字孪生技术,数字孪生应用场景非常广阔。

三、物联网的发展趋势

物联网将是下一个推动世界高速发展的“重要生产力”,是继通信网之后的另一个万亿级市场。

业内专家认为,物联网一方面可以提高经济效益,大大节约成本;另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。美国、欧盟等都在投入巨资深入研究探索物联网。我国也正在高度关注、重视物联网的研究,工业和信息化部会同有关部门,在新一代信息技术方面正在开展研究,以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。

此外,普及以后,用于动物、植物和机器、物品的传感器与电子标签及配套的接口装置的数量将大大超过手机的数量。物联网的推广将会成为推进经济发展的又一个驱动器,为产业开拓了又一个潜力无穷的发展机会。按照对物联网的需求,需要按亿计的传感器和电子标签,这将大大推进信息技术元件的生产,同时增加大量的就业机会。

物联拥有业界最完整的专业物联产品系列,覆盖从传感器、控制器到云计算的各种应用。产品服务智能家居、交通物流、环境保护、公共安全、智能消防、工业监测、个人健康等各种领域。构建了“质量好、技术优、专业性强,成本低,满足客户需求”的综合优势,持续为客户提供有竞争力的产品和服务。物联网产业是当今世界经济和科技发展的战略制高点之一,据了解,2011年,全国物联网产业规模超过了2500亿元,预计2015年将超过5000亿元。

2014年2月18日,全国物联网工作电视电话会议在北京召开。中共中央政治局委员、国务院副总理马凯出席会议并讲话。他强调,要抢抓机遇,应对挑战,以更大决心、更有效措施,扎实推进物联网有序健康发展,努力打造具有国际竞争力的物联网产业体系,为促进经济社会发展做出积极贡献。

马凯指出,物联网是新一代信息网络技术的高度集成和综合运用,是新一轮产业革命的重要方向和推动力量,对于培育新的经济增长点、推动产业结构转型升级、提升社会管理和公共服务的效率和水平具有重要意义。发展物联网必须遵循产业发展规律,正确处理好市场与政府、全局与局部、创新与合作、发展与安全的关系。要按照“需求牵引、重点跨越、支撑发展、引领未来”的原则,着力突破核心芯片、智能传感器等一批核心关键技术;着力在工业、农业、节能环保、商贸流通、能源交通、社会事业、城市管理、安全生产等领域,开展物联网应用示范和规模化应用;着力统筹推动物联网整个产业链协调发展,形成上下游联动、共同促进的良好格局;着力加强物联网安全保障技术、产品研发和法律法规制度建设,提升信息安全保障能力;着力建立健全多层次多类型的人才培养体系,加强物联网人才队伍建设。 邬贺铨院士指出,物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。因此,应用创新是物联网发展的核心,以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。物联网及移动泛在技术的发展,使得技术创新形态发生转变,以用户为中心、以社会实践为舞台、以人为本的创新2.0形态正在显现,实际生活场景下的用户体验也被称为创新2.0模式的精髓。

其中,政府是创新基础设施的重要引导和推动者,比如欧盟通过政府搭台、ppp公私合作伙伴关系构建创新基础设施来服务用户,激发市场及社会的活力。用户是创新2.0模式的关键,也是物联网发展的关键,而用户的参与需要强大的创新基础设施来支撑。物联网的发展不仅将推动创新基础设施的构建,也将受益于创新基础设施的全面支撑。作为创新2.0时代的重要产业发展战略,物联网的发展必须实现从‘产学研’向‘政产学研用’,再向‘政用产学研’协同发展转变。 2012年2月14日,中国的第一个物联网五年规划——《物联网“十二五”发展规划》由工信部颁布。

《规划》公布不久,工信部批复广东顺德创建“装备工业两化深度融合暨智能制造试点”,顺德提出在智能产品方面将打造一批“无人工厂”。

制造业的无人化或许将为中国制造业的升级提供一条路径。李广乾认为,智能化是信息化与工业化“两化融合”的必然途径,其技术核心无疑就是物联网,但要权衡好投入与产出,量力而行。

邬贺铨则指出,以前提“两化融合”还比较泛泛,而物联网是“两化融合”的切入点,可以大大促进信息化的应用。物联网大量的应用是在行业中,包括智能农业、智能电网、智能交通、智能物流、智能医疗、智能家居等等。国家发展物联网的目的,不仅是产生应用效益,更要带动产业发展。有了物联网,每个行业都可以通过信息化提高核心竞争力,这些智能化的应用就是经济发展方式的转变。

在2012年,中国物联网产业市场规模达到3650亿元,比上年增长38.6%。从智能安防到智能电网,从二维码普及到“智慧城市”落地,物联网正四处开花,悄然影响人们的生活。专家指出,伴随着技术的进步和相关配套的完善,在未来几年,技术与标准国产化、运营与管理体系化、产业草根化将成为我国物联网发展的三大趋势。 物联网用途广泛,遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照明管控、广场照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。

国际电信联盟于2005年的报告曾描绘“物联网”时代的图景:当司机出现操作失误时汽车会自动报警;公文包会提醒主人忘带了什么东西;衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。物联网在物流领域内的应用则比如:一家物流公司应用了物联网系统的货车,当装载超重时,汽车会自动告诉你超载了,并且超载多少,但空间还有剩余,告诉你轻重货怎样搭配;当搬运人员卸货时,一只货物包装可能会大叫“你扔疼我了”,或者说“亲爱的,请你不要太野蛮,可以吗?”;当司机在和别人扯闲话,货车会装作老板的声音怒吼“笨蛋,该发车了!”

物联网把新一代it技术充分运用在各行各业之中,具体地说,就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中,然后将“物联网”与现有的互联网整合起来,实现人类社会与物理系统的整合,在这个整合的网络当中,存在能力超级强大的中心计算机群,能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制,在此基础上,人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活,达到“智慧”状态,提高资源利用率和生产力水平,改善人与自然间的关系。 物联网传感器产品已率先在上海浦东国际机场防入侵系统中得到应用。

系统铺设了3万多个传感节点,覆盖了地面、栅栏和低空探测,可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。上海世博会也与中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心签下订单,购买防入侵微纳传感网1500万元产品。 zigbee路灯控制系统点亮济南园博园。zigbee无线路灯照明节能环保技术的应用是此次园博园中的一大亮点。园区所有的功能性照明都采用了zigbee无线技术达成的无线路灯控制。 首家手机物联网落户广州

将移动终端与电子商务相结合的模式,让消费者可以与商家进行便捷的互动交流,随时随地体验品牌品质,传播分享信息,实现互联网向物联网的从容过度,缔造出一种全新的零接触、高透明、无风险的市场模式。手机物联网购物其实就是闪购。广州闪购通过手机扫描条形码、二维码等方式,可以进行购物、比价、鉴别产品等功能。

这种智能手机和电子商务的结合,是“手机物联网”的其中一项重要功能。预计2013年手机物联网占物联网的比例将过半,至2015年手机物联网市场规模达6847亿元,手机物联网应用正伴随着电子商务大规模兴起。 与门禁系统的结合

一个完整的门禁系统由读卡器、控制器、电锁、出门开关、门磁、电源、处理中心这八个模块组成,无线物联网门禁将门点的设备简化到了极致:一把电池供电的锁具。除了门上面要开孔装锁外,门的四周不需要设备任何辅佐设备。整个系统简洁明了,大幅缩短施工工期,也能降低后期维护的本钱。无线物联网门禁系统的安全与可靠首要体现在以下两个方面:无线数据通讯的安全性包管和传输数据的安稳性。 与云计算的结合

物联网的智能处理依靠先进的信息处理技术,如云计算、模式识别等技术,云计算可以从两个方面促进物联网和智慧地球的实现:首先,云计算是实现物联网的核心。 其次,云计算促进物联网和互联网的智能融合。 与td结合

物联网发展是确保td成功的重大契机。td-scdma是我国拥有自主知识产权的第三代移动通信系统,是宽带无线通信网络,td的发展需要数据业务的拉动,物联网应用是需求最迫切的增强型数据业务,具有广阔的应用前景,能够充分发挥td网络优势,有助于促进td产业链的成熟。

完善现有网络,发挥td优势,积极推动无线传感器网络与td网络融合,构建适于物联网应用的gprs/td/wsn(无线传感器网络)融合网络,大力发展适于td网络承载的物联网业务,提升td的核心竞争力,给物联网的发展以强有力的支撑,是中国移动的发展思路。 与移动互联结合

物联网的应用在与移动互联相结合后,发挥了巨大的作用。

智能家居使得物联网的应用更加生活化,具有网络远程控制、摇控器控制、触摸开关控制、自动报警和自动定时等功能,普通电工即可安装,变更扩展和维护非常容易,开关面板颜色多样,图案个性,给每一个家庭带来不一样的生活体验。 与指挥中心的结合

物联网在指挥中心已得到很好的应用,网连网智能控制系统可以指挥中心的大屏幕、窗帘、灯光、摄像头、dvd、电视机、电视机顶盒、电视电话会议;也可以调度马路上的摄像头图像到指挥中心,同时也可以控制摄像头的转动。网连网智能控制系统还可以通过3g网络进行控制,可以多个指挥中心分级控制,也可以连网控制。还可以显示机房温度湿度,可以远程控制需要控制的各种设备开关电源。 物联网助力食品溯源,肉类源头追溯系统

从2003年开始,中国已开始将先进的rfid射频识别技术运用于现代化的动物养殖加工企业,开发出了rfid实时生产监控管理系统。该系统能 够实时监控生产的全过程,自动、实时、准确的采集主要生产工序与卫生检验、检疫等关键环节的有关数据,较好的满足质量监管要求,对于过去市场上常出现的肉 质问题得到了妥善的解决。此外,政府监管部门可以通过该系统有效的监控产品质量安全,及时追踪、追溯问题产品的源头及流向,规范肉食品企业的生产操作过 程,从而有效的提高肉食品的质量安全。 尽管我国已大量生产射频标签,但仍然存在四大问题制约发展。首先,芯片和读写器核心模块严重依赖进口。其次,射频标签自主技术标准缺位。再次,市场因素制约射频标签规模化推广。第四,民营企业处于竞争劣势,风险投资态度谨慎。

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