新基建助力智慧城市跨越式發(fā)展

夏婷婷 劉升升

“新基建”即新型基礎設施建設，是融入5G、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網等新興技術的基礎設施建設，本質是基礎設施的智能化與數(shù)字化。2018年12月，中央經濟工作會議把5G、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網、物聯(lián)網定義為“新型基礎設施建設”，隨后2019年的政府工作報告中提出“加強新一代信息基礎設施建設”。2020年，“新基建”的內涵被進一步明確和拓展。并且，2020年的政府報告提出，要重點支持“兩新一重”建設，其中第一個“新”就是指新基建。

新基建作為城市智慧化建設的基礎，成為全國各大城市布局的重點和熱點。信息基礎設施、融合基礎設施和創(chuàng)新基礎設施作為新基建的三個方面，在智慧城市的建設中層層滲透，最終融為一體，破解了智慧城市建設中存在的一些困局，提供了新的支撐和實現(xiàn)路徑，最終影響了智慧城市的發(fā)展趨勢。

智慧城市建設現(xiàn)狀與困境

智慧城市建設的目標，是通過新一代數(shù)字技術的運用，構建一個深度感知、萬物互聯(lián)、全行業(yè)智慧化的現(xiàn)代化城市。智慧城市的具體實現(xiàn)路徑，是基于城市運行的全方面數(shù)字化，通過運行信息的采集，整合聚合，進而了解這個城市;再通過數(shù)據(jù)挖掘分析，信息轉化為知識來理解這個城市;最終依靠數(shù)字建模，人工智能應用來反饋和解決城市問題，優(yōu)化城市資源的分配，提升城市運行的效率，提高城市治理的能力。

然而，目前的這個實現(xiàn)路徑中，還存在諸多問題。一是深度感知遠遠不夠，感知終端數(shù)量少、缺乏維護、信息零散，對城市運行特征的刻畫不夠全面;二是受帶寬、可連接數(shù)以及圖像分析處理能力等因素的限制，高質量的視頻、圖像數(shù)據(jù)分析應用、對算力要求較高的數(shù)據(jù)建模都無法實現(xiàn);三是傳統(tǒng)行業(yè)基礎設施落后，無法滿足城市數(shù)字化轉型、智慧化建設的要求。而大力推進應用新基建，就能夠很好地解決上述問題。

信息基礎設施：推動泛在深度感知和大量信息快速傳輸

信息基礎設施，主要指融入了新一代信息技術的基礎設施。這些基礎設施分別在智慧城市體系架構中的感知層、傳輸層、數(shù)據(jù)層、應用層提供支撐。

物聯(lián)網支撐智慧城市深度泛在感知。我國在物聯(lián)網領域的研究與實踐起步較早，在傳感技術與傳感網絡的研究方面，建立了實驗室和科研機構作為支撐;在產品孵化和產業(yè)培育方面，也建立了一些產業(yè)基地，通過產學研等方式進行一些重大項目的應用實踐。物聯(lián)網技術在智慧城市建設中的應用，可以對城市的自然資源、基礎設施、建筑、移動的物體與人進行全面深度的信息采集，基于低功耗物聯(lián)網或者5G網絡的接入與傳輸，通過與GIS及BIM等技術的應用，形成包括城市生態(tài)環(huán)境感知、生命線監(jiān)控、交通監(jiān)管、建筑與公共設施監(jiān)測的覆蓋城市組成部分的綜合物聯(lián)感知網絡，降低了城市治理中信息收集和共享的成本，使得智慧城市中各類主體間信息資源的流動性相比于傳統(tǒng)城市大大增強，為智慧城市建設奠定了基礎，是實現(xiàn)城市現(xiàn)代化治理的重要技術?；诖?，近年來，物聯(lián)網產業(yè)作為新興產業(yè)，已被各大城市作為戰(zhàn)略性產業(yè)進行重點發(fā)展。

5G支撐大數(shù)據(jù)快速傳輸。5G網絡作為第五代移動通信網絡，與4G網絡相比，傳輸速率提升100倍可達10Gbit/s，端到端時延達到毫秒級，連接設備密度增加100倍，流量密度提升1000倍。同時，5G網絡具有深度覆蓋、超低功耗、超低復雜度、超高密度、極限容量、超低時延等技術特征。這些特征都與智慧城市綜合感知網絡體系涉及多領域、接入多設備、覆蓋區(qū)域廣等需求相匹配，解決了傳統(tǒng)移動通信網絡無法有效支撐物聯(lián)網及其行業(yè)應用的弊端，為打造泛在高密度與廣度的城市感知網絡提供了可能，更為上層快速、靈活、融合創(chuàng)新的應用奠定了基礎。但目前很多5G網絡還主要應用于單個領域，例如自動駕駛、超高清視頻、虛擬現(xiàn)實等領域;而作為城市綜合感知物聯(lián)網設備的接入和傳輸網絡，其應用還比較少，基本上處于空白狀態(tài)。隨著技術的進步，5G將與物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等熱點技術領域相互交叉融合，會產生很多綜合性創(chuàng)新應用，支撐未來智慧城市的快速發(fā)展。

數(shù)據(jù)中心、智能計算中心提升大數(shù)據(jù)分析應用的效率。隨著城市數(shù)字化進程的加快，城市的數(shù)據(jù)總量正在快速增長，根據(jù)IDC的統(tǒng)計顯示，全球90%的數(shù)據(jù)產生于近幾年，數(shù)據(jù)量以指數(shù)形式增長。從2003年的5EB，到2013年4.4ZB，再到2020年，預計將達到44ZB。而大數(shù)據(jù)治理與應用，是智慧城市建設的核心，而數(shù)據(jù)中心、智能計算中心又是大數(shù)據(jù)治理與應用的基礎。近年來，大數(shù)據(jù)多樣化處理模式與軟硬件基礎設施逐步夯實，內存計算將繼續(xù)成為提高大數(shù)據(jù)處理性能的主要手段，大數(shù)據(jù)安全和隱私技術也取得了很大的進步，一體化融合的大數(shù)據(jù)處理平臺逐漸成為趨勢。另外，大數(shù)據(jù)處理技術與應用技術的不斷涌現(xiàn)，給更多的智慧城市創(chuàng)新應用帶來了可能，例如在健康醫(yī)療、無人駕駛、個性化消費、智能生產等領域，將會不斷地產生新的商業(yè)模式和生態(tài)，同時也將加速驅動智慧城市的建設向更高層級發(fā)展。

融合基礎設施：推動行業(yè)傳統(tǒng)基礎設施轉型升級

融合基礎設施，是指深度融合了應用互聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術，通過支撐交通、能源等傳統(tǒng)基礎設施的轉型升級，從而形成融合的基礎設施。

智慧城市的建設涉及領域廣，而各行業(yè)的基礎設施建設往往比較落后，為城市的數(shù)字化轉型帶來很大阻力。新基建的加速推進，可以從底層改變城市無法全面感知的現(xiàn)狀，為城市的數(shù)字化轉型、城市大腦的建設奠定基礎，更為城市系統(tǒng)的閉環(huán)運行、高效自治帶來可能。

例如智能交通已經變成了當前交通領域發(fā)展主要趨勢的智能交通，其本質是在交通系統(tǒng)中實現(xiàn)交通參與對象的感知與互動，包括路網、車輛、人、停車場等，通過大數(shù)據(jù)的分析，物聯(lián)網、人工智能的應用，實現(xiàn)對交通資源的優(yōu)化，形成人性化、自動化的交通管理與服務方式。目前階段，5G和人工智能技術的應用，已經實現(xiàn)了自動駕駛。通過5G交互式的感知、AI的分析與判斷，車輛就可以對外界環(huán)境做輸出，根據(jù)情況做出實時反應但自動駕駛現(xiàn)有的感知技術，在自動超車、協(xié)作式避碰、車輛編隊等復雜場景中，由于車輛之間無法實現(xiàn)互動，雷達、攝像頭等都只能采集車輛周邊的環(huán)境數(shù)據(jù)，還無法根據(jù)情況通過指令做出實時反應。

創(chuàng)新基礎設施：促進培育行業(yè)新興業(yè)態(tài)

創(chuàng)新基礎設施，主要指支撐科學研究、技術開發(fā)、產品研制等具有公益屬性的基礎設施，而其中的重大科技基礎設施和產業(yè)技術創(chuàng)新基礎設施等也主要用于城市的創(chuàng)新示范性基礎設施建設和產業(yè)轉型升級基礎設施建設。

智慧城市實現(xiàn)了物理世界的數(shù)字化，同時又將數(shù)字世界的決策與指令作用于物理世界，改變了傳統(tǒng)行業(yè)的運行方式、商業(yè)模式和生態(tài)結構，這其中本就依賴著創(chuàng)新型基礎設施的支撐，而跨領域多行業(yè)的融合創(chuàng)新應用，也滋生出許多新興業(yè)態(tài)，培育了新興產業(yè)的發(fā)展。

例如雄安新區(qū)已發(fā)布的“智能基礎設施框架體系”和“智能接入設備X-Hub”，在強調頂層設計的基礎上，統(tǒng)一規(guī)劃建設，通過提供標準的電、網接口，搭建了感知大數(shù)據(jù)與智能基礎設施的通道，從源頭上進行資源統(tǒng)籌和集約化建設，既改變了傳統(tǒng)的先建設后共享模式，又節(jié)約了成本，提高了運維效率，同時保障了數(shù)據(jù)資源的安全可靠，為城市治理能力的提升奠定了基礎。

（作者夏婷婷單位：中通服咨詢設計研究院有限公司;作者劉升升單位：華為技術有限公司）