5G赋能智慧城市白皮书.pdf
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1、5G赋能智慧城市白皮书 2020年3月5G赋能智慧城市白皮书|1.新时代智慧城市的发展02前言1.新时代智慧城市的发展1.1 智慧城市孕育的时代背景1.2 全球及中国智慧城市发展动态1.3 5G网络为智慧城市建设带来新动能2.5G助力智慧城市应用释放更大潜能2.1 5G+智慧交通,提升交通安全与疏导效率2.2 5G+智慧安防,全时空高效保障城市安全2.3 5G+智慧环保,生态监管有抓手2.4 5G+智慧医疗,践行公平、可及、普惠的医疗改革2.5 5G+智慧治理,政府处置重大应急事件的智慧工具箱3.5G元素智慧城市建设的主要挑战及实施路径3.1 应用场景众多、分散:顶层设计引领,因城施策3.2
2、整体落地困难:智慧城市微单元实现快速落地3.3 商业模式不清晰:创新模式,实现共建共治共享3.4 信息烟囱现象严重:智慧城市运营商整合运营城市智慧资源4.5G时代运营商角色的思考4.1 5G时代运营商的独特优势4.2 智慧城市建设中运营商的角色定位4.3 智慧城市建设中运营商的关键创新12227111213141416181820222426262727目录15G赋能智慧城市白皮书|前言前言随着经济社会的快速发展和加速转型,传统城市管理模式的局限性日益显现。随着全球城市化进程的加快,为了应对人口、资源、环境等对城市发展的挑战,全球各国都以“智慧城市”建设作为全新的城市发展理念和实践路径。而传统
3、智慧城市建设中,由于细分智慧应用领域众多,建设内容广,城市在规划发展建设中容易失焦;另外,地区行业发展水平和资源禀赋不同也限制了智慧城市整体建设落地;其次,投资规模大、商业模式不清晰,使用技术缺乏统一标准,数据信息碎片化严重,也使得智慧城市建设在推进时无法有效形成社会合力,阻碍智慧城市发展,挑战城市管理者、建设者和经营者的智慧。在此背景下,国家提出“新型智慧城市”,为城市发展指明新的方向,要求将城市发展需求与新一代信息通信技术应用深度融合,实现城市末端互联互通,通过数字信息技术,推动城市运行管理向精细化发展。5G作为最新一代的无线通信技术,其超高速率、超低时延、超大连接特性对智慧城市建设产生巨
4、大的影响。以其为基础的泛在传感网络实现智慧城市万物智联,人、机、物深度融合发展;同时,与云计算、大数据、人工智能以及物联网等为代表的新一代信息技术的深度融合,通过使5G网络根据末端应用场景灵活配置网络资源,满足智慧城市对网络差异化需求,成为支撑城市发展的重要毛细血管,为智慧城市赋能。电信运营商依托其5G通信网络资源的关键能力、大数据、云计算服务的天然优势,在智慧城市基础建设中发挥着不可替代的重要作用。针对智慧城市建设中的多种挑战,如何在提供高效的基础网络设施和连接服务同时,与智慧城市生态中的合作伙伴一起共同承接智慧应用的开发和建设,通过搭建生态环境,构建共建共治共享的新格局是电信运营商在5G时
5、代新智慧城市建设中需要思索的重要课题。5G赋能智慧城市白皮书|1.新时代智慧城市的发展2图1:全球智慧城市发展进程及智慧城市分布智慧城市3.0:社会共建2017年-至今智慧城市2.0:政府主导2014年-2016年智慧城市1.0:技术驱动1999年-2012年1.1 智慧城市孕育的时代背景城镇化是当今世界最重要的社会经济现象之一。目前全球人口约50%生活在城市,而随着城镇化进程的不断加快,预计到2050年这一比例将超过70%。随着人口在城市的不断聚集、新的大都市和城市群相继形成,城镇化所导致的交通拥堵、环境恶化、资源匮乏、居民生活质量下降等问题日益凸显,如何实现城市的可持续发展成为城市管理者关
6、心的议题。在此背景下,智慧城市的概念应运而生,该理念旨在利用先进的信息技术和科技手段实现城市的可持续发展,为城市管理者对于城市可持续发展的需求提供最佳解决方案。与此同时,信息和通信技术正在全球呈现日益加速的发展趋势,5G网络、物联网、云计算、大数据分析、新一代地理信息系统等一系列关键技术逐渐从理念的提出进行到实际应用的试验及落地,催生出了众多新兴的城市应用场景和创新管理模式,为智慧城市的建设带来了更多可能性。不断发展和成熟的信息科技促进了科技生态环境日益完备,使得城市的数据化和智能化管理得以实现,从而有效解决城镇化进程所带来的各种难题,为建设智慧城市奠定了基础。特征:政府引导,积极引入公民、企
7、业参与智慧城市建设,通过数据运营,服务公众 2016年开始,维也纳与当地能源公司WienEnergy合作,鼓励市民向WienEnergy购买模组,使市民成为“太阳能公民电厂”的投资者 2017年,阿姆斯特丹智慧城市计划,采用公共事业市场化机制,鼓励企业参与智能交通、智能电网建设整合 2018年,伦敦发布共建智慧城市新规划,提出通过鼓励企业协作参与研发,应用新的数字技术深化智慧城市建设,不断改善市民城市生活 2019年,加拿大规划在多伦多打造第一个“智慧城市计划”,引入企业共同投资10亿美元,用于智慧城市所需要的技术及设备等特征:政府基于城市发展需求,整体规划部署科技应用解决方案,提高城市运营管
8、理质量 2013年,英国伦敦推出第一个智慧城市规划,提出以市民为核心,利用科技帮助伦敦成为一个运营更高效的城市 2014年,韩国政府,提出“利用大数据解决市民小烦恼”的口号,努力打造以人为本,以信息技术为基础的富有创造力的智慧城市 2015年,美国政府提出新“智慧城市”倡议,积极布局智能交通、电网和宽带等领域,解决城市交通、能源问题 2015年,印度拟用PPP模式打造百座智能城市。印度政府宣布未来5年内将投入约75亿美元用于智慧城市建设特征:以大型技术公司,如IBM,思科等为主导,聚焦通过IT技术集成解决城市运营垂直领域问题 1999年,新加坡提出智能岛计划,旨在推动信息技术在城市能耗、交通拥
9、堵以及环境污染等方面的应用 2007年,法国提出大巴黎计划,通过“公共自行车管理系统”对自行车进行智能化管理等解决巴黎交通网络封闭问题 2010年,葡萄牙普兰爱提谷计划,思科开发并将与智能设备互联的物联网生态系统融入新城建设,解决能源、垃圾处理问题1.2 全球及中国智慧城市发展动态20世纪末期以来,全球城镇化水平快速提升,城市规模的扩张加大了政府城市规划及管理的难度。在此背景下,不同国家或地区先后开始规划智慧城市建设,但在实际推进中,智慧城市经历了3个发展阶段:2012年主要以大型技术公司主导,侧重针对城市运营垂直领域问题,提供工具型技术解决方案,但科技企业往往仅关注技术推广,忽视城市发展真正
10、需求;2014年后,领先国家政府开始主导智慧城市建设,通过整体规划,部署科技应用,提高城市运营质量;2017年以来,智慧城市发展进入新阶段,各国积极引入社会参与方,在开拓智慧城市建设新领域、新特色方面不断进行尝试。截至目前,全球已启动的智慧城市项目已超过1,000多个。1.新时代智慧城市的发展5G赋能智慧城市白皮书|1.新时代智慧城市的发展3在选择智慧城市应用场景落地方面,领先国家都通过顶层设计,综合考虑城市当前发展基础和需求、未来城市定位,决定城市建设目标和需开发的项目类型和优先级,在共性中打造个性城市标签。新加坡倡导“以人为本”的整体解决方案,率先落地和民生密切相关的智慧城市项目:电子政务
11、:新加坡推出了一站式电子政务平台,整合约50个政府部门的公开数据,用户界面模拟了一位新加坡公民的不同人生阶段,可方便地找到相关服务。智慧医疗:部署智能医疗康复中心,病人通过可穿戴设备,在康复师的视频指导下,远程进行医疗康复。美国纽约则聚焦公共服务效率:智慧交通:主要用于改善城市交通拥堵问题,可跟踪、监测、公布全市交通状态的动态变化,便于交管部门进行疏通处理,同时机动车驾驶者也可根据公开信息选择行驶路线。智能排水:对下水道系统进行了电子化维修改造,建立了下水道电子地图,方便施工人员的下水道清淤等作业活动,此外,还通过在下水道井盖下方安装电子监视器,对水流、水质等情况进行不间断监测,进一步提高了排
12、水系统运维能力及灾害应对能力。英国伦敦聚焦数字化城市及智慧环境:虚拟城市:城市管理项目中目前已实行了“虚拟伦敦”计划,建立电子化的城市地理信息系统,模拟伦敦西区近 45,000 座建筑,可用于景观设计、交通管控等领域。根据2018年新规划,伦敦正计划建立城市规划大数据焦点图,协助决策者分析不同种类环保设施在伦敦不同区域的建设优先排序以及决定具体投建地点。而在智能警务项目中,伦敦警方通过大数据收集及分析,建立犯罪地图、规划巡逻模式,提高了警力利用效率。智慧环境:伦敦通过传感器建立了空气质量实时监测系统,未来计划投资百万美元再增加数千个监测点。能源部门还通过推广智能电表,监测能源使用及支出数据。此
13、外,伦敦金融城已设置遍布全市的带有液晶显示屏的数字化垃圾回收箱,所有垃圾回收箱与 Wi-Fi 相连,可指示居民对垃圾处理分类,同时可分享气候、时间以及股市行情等信息。新加坡美国英国4非洲和中东5南美洲84090305001545G赋能智慧城市白皮书|1.新时代智慧城市的发展4在智慧城市建设实施方面,对网络带宽、网络覆盖及网络速度等网络基础设施提出了多层次要求。国外城市进行智慧城市规划时,都将网络通信作为智慧城市的除了物理设施之外的另一重要基础设施。随着5G新技术的到来,各国也开始积极升级通讯网络建设,通过5G商用部署,推进智慧城市建设。2006年发布智慧国2015规划,提出建立超高速、广覆盖、
14、安全可靠的信息通信基础设施,实现90%家庭宽带网络覆盖。2014年发布智慧国 2025规划,其核心理念是连接(Connect)、收集(Collect)和理解(Comprehend),强调在通信网络、传感网络建设的基础上,进行数据的分析和共享。“连接”的目标是提供一个安全、高速、经济且具有扩展性的全国通讯基础设施。2019年,资讯通信媒体发展局(IMDS)表示,新加坡将推出两个独立的5G网络,进一步加强网络建设。新加坡在进行智慧城市顶层设计时,为避免后期出现数据难以整合的问题,在2015年就统一了全国物联网设计及传感器标准,使得不同设施的数据可融合使用、互相配合。2009 年,纽约市宣布启动了“
15、城市互联”行动,提出扩大宽带铺设和数字服务覆盖率。2019年的 纽约2050总体规划 中强调,纽约市将加快宽带的建设以提高宽带覆盖率、在全市架设500处公共网络中心、增加免费公共WI-FI、研发防御网络风险的机制,提供更为高速、便捷、安全的网络服务。此外,2019年纽约市还支持T-Mobile等电信公司在纽约开展5G试点,有助于未来通信网络进一步升级。2018年,伦敦发布共建智慧城市市长规划方案,其中五大任务之一为建立世界级的连接,推进5G项目、增加街道及公共建筑中的公共WI-FI、新开发地产项目全光纤到户等。此外,计划制定覆盖全市的网络安全战略以增强通信网络的安全性。2019年,伦敦成为英国
16、首批开通5G服务的城市之一,网络基础设施服务能力进一步提高。我国智慧城市的发展经历了萌芽期、探索发展期和新型智慧城市建设三个阶段。2010年以前,我国智慧城市的建设和推动缺乏顶层设计和统一规划,而主要由技术驱动。在此萌芽时期,智慧城市发展的重点在于数字化建设,以网络、数据等城市信息基础设施为支撑,利用遥感技术、地理信息技术和全球定位系统进行信息的采集和监测。新加坡美国英国5G赋能智慧城市白皮书|1.新时代智慧城市的发展52010年开始,中国陆续出台智慧城市相关发展规划,进入智慧城市建设的探索发展期,并逐批公布试点城市进行建设和试验。在此期间的政策以规划方案、指导意见、项目管理方法等为主。初步探
17、索阶段,逐渐暴露出信息孤岛、重复建设、千城一面等一系列问题。2016年国家在“十三五规划”中明确指出,要建设新型智慧城市,智慧城市的发展重点从概念普及转向落地实施,国家层面陆续发布一系列智慧城市相关评估模型和国家标准,智慧城市领域的标准体系逐渐形成。其中,2018年颁发的智慧城市顶层设计指南统一和规范了相关单位在开展智慧城市顶层设计时的相关要求,明确了智慧城市顶层设计的概念范畴和实现过程,提出通过数字技术加深城市的智慧化是智慧城市发展的保障,与现实城市平行,构建“数字孪生城市”,通过数字孪生城市建设模拟,指导智慧城市建设。萌芽期探索发展期新型智慧城市建设阶段国家智慧城市试点暂行管理办法 指导国
18、家智慧城市试点申报和实施管理 国家新型城镇化规划(2014-2020 年)首次把智慧城市建设引入国家战略规划“十三五”国家信息化规划 确定了新型智慧城市建设的行动目标 列明智慧城市试点的指标体系国家智慧城市(区、镇)试点指标体系 作为战略政策文件,为中国的智慧城市建设确立了基本原则关于促进智慧城市健康发展的指导意见 首个新型智慧城市国家标准GB/T 33356-2016新型智慧城市评价指标 规划到2020年实现智慧城市评价指标体系的全面实施和应用关于开展智慧城市标准体系和评价指标体系建设及应用实施的指导意见 规定了智慧城市知识管理参考模型和技术参考模式等技术原则和要求智慧城市技术参考模型201
19、42016图2:中国智慧城市发展进程近年来,我国走向智慧城市的步伐明显加快。其中,在诸多智慧应用里,智慧政务发展较为成熟。智慧政务使政府部门的运行实现数据化,简化其运作流程,便捷群众。政务云作为智慧政务的核心驱动力,在国家政策的大力支持下,已取得显著发展。根据中国信通院发布的 云计算发展白皮书(2019年)显示,2018年已实现全国政务云31个省级行政区全覆盖,地市级行政区政务云覆盖比例达到75%。同年,国务院发布 关于加快推进全国一体化在线政务服务平台建设的指导意见,要求深入推进“互联网+政务服务”。2019年,已上线运行国家政务服务平台,联通31个省(区、市)和40余个国务院部门政务服务平
20、台,接入地方部门300余万项政务服务事项,政务流程的优化再造和部门平台的互联互通使服务效率大大提升。除智慧政府以外,部分城市也在智慧交通领域进行积极探索。智慧交通通过物联网全面感知交通运输的运行情况,利用大数据和云计算进行分析并做出合理的处置策略和管理部门调度策略,提高交通系统效率,减少交通事故的发生,保证交通安全。例如,济南市已实现市区路口信号灯优化配时,通过监控实时更新路况信息,进行拥堵数据分析,筛选出亟须治理的拥堵道路并预测治理后的效果。在杭州,智慧交通可帮助交警处理交通事故,摄像头等感知设备可以全局感知交通事故现场,并将采集到的信息传递到后端平台进行分析,平台做出合适的处置决策并推送给
21、交警,实现警力的智能调度。201220152017 统一和规范了智慧城市顶层设计时的相关要求智慧城市顶层设计指南201820105G赋能智慧城市白皮书|1.新时代智慧城市的发展6图3:部分地方政府颁布智慧城市相关政策及年份在中央号召下,各地方政府也积极响应:直辖市中,北京、上海和天津,副省级城市中南京、杭州、广州等,地级市中合肥、银川、苏州等,及县级市中昆山、江阴、余姚等纷纷提出建设智慧城市,并相继根据各自的地方经济和产业优势在不同的侧重领域进行智慧城市的相关建设。雄安新区作为一座崭新的城市,智慧城市建设正在与城市基础设施建设同步展开,形成新模式、新样本。雄安智慧城市主要布局政务、民生、宜居、
22、产业四大领域,目前在多个领域推行并试点,开展智慧城市的应用场景示范:雄安市民服务中心:雄安市民服务中心是雄安新区的行政机构,承担雄安新区的规划展示、政务服务、会议举办、企业办公等多项功能。为贯彻环保理念,雄安市民服务中心投运伊始就禁止燃油车进入,同时园区内无人超市、无人车已投入使用,全程贯彻“绿色、现代、智慧”的理念。智慧环保:2017年雄安新区开启“千年秀林”工程,贯彻先植绿,后建城的绿色发展理念。在“千年秀林”中的1,200多万株树木,每一颗都拥有相应的二维码“身份证”,并运用大数据、区块链、云计算等技术建立智能平台,追溯并管理它们的全生命周期。区块链:河北雄安新区规划纲要指出,要明确产业
23、发展重点,超前布局区块链等技术研发及试验。目前,雄安新区已经在区块链应用方面付诸诸多实践。例如,“千年秀林”工程采用区块链技术监管造林资金,将参与植树的工人工资卡号关联至区块链平台系统,动态记录并掌握造林资金流向。此外,雄安新区管委会正式启动雄安拆迁安置资金管理区块链平台,这一平台将应用区块链技术,实现征拆迁原始档案和拨付拆迁资金的全流程管理,保障资金流向透明。目前,雄安新区数字智能城市顶层设计已经完成,转入大规模实质性开工建设阶段。当前正在积极部署全域覆盖智能基础设施,包括城市物联网感知、通信基础设施、5G技术的全面覆盖和应用等。2016年2017年2018年2019年昆明桂林杭州雄安新区上
24、海武汉青岛天津大同深圳徐州合肥广州长沙南宁惠州绍兴南京郑州济南成都西安烟台银川兰州贵阳南昌宁波福州重庆沈阳呼和浩特5G赋能智慧城市白皮书|1.新时代智慧城市的发展71.3 5G网络为智慧城市建设带来新动能1.3.1 以5G为引领的泛在传感通信网络成为智慧城市发展的重要基石智慧城市的总体架构大致可概括为四个层面:感知终端层、通信网络层、平台服务层和城市应用层。通过技术手段对传统基础设施(例如水、电、气、道路、交通枢纽等)进行智能化及数字化的改造,获得可感知终端运营数据;通信网络基础设施,包含固网宽带、移动网络、物联网、专用网络等,作为信息数据传输的管道;数据平台基础设施,用于储存、交换和分苏州是
25、国家高新技术产业基地,长江三角洲城市群重要的中心城市之一,在智慧城市建设、产业智能升级等方面,都走在全国前列。2012年苏州市政府颁布“智慧苏州”规划以来,苏州市进行了一系列的探索:智慧物流:苏州工业园综合保税区是全国首家综合保税区,通过应用物联网技术、启用RFID电子车牌管理、视频监控系统查验智能化等手段,建立查验移动作业系统,实时采集和传输现场查验作业信息,及时录入查验结果,提高查验效率和质量,全面支撑智慧物流的发展。智慧政务:苏州工业园区作为国家级经济技术开发区,拥有江苏省首个地理坐标综合平台政务专有云,园区电子政务专网覆盖400多节点,实现电子政务向云模式转移。园区拥有地理信息库、法人
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