我國物聯網產業穩步發展 取得階段性成果

◎中國航天系統科學與工程研究院 張輝

當前，物聯網已經成為新經濟、新產業、新技術的代表，引領著經濟發展的新潮流，所取得的各項成果也讓人目不暇接。發達國家紛紛推出物聯網產業發展政策，推進行業不斷進步。目前，我國物聯網產業市場穩步發展，新技術的部署應用層出不窮。

當前，物聯網已經成為新經濟、新產業、新技術的代表，引領著經濟發展的新潮流，所取得的各項成果也讓人目不暇接。物聯網通信、智能制造、智慧生活、智慧交通、智慧城市……人們生活的場景越來越智能化，需求的“痛點”被物聯網技術逐步破解。在今年人大“代表通道”的集中采訪活動中，全國人大代表、小米董事長雷軍就表示：“有人說5G+AIoT是下一代的超級互聯網，我非常認同這個觀點。5G在物聯網領域，比如說智能家居，比如車聯網，比如無人駕駛這些領域都有廣闊的前景，而且在智慧城市、智慧醫療、智慧農村也都非常有前景，所以大家非常關心物聯網這個領域的發展。”近年來，發達國家紛紛推出物聯網產業發展政策，推進行業不斷進步。目前，我國物聯網產業市場穩步發展，新技術的部署應用層出不窮。

物聯網產業發展取得階段性進展

2018年，物聯網產業領域大事不斷，驅動著行業加速發展。阿里巴巴、華為等一眾行業巨頭涌入加碼，推動物聯網逐步走進人們的生活。4G、AI等技術更為物聯網的創新提供支撐，由萬物互聯到萬物“智”聯，物聯網黃金時代已悄然來臨。

從產業發展來看，近年來我國物聯網產業保持了高速增長，2017年工信部印發的《信息通信行業發展規劃物聯網分冊（2016-2020年）》就指出我國物聯網加速進入“跨界融合、集成創新和規模化發展”的新階段。規劃還提出了到2020年，物聯網總體產業規模突破1.5萬億元，公眾網絡M2M（機器與機器）連接數突破17億，研究制定200項以上國家和行業標準，打造10個具有特色的產業集聚區，培育和發展200家左右產值超過10億元的骨干企業等多項發展目標。根據中國信通院數據，截至2018年6月，根據測算預計2018年我國物聯網總體產業規模將達到1.2萬億元；我國公眾網絡M2M連接數共計5.4億，其中中國移動物聯網連接數達到3.8億，中國電信達到7419萬，中國聯通達到8423萬，完成目標值的31.8%，由于此前NB-IoT處于網絡建設階段，相關應用將在之后規模推進，預計連接數將呈現加速增長態勢；已經設立江蘇無錫、浙江杭州、福建福州、重慶南岸區、江西鷹潭等5個物聯網特色的新型工業化產業示范基地，其中鷹潭為2017年審核通過；產值超10億元的骨干企業超過120家；新制定物聯網行業標準達到81項，其中包括30項國家標準。今年3月，工業和信息化部無線電管理局（國家無線電辦公室）編制的《中國無線電管理年度報告（2018年）》顯示，2018年我國物聯網業務收入比上年增長72.9%。物聯網及智慧家庭等新業務增長迅猛，截至2018年12月底，中國電信、中國移動、中國聯通三家基礎電信企業發展蜂窩物聯網用戶達6.71億戶，全年凈增4億戶。

從通信技術來看，我國物聯網通信技術目前NB-IoT和LoRa兩大陣營并存。一方面，在電信運營商、設備廠商、芯片廠商的推動下，NB-IoT在國內形成龐大的產業生態群體，應用行業數量不斷增多。2017年6月，工信部發布了《關于全面推進移動物聯網（NB-IoT）建設發展的通知》，進一步夯實物聯網應用基礎設施，推進NB-IoT網絡部署和拓展行業應用，加快NB-IoT的創新和發展，從政策層面給予NB-IoT產業大力支持。另一方面，從2015年開始，國內大量中小企業涉足LoRa領域，逐步形成產業生態。特別是2018年阿里巴巴、騰訊兩家互聯網公司繼中興之后，以最高級別成員身份加入LoRa聯盟，在技術標準、認證和全球市場中發揮作用，通過搭建平臺方式吸引生態圈企業，并在杭州、深圳等地部署城域級試點網絡。另外，全國多地廣電廠商將LoRa作為其布局物聯網業務的網絡部署主要選擇，LoRa在國內的產業生態力量大大加強，形成低功耗廣域網絡的另一較為明顯的陣營。

從傳感器技術來看，我國MEMS傳感器產業取得一定進展，但短板仍較為突出。目前，我國本土傳感器市場規模保持較快增長，在MEMS設計、代工生產、封裝測試、應用已形成完整的產業鏈。從地域分布來看，華東地區MEMS企業數量最多，約占全國企業總數的60%，多集中在長三角，借助地方政府政策支持強勁和集成電路產業鏈完備的優勢，聚集了豐富的半導體人才資源；珠三角地區約占15.5%，以深圳為中心，側重應用，市場嗅覺靈敏且長于資源整合，但關鍵部件的核心技術能力不強；環渤海及東北地區約占16%，側重研發設計，多數基于研究機構轉變而來，技術來源和研發條件較好，但產線能力多偏向科研型，主要從事高端小批量產品研發；中西部地區約占8.5%，集中在省會城市，企業通常從傳統的傳感器廠家轉變而來。不過，MEMS及先進傳感器產業仍面臨諸多問題：一是國內企業基礎研發能力的不足，多數企業完成整個系統的開發需要采購核心器件或借助其他電路設計企業，不得不依靠國外的技術，從事技術含量較低的MEMS產品，過早地陷入了紅海市場；二是產業生態不完善，產業鏈總體發展不均衡，代工平臺、研發用的專業軟件等關鍵技術節點存在瓶頸，企業缺乏大批量量產能力；三是產品種類不完整，現階段國內僅有6000多種傳感器產品，而全球范圍內已有2萬多種；四是國內缺乏領軍企業，與國外企業相比，國內企業僅在終端應用領域稍有優勢，其它環節技術能力差距明顯。

車聯網產業發展進入快速軌道

作為物聯網的一項典型應用，2018年車聯網技術發展成為全球熱點。車聯網發展聚焦于網聯化和智能化，并由單車智能逐步轉向多車協同以及“智慧的車”與“智慧的路”協同發展，這對車聯網技術創新和產品研發提出了新的發展需求。汽車電子、V2X無線通信、多接入邊緣計算、云平臺以及安全等為車聯網網聯化、智能化、協同化發展提供了堅實的技術基礎。

2018年，我國各級政府部門積極加快部署車聯網產業發展。2月，交通運輸部發布《關于加快推進新一代國家交通控制網和智慧公路試點的通知》，支持九省市全面開展新一代控制網及智慧公路示范應用。11月，工信部印發了《車聯網（智能網聯汽車）直連通信使用5905-5925MHz頻段管理規定（暫行）》，規劃了20MHz帶寬的專用頻率資源用于LTE-V2X直連通信技術，對我國車聯網產品研發、標準制定及產業鏈成熟起到重要的先導作用。12月，工信部印發了《車聯網（智能網聯汽車）產業發展行動計劃》，提出了分階段實現車聯網產業高質量發展的目標，最終全面建成技術創新、標準體系、基礎設施、應用服務和安全保障體系，逐步實現高級別自動駕駛功能的智能網聯汽車和5G-V2X規模化商業應用，實現“人-車-路-云”的高度協同。此外，我國還出臺了自動駕駛路測法規：4月，工信部、公安部、交通部聯合發布了《智能網聯汽車道路測試管理規范（試行）》，對測試主體、測試駕駛人及測試車輛，測試申請及審核、測試管理，交通違法和事故處理等方面作出規定；在地方層面，北京、上海、保定、重慶、深圳等城市先后出臺了各地道路測試管理規定。

車聯網的關鍵技術是V2X（Vehicle to Everything，車用無線通信技術）。世界各國都已經將V2X技術發展看作是未來技術創新、產業培育和交通運輸服務變革的重要方向。目前國際上V2X技術有IEEE 802.11p和 C-V2X（Cellular-V2X）兩條主流技術路線，其中，C-V2X是基于3GPP全球統一標準的通信技術，包含LTE-V2X和5G-V2X，從技術演進角度講，LTE-V2X支持向5G-V2X平滑演進。我國在C-V2X的標準規范、產業技術、示范案例、測試驗證等方面都取得了積極進展。在標準規范方面，已經基本完成包括總體技術要求、空中接口技術要求、安全技術要求以及網絡層與應用層技術要求等各個部分在內的LTE-V2X標準體系與核心規范的建設。在產業技術方面，我國不但建成全球最大的4G網絡，而且初步形成了覆蓋LTE-V2X系統、芯片、終端的產業鏈。在示范案例方面，工信部、交通部從車聯網、車路協同等角度積極推動國家示范區建設：無錫建成世界首個車聯網（LTE-V2X）城市級開放道路示范樣板，并于2018年9月進行了集中展示，為跨行業產業協同營造有力條件；11月，上海支持開展了世界首個跨通信模組、跨終端設備、跨整車的“三跨”互聯互通應用展示，驗證了中國V2X標準的全協議棧有效性。在測試驗證方面，IMT-2020 5G推進組的C-V2X工作組協同跨行業各方完成了實驗室和小規模外場環境下的LTE-V2X端到端通信功能、性能和互操作測試，為大規模應用示范和商用部署奠定了基礎。

我國車聯網產業正快速發展，產業鏈主體更加豐富，跨行業融合創新生態體系初步形成。一方面，以可提供車聯網智能服務的ICT創新企業和汽車電子產業鏈中芯片、車載顯示等關鍵零部件生產商為代表的新興汽車企業重要性日益顯著。新興汽車企業在智能電動汽車領域發力，相對于傳統汽車企業，具有敢于實踐創新，決策機制靈活的優勢。新興車企最突出的發展思路是“軟件定義汽車”和“生活方式改變出行”，已經成為汽車智能化增速發展的引擎，未來有競爭汽車行業核心地位的可能。另一方面，傳統汽車企業積極擁抱人工智能和信息通信技術，在漸進式推動自動駕駛發展。傳統車企在資金規模、汽車制造設計上具有明顯優勢，也有成熟的供應銷售鏈和生產線，商業化落地也更容易被消費者接受。由于要衡量產品銷售利潤與技術研發推進之間的折中，傳統車企多數采取了由L1至L5逐級商業化產品和直接進入L3/L4級技術產品發展的并行發展策略。當前，一汽、長安、上汽、北汽、吉利和長城等國內車企均已組建研發團隊開展L1到L3級別自動駕駛的研發和測試，并制定了明確的未來發展規劃。總而言之，傳統汽車廠商與ICT創新企業、新興汽車企業由競爭走向合作，正在逐步構建互聯網汽車行業生態體系。

在自動駕駛領域，從產業發展看，傳統汽車廠商與ICT創新企業、新興汽車企業都意識到自動駕駛技術、應用以及商業模式的發展是一個長期演進的過程，產業的跨界合作得到一致認可，強強合作的產業聯盟是這種趨勢下的最佳選擇，逐漸形成多方參與、競爭合作的復雜生態體系。從技術路線看，業界逐步形成了網聯式自動駕駛技術路線的共識，車路協同概念備受關注。車路協同通過加強路側智能設備與智能網聯汽車的信息交互與融合，可以有效降低車載終端的計算壓力與性能成本，促進更高效地開展車輛主動安全控制和道路協同管理策略。從具體實踐來看，百度、阿里巴巴等企業積極推動車路協同領域的產業合作。百度發布了支持車路協同的Apollo版本，并于2018年底開源，全面支持網聯式自動駕駛；隨后百度與中國信科簽署戰略合作協議，推進在車路協同等領域的全面合作。2018年9月，阿里巴巴宣布全面升級汽車戰略，打造車路協同系統，聯合交通部公路院等成立了“2038超級聯盟”，協同產業力量共同落地“智能高速公路”。

智慧城市中的物聯網應用全面升溫

“數字孿生城市”等新理念、新技術正驅動物聯網在智慧城市建設中的應用全面升溫。“數字孿生城市”正在成為全球智慧城市建設熱點，通過交通、安防、消防、家居、公用事業等各系統海量的物聯網感知終端，可實時全面的表述真實城市的運行狀態，構建真實城市的虛擬鏡像，支撐監測、預測和假設分析等各類應用，實現智能管理和調控。目前全球已經有一批領先城市開展了智慧城市的建設探索：新加坡國家研究基金會和相關政府部門2015年啟動了“Virtual Singapore（虛擬新加坡）”項目，與法國達索系統等多家公司、研究機構合作打造全球首例城市數字孿生模型；法國城市雷恩也開展“數字孿生城市”試點，計劃在2017-2019年利用3D技術打造城市數字模型，支撐城市規劃、決策、管理和服務市民；2018年4月，《雄安新區規劃綱要》提出建設數字城市，提出“堅持數字城市與現實城市同步規劃、同步建設，適度超前布局智能基礎設施，推動全域智能化應用服務實時可控，建立健全大數據資產管理體系，打造具有深度學習能力、全球領先的數字城市”。同時還提出了加強智能基礎設施建設，構建全域智能化環境，建立數據資產管理體系等建設目標。在“數字孿生城市”建設理念引領下，城市物聯網應用正向更大規模、更多領域、更高集成的方向加快升級。

在城市交通方面，物聯網不但能夠解決電動自行車管理的痛點，還促進了共享單車的發展。作為城市中除自行車外最主要的代步工具，電動自行車的廣泛使用帶來了諸多問題：盜竊案件高發且破案率低，引起的交通事故和交通違法層出不窮，違規充電引發的火災隱患事件頻發。物聯網技術的應用為有關部門解決電動自行車管理的痛點提供解決方案：2018年10月，中國移動中標鄭州市公安局300萬輛電動自行車NB-IoT防盜終端采購項目，采用物聯網技術對電動自行車進行管理；新華三推出基于窄帶物聯網技術的電動自行車綜合治理方案并在多個城市開始試點。電動自行車管理方案試點成功后，會迎來大范圍復制，成為智慧城市中又一規模化連接群體。共享單車則是物聯網技術在交通出行領域的典型應用，通過智能鎖和物聯網平臺的聯動，賦予自行車分時租賃的功能。雖然共享單車在資本熱潮退去后有所沉寂，但在其短時間內對城市居民出行方式產生了巨大的影響，甚至成為很多市民短距離出行的主要方式。共享單車業務催生了一個規模化的智能硬件產品和管理千萬級終端的物聯網平臺，同時也給芯片、模組等企業帶來了一輪批量的出貨。由物聯網技術賦能的共享經濟，雖然其邏輯和商業模式仍然飽受質疑，但讓普通消費者能直接體驗到物聯網帶來的生活方式的改變。

在城市安防方面，安防市場的規模化發展加速了物聯網的應用落地。隨著平安城市、雪亮工程等政策的實施，安防行業迎來快速發展，2017年全國安防市場規模超過6300億，同比增長17.6%，安防生產商數量超過7000家。規模發展的安防行業為物聯網提供了最佳應用環境，物聯網在智慧安防中的滲透率不斷提升， 聯網智慧安防設備快速增加，其中“AI+安防”成為物聯網在安防領域應用的典型特征。目前不論是前端芯片、板卡、設備模塊供應商，還是后端安防軟件、平臺供應商，均不遺余力地將人工智能技術融入到各應用中，當前熱門的人工智能獨角獸也將安防行業作為重要應用領域之一，通過提供更加強大的圖像識別與圖像處理算法，為公安、交通、社區管理等智能應用提供支持。除了公共安防應用，物聯網和人工智能也已滲透到特種行業安防，如野生動物監測、林業防火防災監測、監獄安防等垂直領域。

在消防安全方面，與物聯網密切融合的消防安全市場已經開啟。2017年智慧消防政策出臺，公安部發布《關于全面推進智慧消防建設的指導意見》，要求全面推進智慧消防和物聯網遠程防護系統，并開始制定新的消防設備規范，NB-IoT、LoRa等物聯網技術被列為重要的基礎。2015年我國消防報警設備市場規模為230億元，預計2021年市場規模突破1000億元，年均增速達30%。其中，低成本、易安裝、高精度的物聯網無線煙霧報警器具備形成規模化市場的潛力：一是目前歐美發達國家煙霧報警器覆蓋率已接近100%，相比之下我國差距很大；二是我國有大量存在嚴重火災隱患但缺乏消防設施的場所；三是相當一部分既有消防設施已經陳舊老化，瀕臨癱瘓狀態；四是傳統的煙霧傳感器存在誤報問題。物聯網無線煙霧報警器則可以解決以上痛點，從而形成巨大的市場空間。從2017年開始，智慧消防已成為智慧城市落地的熱點領域，目前多個城市已實現百萬級智能煙霧報警器的招標和施工，形成了規模化的示范效應。

在智能家居方面，以物聯網和人工智能技術為基礎的“全屋智能”將帶來居住環境體驗的進一步提升，以智能門鎖為代表隊智能家居產品市場潛力巨大。智能家居領域的參與群體越來越多，家居家電廠商、地產商、互聯網公司、運營商、創業團隊等均看好智能家居的潛在市場。2018年全球智能家居設備、系統和服務的消費者支出總額將接近960億美元，未來5年的復合年增長率為10%，預計2023年將達到1550億美元。“全屋智能”作為智能家居的發展方向，通過軟硬件一站式解決方案，提供智能安防、智能家電控制、智能照明、智能娛樂等綜合服務。目前“全屋智能”已在大量家庭安裝，通過家庭生活場景智能化提升用戶體驗。一些智能家居產品表現出可喜的市場潛力，例如傳統上用于商業場所安防的智能門鎖。目前，物聯網和安全技術的進步推動著家庭中傳統門鎖向智能門鎖的更新換代。在B端市場教育和消費升級大潮下，智能門鎖逐漸擴展到樓盤，進而家庭消費者等C端用戶對智能門鎖的需求也會逐步發力。在未來的5-10年內，我國智能門鎖的總需求量將超3000萬套，行業總產值將會突破千億元大關。規模化的智能門鎖設備部署將顯著提升家庭智能化生活體驗。

在公用事業方面，物聯網技術助力公用事業實現智能化升級。城市供水、供氣、供熱等公用事業的智能化升級是智慧城市中民生應用項目的典型代表，NB-IoT、LoRa等低功耗廣域網絡的商用，給公用事業帶來了更合適的網絡接入技術。繼全球首個NB-IoT物聯網智慧水務商用項目2017年3月在深圳發起之后，福建、湖南、寧夏等地快速開展基于NB-IoT的智慧水務試點應用；華潤燃氣、深圳燃氣、福州燃氣、新奧燃氣、北京燃氣等公司也在開展基于NB-IoT和LoRa技術的智慧燃氣試點；除抄表外，基于物聯網的城市管網監測、供水供氣調度、城市公共資產管理等應用也在不斷涌現，合同管理等新的建設運營模式也在積極探索。

總而言之，在智慧城市建設過程中，影響物聯網應用發展的因素主要包括以下幾個方面：首先是城市痛點的需求，智慧城市中的物聯網應用必須依賴前期試點示范中探索出的商業模式，直擊城市管理的痛點，滿足城市的真正發展需求，才能夠實現大范圍落地，其中交通、安防、消防、家居、公用事業等已成為我國智慧城市建設的剛性需求，驅動物聯網應用在這些領域的規模部署；其次是部署成本，成本問題是我國相對欠發達城市面臨的共性挑戰，如果完全由政府推動物聯網應用的規模部署會對財政造成較大負擔，未來需要鼓勵建設運營模式創新以吸引社會資本投入；此外，技術成熟度、產業鏈完整程度、安全保障等因素對擴大智慧城市物聯網應用范疇、助力解決應用規模化也將產生積極的作用。