新基建助力智慧城市跨越式發展

夏婷婷 劉升升

“新基建”即新型基礎設施建設，是融入5G、大數據、人工智能、物聯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字化。2018年12月，中央經濟工作會議把5G、人工智能、工業互聯網、物聯網定義為“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路徑，最終影響了智慧城市的發展趨勢。

智慧城市建設現狀與困境

智慧城市建設的目標，是通過新一代數字技術的運用，構建一個深度感知、萬物互聯、全行業智慧化的現代化城市。智慧城市的具體實現路徑，是基于城市運行的全方面數字化，通過運行信息的采集，整合聚合，進而了解這個城市;再通過數據挖掘分析，信息轉化為知識來理解這個城市;最終依靠數字建模，人工智能應用來反饋和解決城市問題，優化城市資源的分配，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、圖像數據分析應用、對算力要求較高的數據建模都無法實現;三是傳統行業基礎設施落后，無法滿足城市數字化轉型、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、數據層、應用層提供支撐。

物聯網支撐智慧城市深度泛在感知。我國在物聯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;在產品孵化和產業培育方面，也建立了一些產業基地，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，形成包括城市生態環境感知、生命線監控、交通監管、建筑與公共設施監測的覆蓋城市組成部分的綜合物聯感知網絡，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城市大大增強，為智慧城市建設奠定了基礎，是實現城市現代化治理的重要技術。基于此，近年來，物聯網產業作為新興產業，已被各大城市作為戰略性產業進行重點發展。

5G支撐大數據快速傳輸。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、覆蓋區域廣等需求相匹配，解決了傳統移動通信網絡無法有效支撐物聯網及其行業應用的弊端，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、虛擬現實等領域;而作為城市綜合感知物聯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。隨著技術的進步，5G將與物聯網、大數據、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新應用，支撐未來智慧城市的快速發展。

數據中心、智能計算中心提升大數據分析應用的效率。隨著城市數字化進程的加快，城市的數據總量正在快速增長，根據IDC的統計顯示，全球90%的數據產生于近幾年，數據量以指數形式增長。從2003年的5EB，到2013年4.4ZB，再到2020年，預計將達到44ZB。而大數據治理與應用，是智慧城市建設的核心，而數據中心、智能計算中心又是大數據治理與應用的基礎。近年來，大數據多樣化處理模式與軟硬件基礎設施逐步夯實，內存計算將繼續成為提高大數據處理性能的主要手段，大數據安全和隱私技術也取得了很大的進步，一體化融合的大數據處理平臺逐漸成為趨勢。另外，大數據處理技術與應用技術的不斷涌現，給更多的智慧城市創新應用帶來了可能，例如在健康醫療、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模式和生態，同時也將加速驅動智慧城市的建設向更高層級發展。

融合基礎設施：推動行業傳統基礎設施轉型升級

融合基礎設施，是指深度融合了應用互聯網、大數據、人工智能等技術，通過支撐交通、能源等傳統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，而各行業的基礎設施建設往往比較落后，為城市的數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狀，為城市的數字化轉型、城市大腦的建設奠定基礎，更為城市系統的閉環運行、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展主要趨勢的智能交通，其本質是在交通系統中實現交通參與對象的感知與互動，包括路網、車輛、人、停車場等，通過大數據的分析，物聯網、人工智能的應用，實現對交通資源的優化，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境做輸出，根據情況做出實時反應但自動駕駛現有的感知技術，在自動超車、協作式避碰、車輛編隊等復雜場景中，由于車輛之間無法實現互動，雷達、攝像頭等都只能采集車輛周邊的環境數據，還無法根據情況通過指令做出實時反應。

創新基礎設施：促進培育行業新興業態

創新基礎設施，主要指支撐科學研究、技術開發、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技術創新基礎設施等也主要用于城市的創新示范性基礎設施建設和產業轉型升級基礎設施建設。

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

例如雄安新區已發布的“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，統一規劃建設，通過提供標準的電、網接口，搭建了感知大數據與智能基礎設施的通道，從源頭上進行資源統籌和集約化建設，既改變了傳統的先建設后共享模式，又節約了成本，提高了運維效率，同時保障了數據資源的安全可靠，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）