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新基建浪潮下 5G如何助力智慧城市發展?

2020-06-29 14:59:26 安防展覽網 點擊量:25232
  【安防展覽網 市場分析】 隨著5G商用以及新基建浪潮火熱來襲,智慧城市建設的春天正加速到來。尤其是這場突如其來的疫情,智慧城市發揮了重要的作用,有力推進決策科學化、治理高效化、服務精準化。未來幾年,以5G融合人工智能、大數據分析、云計算以及物聯網等為代表的新一代信息技術,將進一步推動智慧城市建設提速。
 
  智慧城市是把新一代信息技術充分運用在城市的各行各業,以提升資源運用的效率、優化城市管理和服務以及改善市民生活質量,是今后城市發展的必由之路。我國工業和信息化部于2019年11月印發《“5G+工業互聯網”512工程推進方案》,特別提出推進5G、工業互聯網等信息技術在垂直領域的融合應用以及向服務業滲透,服務智慧城市建設。2019年是中國5G商用元年,6月6日國家正式發放5G商用牌照,10月31日工業和信息化部與三大運營商舉行5G商用啟動儀式。5G進入商用將極大地助力智慧城市在未來的一段時間進入新發展時期。
 

 
  5G的出現是發展的必然
 
  5G的出現有著3個方面的必然:一是技術發展的必然,二是需求發展的必然,三是國家發展的必然。
 
  首先從技術發展來看,整個人類通信時代的發展,從古代烽火狼煙、鴻雁傳書到現代電報、電話、手機,人們一直以來都在追求更加真實的、更加便捷的通信方式。這對通信技術提出了更大的信息量、更低的時延、更安全的通信要求。最初是語音通信,后來有了數據(短信)、圖像、視頻通信,這基本上也是移動通信發展的歷程。縱觀歷史,1G為人類開啟了移動通信大門,2G讓世界進入移動通信時代,3G為人類開啟了移動互聯網大門,4G讓人類完全進入了移動互聯網時代。隨著無線通信、微電子和集成電路、云計算等一系列技術的發展,進一步發展到5G是歷史的必然。
 
  其次從需求應用來看,從1G到4G,人們的需求從移動語音業務到短信,再到移動數據業務,從簡單的文字、網頁發展至視頻,乃至超高清的視頻,基本按照越來越大的通信帶寬來發展的。現階段,一方面人們仍在追求更大的帶寬,如虛擬現實(VR)、增強現實(AR)、8K超高清等視頻通信效果,另一方面工業控制、無人駕駛等領域對網絡提出了毫秒級低時延的需求,智慧城市則對網絡提出了百萬級的大連接需求。這些多樣性的業務需求促進了5G的發展。
 
  最后從國家發展來看,我國從1987年開始1G商用,到1995年發展2G、2009年發展3G,再到2013年發展4G、2019年5G商用,整個移動通信的標準基本是每10年一代,從國際標準成熟到國內商用的間隔越來越短。
 
  伴隨著國家發展,我國移動通信整體上經歷了2G跟隨、3G突破、4G同步、5G引領的階段。中國在5G階段主導了大量國際標準的制定。信息技術的引領往往是一個國家綜合國力的體現。
 

 
  5G是智慧城市新發展的最佳機遇
 
  作為新一代信息技術的代表,5G在技術、應用、創新、智慧城市等方面都有著廣泛的應用前景。
 
  5G是新興技術的匯聚體
 
  5G不僅僅是一項網絡技術,廣義的5G是以新一代移動通信為核心,與其他新型技術相融合的多技術、多業務的匯聚載體。
 
  現階段,5G正與其他信息技術同步快速發展。值得一提的是,人工智能目前也處于一個飛速發展的階段。可以預期,5G與人工智能相結合,將促使信息化產業的跳躍式發展,從而產生不可估量的作用。工業互聯網、無人駕駛、智慧城市管理在今后幾年都會在5G和人工智能聯合推動下迎來一個大發展階段。
 
  以無人駕駛為例,無人駕駛有兩個概念:一是遠程駕駛,即人在操作中心控制道路上的車;二是真正意義上的自動駕駛,沒有人進行控制,車自行在道路上行駛。遠程駕駛可以通過5G低時延的網絡特點實現。然而,在自動駕駛中,汽車要自行辨別道路上的人、車甚至設施等,這就需要人工智能與5G相結合,提供一個系統、安全、可靠的方案。由此可見,“5G+人工智能”是今后技術發展的一大基礎。
 
  此外,還有很多技術的發展與5G結合,也將催動新一輪的創新。例如,工業互聯網、智慧城市管理、全息影像等,正是這些技術的大發展,推動了5G應用領域的拓展。
 
  因此,廣義的5G是與其他新興技術相輔相成的一個新技術綜合體、新業務展示體、新應用創造體。在大力發展5G的同時,一定要大力發展以5G為中心的生態圈和技術鏈。
 
  5G是美好未來的實現者
 
  回到二三十年前,人們對新技術的理解,可能無法想象出門不帶錢包的移動支付,無法想象日后手機的功能比當時的電腦還強大許多倍。當時,很難想到拿著一部小小的手機,可以看高清的電視、玩網絡對戰游戲,可以查字典、與海外的親人視頻通話,還可以控制家里的電器。可以說,這么多年來,移動通信技術讓生活更美好。
 
  那么,哪些以前看來不可能的事情在5G時代會變為可能呢?
 
  除了前面提到的無人駕駛、自動工業控制以外,還有哪些行業將會迎來新的發展機遇?
 
  第一是遠程醫療。5G可以從醫院的患者端、移動醫療服務、醫療行業協同等方面提供創新。搭載5G網絡的醫療機器人可以為隔離病房的患者提供生命體征采集、藥品配送、遠程視頻溝通等服務,可以進行室內消毒,并進行耗材、試劑的運輸;通過5G的遠程專家會診減小地域限制,增加就醫渠道,實現醫療資源的共享,專家醫生還可以結合VR和觸覺感知系統遠程指導診療;搭載5G網絡的急救通信系統和影像診斷設備,將更好地保證醫院在患者到達前做好充分準備,快速投入搶救。
 
  第二是大視頻應用。人們對視覺的極致體驗是沒有極限的。一方面追求清晰度,隨著4K、8K到來以后,皮膚上的毛孔都已經清晰可見。另一方面,人們將追求更多維度的真實效果,VR/AR甚至全息影像的需求將會出現。未來,通過多機位的攝像,觀眾可以自由選擇視角,在現場或者遠程觀看體育比賽、表演等。甚至在觀看體育比賽直播時,通過虛擬現實,觀眾可以找到與運動員同場競技的感覺:足球運動員罰點球,你可以在球門前試著撲一下。根據5G的高帶寬和低時延特點,VR/AR既可以做到清晰度高,同時又沒有眩暈感,讓觀眾有身臨其境的真實體驗。
 
  第三是城市管理。城市管理中需要大量的儀器,如檢測污染的、管理交通的、管理車輛停泊的、監控車流的,這其中既有傳感器,也有視頻監控攝像頭。這么多的攝像頭產生的視頻和圖像數據,不可能僅僅靠人工管理,更需要人工智能的圖像處理。隨著圖像清晰度越來越高、數據流越來越大,對城市進行管理時可以通過邊緣計算(MEC)技術,保證數據處理的及時性和數據信息的安全性,及時發現問題、處理問題,實現技術讓城市更美好,城市讓生活更美好。
 
  此外,5G在智慧教育、智慧交通等方面都可能會有大量的創新應用。5G將包含to C(個人用戶)、to B(行業應用)、to G(智慧城市)等各方面,服務于全社會的創新技術。同樣,現在看來很多不可能的事,在5G時代可能會有相當一部分變成現實。
 
  因此,推進5G發展的同時,一定要鼓勵業務創新,鼓勵打破束縛,鼓勵一定限度的“天馬行空”,必將會有新的信息時代產物。
 
  5G是服務于科學創新的承載體
 
  信息技術是服務于科學創新的一個載體。張江科學城有很多創新企業、科研院所,如機器人方面、人工智能方面等。很多企業想研發新一代信息技術下的業務產品。現在,5G網絡先行覆蓋,給這些企業提供網絡能力,將有助于這些企業盡早開發出新產品。發揮5G高帶寬、低時延、廣連接的能力,挖掘創新企業的研發能力,很可能會創造出新的東西,最后服務于城市管理。
 
  政府可以出臺一定的優惠政策,鼓勵運營商對5G先行先試,推動科學創新、技術突破,形成全國甚至全球有影響力的科創成果。
 
  5G是智慧城市管理的催化劑
 
  智慧城市管理的觸角就是感應器、探測器、攝像頭等一系列終端。隨著智慧城市建設的推進,終端數量越來越多,業務種類也越來越豐富,這就對通信網絡提出了新的需求。
 
  5G從高帶寬、低時延、大連接等特性來看,對應于城市管理業務的角度,都能找到合適的網絡技術進行匹配。例如,視頻監控可以利用5G的高帶寬技術,遠程控制無人機可以通過低時延業務,水質監控等感應器可以通過大連接業務。
 
  以下幾項與5G相關的技術未來有望共同作用于城市管理。
 
  (1)精確定位技術。目前,基于5G網絡的精確定位技術正在進行研究,將來定位會越來越準,覆蓋范圍不僅僅是室外,室內也會實現1米以下的定位精度。例如大型港口、大型倉儲,如果精準定位完全實現以后,可以實現無人駕駛、智能調度,這將進一步提升運營效率,提升貿易體量。
 
  (2)終端和芯片技術。5G的終端不僅僅是手機,城市管理系統的每個觸角都能裝上5G的芯片,作為5G的終端。隨著現在7納米芯片技術的成熟,終端的能耗會進一步降低,實現的功能會更加強大,待機時間會進一步提升。這些都對城市管理有一個能級的提升。
 
  (3)人工智能。如前文所述,5G與人工智能的深度融合能夠幫助提升智慧城市運營的效率。系統通過深度學習,可以實現較高精度的精準管理,準確性、及時性遠遠超過人工管理。5G帶來的“萬物智聯”的時代會在今后與城市管理的大腦深度融合。
 
  (4)云計算和大數據。智慧城市運營會產生海量的視頻、音頻、圖像等數據,這些數據的存儲、運算、轉發都需要云。如何合理部署云資源,哪些數據要到核心節點處理,哪些數據要到邊緣節點就近處理……這些問題如果解決好,結合5G的特性、大數據的處理能力,智慧城市運營會非常有效。
 
  因此,像上海這樣的特大型城市,應該前瞻性地、合理地部署必要的云資源。上海可以多儲備一些技術基礎設施、創新平臺能力,形成具備全球引領效應的科創中心。
 
  5G是城市管理架構改革的參照物
 
  5G不僅引入了新技術、新應用,也引入了新架構。5G的網絡架構更加扁平化、虛擬化、云化,跨地域的特性也會更加明顯。這些對于城市管理的架構,或多或少會有一些借鑒意義。
 
  扁平化架構會普及。實際上,整個通信技術架構創新往往超前于智慧城市的發展。目前,通信網絡已經扁平化管理。隨著信息技術的發展,社會和企業管理效率大為提升,為相應的管理體系扁平化創造了條件。
 
  虛擬化將取代實體。5G對設備是一個很大的創新。以前,網絡設備都是很多的實體設備,在5G時代,可能基站還是實體的,但核心網絡都會部署在云上,這使得5G的部署和業務調用會更加敏捷、隨需、開放。
 
  地域限制會打破。目前,地球已經成為一個地球村,隨著移動互聯網的普及,很多地域的限制會逐漸被打破。網購使得購物不再局限于商場,視頻聊天縮短了交流的距離。
 
  技術架構的種種原理,以后可能會成為城市管理架構的參照物。這或許算是5G助力城市管理的一種方式。

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