从CES技术应用看未来智慧城市的发展趋势

文/夏连鲲，程星华（中国电子工程设计院有限公司；世源科技工程有限公司）

1 引言

纵观人类文明史，就是一部技术演变史。从农业革命到工业革命，再到信息革命，每一次社会的里程碑式变革都源自产业技术革命。工业革命将传统手工业升级到流水线工厂，吸引人们向城市集聚，从而大大推动了城镇化进程。然而快速城镇化也带来交通拥堵、环境污染等诸多“城市病”。在人们反思和寻求缓解或避免“城市病”的当下，我们悄然迎来了信息时代的革命。从数十年前的互联网出现，到智能手机普及，再到物联网、AI、5G等技术的日趋成熟，一代代的信息技术创新，正让我们的世界、我们的城市、我们的生活产生深刻的变革。梳理前沿的创新技术，我们可以预见，未来的城市将是基于信息技术的智慧城市。

2 从CES看信息技术带来的变化

国际消费类电子产品展览会（International Consumer Electronics Show，简称“CES”），是当今世界最大、影响最为广泛的消费类电子技术年展，也是全球最大的消费技术产业盛会，每年1月在美国举办。展会云集全球最优秀的传统消费类电子厂商和IT核心厂商，展示最先进的技术理念和产品。消费电子产品应用范围广泛，是电子信息产业创新最活跃、应用转化最快的领域，CES 2019吸引了全球4500余家企业参展，展会上呈现的新技术、新产品、新应用涉及衣、食、住、行、娱乐、社交等各个终端消费领域。作为全球消费电子市场的风向标，其科技成果对未来行业发展将会产生深远影响。

图1 CES 2019 主题内容

1）5G支持海量数据高速传输，将万物互联变成可能

根据CES预测，2020年全球将全面进入数据时代，其重点关注的科技范畴集中在语音识别计算、机器人、5G、生物识别、人工智能等领域。

5G即第五代移动通信技术，已成为当下科技领域最为热门的话题之一。5G不仅限于技术层面通信制式等相关内容，其应用场景更加备受关注，在CES 2019，5G呈现了在VR/AR、高清视频、云存储、车联网、智慧家居等领域的应用。在技术方面：高通宣布2019年将发布30款以上搭载骁龙X850 5G基带的设备，英特尔发布了基于10nm工艺的网络系统芯片“Snow Ridge”。在硬件方面：摩托罗拉发布了全球首款支持5G网络的智能手机Motorola Z3，全球多家运营商和手机厂商均表示将于2019年推出5G终端产品。2019年，5G将正式投入商用，预计到2020年，5G将会连接500亿台智能设备和77亿人，到2025年，全球将有110个市场部署5G。促进对视频内容提供服务的大量需求，同时催生AR、VR、无人驾驶、车联网、智能家居等新的应用需求，重塑消费者的日常生活模式。

图2 CES 2019 5G部分应用

5G峰值速率可达到20Gbps，每平方公里可链接数超过100万，链接延时仅1ms，5G网络将人与人的通信向人与物、物与物、万物互联、万物智联方向发展。5G时代的城市生活、家居及办公环境里各种设备都将是高度智能化、自动化的，各种服务可以根据使用者的喜好个性化定制，同时，在出行等很多方面的协同化程度更高。此外，5G将促进边缘计算、物联网和云计算等技术的深度发展及普及。

2）AI+5G、物联网驱动智能时代产业多元发展，生活更加智慧便捷

作为基础通用性技术，5G和AI将催生新的产品、模式和业态，支撑推动美好智慧生活构建。CES 2019，AI无处不在，与家电、汽车、VR等应用深度融合。语音/数字助手产品正在改变人们的生活方式，开始支持包括手机、平板电脑、家用电器、汽车等多种设备，兼容性更强；语音技术迅速成为主流接口，对智能家居、A/V音视频技术产生主要影响；数字助手正在逐渐转变消费者行为。语音/数字助手能理解人们的所说内容，并且有多种表达方式，目前，已有超过20000个智能设备兼容亚马逊Alexa，超过10000个智能设备可兼容Google Assistant。未来，围绕语音助手的竞争将上升至新高度，语音界面将成为互联生活的中心。

CES 2019，各大厂商纷纷推出全套智慧家庭解决方案，随处可见搭载AI功能的智能家电，以AI电视或手机为中控，实现交互和和服务的无缝切换，对冰箱、洗衣机、空气净化器、净水器、空调、窗帘、照明、吸油烟机、电扇、加湿器等全家电品类实现全方位的控制。LG在智能手机、冰箱、洗衣机、电视机在内的各大产品上内置了ThinQ智能系统；三星推出的Family Hub4.0 智能冰箱、洗衣机中也都内置了Bixby AI助手，通过语音助手实现家庭中各家电家居的互联互通。此外，如安全摄像头、门窗传感器、移动侦测传感器等具备语音图像、人脸、语音识别和多场景感知的家庭安防监控装置和无人机安保监控系统亮相CES。智能家居的新概念、新系统和新技术，越来越多的消费者正在享受智能家居带来的便利性和智能化，通过将人工智能和语音控制技术进行集成，可在客厅、厨房、浴室和其他任何地方操控智能家居设备，它们变得更加智能、更加互联、更加个性化。

图3 智慧家庭解决方案

在用户体验方面，8K超高清、柔性显示引领显示技术发展。8K分辨率为7680x4320，是继4K之后又一大分水岭。众多8K产品亮相CES，三星展示了应用量子点技术的98英寸QLED 8K电视，采用基于AI技术的量子处理器8K芯片，可以对播放内容、播放场景进行智能识别和优化；LG推出88英寸8K OLED超薄电视，并带来65英寸可卷曲4K OLED电视，可实现电视和音响装置的自由灵活转换；三星、LG分别展示了Micro LED电视，小于100μm的微型LED显示单元可实现产品的无限扩展，具有更高的对比度、更低的功耗和更快的响应速度，也是未来重要的显示技术；柔宇推出的全球首款可折叠柔性屏手机FlexPai柔派也是本次CES的一大亮点，其既拥有智能手机的便携，又兼具平板电脑的高清大屏，自由折叠、展开，轻松装入口袋，颠覆了人们对传统手机的认知，带来更友好更强大的视觉体验，革命性地构建了全新的人机交互方式。

图4 三星量子点技术的98英寸QLED 8K电视

图5 LG 65英寸可卷曲4K分辨率OLED电视

图6 柔宇多款柔性显示产品

3）智慧交通、智慧安防让城市生活更加安全可靠

在智慧交通方面，CES 2019上的汽车技术主要包括未来交通方式、V2X通信技术以及电动汽车技术，所有这些都将随着5G时代的到来而到来。

在未来交通方式方面，自动驾驶技术逐渐成熟。自动驾驶技术等级可分为L0（无自动化），L1（驾驶辅助），L2（部分自动化），L3（有条件的自动化），L4（高度自动化），L5（完全自动化），其中L0～L2是人类驾驶员来控制汽车，而L3～L5是自动驾驶系统来控制汽车，目前处于半自动化节点，预计到2030年将实现全自动化驾驶。CES 2019上，百度发布了Apollo 3.5版本以及Apollo Enterprise，利用模块化平台及先进软件技术，让自动驾驶轻松应对各式各样的复杂路况。英伟达基于NVIDIA Xavier系统级芯片处理器的自动驾驶系统，采用人眼跟踪技术，可以随时观察驾驶者的注意力，从而提高自动驾驶的安全系数。法雷奥发布L4级自动驾驶汽车Drive4U，车身遍布传感器、摄像头以及激光雷达等硬件设备和人工智能系统来完成自动驾驶等功能。美团携智能配送系统，基于电动车自动驾驶、人机交互、云端数据分析处理等技术实现无人配送，通过实景搭建的城市、无人配送直播间、智慧餐厅等多个互动分区，现场打造了一个“智慧城市”，让参观者置身于未来科技世界。博士展出了无人驾驶巴士，车内没有方向盘，配有平板电脑，行驶过程中乘客可以通过语音或触控和巴士进行交互，车内设有警示系统来提醒乘客物品遗落，充分展现了智慧座舱的未来构想。

图7 博士无人巴士

车联网通过整合全球定位系统（GPS）导航技术、车对车交流技术、无线通信及远程感应技术奠定了新的汽车技术发展方向，实现手动驾驶和自动驾驶兼容。在自动驾驶模式下，能够通过对实时交通信息的分析，自动选择路况最佳的行驶路线，从而大大缓解交通堵塞。通过使用车载传感器和摄像系统，还可以感知周围环境，做出迅速调整，从而实现“零交通事故”。

5G对于汽车网联化至关重要，其低延时等特性能帮助信息及时地在交通参与者、交通设施、云端之间传递，是智慧交通方案中重要的信息“高速公路”。通过AI和各种传感器实现驾驶过程的多重交互，代替人类判断，实现无人驾驶，“城市大脑”在云端接收和处理车辆、道路设施、交通摄像头等上传的信息后，再下发信息或指令给到交通参与者的一个城市道路进行“宏观调控”，实现智慧交通。

在物联网的普及带来便利之余，也潜藏着巨大的安全隐患，而公共安全是智慧城市的重要环节。基于5G的智慧城市安防系统，将不仅提供高清、实时的视频信息，甚至还可以实现针对罪犯和失踪人员的自动面部识别。CES 2019上，针对物联网安全现状及面临问题，多家厂商发布了智慧社区物业中心解决方案、智慧交通终端部署解决方案、智慧城市云端部署解决方案等，为智慧城市的安防问题提供了丰富的解决方案。

3 从信息技术变革看未来智慧城市

智慧城市是运用物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等新一代信息技术，促进城市规划、建设、管理和服务智慧化的新理念和新模式，概念源于2008年IBM公司提出的智慧地球的理念，是数字城市与物联网相结合的产物，被认为是信息时代城市发展的方向，文明发展的趋势，其实质是运用现代信息技术推动城市运行系统的互联、高效和智能，从而为人们创造更加美好的生活，使城市发展更加和谐、更具活力[1]。

从CES的展品导向上可以预见，未来的信息时代将是5G+AI的时代。未来的智慧城市，在万物互联互通上结合AI的多元应用，将更加高效、舒适、安全。

1）未来智慧城市将更加高效、舒适

未来的智慧交通将探索基于自动驾驶的公共交通。自动驾驶将解放人们的双手和交通时间，在交通时间人们将不再关注驾驶本身，而是进行休闲娱乐或移动办公；基于5G的大数据平台下，人们甚至不用再等车，而是到站即可上车，从而大大节约人们的交通时间。

未来的智慧生活将探索AI在多元领域的应用，甚至基于5G实现领域之间的数据交互，互联互通。我们已经实现回家前就放好浴缸的温水，未来我们或许通过AI探测体温、脑部活动等判断应为我们播放什么类型的音乐。AI将让我们未来的城市生活更加舒适安全。

2）未来智慧城市将更加智慧、低碳

未来的智慧社区将探索多元数据采集、处理分析和管控。每家每户的能源都将通过社区网络统筹集输，太阳能等分布式能源产生的电能将汇集到社区管理中枢，结合用户用电的使用习惯，机动配给汇集的能源。这将让未来的生活更加智慧低碳。

3）未来智慧城市将更具创新活力

城市既是美好生活的集聚地，也是问题的“发生器”，解决这些问题，让生活更美好，成了诸多技术创新的目标。比如交通拥堵的痛，让人们意识到公共交通优先的重要性，激发了智慧交通技术的探索；倡导轨道交通为主的公共交通又产生了人们“最后1km”之痛，正是这“最后1km”之痛，又催生了共享单车、智享生活。似乎可以看到，城市活力的关键在于集聚，而集聚也在导致“城市病”频现，5G+AI引领下的未来城市，将涌现更多信息技术领域的创新，让这种集聚带来的问题缓解、甚至消失，让人们的生活变得更加智慧。

4 结语

随着5G商用布局的加快，5G与AI（人工智能）、IoT（物联网）、大数据的紧密结合，丰富的应用场景将打开万物互联的全新时代，通过给每个物品加装芯片，信息将变得更易被采集，数据变成了网格化、平面化的信息传输，5G将大容量、低时延的网络传输变为现实，为智慧城市的智慧家居、智慧交通、智慧医疗、智慧安防等提供解决方案，智慧城市建设也将步入一个崭新阶段。