新基建助力智慧城市跨越式发展

夏婷婷 刘升升

“新基建”即新型基础设施建设，是融入5G、大数据、人工智能、物联网等新兴技术的基础设施建设，本质是基础设施的智能化与数字化。2018年12月，中央经济工作会议把5G、人工智能、工业互联网、物联网定义为“新型基础设施建设”，随后2019年的政府工作报告中提出“加强新一代信息基础设施建设”。2020年，“新基建”的内涵被进一步明确和拓展。并且，2020年的政府报告提出，要重点支持“两新一重”建设，其中第一个“新”就是指新基建。

新基建作为城市智慧化建设的基础，成为全国各大城市布局的重点和热点。信息基础设施、融合基础设施和创新基础设施作为新基建的三个方面，在智慧城市的建设中层层渗透，最终融为一体，破解了智慧城市建设中存在的一些困局，提供了新的支撑和实现路径，最终影响了智慧城市的发展趋势。

智慧城市建设现状与困境

智慧城市建设的目标，是通过新一代数字技术的运用，构建一个深度感知、万物互联、全行业智慧化的现代化城市。智慧城市的具体实现路径，是基于城市运行的全方面数字化，通过运行信息的采集，整合聚合，进而了解这个城市;再通过数据挖掘分析，信息转化为知识来理解这个城市;最终依靠数字建模，人工智能应用来反馈和解决城市问题，优化城市资源的分配，提升城市运行的效率，提高城市治理的能力。

然而，目前的这个实现路径中，还存在诸多问题。一是深度感知远远不够，感知终端数量少、缺乏维护、信息零散，对城市运行特征的刻画不够全面;二是受带宽、可连接数以及图像分析处理能力等因素的限制，高质量的视频、图像数据分析应用、对算力要求较高的数据建模都无法实现;三是传统行业基础设施落后，无法满足城市数字化转型、智慧化建设的要求。而大力推进应用新基建，就能够很好地解决上述问题。

信息基础设施：推动泛在深度感知和大量信息快速传输

信息基础设施，主要指融入了新一代信息技术的基础设施。这些基础设施分别在智慧城市体系架构中的感知层、传输层、数据层、应用层提供支撑。

物联网支撑智慧城市深度泛在感知。我国在物联网领域的研究与实践起步较早，在传感技术与传感网络的研究方面，建立了实验室和科研机构作为支撑;在产品孵化和产业培育方面，也建立了一些产业基地，通过产学研等方式进行一些重大项目的应用实践。物联网技术在智慧城市建设中的应用，可以对城市的自然资源、基础设施、建筑、移动的物体与人进行全面深度的信息采集，基于低功耗物联网或者5G网络的接入与传输，通过与GIS及BIM等技术的应用，形成包括城市生态环境感知、生命线监控、交通监管、建筑与公共设施监测的覆盖城市组成部分的综合物联感知网络，降低了城市治理中信息收集和共享的成本，使得智慧城市中各类主体间信息资源的流动性相比于传统城市大大增强，为智慧城市建设奠定了基础，是实现城市现代化治理的重要技术。基于此，近年来，物联网产业作为新兴产业，已被各大城市作为战略性产业进行重点发展。

5G支撑大数据快速传输。5G网络作为第五代移动通信网络，与4G网络相比，传输速率提升100倍可达10Gbit/s，端到端时延达到毫秒级，连接设备密度增加100倍，流量密度提升1000倍。同时，5G网络具有深度覆盖、超低功耗、超低复杂度、超高密度、极限容量、超低时延等技术特征。这些特征都与智慧城市综合感知网络体系涉及多领域、接入多设备、覆盖区域广等需求相匹配，解决了传统移动通信网络无法有效支撑物联网及其行业应用的弊端，为打造泛在高密度与广度的城市感知网络提供了可能，更为上层快速、灵活、融合创新的应用奠定了基础。但目前很多5G网络还主要应用于单个领域，例如自动驾驶、超高清视频、虚拟现实等领域;而作为城市综合感知物联网设备的接入和传输网络，其应用还比较少，基本上处于空白状态。随着技术的进步，5G将与物联网、大数据、云计算、人工智能等热点技术领域相互交叉融合，会产生很多综合性创新应用，支撑未来智慧城市的快速发展。

数据中心、智能计算中心提升大数据分析应用的效率。随着城市数字化进程的加快，城市的数据总量正在快速增长，根据IDC的统计显示，全球90%的数据产生于近几年，数据量以指数形式增长。从2003年的5EB，到2013年4.4ZB，再到2020年，预计将达到44ZB。而大数据治理与应用，是智慧城市建设的核心，而数据中心、智能计算中心又是大数据治理与应用的基础。近年来，大数据多样化处理模式与软硬件基础设施逐步夯实，内存计算将继续成为提高大数据处理性能的主要手段，大数据安全和隐私技术也取得了很大的进步，一体化融合的大数据处理平台逐渐成为趋势。另外，大数据处理技术与应用技术的不断涌现，给更多的智慧城市创新应用带来了可能，例如在健康医疗、无人驾驶、个性化消费、智能生产等领域，将会不断地产生新的商业模式和生态，同时也将加速驱动智慧城市的建设向更高层级发展。

融合基础设施：推动行业传统基础设施转型升级

融合基础设施，是指深度融合了应用互联网、大数据、人工智能等技术，通过支撑交通、能源等传统基础设施的转型升级，从而形成融合的基础设施。

智慧城市的建设涉及领域广，而各行业的基础设施建设往往比较落后，为城市的数字化转型带来很大阻力。新基建的加速推进，可以从底层改变城市无法全面感知的现状，为城市的数字化转型、城市大脑的建设奠定基础，更为城市系统的闭环运行、高效自治带来可能。

例如智能交通已经变成了当前交通领域发展主要趋势的智能交通，其本质是在交通系统中实现交通参与对象的感知与互动，包括路网、车辆、人、停车场等，通过大数据的分析，物联网、人工智能的应用，实现对交通资源的优化，形成人性化、自动化的交通管理与服务方式。目前阶段，5G和人工智能技术的应用，已经实现了自动驾驶。通过5G交互式的感知、AI的分析与判断，车辆就可以对外界环境做输出，根據情况做出实时反应但自动驾驶现有的感知技术，在自动超车、协作式避碰、车辆编队等复杂场景中，由于车辆之间无法实现互动，雷达、摄像头等都只能采集车辆周边的环境数据，还无法根据情况通过指令做出实时反应。

创新基础设施：促进培育行业新兴业态

创新基础设施，主要指支撑科学研究、技术开发、产品研制等具有公益属性的基础设施，而其中的重大科技基础设施和产业技术创新基础设施等也主要用于城市的创新示范性基础设施建设和产业转型升级基础设施建设。

智慧城市实现了物理世界的数字化，同时又将数字世界的决策与指令作用于物理世界，改变了传统行业的运行方式、商业模式和生态结构，这其中本就依赖着创新型基础设施的支撑，而跨领域多行业的融合创新应用，也滋生出许多新兴业态，培育了新兴产业的发展。

例如雄安新区已发布的“智能基础设施框架体系”和“智能接入设备X-Hub”，在强调顶层设计的基础上，统一规划建设，通过提供标准的电、网接口，搭建了感知大数据与智能基础设施的通道，从源头上进行资源统筹和集约化建设，既改变了传统的先建设后共享模式，又节约了成本，提高了运维效率，同时保障了数据资源的安全可靠，为城市治理能力的提升奠定了基础。

（作者夏婷婷单位：中通服咨询设计研究院有限公司;作者刘升升单位：华为技术有限公司）