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新基建浪潮下 5G如何助力智慧城市发展?

2020-06-30 17:14:31 浩邈智慧社区 阅读

       随着5G商用以及新基建浪潮火热来袭,智慧城市建设的春天正加速到来。尤其是这场突如其来的疫情,智慧城市发挥了重要的作用,有力推进决策科学化、治理高效化、服务精准化。未来几年,以5G融合人工智能、大数据分析、云计算以及物联网等为代表的新一代信息技术,将进一步推动智慧城市建设提速。 

  智慧城市是把新一代信息技术充分运用在城市的各行各业,以提升资源运用的效率、优化城市管理和服务以及改善市民生活质量,是今后城市发展的必由之路。我国工业和信息化部于2019年11月印发《“5G+工业互联网”512工程推进方案》,特别提出推进5G、工业互联网等信息技术在垂直领域的融合应用以及向服务业渗透,服务智慧城市建设。2019年是中国5G商用元年,6月6日国家正式发放5G商用牌照,10月31日工业和信息化部与三大运营商举行5G商用启动仪式。5G进入商用将极大地助力智慧城市在未来的一段时间进入新发展时期。

  5G的出现是发展的必然

  5G的出现有着3个方面的必然:一是技术发展的必然,二是需求发展的必然,三是国家发展的必然。 

  首先从技术发展来看,整个人类通信时代的发展,从古代烽火狼烟、鸿雁传书到现代电报、电话、手机,人们一直以来都在追求更加真实的、更加便捷的通信方式。这对通信技术提出了更大的信息量、更低的时延、更安全的通信要求。最初是语音通信,后来有了数据(短信)、图像、视频通信,这基本上也是移动通信发展的历程。纵观历史,1G为人类开启了移动通信大门,2G让世界进入移动通信时代,3G为人类开启了移动互联网大门,4G让人类完全进入了移动互联网时代。随着无线通信、微电子和集成电路、云计算等一系列技术的发展,进一步发展到5G是历史的必然。

  其次从需求应用来看,从1G到4G,人们的需求从移动语音业务到短信,再到移动数据业务,从简单的文字、网页发展至视频,乃至超高清的视频,基本按照越来越大的通信带宽来发展的。现阶段,一方面人们仍在追求更大的带宽,如虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、8K超高清等视频通信效果,另一方面工业控制、无人驾驶等领域对网络提出了毫秒级低时延的需求,智慧城市则对网络提出了百万级的大连接需求。这些多样性的业务需求促进了5G的发展。 

  最后从国家发展来看,我国从1987年开始1G商用,到1995年发展2G、2009年发展3G,再到2013年发展4G、2019年5G商用,整个移动通信的标准基本是每10年一代,从国际标准成熟到国内商用的间隔越来越短。 

  伴随着国家发展,我国移动通信整体上经历了2G跟随、3G突破、4G同步、5G引领的阶段。中国在5G阶段主导了大量国际标准的制定。信息技术的引领往往是一个国家综合国力的体现。 

  5G是智慧城市新发展的最佳机遇 

  作为新一代信息技术的代表,5G在技术、应用、创新、智慧城市等方面都有着广泛的应用前景。

  5G是新兴技术的汇聚体

  5G不仅仅是一项网络技术,广义的5G是以新一代移动通信为核心,与其他新型技术相融合的多技术、多业务的汇聚载体。

  现阶段,5G正与其他信息技术同步快速发展。值得一提的是,人工智能目前也处于一个飞速发展的阶段。可以预期,5G与人工智能相结合,将促使信息化产业的跳跃式发展,从而产生不可估量的作用。工业互联网、无人驾驶、智慧城市管理在今后几年都会在5G和人工智能联合推动下迎来一个大发展阶段。

  以无人驾驶为例,无人驾驶有两个概念:一是远程驾驶,即人在操作中心控制道路上的车;二是真正意义上的自动驾驶,没有人进行控制,车自行在道路上行驶。远程驾驶可以通过5G低时延的网络特点实现。然而,在自动驾驶中,汽车要自行辨别道路上的人、车甚至设施等,这就需要人工智能与5G相结合,提供一个系统、安全、可靠的方案。由此可见,“5G+人工智能”是今后技术发展的一大基础。

  此外,还有很多技术的发展与5G结合,也将催动新一轮的创新。例如,工业互联网、智慧城市管理、全息影像等,正是这些技术的大发展,推动了5G应用领域的拓展。 

  因此,广义的5G是与其他新兴技术相辅相成的一个新技术综合体、新业务展示体、新应用创造体。在大力发展5G的同时,一定要大力发展以5G为中心的生态圈和技术链。

  5G是美好未来的实现者

  回到二三十年前,人们对新技术的理解,可能无法想象出门不带钱包的移动支付,无法想象日后手机的功能比当时的电脑还强大许多倍。当时,很难想到拿着一部小小的手机,可以看高清的电视、玩网络对战游戏,可以查字典、与海外的亲人视频通话,还可以控制家里的电器。可以说,这么多年来,移动通信技术让生活更美好。 

  那么,哪些以前看来不可能的事情在5G时代会变为可能呢?

  除了前面提到的无人驾驶、自动工业控制以外,还有哪些行业将会迎来新的发展机遇? 

  第一是远程医疗。5G可以从医院的患者端、移动医疗服务、医疗行业协同等方面提供创新。搭载5G网络的医疗机器人可以为隔离病房的患者提供生命体征采集、药品配送、远程视频沟通等服务,可以进行室内消毒,并进行耗材、试剂的运输;通过5G的远程专家会诊减小地域限制,增加就医渠道,实现医疗资源的共享,专家医生还可以结合VR和触觉感知系统远程指导诊疗;搭载5G网络的急救通信系统和影像诊断设备,将更好地保证医院在患者到达前做好充分准备,快速投入抢救。

  第二是大视频应用。人们对视觉的极致体验是没有极限的。一方面追求清晰度,随着4K、8K到来以后,皮肤上的毛孔都已经清晰可见。另一方面,人们将追求更多维度的真实效果,VR/AR甚至全息影像的需求将会出现。未来,通过多机位的摄像,观众可以自由选择视角,在现场或者远程观看体育比赛、表演等。甚至在观看体育比赛直播时,通过虚拟现实,观众可以找到与运动员同场竞技的感觉:足球运动员罚点球,你可以在球门前试着扑一下。根据5G的高带宽和低时延特点,VR/AR既可以做到清晰度高,同时又没有眩晕感,让观众有身临其境的真实体验。 

  第三是城市管理。城市管理中需要大量的仪器,如检测污染的、管理交通的、管理车辆停泊的、监控车流的,这其中既有传感器,也有视频监控摄像头。这么多的摄像头产生的视频和图像数据,不可能仅仅靠人工管理,更需要人工智能的图像处理。随着图像清晰度越来越高、数据流越来越大,对城市进行管理时可以通过边缘计算(MEC)技术,保证数据处理的及时性和数据信息的安全性,及时发现问题、处理问题,实现技术让城市更美好,城市让生活更美好。 

  此外,5G在智慧教育、智慧交通等方面都可能会有大量的创新应用。5G将包含to C(个人用户)、to B(行业应用)、to G(智慧城市)等各方面,服务于全社会的创新技术。同样,现在看来很多不可能的事,在5G时代可能会有相当一部分变成现实。

  因此,推进5G发展的同时,一定要鼓励业务创新,鼓励打破束缚,鼓励一定限度的“天马行空”,必将会有新的信息时代产物。 

  5G是服务于科学创新的承载体

  信息技术是服务于科学创新的一个载体。张江科学城有很多创新企业、科研院所,如机器人方面、人工智能方面等。很多企业想研发新一代信息技术下的业务产品。现在,5G网络先行覆盖,给这些企业提供网络能力,将有助于这些企业尽早开发出新产品。发挥5G高带宽、低时延、广连接的能力,挖掘创新企业的研发能力,很可能会创造出新的东西,最后服务于城市管理。 

  政府可以出台一定的优惠政策,鼓励运营商对5G先行先试,推动科学创新、技术突破,形成全国甚至全球有影响力的科创成果。

  5G是智慧城市管理的催化剂 

  智慧城市管理的触角就是感应器、探测器、摄像头等一系列终端。随着智慧城市建设的推进,终端数量越来越多,业务种类也越来越丰富,这就对通信网络提出了新的需求。 

  5G从高带宽、低时延、大连接等特性来看,对应于城市管理业务的角度,都能找到合适的网络技术进行匹配。例如,视频监控可以利用5G的高带宽技术,远程控制无人机可以通过低时延业务,水质监控等感应器可以通过大连接业务。 

  以下几项与5G相关的技术未来有望共同作用于城市管理。 

  (1)精确定位技术。目前,基于5G网络的精确定位技术正在进行研究,将来定位会越来越准,覆盖范围不仅仅是室外,室内也会实现1米以下的定位精度。例如大型港口、大型仓储,如果精准定位完全实现以后,可以实现无人驾驶、智能调度,这将进一步提升运营效率,提升贸易体量。

  (2)终端和芯片技术。5G的终端不仅仅是手机,城市管理系统的每个触角都能装上5G的芯片,作为5G的终端。随着现在7纳米芯片技术的成熟,终端的能耗会进一步降低,实现的功能会更加强大,待机时间会进一步提升。这些都对城市管理有一个能级的提升。 

  (3)人工智能。如前文所述,5G与人工智能的深度融合能够帮助提升智慧城市运营的效率。系统通过深度学习,可以实现较高精度的精准管理,准确性、及时性远远超过人工管理。5G带来的“万物智联”的时代会在今后与城市管理的大脑深度融合。 

  (4)云计算和大数据。智慧城市运营会产生海量的视频、音频、图像等数据,这些数据的存储、运算、转发都需要云。如何合理部署云资源,哪些数据要到核心节点处理,哪些数据要到边缘节点就近处理……这些问题如果解决好,结合5G的特性、大数据的处理能力,智慧城市运营会非常有效。 

  因此,像上海这样的特大型城市,应该前瞻性地、合理地部署必要的云资源。上海可以多储备一些技术基础设施、创新平台能力,形成具备全球引领效应的科创中心。 

  5G是城市管理架构改革的参照物 

  5G不仅引入了新技术、新应用,也引入了新架构。5G的网络架构更加扁平化、虚拟化、云化,跨地域的特性也会更加明显。这些对于城市管理的架构,或多或少会有一些借鉴意义。 

  扁平化架构会普及。实际上,整个通信技术架构创新往往超前于智慧城市的发展。目前,通信网络已经扁平化管理。随着信息技术的发展,社会和企业管理效率大为提升,为相应的管理体系扁平化创造了条件。

   虚拟化将取代实体。5G对设备是一个很大的创新。以前,网络设备都是很多的实体设备,在5G时代,可能基站还是实体的,但核心网络都会部署在云上,这使得5G的部署和业务调用会更加敏捷、随需、开放。 

  地域限制会打破。目前,地球已经成为一个地球村,随着移动互联网的普及,很多地域的限制会逐渐被打破。网购使得购物不再局限于商场,视频聊天缩短了交流的距离。

  技术架构的种种原理,以后可能会成为城市管理架构的参照物。这或许算是5G助力城市管理的一种方式。

     【来源】安防展览网

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