2021年智慧城市發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢研究報告

2021年智慧城市發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢研究報告目錄1.1國際智慧城市發(fā)展趨勢 15G是全球熱門趨勢，將推動物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展 1數(shù)字孿生城市在國際智慧城市得到快速發(fā)展 2國際智慧城市生活質(zhì)量提高，越來越宜居 3國際智慧城市將越來越重視安全和個人隱私問題 41.2國內(nèi)智慧城市發(fā)展趨勢 4國內(nèi)智慧城市朝著平臺統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的趨勢發(fā)展 4國內(nèi)智慧城市正加快構(gòu)建新一代信息基礎設施 5國內(nèi)智慧城市服務更智能，治理更精細， 51.3新技術(shù)驅(qū)動智慧城市發(fā)展 6數(shù)字孿生探索虛實交互，發(fā)展新模式 6區(qū)塊鏈將成為智慧城市協(xié)同和安全的基石 7AI使智慧城市更智能 81.4重點智慧城市各有側(cè)重 8紐約：節(jié)省能源和環(huán)境保護 8新加坡：公用事業(yè)系統(tǒng)和機器人 10巴塞羅那：物聯(lián)網(wǎng)世界 11倫敦：以人為核心的數(shù)據(jù)開放智能城市 121.1國際智慧城市發(fā)展趨勢 世界主要發(fā)達國家已先后進入信息社會，確立了以信息技術(shù)為核心的發(fā)展戰(zhàn)略，例如美國提出的“智慧地球”、歐盟提出的“2020戰(zhàn)略”，以及“e-japan戰(zhàn)略”、“數(shù)字英國”、“IT韓國未來戰(zhàn)略”。隨著智能手機達到峰值飽和狀態(tài)以及物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)的日趨成熟，智慧城市的角度將從單純的技術(shù)角度轉(zhuǎn)移到更實用的改善居住在城市地區(qū)的人們的生活質(zhì)量和提高城市的效率和效力等方向。5G是全球熱門趨勢，將推動物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展 5G技術(shù)是高效且投資成本低的網(wǎng)絡。全球?qū)ヂ?lián)網(wǎng)更高速率的日益增長的需求正在推動5G技術(shù)市場，5G網(wǎng)絡可以提供高達10Gbit/s的數(shù)據(jù)訪問速度，更低的延遲和功耗。縱觀全球，大多數(shù)國家預計在2020實現(xiàn)5G服務的全面使用。其中，中國、美國、韓國、日本、英國等5G相關(guān)技術(shù)研發(fā)的重要國家走在最前端，能最早實現(xiàn)5G技術(shù)的全面覆蓋。 5G比以前的任何網(wǎng)絡提供更快的速度并且與移動設備的更可靠連接。更快地傳輸更多數(shù)據(jù)的能力的指數(shù)增長將推動物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)項目的空前增長。例如物聯(lián)網(wǎng)傳感器結(jié)合5G可以幫助減輕交通流量，節(jié)約能源，監(jiān)控和解決環(huán)境問題并改善衛(wèi)生狀況。遠程控制配備有智能電器以及電子設備的智能家居。醫(yī)院可以使用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)來完成諸如藥品和醫(yī)療器械的庫存管理等任務?？梢允褂脗鞲衅鳈z測房間中有多少人，從而降低能源成本的智能建筑。數(shù)字孿生城市在國際智慧城市得到快速發(fā)展隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，數(shù)字孿生技術(shù)正迅速發(fā)展，政府機構(gòu)可以利用分層數(shù)據(jù)源實時可視化城市脈搏，可有效地分析數(shù)據(jù)，規(guī)劃如何管理城市，改善居民生活。從城市規(guī)劃到土地利用優(yōu)化，可以在實施計劃之前對計劃進行仿真，在問題變?yōu)楝F(xiàn)實之前將其暴露出來。可以通過數(shù)字工具計劃和分析的架構(gòu)方面包括：城市規(guī)劃、道路交通、應急事件模擬等。智能建筑的數(shù)字孿生系統(tǒng)將包含有關(guān)能源使用，溫度，濕度，占用，安全事件，維護需求，外部天氣狀況等的實時環(huán)境和運營數(shù)據(jù)。英國數(shù)字建筑中心發(fā)布了其數(shù)字框架任務組的第一份輸出《數(shù)字孿生原則》，將通過無損檢測提高英國基礎設施交付的性能，改變管理建筑環(huán)境方式益。國際智慧城市生活質(zhì)量提高，越來越宜居 隨著智能社區(qū)變得更加以人為本和更具彈性，居民生活質(zhì)量提高，城市變得越來越宜居，政府和服務響應能力也越來越強。包括安全性，時間和便利性，健康，環(huán)境質(zhì)量，社會聯(lián)系性工作以及生活成本，還有提高城市的效率和效力等方向。智慧交通將通勤時間每天可能會改善20到30分鐘。智慧醫(yī)療可以預防，治療和監(jiān)測慢性?。ɡ缣悄虿』蛐难芗膊。?，城市可以使用數(shù)據(jù)和分析來識別具有較高風險特征的人口群體，并更精確地確定干預目標。遠程醫(yī)療可以通過電視會議提供臨床咨詢的遠程醫(yī)療。智慧樓宇將電價減少10％至15％，耗水量減少15％。傳感器和分析將管道泄漏損失減少多達25％，城市每天每人可節(jié)水25至80升水，每人每年可減少30至130千克的未回收固體廢物。智慧環(huán)保通過密切跟蹤污染源并相應地監(jiān)管交通和建設。智慧治安可以幫助城市打擊犯罪并改善公共安全。智能家庭的安全監(jiān)視系統(tǒng)可以加快緊急情況的響應速度減少20％到35％。（數(shù)據(jù)來源：麥肯錫）國際智慧城市將越來越重視安全和個人隱私問題 隨著物聯(lián)網(wǎng)連接設備的使用數(shù)量高速增長，安全性成為日益重要的挑戰(zhàn)。網(wǎng)絡安全不僅是技術(shù)風險，還是整個城市的問題，它有可能暴露有關(guān)數(shù)百萬人的敏感信息或?qū)е聫V泛的服務中斷。如智能電表可能會被黑客竊取用于識別家庭用戶的數(shù)據(jù)。黑客可以利用智能污水處理系統(tǒng)將廢水排放到淡水中，從而污染當?shù)刭Y源等。政府和企業(yè)越來越多地尋求更安全的方法來集成IoT技術(shù)以增強保護。解決方案可能包括更標準化的靜態(tài)應用程序安全測試（SAST），計算機緊急響應小組（CERT），以及監(jiān)管機構(gòu)，以確保只有安全可靠的城市才在這些技術(shù)上進行投資。歐盟建立了《通用數(shù)據(jù)保護條例》，隨之而來越來越多的國家和公司將開始關(guān)注隱私和數(shù)據(jù)安全問題。1.2國內(nèi)智慧城市發(fā)展趨勢國內(nèi)智慧城市朝著平臺統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的趨勢發(fā)展 我國智慧城市建設現(xiàn)在進入深化服務和理性實踐階段，我國智慧城市在不斷加強集約融合、業(yè)務融合、技術(shù)融合、數(shù)據(jù)融合等多方面的融合，加快推進新型城鎮(zhèn)化建設和信息技術(shù)迭代，跨城市、跨地域、跨系統(tǒng)、跨部門、跨業(yè)務服務的新型智慧城市將會涌現(xiàn)出來?！拔锫?lián)網(wǎng)統(tǒng)籌”、“大數(shù)據(jù)統(tǒng)籌”、“GIS一張圖統(tǒng)籌”、“視頻云統(tǒng)籌”及“融合通信統(tǒng)籌”5大基礎資源統(tǒng)籌作為數(shù)字平臺資源，通過對物聯(lián)網(wǎng)感知數(shù)據(jù)的計算分析，協(xié)同城市各功能模塊快速響應，實現(xiàn)城市的智慧化。國內(nèi)智慧城市正加快構(gòu)建新一代信息基礎設施 我國正加快構(gòu)建多網(wǎng)絡融合、高速、泛在的信息基礎設施體系架構(gòu)。網(wǎng)絡設施向高速化智能化不斷升級，以超高速、大容量光傳輸技術(shù)升級骨干傳輸網(wǎng)，光纖到戶，4G網(wǎng)絡深度延伸覆蓋，提升信息網(wǎng)絡的高速傳送和接入能力。加快物聯(lián)感知、云計算中心、大數(shù)據(jù)平臺、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡等應用基礎設施的部署，加快智能化綜合信息基礎設施的演進。打造天地一體信息網(wǎng)絡，培育涵蓋衛(wèi)星制造、發(fā)射、衛(wèi)星地面設備和衛(wèi)星應用及運營的產(chǎn)業(yè)鏈。國內(nèi)智慧城市服務更智能，治理更精細， 一是國內(nèi)智慧城市以管理和服務為重點，通過各類信息化手段改造提升政府社會公共管理職能，大幅提升城市管理和服務職能水平，促進城市和諧可持續(xù)發(fā)展；智慧政務服務能力顯著提升，政務服務網(wǎng)上辦理便捷性不斷提升，從“一號、一窗、一網(wǎng)”向“一網(wǎng)、一門、一次”加速轉(zhuǎn)變，“最多跑一次”、“一次不用跑”、“不見面審批”、“秒批秒辦”等先進模式在全國范圍探索應用并普及推廣。通過政務大數(shù)據(jù)、政務服務機器人等智能化手段，推動政務數(shù)據(jù)標準化、服務網(wǎng)絡化、辦理自動化，持續(xù)探索創(chuàng)新數(shù)字政府惠民便企服務新路徑。政府開始由服務供給轉(zhuǎn)向服務監(jiān)督角色，社會化服務開放準入和市場化運營呼聲持續(xù)高漲。二是大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈、虛擬現(xiàn)實等前沿信息技術(shù)全面進入應用落地實踐期，在公共服務領(lǐng)域催生一批新服務新模式，持續(xù)改善和優(yōu)化公共服務新體驗。1.3新技術(shù)驅(qū)動智慧城市發(fā)展數(shù)字孿生探索虛實交互，發(fā)展新模式 數(shù)字孿生城市的應用場景正加速推動城市治理和各行業(yè)領(lǐng)域應用創(chuàng)新發(fā)展，將推動現(xiàn)有城市治理結(jié)構(gòu)和治理規(guī)則重塑調(diào)整。數(shù)字孿生城市通過在網(wǎng)絡空間再造現(xiàn)實物理城市，對城市全要素進行數(shù)字化、虛擬化、全狀態(tài)實時化和可視化管理，實現(xiàn)城市運行管理協(xié)同化智能化。雄安新區(qū)在中國率先推進數(shù)字孿生城市建設，探索以數(shù)字城市預建、預判、預防支撐現(xiàn)實城市高質(zhì)量發(fā)展的模式，打造展現(xiàn)多維城市空間的數(shù)字平臺。傳統(tǒng)智慧城市廠商順勢而為推出數(shù)字孿生城市解決方案，地理空間信息企業(yè)紛紛入局，成為數(shù)字孿生城市建設中堅力量。數(shù)字孿生城市相關(guān)企業(yè)獲得資本青睞，相關(guān)投融資保持穩(wěn)定增長。數(shù)字孿生技術(shù)重新定義智慧園區(qū)，提升了智能駕駛試驗精度，醫(yī)療、教育等領(lǐng)域?qū)\生應用獲得突破性進展區(qū)塊鏈將成為智慧城市協(xié)同和安全的基石 區(qū)塊鏈提供了一種去中心化的、無需信任積累的信任建立機制，具有不可篡改、去中心化、非對稱加密的特點，能夠幫助實現(xiàn)將分散的數(shù)據(jù)庫連接起來，又能通過加密算法保護參與各方的隱私。對于供應鏈參與的上下游參與者，可以做到通暢的數(shù)據(jù)交互，同時又不會造成商業(yè)機密泄露。區(qū)塊鏈作為新興技術(shù)，區(qū)塊鏈在新型智慧城市諸多領(lǐng)域具有較大潛力。隨著區(qū)塊鏈及其配套技術(shù)逐步走向成熟，其在數(shù)據(jù)生產(chǎn)、采集、處理、傳輸、存儲、挖掘利用、收益分配等各環(huán)節(jié)的助推與保障作用將得到更加充分的展現(xiàn)：既能有效推進城市數(shù)據(jù)的共采共享與可信流轉(zhuǎn)，又能充分保護數(shù)據(jù)安全與收益權(quán)。中國有關(guān)部門正在積極研究區(qū)塊鏈技術(shù)，以更有序地存儲數(shù)據(jù)。國務院將區(qū)塊鏈列入“十三五”國家信息化規(guī)劃，國家互聯(lián)網(wǎng)金融安全技術(shù)委員會發(fā)布《合規(guī)區(qū)塊鏈指引》，政策為區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展起了巨大推動作用。區(qū)塊鏈技術(shù)已成為安全問題的解決方案。多個城市將區(qū)塊鏈作為前沿信息技術(shù)與創(chuàng)新應用納入規(guī)劃、數(shù)字經(jīng)濟、金融科技政策等。南京上線全國首個基于區(qū)塊鏈的電子證照共享平臺，提升數(shù)據(jù)防篡改能力，助力行政事項全程網(wǎng)辦；深圳打造中國區(qū)塊鏈電子發(fā)票首個試點城市，借助區(qū)塊鏈全流程完整追溯、信息不可篡改等特性提升稅務部門、企業(yè)和商家運營管理效率，大幅簡化發(fā)票報銷流程；江蘇常州設立醫(yī)聯(lián)體區(qū)塊鏈試點，以期用低成本、高安全方式解決醫(yī)療數(shù)據(jù)安全保護以及醫(yī)療機構(gòu)間的數(shù)據(jù)共享問題；雄安新區(qū)已上線區(qū)塊鏈租房平臺，嘗試解決房屋租賃場景中的租戶數(shù)據(jù)隱私保護及“真人、真房、真住”等問題。此外，區(qū)塊鏈技術(shù)在精準扶貧、智慧電網(wǎng)、智能制造等領(lǐng)域均有落地嘗試。AI使智慧城市更智能 在大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)、深度學習等新理論新技術(shù)的驅(qū)動下，人工智能正加速發(fā)展，呈現(xiàn)出深度學習、跨界融合、人機協(xié)同、群智開放、自主操控等新特質(zhì)。人工智能在立體感知和預判、深度學習、全局策略制定等領(lǐng)域有著人類無法比擬的優(yōu)勢。人工智能等作為彎道超車、跨越發(fā)展的重大戰(zhàn)略，將全面進入應用落地實踐期，催生一批服務新模式，持續(xù)改善和優(yōu)化公共服務新體驗。比如人工智能技術(shù)和公安大數(shù)據(jù)和社會大數(shù)據(jù)的深度挖掘，提升城市公共安防智慧化水平?！癆I+安防”正成為安防行業(yè)發(fā)展的熱點和共識。使用AI交通實施智能交通解決方案來控制交通流量，可以直接與智能交通信號燈通訊并防止擁堵。另外，使用歷史數(shù)據(jù)，可以預測將來的流量并用于防止任何可能的擁塞。智能停車解決方案創(chuàng)建實時停車地圖。智能廢物管理可以提供可持續(xù)的廢物管理系統(tǒng)。1.4重點智慧城市各有側(cè)重紐約：節(jié)省能源和環(huán)境保護 智能水表：紐約市人口超過850萬，每天消耗10億加侖的水。紐約市環(huán)境保護局正在部署大型自動抄表（AMR）系統(tǒng)，以更好地了解用水情況，提供檢查每天用水的系統(tǒng)。AMR單元按照在超過80萬處房屋中，并配備了通過屋頂安裝的接收器進行通信的低功率無線電設備。借助此系統(tǒng)，DEP可以更準確地進行收費。AMR單元還與智能手機應用程序集成在一起，當檢測到用水量出現(xiàn)異常峰值時，會警告客戶潛在的漏水現(xiàn)象。泄漏通知計劃非常成功，節(jié)省了超過7300萬美元。DEP部署了水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)在整個紐約市包括40多個監(jiān)測站。如果檢測到任何水質(zhì)問題，系統(tǒng)將自動向DEP發(fā)送一條消息，以進行快速響應并保護市民免受污染。 智能廢物管理：紐約市的衛(wèi)生部門是世界上最大的部門，每天收集超過10,500噸垃圾。BigBelly是一種智能垃圾桶，已在紐約市各處部署，與傳統(tǒng)垃圾桶相比，它具有明顯的優(yōu)勢：它配備了一個無線傳感器，可以監(jiān)控垃圾水平，從而可以更高效地安排接送行程。該系統(tǒng)包括一個垃圾壓實機，該壓實機利用太陽能運行，使垃圾箱可容納的垃圾量是傳統(tǒng)垃圾箱的五倍。這些智能廢物管理系統(tǒng)不僅可以減少垃圾收集的頻率，而且還可以更有效地安排垃圾收集的時間。BigBelly將垃圾收集效率提高了50％至80％，并通過減少垃圾車在路上花費的時間為排放控制做出了貢獻?？諝赓|(zhì)量監(jiān)測：紐約市衛(wèi)生和心理衛(wèi)生部門自2008年以來一直在進行空氣質(zhì)量調(diào)查。監(jiān)測完成了75個臨時監(jiān)測站，安裝了兩周時間，另外還有8個永久性空氣監(jiān)測器，每15分鐘報告一次數(shù)據(jù)。通過該程序，可以確定僅在紐約市1％的建筑物中使用的低成本取暖油所造成的空氣污染多于城市中所有車輛的總和。得益于空氣監(jiān)測計劃，自2008年以來，紐約市的二氧化硫排放量已減少了70％以上。 監(jiān)控是智能城市系統(tǒng)中的一個共同點，只有主動系統(tǒng)才可以被認為是智能的-在問題出現(xiàn)之前解決問題通常比解決后果要低。監(jiān)控結(jié)果還可以與能源和水的消費者共享，以便他們可以每天管理其消費，而不必每月收取賬單。通過智慧技術(shù)，城市不僅可以節(jié)約能源，而且可以在減少用水的同時改善空氣和水的質(zhì)量。新加坡：公用事業(yè)系統(tǒng)和機器人 智慧街道：新加坡目前的目標是通過安裝路燈柱來使其街道更智能，這些路燈配備了傳感器和分析系統(tǒng)。借助傳感器，可以監(jiān)視環(huán)境變化，例如溫度，降雨量和濕度。此外，還將有噪聲傳感器，可以對諸如尖叫或車禍之類的大聲噪聲做出反應。此外，該計劃還計劃為這些燈配備面部識別傳感器，以提高新加坡街道的安全性。公用事業(yè)管理系統(tǒng)可以幫助確保已關(guān)閉水龍頭或電燈，降低公用事業(yè)賬單。還有一個老人監(jiān)視系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用傳感器和警報來監(jiān)視老人親戚獨自在家時的健康狀況。 機器人：新加坡將機器人產(chǎn)品引入了勞動力隊伍。新加坡每10,000名員工中就有488個機器人，是僅次于韓國的世界第二先進的國家。工業(yè)機器人通常執(zhí)行諸如提取和退還服務項目之類的次要任務。新加坡努力將機器人納入醫(yī)療行業(yè)以提高其功效。例如，機器人已經(jīng)可以進行分配藥物，這使該過程更快，并且減少了藥房的等待時間。雇用機器人警察：2018年，新加坡警察部隊開始使用特種無人機進行空中搜索，在特殊的公共活動期間，地面空間現(xiàn)在也被機器人巡邏。它們是完全自主的，并使用預先計劃的路徑進行導航。由于漫游器配備了攝像頭，因此為遠程監(jiān)視打開了可能性。巴塞羅那：物聯(lián)網(wǎng)世界 巴塞羅那智慧城市是一個綜合規(guī)劃，包含了城市的各個方面，從信息