智能城市生态研究白皮书

智能城市白皮书前言智能城市就是运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对包括政务、民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应。其实质是利用先进的信息技术，实现城市智能式管理和运行，进而为城市中的人创造更美好的生活，促进城市的和谐、可持续成长。产业界一致认为智能城市如下主要特征：从全面感知——遍布各处的传感器和智能设备组成“物联网”，对城市运行的各种物理设备和系统进行感知、监控和分析；资源整合——“物联网”与互联网系统的完全融合，将数据整合为城市核心系统的运行全图，提供智能的基础设施；创新改革——鼓励政府、市民和企业在智能基础设施之上进行科技和业务的创新应用，提高公众的参与意识，为城市提供源源不断的发展动力；协同运作——基于智能基础设施，城市里的各个关键系统和参与者进行和谐高效的协作，使城市形成运行的最佳状态。我国首次提到智慧城市是2012年1月颁布的《国务院关于印发工业转型升级规划(2011-2015年)的通知》，该通知从推进物联网应用的角度，明确了智慧城市的应用领域。2014年8月，经国务院同意，国家发展改革委等八部委联合印发了《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》。提出利用大数据、云计算、物联网等新一代信息技术，推动智慧城市发展，首次把智慧城市建设引入国家战略规划，并提出到2020年，建成一批特色鲜明的智慧城市，新型智慧城市建设步伐开启。经过数年实践经验，未来智能城市建设将是一个“大处着眼、小处着手”的循序渐进的过程，智能社区、智能园区、智能小镇等小范围的形态会率先落地，且更加强调持续运营和持续收益，逐渐过渡到城市级的形态。在这一过程中，城市级的平台更关注背后强大的云计算、人工智能能力，且各类主体推进多样化事实 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的落地、搭建产业生态信息对接平台和发展大量智能城市白皮书开发者群体的工作成为以市场化主导的智能城市建设关键内容，最终智能城市产生的海量数据带来新的价值可能形成颠覆性商业模式。智能城市的内涵非常宽泛，本报告以智能城市中物联网技术、市场为主，从物联网的角度来分析智能城市产业，产业链中参与者主要是物联网产业链中的参与者。智能城市白皮书版权声明本白皮书版权属于ICA联盟。使用说明：未经ICA联盟事先的书面授权，不得以任何方式复制、抄袭、影印、翻译本文档的任何部分。凡转载或引用本文的观点、数据，请注明“来源：ICA联盟”。智能城市白皮书目录智能城市的发展背景1全球城市化进程中的智能城市建设3国内智能城市发展背景智能城市产业发展现状10我国智能城市产业基本情况概述11智能城市产业链的构成14智能城市核心技术的突破15智能城市不同规模的落地形态智能城市产业生态分析23政府在智能城市中的主导地位25智能城市中的硬件设备33智能城市中的网络40智能城市中的综合运营商42智能城市的安全性44智能城市中功能平台48智能城市中的集成商和解决方案商智能城市评价体系59政府机构对智能城市评价体系简述智能城市白皮书60研究机构和企业对智能城市评价体系介绍61对智能城市评价体系的评价62新角度评价体系展望智能城市的商业模式64国外智能城市商业模式69我国智能城市案例和商业模式75国内外智能城市商业模式对比智能城市未来发展特点和展望78智能城市发展的基础条件不断优化79智能城市循序渐进的推进节奏80智能城市的物联网基础设施81标准化和生态建设带动利益方深度参与82智能城市商业模式呈现新特点83智能城市提升用户体验致谢-1-一智能城市的发展背景-2-（一）全球城市化进程中的智能城市建设在全球城市化进程中，欧美国家拥有先发优势，其城市化率相对较高。不过，亚洲地区特别是中国，在政府的城市化战略推动之下，城市化进程后起发力，成为全球城市化率增长速度最快的国家。根据预测，到2050年，中国与美国的城市化率差距将缩小到10%左右。图1全球城市化率（%）来源：联合国，国家统计局，德勤研究城市化率的提高会带来更多的挑战，据联合国人居署2016年发布的《2016世界城市状况-3-报告（TheWorldCitiesReport）》报告显示，排名前600位的主要城市中居住着五分之一的世界人口，对全球国内生产总值的贡献高达60％。当然，城市化的增长带来很多挑战，如果不进行适当的规划和管理，迅速的城市化会导致不平等、居住环境恶化和气候变化灾难性影响的增长；而且随着人口的增多，教育问题、工作问题、老龄化等问题都是我们将要面对的现实，并且随着人口持续涌入城市，超级城市数量在增加，城市也在超负荷的运行，引发的家庭模式、安全隐患、城市服务短缺的矛盾。图2城市化率所导致的城市挑战来源：联合国人居署，《2016世界城市状况报告（TheWorldCitiesReport）》面对城市化进程中的这些挑战，智能城市建设者将前沿的物联网、大数据、云计算、人工智能的科学技术运用到城市病的治理过程中，并为平安城市、海绵城市、人文城市等新型智能城市形态的建设创造了条件和机遇。随着运用在智能城市中的综合技术体系不断成熟，参与智能城市建设的产业链不断扩展，新型智能城市落地的技术和产业条件逐渐具备，加上全球各国政府对于采用各类技术实现城市管理变革方面的意识和意愿不断增强。与过去多年的智能城市建设相比，当前智能城市的技术、产业生态和资源可以支撑新型智能城市建设，大量具体的政-4-务、行业、生活类智能应用经过多年实践也具备了复制条件，给智能城市建设带来了新的机遇。（二）国内智能城市发展背景2009年，IBM提出“智慧地球”概念，拉开全球智能城市建设的大幕。目前，很多国家已经开始智能城市的建设，主要集中分布在美国、欧洲的瑞典、爱尔兰、德国、法国，以及亚洲的中国、新加坡、日本、韩国。与大部分国家的类似，我国智能城市建设也处于有限规模、小范围探索阶段。1、国内智能城市发展简述据全球权威机构调查显示，中国智能城市的发展速度高居全球第一梯队，并在诸多领域如交通、医疗、居住环境和基础设施建设等领域展开积极探索和尝试。在2018年德勤发布的《超级智能城市》报告中显示，目前全球已启动或在建的智能城市达1000多个，中国以500个试点城市数量居于首位，形成了数个大型智能城市群，成为全球建设规模最大的智能城市国家。另外，在2018年英国JuniperResearch发布的“全球智能城市Top20”的榜单中，从出行、医疗、公共安全和工作效率四个方面对城市的智能化程度进行综合评定，并揭示了这些城市在节省时间、提高工作效率、改善健康水平、提高生活质量、提供安全环境等方面带来积极影响。其中，中国三座城市上榜，无锡位列第十七，银川位列第十八，杭州位列第二十。榜单如下：全球智能城市Top20MobilityHealthSafetyProductivity1SingaporeSingaporeSingaporeSingapore2SanFranciscoSeoulNewYorkLondon3LondonLondonChicagoChicago4NewYorkTokyoSeoulSanFrancisco5BarcelonaBerlinDubaiBerlin6BerlinNewYorkTokyoNewYork7ChicagoSanFranciscoLondonBarcelona-5-8PortlandMelbourneSanFranciscoMelbourne9TokyoBarcelonaRiodeJaneiroSeoul10MelbourneChicagoNiceDubai11SanDiegoPortlandSanDiegoSanDiego12SeoulDubaiMelbourneNice13NiceNiceBhubaneswarPortland14DubaiSanDiegoBarcelonaTokyo15MexicoCityWuxiBerlinWuxi16WuxiMexicoCityPortlandMexicoCity17RiodeJaneiroYinchuanMexicoCityRiodeJaneiro18YinchuanHangzhouWuxiYinchuan19HangzhouRiodeJaneiroYinchuanHangzhou20BhubaneswarBhubaneswarHangzhouBhubaneswar来源：JuniperResearch无锡作为知名的试验基地，已被列为近20个智能城市、物联网领域国家级试点城市名单中，相关企业和落地产业得到快速发展。数据显示，无锡拥有近2000家物联网企业，涵盖了感知、终端、通信、物联网平台、行业应用各个环节，从业人员超过15万人。在物联网产业链推动下，无锡智能城市的基础设施、应用建设落地也较快，智慧能源、智慧旅游、信息惠民等大量应用已大范围采用。产业链和应用两方面的发展，是其入选全球智能城市Top20的重要基础。过去几年中，银川形成了“一图一网一云”的智能城市整体架构，这一架构在其一期智能城市建设中基本形成，且具有很强的弹性，能够在未来各期建设中进行扩展。在这一架构下，银川推动打破各类信息孤岛，并探索大数据挖掘和运营的智能城市3.0模式。这些方面的努力也在智能城市综合评定中获得不错的评价。杭州作为国内互联网产业最发达的城市之一，早已成为全球最大的移动支付之城，并在智能交通、智能社区等领域形成国内典型的样板应用。由于创新创业非常活跃，杭州也拥有大量物联网企业，涵盖了物联网端到端的各个领域，因此为智能城市各类应用落地创造了条件，也使得出行、医疗、公共安全和工作效率这四方面评价有较好的基础。-6-2、智能城市发展阶段智能城市的发展阶段有多种分类 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，由于未来智能城市是将大部分物理世界数字化后形成新的城市管理模式，故本报告站在物联网和智能城市的物理世界和数字世界发展方向角度，以数字化、数据流动、数据分析和数据价值为导向，对智能城市发展阶段进行分类，主要由三阶段构成。图3智能城市发展阶段第一阶段：政务信息数字化阶段。该阶段主要由政务及其相关部门（如政府部门、银行、金融机构等）推动业务信息化、无纸化办公，政务系统开始将物理信息系统性地转化为智能城市运营和管理所需的有效数据。智能政务走在了智能城市建设的前排。第二阶段：城市数据孤岛打通阶段。在庞大的城市信息系统中，不同领域、不同部门之间的数据以孤岛形式存在，导致智能城市数字化进程滞缓。因此，主要政务部门和互联网产业参与者率先主导打破数据孤岛，通过云服务融合等基础设施的优化，实现跨系统的数字化共享。第三阶段：城市全面数字化阶段。在这一阶段，万物互联的基础为智能城市各子系统实现数字化提供便利，通过物联网技术使城市大量的物理层基础设施均实现较高程度、较大密度的数字化。大量有效城市数据的采集是城市全面数字化、智能化的重要基础，这些需要各类物联网手段实现，而采集后的数据则需要通过无处不在的计算和人工智能能力，发掘数字的价值，让数据成为生产、生活、城市管理变革的决策依据和手段。目前，国内智能城市正处于第二阶-7-段到第三阶段过渡期，此时，数据驱动是智能城市建设运营的关键。未来，智能城市的主要形态将以物联网为神经网络、以强大的人工智能为数据处理大脑、以泛在的计算能力为支撑，从物理城市走向数字城市，从万物互联走向万物智联。3、现阶段智能城市发展需打破的壁垒虽然国内智能城市建设的数量很多，且形成一些亮点，但这种“样板”和大规模改变城市运营管理还没有形成直接关系，这之间存在不少壁垒。近年来，我国智能城市的建设遇到的困难是综合性的，比如，虽有政府大力引导、市场积极参与，但顶层设计脆弱、落地难，盈利模式不清晰；城市基础设施投入力度大，但信息基础设施方面重视硬件建设、忽视市场需求、面向应用开放程度不够；城市感知与数据采集的系统建设进步明显，但数据共享困难，因部门条块分割问题而出现门槛更高、接口难的巨型信息孤岛，重复建设、资源浪费现象严重等方面，。智能城市发展的壁垒和挑战会长期存在，不过，在智能城市从第二阶段到第三阶段过渡的时期，“大而全”的建设模式在本阶段并不具备条件，而通过一些小范围落地并深度应用起来的“小而美”的项目更加务实，在成熟运行基础上逐渐扩展到整个城市。在这样的路径下，本报告认为，以下三个方面壁垒是现阶段需要首先面对的：智能城市的标准体系不完善、产业生态体系不完整、多方合作的商业模式不清晰。具体来说，即使在一个智能社区或智能园区这样小范围的智能城市落地形态中，当政策环境、资金水平都到位的情况下，智能城市的落地更多是一个市场化行为，此时这三大壁垒就比较明显：-8-图4智能城市的壁垒（1）标准体系方面，即使是小范围的项目，也会涉及到对政务、公共管理、生产、生活各方面数据的采集、传输、分析以及复合场景的融合，目前不同领域在端到云连接 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 、通信组网、数据模型属性、端到端安全、测试等各个环节的标准并不统一，形成具体项目落地中的一大壁垒。（2）产业生态方面，物联网涉及面广，单个主体无法完成整体解决方案的提供，基于物联网的智能城市比互联网和移动互联网更加强调产业生态。当前物联网和智能城市落地过程中信息不对称仍然比较明显，产业链供求双方没有高效对接渠道，也没有形成丰富的开发者群体，使得大量具体应用落地难度较大。（3）商业模式方面，国内外已实践过多种智能城市的商业模式，但偏重于投资和运营中如何分工、成本承担模式，对于参与各方获得收益的探索仍不清晰。实际上，智能城市的建设和运营需要具备一定的盈利能力，让参与各方有持续的回报，这方面需要探索丰富的服务和个性化体验，以及从智能城市中的各类数据中形成收益和增长点，释放数据价值。-9--10-二智能城市产业发展现状-11-（一）我国智能城市产业基本情况概述十九大报告提出建设“智慧社会”和“数字中国”，为我国智慧城市今后五年的前进指明了方向，“十三五”期间对智慧城市的投资总规模逾5000亿元。IDC近期发布报告指出，2018年中国智能城市技术相关投资预计达到208亿美元，成为全球第二大的智能城市技术相关支出市场。2016-2021年五年中智能城市技术相关投资复合增长率达到19.3%，到2021年中国智能城市技术投资市场规模将达到346亿美元。-12-图52016-2021中国智能城市相关技术支出2016201720182019202020210510152025303540其他固定智能视频监控智慧照明智慧交通单位：十亿美元来源：IDC《全球半年度智慧城市支出指南》在IDC看来，2017年中国固定智能视频监控的支出达到36.5亿美元，未来市政管理部门积极推动视频监控建设和联网应用，智慧交通市场总支出为27.4亿美元，而智慧照明总支出达到5.9亿美元，随着政策刺激和创新技术的刺激，智慧照明年复合增长率将达到12.6%。智能城市顶层规划在我国推出以来，各地建设不断高涨。目前，我国已公布了三批智能城市试点，共计290个，已基本覆盖全国各个省市自治区：2013年1月，公布第一批试点城市90个，后增补9个；2013年8月，第二批试点城市103个；2015年4月，第三批试点城市84个，扩大范围试点13个，专项试点41个。另外，加之各地政府工作报告和“十三五”规划的补充，截至2018年初，我国95%的副省级城市、83%的地级城市，总计超过500个城市，均在规划或正在建设智能城市。试点大致地域分布图如下：-13-图6智能城市试点分布资料来源：住建部、智慧城市网、德勤（二）智能城市产业链的构成业内对于智能城市的产业链分类较多，本报告基于物联网产业生态，综合业内对智能城市产业生态的观点，对智能城市产业链进行梳理，认为智能城市产业生态框架如下：-14-图7智能城市产业生态架构从智能城市产业体系框架来看，涵盖的范围很广，不仅仅包括智能城市建设运营相关的业务部分，还有大量为智能城市建设的服务部分。从业务功能上讲，根据智能城市上下游产业链的分布，本报告认为主要由硬件设备提供商、网络通信解决方案提供商和运营商、城市综合平台运营商、垂直行业解决方案提供商、系统集成商、及政府、企业和消费者等类最终用户构成。具体来说，智能城市业务提供方覆盖的领域极广，包括智能安防、智能政务、智能交通、智能医疗、智能能源/电力、智能教育、公共事业（停车、照明、表计）等。从服务功能上来说，根据为智能城市产业链各环节提供服务的主体来考察，服务主体为智能城市业务主题各环节提供服务，包括提供顶层设计和政策指导的政府部门、聚集智能城市产业链的产业联盟、为智能城市从业者提供咨询和研究服务的咨询机构等。-15-表格1智能城市主要板块代表性企业（排名不分先后）板块角色代表性企业芯片海思、MTK、美国高通、Semtech、英特尔、紫光展锐、中天微传感器博世、霍尼韦尔、汉威电子、ST、英飞凌、模组金雅拓、庆科、顺舟智能、U-blox、芯讯通、移远、移柯硬件设备终端设备飞利浦照明、昊想智能、华立仪表、金卡智能、宁波水表授权频谱网络爱立信、华为、中国移动、中国电信、中国联通、中兴网络通信非授权频谱网络慧联无限、罗万信息、利尔达、升哲科技、唯传科技、中兴克拉横向能力平台平台级服务阿里云Link、Jasper、机智云、立子云、OneNet方案商集成和解决方案阿里云、海康威视、浪潮、神州信息、新华三、中国电信运营商智能城市运营碧桂园、华夏幸福、上置、万科、智慧新吴、珠海大横琴、中冶联盟协会生态和标准化ICA联盟、中国智慧城市产业技术创新战略联盟、中国城市科学研究会、中国通信标准化协会顶层设计：制定国家或地区级别智能城市政策和顶层规划的政府机构，如发改委、住建部、工信部等。硬件制造商：智能城市的硬件包含了应用于各个具体行业的终端设备，以及作为设备核心元器件的芯片和传感器。如美国高通是全球最大的LTE的芯片厂商，Semtech是LoRa芯片的唯一提供商，金卡智能为国内知名的燃气表终端厂商。网络通信：智能城市的网络包括有线网络、无线网络（4G、5G、NB-IoT、eMTC等运行于授权频谱和LoRa非授权频谱上的广域网），产业链包括通信设备制造商和具体的网络运营商。其中，授权频谱网络由三大运营商来运营，非授权频谱LoRa网络有罗万信息、升哲科技、慧联无限等企业建设和运营。横向能力平台：为智能城市提供云服务等基础设施的平台商、以及面向各个具体行业的提供具体行业应用的软件服务商。如阿里云提供的Link物联网平台为城市级管理平台提供接入和经营能力。系统集成商及解决方案商：集结了上下游合作伙伴的产品和服务，为客户提供一套完整的端到端智能城市/园区/小镇/社区解决方案的厂商。比如一些IT集成商如神州信息、新华三在-16-部分业务中也承担起物联网集成商或方案商的角色。综合运营服务：对智能城市/园区/小镇/社区的综合管理平台进行运营，对平台数据进行分析、决策，并体现价值者。未来的智能城市综合运营商可能诞生于政府投资的运营公司或房地产、物业公司等或大型园区建设者，前者如智慧新吴，后者如碧桂园、华夏幸福等。产业联盟和咨询机构：智能城市产业生态的聚集者，为智能城市参与者和决策者提供资源对接、研究咨询、战略指导、标准建设与落地等服务。当前国内在智能城市领域典型的联盟如IoT合作伙伴计划联盟（ICA联盟），在产业生态和智能城市标准化体系建设中发挥作用。（三）智能城市核心技术的突破目前智能城市在向第三阶段过渡，并呈快速发展态势，得益于与智能城市相关的物联网、云计算、人工智能等技术渐趋成熟，具体来说包括：万物互联所构建的智能城市神经网络、云+边+端+芯的无处不在计算能力、人工智能强大的数据处理能力。图8智能城市相关的部分核心技术-17-从底层技术来看，包括传感器、通信芯片、MCU、物联网安全技术进步，且成本大幅下降，便于创造无处不在的、安全的感知采集的环境。网络通信方面，物联网的通信层短板已被补齐，数据可以实现无障碍的上传和下行，包括蜂窝网络成本的降低、物联网专用网络技术发展、5G技术的突飞猛进成为万物互联的基础设施，加上LoRa等非授权频谱网络具有灵活性，使得中小企业搭建物联网通信网络成为可能。云计算方面，首先智能城市是以多应用、多行业、复杂系统组成的综合体。多个应用系统之间存在信息共享、交互的需求，对此，云计算数据中心具备传统数据中心、单应用系统建设无法比拟的优势、随需应变的动态伸缩能力以及极高的性能投资比；其次，面向物联网终端、传感器管理的云端平台功能不断完善，通过平台进行数据整合，实现协同工作，最终降低单位资源成本，促进业务创新，在云存储的基础上衍生出连接管理、设备管理、应用使能、业务分析等各类功能。另外，当数据到云端后，大数据深层价值、深度决策的挖掘得益于人工智能技术的进步、应用的扩展和成本的降低。（四）智能城市不同规模的落地形态智能城市由许多子单元组成，因规模和功能的差异而形成不同落地形态，大致可分为：智能社区、智能小镇、智能园区、智能城市等。1、智能社区智能社区是面向城市社区的一个新的模式，涵盖了社区中智能楼宇、智能家居、路网监控、医疗健康与数字生活等诸多领域。在很多场景下，智能社区方案会延伸至居民家庭和个人生活中，由于本报告聚焦于ToB类的智能城市及其应用，故对于智能社区的范畴是在家庭和个人生活以外的社区、公共服务、民生服务方面。面对社区、公共服务和民生服务，智能社区也需要一个统一的公共服务平台，通过物联-18-网、移动互联网技术将各类数据汇聚起来，为社区居民出行、物业服务、安全保护、健康养老等方面提供智能应用。目前智能社区参与方包括地产、物业、第三方平台、服务供应商等群体，由于是接近家庭生活的“最后一百米”，智能社区各类参与者之间会形成利益博弈，加上带给社区居民较好体验的应用产品不足，智能社区在很多时候只是作为宣传亮点和卖点，并未形成大规模落地的基础。未来智能社区建设运营的推进需要能够协调各方利益的模式，并开发大量基于物联网大数据驱动的应用和产品。2、智能小镇智能小镇是互联网、无线传感器、物联网、大数据、云计算等先进技术在小镇居民生产、生活中应用的集成。它与特色小镇、互联网小镇等概念有交叉之处，但更注重物联网这一基础设施。从内涵上看，智能小镇是智能城市的“最后一公里”。它作为产城乡一体化的新型城镇化模式，是一个集合产业、文化、旅游和社区之功能于一体的一个新型部落体，是以产业为核心，以项目为载体，相互融合发展生产、生活、生态的一个特定区域。根据已经初步建成、企业已进驻运营的部分小镇规模统计，一个特色小镇的平均投资额约为50亿～60亿元，规模较小的约为10亿元，较大的可达到百亿元。1000个特色小镇将产生5万亿-6万亿元投资额。国内智能小镇建设如火如荼，其中以智能交通、智能公用事业和综合产业为特色的一批智能小镇已初露头角。此处选择了其中两个较为代表性的小镇进行简单介绍，包括华润青铁海洋智慧小镇、杭州丁兰智能小镇。具体来说，华润青铁海洋智慧小镇以物联网为基础，按“4+1+3”模式建设，其中的“4”是要建设智慧交通、智慧海洋、智慧医疗、智慧文娱等四大平台。由于该智慧小镇目前-19-还在建设中，对于小镇统一的物联网平台架构设计暂未公开，不过在其规划中可以看出，小镇的建设对于与智能城市相关的产业发展较为重视，已规划了智能交通、智能医疗、智能农业、智能物流、智能家居、智能文娱等六大产业园，通过智能城市应用层的各类产业，未来希望引入超过200家企业，带动智能城市整体产业的发展。华润青铁海洋智慧小镇的规划中更多是对于园区基础建设、产业发展定位的内容，为形成一个以数据驱动的智慧小镇，未来进一步规划和建设中需要将城市中各类感知设备、智能终端部署，物联网通讯网络建设、城市级物联网平台开发以及基于物联网感知数据之上的应用落地考虑在内。从宣传资料来看，杭州丁兰智慧小镇规划面积2.5平方公里，坚持产业、文化、旅游“三位一体”和生产、生活、生态“三生融合”的发展目标，推动智能景区、智能社区、生活服务业、文化旅游产业协调发展，着力打造以“龙头产业为主、环境生态为基、创业创新为重、文化景区为衬”的特色小镇，致力于建设未来城市生活的智能新样本。在智能城市相关领域，该小镇一方面引导各类智能产业链企业入驻聚集，另一方面也在推进一些具体的智慧应用落地，包括在社区落地公共服务平台、智能停车系统以及政务工作中的综合治理。总体来看，国内大部分落地的智慧小镇仍以基础设施建设、产业聚集和部分垂直应用落地为主的阶段，数据流动以互联网和人与人互动的数据为主，很少已部署落地城市级统一的物联网平台，打通各个垂直壁垒，将各类政务、产业、民生的物联网感知数据在一个平台上进行分析应用。3、智能园区智能园区是园区信息化基础上的2.0，是智能城市的重要表现形态。智能园区建设的重点在于“智能”，通过信息技术和各类资源的整合，将“智能”渗透到园区建设与运营的每个细节，加强园区业务、服务和管理能力，创新组织架构，为园区铸就一套超强的软实力。智能园-20-区正是国内各类成熟园区转型升级的典范，智能化不仅提升园区吸引力，而且促进园区可持续发展，给予了战略性新兴产业发展的基础，顺应信息技术创新与应用趋势，这是传统产业园区所不具有的。目前，中国有各类产业园区15000多个，对整个中国经济的贡献达到30%以上。国家级产业园区已经达600多家，这些园区在地域分布上具有明显的集群性，主要集中于长三角区域的上海、苏州；珠三角区域的深圳、广州，环渤海地区的北京、天津以及中部地区的武汉等城市，即产业地产均起源于经济发展水平高、产业支撑能力强，并且具有较强人口导入能力的城市。其中有20%具备智能产业园区特点，有30%-50%正在向智能型产业园区转型。图9智能园区示例智能园区建设内容按照园区发展定位可划分为智能环境、智能招商、智能办公、智能生活，另外还有智能管理、智能基础设施以及针对专业园区建设的各类专项应用。从不同人群的需求来看，主要满足了三大类需求：从运营者的角度出发，需要高效智能的管理、绿色节能的设施；从企业的角度看，其长远发展更是需要各类企业服务资源；从员工的角度出发，良好的办公环境，以及完善的生活服务是首要需求。-21-智能园区一般建设园区级的运营平台，该平台需覆盖多个领域，运用物联网、大数据、人工智能等技术，整合园区安防、消防、通讯网络、信息发布、管网设备能源监控、停车管理、自动化办公等来实现信息交互、信息共享、参数关联、联动互动，独立共生。图10微软园区案例来源：徐振强《中外智慧园区发展进展》国外科技公司的智能园区具有很强参考意义。如微软园区就非常注重智能运维的功能，将物联网、大数据、人工智能技术真正发挥到园区管理、产业促进上。微软园区部署了超过200万个传感器，实现数亿条数据的采集，通过数据的挖掘，可以对园区事务做到60秒响应，最终节约了6%以上的人员成本。当前，我国智能园区产业发展存在一定的问题，比如缺乏整体规划、信息孤岛较多、整体服务能力较低，智能化元素少等。可以说，大部分智能园区发展处于初级阶段，在基础设施建设、园区管理和服务方面仍处于分散状态，未形成协同集约效应，物联网和信息化的融合仍有缺位。不过，我国智能园区发展趋势是较为明朗的。由于已有大量产业园区，园区正在从传统-22-的工业园区向新区过度，在形式上有从低级向高级，由单一向综合园区发展的趋势，这一过程为智能园区发展提供较好机遇。4、智能城市智能社区、智能小镇、智能园区是微型智能城市的呈现，虽然有大量基础的数据、平台可以共用，但各自具有一定的侧重点，例如：智能社区更侧重于民生，智能园区侧重于产业，而智能小镇则是一个政务、产业、民生综合的小范围具体而微的智能城市，智能城市是包含了各方面功能平台的综合呈现，包括城市中所有政务、产业、民生等方方面面。图11智能城市各类落地形态在很多个案分析中，智能小镇、智能园区、智能社区相互之间都有一些交叉和融合，其功能侧重、建设规模等方面有时不一定能完全清晰分开。不过，总体来说，智能小镇规模和涵盖范畴一般大于智能园区，而智能园区规模一般大于智能社区。-23-从过去经验可以看出，智能城市的建设一开始并不一定是大而全的模式，尤其是目前更加强调市场化、商业模式和持续运营。实际上，通过落地智能社区、智能园区、智能小镇这些小范围的形式，从小处着手，在这些落地形态运营成熟基础上可进行规模化复制，当各类形态规模化复制到一定阶段，通过打通各类智能社区、智能园区、智能小镇的数据和功能，逐渐形成一个大而全的智能城市落地形态。所以，智能城市的建设可以从“大处着眼”，顶层规划时需要对城市级智能化形态有设计，但推进过程中可以“小处着手”，通过小范围的深度落地和运营，逐渐扩展到整个城市。-24-三智能城市产业生态分析-25-基于本报告对智能城市产业生态架构的认识，本章对该架构中主要的产业参与者构成、及其对智能城市建设的意义进行进一步分析，其中包括智能城市建设的主导者政府机构、硬件层参与者、网络层参与者、智能城市综合运营商及智能城市中各功能平台参与者。（一）政府在智能城市中的主导地位在智能城市产业架构中，政府占据着顶层规划和保障实施的重要地位。它承担的主要 职责 岗位职责下载项目部各岗位职责下载项目部各岗位职责下载建筑公司岗位职责下载社工督导职责.docx 包括建立智能城市政策标准体系和评价体系。1、智能城市顶层规划及各级规划近年来，智能城市发展得到我国各级城市政府的高度重视，并已经成为我国城市创新的关键性主题之一。通过六年来不断迭代升级的政策设计、规划指引、试点创建和行业实施，中国正成为全球智能城市事业发展的主力军，拥有最多的创新空间和规模最大的产能市场。智慧城市的顶层设计和规划由发改委、住建部、国标委、工信部等部门所完成。它要求注重规划设计与实际需求的紧密结合，强调设计对象定位上的准确、结构上的优化、功能上的协调和资源上的整合，不仅需要从系统和全局的高度，对设计对象的结构、功能、层次、标准进行统筹考虑和明确界定，而且强调在目标与实践之间铺展“蓝图”。在顶层规划指导下，各级地方政府在规划中，践行遵循顶层规划宗旨、推出因城制宜策略-26-的各级规划。依据各地实情如政策差异、基础差异、产业规模差异、应用侧重差异、资本差异等。2、促进我国智能城市快速发展的重要政策支持汇总表格2智能城市相关政策汇总发布时间政策名称相关内容2012.11《国家智慧城市试点暂行管理办法》指导国家智慧城市试点申报和实时管理。2014.03《国家新型城镇化规划（2014-2020）》明确提出推进智慧城市建设，指明了建设方向。2014.08《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》到2020年，建成一批特色鲜明智慧城市，聚集和辐射带动作用大幅增强，综合竞争优势明显提高，在保障和改善民生服务、创新社会管理、维护网络安全等方面肚饿显著成效。2015.10《关于开展智慧城市标准体系和评价指标体系建设及应用实施的指导意见》到2020年累计共完成50项左右的智慧城市领域标准制定工作，同步推进现有智慧城市相关技术和应用标准的制修订工作；到2020年实现智慧城市评价指标体系的全面实施和应用。2016.11《关于组织开展新型智慧城市评价工作务实推动新型智慧城市健康快速发展的通知》研究制定了新型智慧城市评价指标、评价工作要求及评价组织方式。3、政府的引导和保障今年的政府工作报告，主要从新动能和“健康中国”等战略决策高度出发，从互联网、信息化、大数据和人工智能等维度，明确为智慧城市持续赋能，有力促进了智慧城市理论创新并引导、保障建设项目的有效落地与运营。从系统论角度剖析我国智能城市发展，存在理论支撑、体制保障、机制创新、技术应用跨界、顶层设计与规划革新、政策法规培育、学科建设与人才培养、投融资等八大关键问题，今年的政府工作报告对解决如上关键问题提供了支撑。4、智能城市的标准体系建设2014年1月国家智慧城市标准化协调推进组成立，在国家智慧城市标准化协调推进组指导下，国家智慧城市标准化总体组负责拟定我国智慧城市标准化战略和推进措施。经过深入研究和摸索，推进组制定了智慧城市标准体系，基本涵盖了智慧城市产业相关的每一领域：-27-图12智能城市标准体系来源：国家智慧城市标准化总体组（二）智能城市中的硬件设备作为智能城市产业链中的上游环节，设备制造和网络通信承担了智能城市的感知和神经功能，是实现各项智能城市应用和服务的基本需求。智能城市中的硬件设备主要包括各种行业终端、传感器、芯片及嵌入式模组。智能城市中具体行业应用的终端种类繁多，与行业应用相呼应。如，燃气、水电等表计，城市照明设备、停车管理设备、传统社区、学校和医院的架构都需要智能化的更新换代。当然，驱动上述各种设备设施完成升级迭代，离不开传感器和芯片。-28-首先，传感器的升级换代成为智能城市能否快速发展的关键，应用于智能城市的传感器主要包括：物理环境探测器类（如温湿度、烟感、液位、水压、流量、红外、声噪、压力、光敏传感器等）、物理位置传感器类（如GPS、位移、陀螺仪、雷达、地磁传感器等）、以及监测传感器类（如摄像头、生物传感器等）。其中，具有采集、处理、交换信息的能力的第三代智能型传感器是如今业内主流，中间又以MEMS传感器最为重要，MEMS传感器将微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、通信和电源等集于一体，符合传感器发展微型化、智能化、数字化、多功能化、系统化、网络化等趋势特点。其次，对于信息和数据的处理，离不开底层元器件——芯片的支撑。芯片一般是指集成电路的载体，它在智能城市中承担终端层处理中枢作用。智能城市中涉及的芯片种类包括：通讯芯片类（包括无线通信和有线通信芯片）、存储器芯片类、音视频处理芯片类、电源管理芯片类等。其中，由于物联网作为未来在智能城市的核心技术，微控制单元（MCU）芯片与低功耗广域网（LPWAN）传输芯片将占据重要位置。1、智能城市设备层产业格局简述从设备层的视角看，智能城市在这一领域可以用以下产业格局图来表示：-29-图13智能城市设备层产业模块和部分企业（排名不分先后）来源：物联网智库1.1智能城市传感器产业格局简述我国智能城市传感器规模逐年攀升。据IHS预测，到2025年，全球智能城市接入的传感器终端将达到400亿个。国内传感器企业已超过2000家，其应用主要分布在机械设备制造、城市基础设施制造、智能医疗、安防监测、公共事业、通信电子以及汽车等领域。近年我国传感器市场持续快速增长，年均增长速度超过20%，从2011年到2017年传感器市场规模大致如下图：-30-图14国内传感器市场规模（单位：亿美元）20112012201320142015201620170200400600800100012001400我国传感器产业的地域分布也很清晰。企业集群以长三角为代表，并逐渐形成以北京、上海、南京、深圳、沈阳和西安等中心城市为主的区域空间布局。图15我国传感器产业地域分布长三角区域：以上海、无锡、南京为中心。逐渐形成包括热敏、磁敏、图像、称重、光-31-电、温度、气敏等较为完备的传感器生产体系及产业配套。珠三角区域：以深圳中心城市为主。由附近中小城市的外资企业组成以热敏、磁敏、超声波、称重为主的传感器产业体系。东北地区：以沈阳、长春、哈尔滨为主。主要生产MEMS力敏传感器、气敏传感器、湿敏传感器。京津区域：主要以高校为主。从事新型传感器的研发，在某些领域填补国内空白。北京已建立微米/纳米国家重点实验室。　中部地区：以郑州、武汉、太原为主。产学研紧密结合的模式，在PTC/NTC热敏电阻、感应式数字液位传感器和气体传感器等产业方面发展态势良好。传感器在智能城市各细分领域中的应用非常广泛。举例来说，自动驾驶领域传感器使用规模都达到千亿元以上，其专用的泊车辅助传感器与车道偏离警告传感器近年来强劲增长；在智能交通系统中，传感器能为交通部门提供实时流量、故障预测、噪音、路面等有效数据。1.2智能城市芯片产业格局简述智能城市相关的微控制单元（MCU）芯片与低功耗广域网（LPWAN）传输芯片成为该层面关注度较高的领域。在2016年，我国MCU产值已经超过40亿美元，其中32位MCU市场份额将持续增大，近年来复合增长率已经接近10%，预计到2020年，中国MCU产值可以达到50亿美元以上。未来智能城市百亿级的连接中，会大量采用MCU芯片。国内厂商如中颖电子、复旦微电子、上海贝岭等厂商MCU的出货量较大。-32-图16MCU市场规模（单位：百万美元）20122013201420152016201705001000150020002500300035004000450050004bitMCU8bitMCU16bitMCU32bitMCU来源：IHS而在低功耗广域网络（LPWAN）芯片领域，已经形成了NB-IoT/eMTC和LoRa两大阵营，目前已有海思、美国高通、联发科、紫光展锐、中兴微电子等厂商推出商用的NB-IoT/eMTC芯片，不过截止2017年出货量不大；LoRa芯片供应主要来自于Semtech公司，2017年LoRa芯片在国内出货量已超过1500万片。1.3智能城市物联网终端产业格局简述以城市视角来看，智能终端所覆盖的物联网设备种类繁多，按照使用场景可以有多种分类（不同类别之间或有交叉），例如智能交通类设备、智能安防类设备、公共事业类设备等各种分类。这些智能设备是在传统设备的基础上，集成了芯片、传感器、通信模块等元器件，从而具备物联网基本功能，即数据采集、计算和通信能力。其中，智能交通类设备主要包括智能汽车、智能摄像头、交通灯智能控制系统、智能停车系统（智能闸机、地磁监测系统、车牌识别系统、车流统计系统、自动收费系统等）。智能安防类设备除了智能摄像头，还主要包括楼宇监测系统（烟感监测、温湿监测设备等）、智能门禁系-33-统（包括智能对讲、身份识别系统等）、智能显示设备、智能报警系统。公共事业类设备包括：智能仪表、智能路灯、智能数传终端、智能水务参数监测设备（如液压、液位、水质、流量等监测终端）等。物联网设备制造商一般可分为两大类，一类是由横到纵，基于传统行业设备制造商的升级和转型，如视频巨头海康威视、浙江大华等；另一类是由纵到横，基于物联网元器件制造商（如通信芯片、通信模块、物联网网关等制造商）的核心能力（如通信、计算、存储等），延伸到具体的行业设备中，如唯传科技、深圳宏电、东信和平、国民技术等企业均是基于自家芯片和模组，研发设计了适用于垂直领域（智能停车、智能水务、智能安防等）的智能设备。智能城市中的终端设备比较繁杂，本报告中不可能一一穷举。不过，可以确定的是未来智能城市建设中，智能终端将形成较大的市场规模，成为智能城市投资中的一个重要组成部分。以智能水表为例，2015年我国水表产量7000万台，其中智能水表1500万台，而这些智能水表中实现远程集抄的并不多，随着物联网技术在表计行业的应用，物联网智能表计渗透率会大幅上升，整个表计市场有巨大空间。-34-图17中国智能水表产量和渗透率201220132014201520162017201805001000150020002500300035000.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%35.00%智能水表产量（万台）智能水表渗透率来源：中国信息产业网2、智能城市相关终端的标准及趋势智能城市相关的各类智能终端本身需要符合所在行业的各类标准，而这些行业标准也会随着技术的发展有一定的更新，但基本按照自身行业发展的节奏来调整。不过，站在物联网和智能城市落地角度，终端侧的标准需要重点关注传感器、芯片等通用元器件。目前我国传感器行业现有的数据标准较为零散，正在逐步规范中。目前，传感器国家标准有约40项，其中涉及智能城市类别约20项。对于MEMS传感器而言，截止2016年，有效的行业标准有7项，均为国标，涵盖了MEMS器件的术语定义、基本额定值、特性、测试方法、材料试验方法封等流程。智能城市芯片领域，MCU芯片发展时间较长，未来技术发展方向包括：32位MCU将成为主流产品，低功耗和高集成、连接性和安全性将成为主流方向，而相关标准也是随着市场进展会逐渐形成事实标准。LPWAN技术虽然发展时间较短，但在国际标准化组织的推动下也形成了高度标准化的成果，3GPP和LoRa联盟在LPWAN产业标准化进程中发挥着核心作用，-35-3GPP在其R13版本中冻结NB-IoT、eMTC等基于蜂窝网络的LPWAN核心技术；LoRa联盟联合全球产业链企业推动LoRaWAN规范的制定。同时，产业链企业积极跟进，在LPWAN标准制定过程中，就有大量主流芯片厂商的参与。3、智能城市相关终端当前困境和展望与终端的标准化类似，传感器、芯片会形成智能城市相关终端未来发展的瓶颈。与全球传感器局巨头企业（如霍尼韦尔、博世等）相比，我国MEMS传感器企业在产品品质、 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 水平、生产装备、企业规模、市场占有率和综合竞争能力等方面仍不能与国外同类企业抗衡，比如，国内尚没有形成主流的自主知识产权的传感器设计软件，国产传感器可靠性比国外同类产品低1-2个数量级，传感器封装尚未形成系列、标准和统一接口；产品在测量精度、温度特性、响应时间、稳定性、可靠性等指标与国外也有相当大的差距。智能城市芯片领域，虽然超低功耗微控制单元（MCU）芯片与低功耗广域网（LPWAN）传输芯片发展态势较好，但仍存在一定的发展困境。主要表现在生态构建不足和标准支撑不足。LPWAN是以市场应用为导向，智能城市芯片受制于行业标准化进展的缓慢，智能城市各细分行业的终端在生产、接入、部署的过程中无法实现上下游高效合作、生态构建、规模复制、应用场景融合和拓展。在上述对传感器和芯片两个行业挑战的分析中，都存在行业标准制约的共性问题。加快智能城市设备层产业的发展离不开标准体系的建设和完善。本报告认为，首先，国家标准应与具体行业标准、市场诉求相结合，政策、国家标准、市场导向相结合的标准更能推动产业链整体发展。其次，为降低或消除产业链不同环节企业之间的沟通壁垒，承担产业联盟的角色的组织机构应精准匹配上下游标准需求、积极与国家标准组织对接、牵头制定细分行业的事实标准。（三）智能城市中的网络除了传统的光纤宽带、电信网等基础设施外，物联网网络成为新型智能城市的核心基础设-36-施之一。目前，智能城市海量数据来自于广泛部署在城市各个角落传感设备，将物理世界数据数字化后，通过物联网网络传输至存储、计算和应用平台。WiFi、蓝牙、Zigbee等短距离通信网络已广泛应用于智能楼宇、智能家居等领域，而在智能城市建设中形成基础设施的主要是广域无线网络，根据不同应用场景对通信类型的不同需求，目前智能城市领域主流通信技术包括低功耗广域网络和当天快速发展的5G网络。1、智能城市网络层产业格局在过去的十多年中，电信运营商部署的2G/3G/4G蜂窝网络已经成为城市基础设施重要组成部分，不过此前蜂窝网络主要用于人与人的通信。在基于物联网驱动的智能城市建设中，网络建设聚焦在LoRa、NB-IoT/eMTC等低功耗广域网络和下一代5G网络领域。1.1低功耗广域网络产业发展状况从2013年起，大量低功耗广域网络（LPWAN）技术涌现出来，经过几年市场化的发展，国内目前已经形成了NB-IoT和LoRa两大技术占据主流的态势。其中NB-IoT由电信运营商、通信设备厂商、芯片厂商等巨头主导推动，构建起了端到端完善的产业链，也建起了全国性的网络；LoRa起初主要是中小企业推动，由于其部署的灵活性，在全国很多行业中得到应用，大量客户部署私有网络进行数据采集传输，随着产业的发展，一些产业界巨头也进入该领域，推动城市级、行业级物联网网络的建设。目前，LPWAN已被公认为智能城市物联网的主流通信方式，不论是NB-IoT还是LoRa，其共同的特点是广覆盖、低功耗、大连接、低成本，很好的契合了智能城市中大部分低频、小包数据传感器传输的需求，也满足了终端设备对功耗的要求，例如远程抄表、智能停车、智能路灯、环境监测、畜牧养殖灌溉、智能垃圾箱、资产管理、智能追踪、超距告警、电子锁控制、电源监控等功能。根据物联网智库调研数据显示，2015年与2016年LPWAN市场接入量主要是LoRa技术-37-为主，2017年NB-IoT开始正式商用，预计2017~2020年是LPWAN连接数量大规模爆发的年份，此后整个LPWAN市场趋于成熟，连接数量增长率也逐渐趋于稳定。图18低功耗广域网络市场规模数据来源：物联网智库虽然是网络层，但NB-IoT和LoRa都形成了从芯片到应用的端到端产业生态。不过，其生态体系中不同环节呈现特有的产业结构，以市场参与度为例，每个版块能够参与的企业数量越多，参与度越高，从一定程度上来说竞争越充分。图19NB-IoT和LoRa市场参与度对比资料来源：物联网智库-38-从市场参与度的对比中，可以看出，LoRa芯片领域主要集中在少数厂商中，而其他环节参与企业数量众多，市场化程度较高。NB-IoT作为通信行业推出的一个物联网标准化技术，不仅有主流厂商推动，也得到政府政策的大力支持。2017年6月，工信部发布了《关于全面推进移动物联网（NB-IoT）建设发展的通知》，对NB-IoT业务发展给予政策支持，并提出了相关要求：到2017年末，实现NB-IoT网络覆盖直辖市、省会城市等主要城市，基站规模达到40万个；到2020年，NB-IoT网络实现全国普遍覆盖，面向室内、交通路网、地下管网等应用场景实现深度覆盖，基站规模达到150万个。1.25G网络产业发展展望目前，电信运营商成为无线物联网连接的主体，通过运营商蜂窝网络实现的连接数超过3亿个。不过，这些连接主要通过现有的2G/3G/4G网络，若要进一步实现大规模的连接，传统网络无法满足需求。5G已成为全球通信行业的焦点，且5G面对的是万物互联网的世界，为未来智能城市提供新的基础设施。众所周知，5G通信技术将不仅仅带来网速的提高(eMBB)，更意味着可靠的低延时(uRLLC)和海量物联网(mMTC)，适合各类物联网场景的需求，为智能城市诸多应用领域带来全新解决方案，如智能交通、智能电网、实时视频处理（安防监控、远程医疗、公共安全等），整体提升智能城市治理效率和运营质量。据中国信通院报告预测，到2030年5G带动的直接产出和间接产出将分别达到6.3万亿元和10.6万亿元，还将创造1950万个就业机会。-39-图205G带来的经济产出提升数据来源：中国信通院整体来看，2018年处于5G商用前夕，是5G标准确定和产品研发的关键一年，中国三大运营商均已开展试点。目前，中国移动已正式公布了2018年5G规模实验计划——将在杭州、上海、广州、苏州、武汉五个城市开展外场测试；中国电信计划于2018年在全国多个主要城市开展中等规模的外场实验；中国联通计划将在北京、天津、上海、深圳、杭州、南京、雄安7城市进行5G试验。2、智能城市网络层的几种主流技术标准化情况2.15G标准化情况2017年底，国际标准组织3GPPRAN第78次全体会议上，5GNR首发版本被正式宣布冻结。该版本是3GPPRelease15标准规范中的一部分。预计，2018年6月首个版本的5G国际标准将正式出炉。届时，全球主要电信运营商、电信设备制造商、移动设备制造商等产业链上下游企业，将根据5G国际标准，正式展开5G商用网络部署，届时将是全球5G产业将鸣枪起跑。-40-2.2NB-IoT标准化情况2016年6月，3GPPRAN全会第72次会议上，NB-IoT核心协议在RAN1、RAN2、RAN3、RAN4四个工作组均已冻结。实际上，NB-IoT的标准化进程中，eMTC也在同步演进，未来成为中速率物联网网络基础。图21NB-IoT标准演进2.3LoRa标准化情况LoRa联盟成立于2015年3月