從智慧交通、智慧安防、智能電網的應用來看我國智慧城市建設現狀

在IBM發布的《智慧的城市在中國》一書中，對「智慧城市」下了這樣的定義：「能夠充分運用信息和通信技術手段感測、分析、整合城市運行核心系統的各項關鍵信息，從而對於包括民生、環保、公共安全、城市服務、工商業活動在內的各種需求作出智能的響應，為人類創造更美好的城市生活」。智慧城市的四大特徵是全面物聯，充分整合，激勵創新和協同運作。

從智慧城市的發展進程來看，西方國家走在前列。歐盟在2007年就提出了一整套智慧城市建設目標。荷蘭阿姆斯特丹智慧城市建設從2009年開始，成為歐洲第一個「智慧城市」；美國愛荷華州的迪比克市於2010年成為美國第一個「智慧城市」；韓國「濟州島示範園」建設由168家電力、通信、家電等企業共同參與，計劃建成電動汽車充電站、示範運營中心和大型風力發電機，並進行智能住宅試驗。

至於我國，2013年1月，住建部正式公布了首批國家智慧城市試點名單，啟動了國家智慧城市試點工作。同年8月，住建部又公布了中國第二批智慧城市試點名單，確定北京經濟技術幵發區等個城市（區、縣、鎮）為年度國家智慧城市試點。隨著中國積極進行智慧城市試點，現階段已然形成多個智慧城市群，試點項目超過歐州、印度和美國之和。截止至2020年4月初，住建部公布的智慧城市試點數量已經達到290個。

隨著物聯網、大數據、AI等技術的發展，我國智慧城市建設正從連接網際網路的1.0時代，向更高效的數據互聯的2.0時代邁進。綜合我國智慧城市建設情況來看，北京、上海和深圳三大城市在智慧城市戰略、技術、領域和創新能力方面均表現良好，綜合實力突出，為我國智慧城市第一梯隊。第二梯隊為杭州、廣州、天津、蘇州、寧波、武漢、重慶、貴陽、鄭州、成都10個城市。在應用場景方面，智慧城市的建設和發展為新興技術提供了大量的應用場景，包括智慧政務、智慧交通、智能電網、智慧醫療、智慧物流、智慧安防、智慧教育、智慧企業等數十個場景。根據IDC數據，我國市場上，智慧城市主要應用場景依次為智能電網、固定智能視頻監控（智慧安防）以及智慧公交系統（屬智慧交通）。下面，本文重點介紹這我國智慧城市在這三個應用場景中的建設情況。

一、智慧交通

智慧交通是在智能交通(簡稱:ITS)的基礎上，在交通領域中充分運用物聯網、雲計算、網際網路、人工智慧、自動控制、移動網際網路等技術，使交通系統在區域、城市甚至更大的時空範圍具備感知、互聯、分析、預測、控制等能力，以充分保障交通安全、提升交通系統運行效率和管理水平。智慧交通不僅能緩解道路擁堵等「城市病」、還能保障交通安全、豐富人們的出行方式。

1、相關政策

2015年以來，中國頒發了一系列交通強國政策，重點引導交通數位化、智能化發展。2016年，交通運輸「十三五」發展規劃中提出「要求各地開展智慧交通示範工程」；2017年9月，交通運輸部印發了《智慧交通讓出行更便捷行動方案（2017年——2020年）》，提出四大建設方向：提升城際交通出行智能化水平，加快城市交通出行智能化發展，大力推廣城鄉和農村客運智能化應用，完善智慧出行發展環境；2018年2月，交通運輸部出臺《關於加快推進新一代國家交通控制網和智慧公路試點的通知》；2019年9月，中共中央國務院頒發了《交通強國建設綱要》，提出推動大數據、網際網路、人工智慧、區塊鏈、超級計算等新技術與交通行業深度融合。

2、我國智慧交通發展現狀

近年來，我國智慧交通發展取得了明顯的成效，基礎設施和裝備智能化水平大幅上升，智能交通系統已從探索階段進入實際開發和應用階段。

在政府層面，主要通過交通違法行為檢測、交通事件監測、交通環境監測，交通信號控制、交通誘導信息發布等手段，來提升交通運輸管理能力和服務水平。隨著智慧交通系統的鋪陳，簡單的交通違法違規監測、交通信號控制，逐漸發展為城市交通擁堵提供解決方案。從單點檢測，到線檢測，再到區域檢測，監測範圍不斷擴大，應用規模也不斷增大，特別是國省道幹線公路、城市道路、高速公路、大型橋梁、隧道、高風險水域、航段和港口等基礎設施的監控覆蓋。此外，物聯網、大數據、人工智慧等一些新技術在智慧交通領域逐漸得到應用。電子警察、卡口、車輛識別系統、信號燈控制、GPS/北鬥車載導航系統、智能公共運輸系統、停車場管理系統、行駛記錄儀、交通收費設備、車載WIFI等產品和系統功能更趨完善、性能逐步提升。通過建設重點路段的路網運行監測、交通指揮中心、交通情報預警分析、交通勤務指揮等系統，為應急指揮處置提供先進手段。

與此同時，在企業層面，眾多巨頭也在交通運輸領域積極布局，新業態、新產品不斷湧現。如騰訊在智慧交通領域的探索已覆蓋停車場無感支付、共享單車、騰訊乘車碼乘公交/地鐵等；阿里也推出了支付寶掃碼乘車，並宣布升級汽車戰略，利用車路協同技術打造全新的「智能高速公路」；華為、百度等也從無人駕駛、車路協同、智慧城市、智慧高速等多個角度搶灘布局智慧交通市場。

當前，智慧交通已成為智慧城市建設的重要突破口。首先，從應用成熟度看，在今天無論卡口、電子警察，視頻監控是對圖像和視頻數據進行語意化和結構化處理最成熟、最完整、應用深度最深的領域。智慧交通可能是現在新興技術和應用領域裡，率先突破數據應用瓶頸的一個技術領域；其次，從技術角度看，包括大數據、雲計算的技術架構，最先在智慧交通裡落地，智慧交通也必將引領整個智慧城市各個子模塊的技術潮流和走勢；最後，從使用者與應用者關聯的角度看，交通的智能化，最終會影響到每一個人騎車、駕車、公交出行的感受。每位市民都能夠有非常好的交通秩序體驗，這一點就需要智慧交通的技術方案去支撐實現。

3、發展方向

①　智慧交通海陸空全面發展

智慧交通利用物聯網、車聯網等新技術，提高道路效用率和通暢化，通過採集大數據流形成人、車、城市的統一。未來智慧交通將形成「道路-軌道-無人駕駛-航空」覆蓋海陸空全面發展格局，隨著未來人工智慧技術的日趨成熟，城市道路或將不是主要交通載體，將會延伸至海上和航空。

②　綜合交通智能化協同與服務

近年來中國各種運輸方式都得到快速發展，但多種運輸方式間的信息交互服務滯後，制約綜合交通協同與高效服務。艾媒諮詢分析師認為，結合綜合交通的發展和便捷出行的要求，未來信息共享和智能化服務技術將得到充分發展和應用，大力推進智慧交通建設。

③　交通運輸系統安全運行智能化保障

交通安全是中國交通領域長期面臨的嚴峻問題，涉及交通系統的多個要素，必須全面綜合改善交通安全水平，運輸系統安全運行的智能化保障將是未來智能交通發展的重要方向，重點在於運用現代信息技術來分析事故成因、演化規律、管控策略以及設計主動安全技術和管理方法，從人-車-路協調的角度實現交通安全運行防控一體化。

④　合作式智能交通和自動駕駛將成為智能交通的重點

合作式智能交通將無線通信、傳感器和智能計算等前沿技術綜合應用於車輛和道路基礎設施，通過車與車、車與路信息交互和共享，首先實現車輛運行的安全保障，其次實現綠色駕駛和交通信息服務，是集安全輔助駕駛、路徑優化、低碳高效等多目標統一的新服務，將成為智慧交通行業的發展方向之一。

⑤　智能交通的特殊要求推動信息技術發展

智能交通高速移動的交通工具間、交通工具與基礎設施間的可靠數據交互和流數據計算的要求，對寬帶移動通信技術和計算技術的進步起到了強大的推動作用，如超高速無線區域網和5G移動通信中低延時為一個重要指標，對交通安全應用技術提出新要求，推動智慧交通領域信息技術的發展。

⑥　智能交通產業生態圈跨界融合

新技術的發展和應用，為出行者提供更加精細、準確、完善和智能的服務，將是智能交通系統面向公眾服務的重要方向。這些服務的提供加速交通產業生態圈的跨界融合，未來汽車製造業、汽車服務業、交通運營服務、網際網路、信息服務、智能交通等行業的融合發展是大勢所趨。

二、智慧安防

1、我國智慧安防發展現狀

2016 年，伴隨阿爾法狗打敗圍棋世界冠軍，AI 再次受到廣泛關注。與前兩次AI 爆發不同的是，由於這幾年雲計算、大數據等技術的相繼成熟和深入應用，促使 AI 具備了落地的條件，隨後深入到各行各業。除了眾所周知的消費領域之外，安防領域也是深度應用的行業之一。自此，AI 開始在城市治理方面嶄露頭角，大到城市安全，小到社區管理，發揮的作用、體現的價值越來越重要。因此，2016年稱得上是安防領域的一個分水嶺。在此之前，安防硬體設備的銷售和使用佔據主導地位，看重的是數據的獲取，各種超清攝像機、超大容量存儲設備應接不暇。

當前端建設逐漸普及後，安防領域更看重「用」，精準採集數據之後，更要挖掘海量數據的深層價值，於是平臺化、智能化成了最顯著的特徵。過去，安防強調的是事後查證，「存」下來即可；現在，安防領域則希望實現事前預防、事中幹預，這對數據分析能力提出了非常高的要求。用戶需求的變化導致技術變遷，並進一步推動安防產業發展。比如，在技術層面，單純停留在硬體層面的創新開始減少，軟體層面的創新大幅提升，大數據處理、分析能力，人臉識別技術等開始大範圍普及和應用，湧現出越來越多的新型基於算法的新興獨角獸企業。這種轉變對傳統安防企業帶來挑戰。

在雲計算、大數據、晶片、算法等基礎能力技術的助推下，「AI+安防」的概念開始浮出水面，應用已經落地。基於GPU運算的方案、人臉識別、大數據應用等已經成為業內的共識。可以說，安防監控行業正在經歷一次重大轉型。各種新技術的大規模植入，加速驅動著智能監控技術升級，向更高層級進化。與此同時，行業用戶對視頻監控也提出更多需求，多樣化的應用場景催生出不同的用戶需求。

以公共安全領域為例，中國平安城市建設在經歷了基礎設施建設階段，到現在的「雪亮工程」是安防行業繼平安城市後又一歷史性機遇，「雪亮工程」已出現加速向上拐點，取代「平安城市」成為安防市場主要驅動力。「雪亮工程」在採招網上公開的中標項目總額在2017年由第一季度的3億增長到了第四季度的43億，四季度同比增速達到220%。2016年全年公開中標項目總額僅為2億，2017年達到66億，是2016年的33倍。為了實現力爭到2020年實現公共安全視頻監控建設聯網應用「全域覆蓋、全網共享、全時可用、全程可控」的目標，接下來無論是發達地區，還是邊遠地區或者欠發達地區，都有望在未來兩年內大力建設平安城市、雪亮工程等視頻監控項目。

可以看到通過雪亮工程的建設，切實的增強了預計預防、打擊犯罪、整體防控、基礎防控和破解社會管理難題的能力，目前已進入以數據分析為核心的情報驅動的信息化建設階段。在這個階段，數據是重中之重，而對於公共安全領域的使用者和管理者來說，如何更高效地收集和分析數據是一個重點。所以，從應用層面來看，大數據、視頻雲和智能分析的有機結合與多維應用已經是當前公共安全項目建設的熱點。

2、發展方向

隨著物聯網、大數據、人工智慧、VR/AR等新一代信息技術以及無人機、機器人等不斷被引入到安防行業中，安防產品和系統將變得更加全面立體化、網絡化、智能化，安防創新應用不斷湧現，全球安防行業進入智慧安防的發展新階段。

安防產品智能化使得安防從過去簡單的安全防護系統向城市綜合化管理體系轉變，涵蓋街道社區、道路監控、樓宇建築、機動車輛等眾多領域。智能化監控系統通過信息技術手段建立全方位防護，在注重安全防範的同時，兼顧城市管理系統、交通管理系統、應急指揮系統、智能城管等眾多管理體系，給人們的安全生活帶來便利。

當前，智慧安防的發展重點已從前端的攝像頭等硬體設備向後端的物聯網雲平臺轉移，安防雲平臺將成為安防企業未來競爭的核心。企業通過構建安防雲平臺，能夠實現各類安防產品的互聯互通，並通過數據資源整合與雲端智能分析，為用戶提供一體化的解決方案。

三、智能電網

智能電網是將信息技術、通信技術、計算機技術和原有的輸、配電基礎設施高度集中而形成的新型電網。它通過建立一個數位化信息網絡系統將能源資源從開發到終端用戶的各種電氣設備和其他耗能設備結合起來，通過智能化控制實現供能的精確化、對應化、互助化和互補化，全面提高能源利用效率和能源供應安全水平，將汙染和溫室氣體排放降低到環境可以接受的程度，使用戶成本和投資效益達到一種合理的狀態。智能電網的最終目標是建設成為覆蓋電力系統整個生產過程，包括發電、輸電、變電、配電、用電及調度等多個環節的全景實時系統。而支撐智能電網安全、自愈、綠色、堅強及可靠運行的基礎是電網全景實時數據採集、傳輸和存儲，以及累積的海量多源數據快速分析。

1、相關政策

自2003年起，我國電網的規模不斷提升，線路複雜度也不斷增加，給我國電網帶來了巨大挑戰，倒逼電網升級，提高電網的信息化、自動化、智能化成為了首要任務。2009年，為了進行電網升級，同時也是刺激經濟計劃中的一部分，國家出臺了《中國智能電網計劃》，我國智能電網拉開了序幕。此外，在2010 年和2011 年政府工作報告中都提出了「加強智能電網建設」，並將智能電網建設納入國家國民經濟和社會發展「十二五」規劃綱要中。這表明，智能電網已作為國家戰略予以推進實施。

智能電網研究和標準化工作也得到了國家科技部、國家能源局和國際標準委員會的大力支持。2012 年5 月，國家科技部發布《智能電網重大科技產業化工程「十二五」專項規劃》，明確提出了「十二五」期間智能電網科技發展思路與原則，確立了總體發展目標，部署了九項重點任務。該規劃是智能電網正式納入國家「十二五」規劃綱要以來，國家部委層面發布的首個關於智能電網的相關規劃，對明確智能電網發展思路具有重要價值及指導意義。2013 年3 月11 日，科技部和發改委印發《「十二五」國家重大創新基地建設規劃》，將智能電網與特高壓入圍國家重大創新基地建設。

2、我國智能電網發展現狀

國家電網公司是我國智能電網的主要推動者和建設者，也是其服務區域智能電網建設的投資者。2009 年以來，國家電網公司全面啟動了堅強智能電網研究和實踐工作，結合各地區電網特點，開展智能電網試點項目建設，目前取得了 8 個方面的重要成果：

①先後建成 3 個世界上電壓最高、容量最大的特高壓交、直流工程，已累計送電超過800 億kW·h。

②取得多項大規模新能源發電併網關鍵技的研究成果，支撐了新能源的開發、消納和行業發展。經營區域內併網風電裝機已超過 6 000 萬kW。

③一批智能輸電技術得到廣泛應用，實現了輸電業務的精益化管理和電網安全運行決策。已在15 個省完成了輸變電設備狀態監測系統部署。

④開展了兩代智能變電站的持續實踐。在兩批共 74座試點工程的基礎上進一步升級原有智能變電站技術方案，大幅優化主接線及平面布局，構建一體化業務系統並深化高級應用功能。已新建並投運智能變電站500 多座，研製成功多項關鍵設備並得到規模應用；6 個110 和220 kV 電壓等級新一代智能變電站示範工程技術方案已得到實踐驗證，預計2013 年底投運。

⑤配電自動化加速推廣應用，在配電網自愈控制等方面取得進展，在 64 個城市核心區建設配電自動化系統，提升了配電網的智能化運行水平。

⑥累計實現 1.55 億戶用電信息採集，構建了大規模的AMI系統，支撐了智能用電服務的提升。

⑦電動汽車充換電服務網絡建設全面推進，在26個省區建成投運了電動汽車充換電站360 座、充電樁15333個，帶動了電動汽車相關產業的快速發展。

⑧智能電網調度技術支持系統全面推廣應用，建成投運了 31 個省級以上的智能電網調度技術支持系統，提升了大電網安全運行水平。

3、發展趨勢

智能電網被看作是一個不斷演變的生態系統，新技術的發展，政策、市場機制的調整及標準的形成都將對智能電網的發展產生較大的影響。

1）智能電網的概念正在得到不斷的擴展。在智能電網基礎上，智能能源系統、智能社區、智能城市等新概念被提出，將能源系統從電力擴展到水、油、氣，將智能化從能源系統擴展到醫療、交通、安防等方面。此外，美國GE公司提出的工業網際網路，將智能化的機器、人腦和網絡聯繫在一起，也與智能電網也有著密切的聯繫。目前，這些新概念的研究還是剛剛開始。

2）信息通信技術和新能源技術的發展及其融合對智能電網的發展有著最重要的影響。當前，物聯網技術、雲計算和大數據技術在智能電網的應用，已受到了全球範圍的廣泛重視。物聯網、雲計算的研究已有一定的基礎，大數據的理論尚不完善，學術流派正在形成，大數據在智能電網中的應用價值被看好，但深入系統的研究尚未開展。

3）儲能技術的突破對電動汽車的發展有著重要的影響，而儲能技術和電動汽車的大規模應用又將對智能電網的形態產生很大的影響。2009 年以來，中國、歐美、日本都加大了儲能技術的研究力度，特別是對低成本、大容量、長壽命、高效率的電池的研究。

4）歐美國家近期的工作重點在於通過智能化技術的應用，在儘量減緩投資的情況下，應對新能源併網帶來的挑戰。對於中遠期(2030—2050)的電網發展的研究工作也已啟動，歐盟提出了超級電網的設想，啟動了歐洲與北非能源數據映射體系的建設工作，為與北非相連形成超級電網展開前期研究。美國風能協會 2008 年提出通過直流「背靠背」將全美交流765 kV 電網互聯，形成超級電網；美國德州提出採用多端直流技術及高溫超導輸電實現東西部電網互聯。中國國家電網提出了採用特高壓輸電技術形成洲際聯網的設想，並進行了初步的技術經濟分析。為實現未來超級電網、洲際聯網的發展目標，特高壓輸電技術、超導輸電技術或其他新的輸電技術或將得到大規模的發展和應用，電網的規模和形態也將發生重大的改變。

以上是我國智慧城市三大重要應用領域的發展現狀及趨勢。展望未來，在智慧城市建設的高級階段，除了這三大應用領域，包括智慧教育、智慧生活、智慧社區、智慧經濟等各大應用場景都將交織聯動起來，共同推動社會進行顛覆式創新，促進社會經濟發展，居民生活品質將進一步提高，城市生態圈建設將持續發展。

編輯：文婧

校對：林亦霖

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