浅谈智慧城市之移动物联网建设
发布时间: 2019-02-22 16:42
智慧城市3.0时代来了随着技术的发展，智慧城市先后经历了以“PC+互联网为基础、电子政务和电子商务为主要应用场景”的1.0时代，以“智能手机+移动互联网为基础、移动支付为主要应用场景”的2.0时代，实现了 城市“以人为中心”的高度信息化。随着NB-IOT(移动物联网的窄带大连接技术)的诞生，智慧城市开始进入以“物联网为城市神经网络、人工智能为城市大脑”的3.0新时代，旨在实现城市“物与物、人与物”的全面信息化，其主要应用场景为智慧水务、智慧井盖、智慧环保、智慧消防、智慧交通、智慧照明等。移动物联网是实现智慧城市3.0的基础，正成为业界投资和建设的热点。
根据Markets and Markets的2017年市场调研报告，全球智慧城市市场规模预计从2017年的4246.8亿美元增至2022年的12016.9亿美元，年复合增长率达23.1%。
物联网
全球智慧城市建设方兴未艾
从中国地方政府工作报告和“十三五”规划中不难发现，截至2017年3月，中国95%的副省级城市、83%的地级城市(总计超过500个城市)，均明确提出或正在建设智慧城市，预计总投资规模将达到万亿元级别。
智慧城市发展的主要束缚城镇化进程加速发展，更多的人口聚集在城市，贡献了全世界70%以上的GDP，高效的市政管理、高质量的公众服务、创新驱动产业转型呼唤着城市迈入智慧化。尽管前景美好、项目众多，智慧城市的发展仍主要面临三大方面的挑战：
1) 缺少一种针对物的最佳连接技术城市的物往往遍布在城市的每个角落，大到楼宇、街道，小到楼道转角、地下室，深到地下管网等，对网络信号的覆盖有更广更深的要求，现有2G/3G/4G的信号难以做到全场景覆盖。2G同时存在连接容量小、功耗高的问题，且也面临网络关断或频谱重耕的需求;而3G/4G对于大部分物的连接来说，网络资源利用率偏低。
另一类传统的非授权频谱短距连接技术，比如WIFI、蓝牙、RFID等，又存在覆盖范围小、深度覆盖差、取电难、安全性差、易干扰等问题。
综上，传统的连接技术无法满足智慧城市对于广覆盖、低功耗、低成本的海量连接的需求。
2)缺乏一个针对各行各业的物联网管理平台目前，智慧城市物联网服务在各行各业中呈现“烟囱化”和“碎片化”——他们有独立的应用管理系统、有独立的接口标准和数据格式、甚至有独立的网络——无法实现互联互通、数据的汇聚和综合，难以为城市决策者提供全面的数据支撑。当下，智慧城市的发展亟待构建一个跨行业、跨厂家的融合物联网管理平台。
3) 缺乏一套多方共赢的商业模式智慧城市的应用场景主要涉及到公共设施(如消防栓、井盖等)和公用事业(如水务抄表、路灯照明等)，这类应用场景具有明显的社会效益，但初期投资大、商业价值不明显。所以，找到一套让政府(包括行业管理部门)、行业运营商、电信运营商、设备厂商等多方共赢的商业模式，以降低准入门槛、实现社会效益和商业价值之间的平衡，就成为制约智慧城市爆发性增长的关键问题。
推动智慧城市快速发展的关键角色智慧化是城市发展趋势，虽然面临挑战，但也不乏多方力量为此前赴后继。其中，政府、电信运营商在智慧城市舞台上扮演着举足轻重的角色。
一、政府，是智慧城市规划和政策制定的主导者。根据城市的总体发展目标，政府负责智慧城市的顶层设计，包括资源整合、行业应用、技术标准(包括数据的统一、开放和安全)、网络、运营、运维、甚至商业模式，以确保整个城市能平稳运行;同时，政府还可以通过政策直接进行扶持，如提供财政补贴或设立引导基金，创新奖励，建设孵化器产业园或者主导物联网产业联盟等。
二、电信运营商，是智慧城市建设的重要参与者。负责移动物联网的规划和建设，并利用网络技术和渠道优势提供各种物联网服务：
(一) 依托传统2G/3G/4G网络，升级改造成低功耗、广覆盖的NB-IoT网络，提供无处不在的公共移动物联网。截止2017年底，全球91个运营商已在52个国家投资或建设NB-IoT，39张NB-IoT网络实现了商用。
(二) 构建公共物联网服务平台，汇聚行业应用，为各行各业提供物联网服务。当前，全球超过50家运营商已经部署了物联网平台，在智慧城市应用方面取得了不俗的成绩，并且与50个行业进行了深度融合/联合开发。
(三) 响应政府号召，积极推动物联网生态建设，探索基于价值分享的商业模式。以中国为例，三大运营商都非常重视生态建设，利用模组补贴、开放实验室、生态联盟、创新大赛及峰会等多种手段发展上下游合作伙伴数量。在商业模式方面，除了传统的CAPEX(Capital Expenditure)、OPEX(Operation Expenditure)、RS(Revenue Sharing)等模式，针对城市公共产品和服务类应用场景，还可以应用EPC(Energy Performance Contracting)、BOT(Build Operate Transfer)、BOM(Build Operate Manage)、PPP(Public-Private Partnerships)等更加灵活的商业模式。
三、华为，是智慧城市建设的坚实技术支持者。作为全球移动物联网解决方案的领导者，华为深入理解各行业，提供了从通信芯片(Boudica)、物联网终端操作系统(LiteOS)、移动物联网网络、到物联网平台(OceanConnect)及生态建设的一系列解决方案，始终支持着政府及运营商解决智慧城市建设过程的挑战及问题。
(一) 芯片：Boudica系列芯片是华为面向IoT领域，推出的业界首款NB-IoT芯片(已经成熟商用，可达产能为每月百万片)，可内置轻量级的Huawei LiteOS物联网操作系统。当前华为与多家模组厂商合作，其中12家模组厂商已具备规模量产能力(模组供货能力也可达每月百万片);
(二) 物联网操作系统：LiteOS是华为面向物联网领域构建的轻量级、开源的“统一物联 网操作系统和软件中间件”平台。终端通过植入LiteOS，可有效降低开发门槛，缩短开发周期;
(三) 网络：除传统的2G/3G/4G网络外，华为在面向物的低速连接方面，最先发布NB- IoT解决方案，满足行业大连接(100K终端/cell)、广覆盖(20dB增益V.S. GSM)、低成本、超长终端待机(最长可达10年)的需求，助力运营商构建智慧城市“神经网络”，准确及时感知城市脉搏;
(四) 物联网平台：OceanConnect 是华为面向物联网领域的管理平台，通过统一的连接管理来保障政府或者行业在第一时间获取业务信息、数据、终端状态;通过标准化的数据接口，为城市管理者提供决策支撑数据;
(五) 生态使能：华为在全球建设了5个物联网OpenLab和8个运营商联合OpenLab，并提供面向开发者的社区，为行业合作伙伴提供物联网产品的开发、测试、认证、及创新支持服务,以此帮助行业伙伴产品快速上市，实现合作共赢。当前已经与全球1000多家合作伙伴展开合作。
华为参与40+国家与地区 100+城市智慧城市规划与建设
未来，华为将继续秉持以客户为中心、以业务需求为驱动的理念，坚定不移地帮助运营商推动智慧城市的建设，携手政府、运营商与行业实现“善政、惠民、兴业”的智慧城市目标，共建万物互联的智能世界。
根据Markets and Markets的2017年市场调研报告，全球智慧城市市场规模预计从2017年的4246.8亿美元增至2022年的12016.9亿美元，年复合增长率达23.1%。
物联网
全球智慧城市建设方兴未艾
从中国地方政府工作报告和“十三五”规划中不难发现，截至2017年3月，中国95%的副省级城市、83%的地级城市(总计超过500个城市)，均明确提出或正在建设智慧城市，预计总投资规模将达到万亿元级别。
智慧城市发展的主要束缚城镇化进程加速发展，更多的人口聚集在城市，贡献了全世界70%以上的GDP，高效的市政管理、高质量的公众服务、创新驱动产业转型呼唤着城市迈入智慧化。尽管前景美好、项目众多，智慧城市的发展仍主要面临三大方面的挑战：
1) 缺少一种针对物的最佳连接技术城市的物往往遍布在城市的每个角落，大到楼宇、街道，小到楼道转角、地下室，深到地下管网等，对网络信号的覆盖有更广更深的要求，现有2G/3G/4G的信号难以做到全场景覆盖。2G同时存在连接容量小、功耗高的问题，且也面临网络关断或频谱重耕的需求;而3G/4G对于大部分物的连接来说，网络资源利用率偏低。
另一类传统的非授权频谱短距连接技术，比如WIFI、蓝牙、RFID等，又存在覆盖范围小、深度覆盖差、取电难、安全性差、易干扰等问题。
综上，传统的连接技术无法满足智慧城市对于广覆盖、低功耗、低成本的海量连接的需求。
2)缺乏一个针对各行各业的物联网管理平台目前，智慧城市物联网服务在各行各业中呈现“烟囱化”和“碎片化”——他们有独立的应用管理系统、有独立的接口标准和数据格式、甚至有独立的网络——无法实现互联互通、数据的汇聚和综合，难以为城市决策者提供全面的数据支撑。当下，智慧城市的发展亟待构建一个跨行业、跨厂家的融合物联网管理平台。
3) 缺乏一套多方共赢的商业模式智慧城市的应用场景主要涉及到公共设施(如消防栓、井盖等)和公用事业(如水务抄表、路灯照明等)，这类应用场景具有明显的社会效益，但初期投资大、商业价值不明显。所以，找到一套让政府(包括行业管理部门)、行业运营商、电信运营商、设备厂商等多方共赢的商业模式，以降低准入门槛、实现社会效益和商业价值之间的平衡，就成为制约智慧城市爆发性增长的关键问题。
推动智慧城市快速发展的关键角色智慧化是城市发展趋势，虽然面临挑战，但也不乏多方力量为此前赴后继。其中，政府、电信运营商在智慧城市舞台上扮演着举足轻重的角色。
一、政府，是智慧城市规划和政策制定的主导者。根据城市的总体发展目标，政府负责智慧城市的顶层设计，包括资源整合、行业应用、技术标准(包括数据的统一、开放和安全)、网络、运营、运维、甚至商业模式，以确保整个城市能平稳运行;同时，政府还可以通过政策直接进行扶持，如提供财政补贴或设立引导基金，创新奖励，建设孵化器产业园或者主导物联网产业联盟等。
二、电信运营商，是智慧城市建设的重要参与者。负责移动物联网的规划和建设，并利用网络技术和渠道优势提供各种物联网服务：
(一) 依托传统2G/3G/4G网络，升级改造成低功耗、广覆盖的NB-IoT网络，提供无处不在的公共移动物联网。截止2017年底，全球91个运营商已在52个国家投资或建设NB-IoT，39张NB-IoT网络实现了商用。
(二) 构建公共物联网服务平台，汇聚行业应用，为各行各业提供物联网服务。当前，全球超过50家运营商已经部署了物联网平台，在智慧城市应用方面取得了不俗的成绩，并且与50个行业进行了深度融合/联合开发。
(三) 响应政府号召，积极推动物联网生态建设，探索基于价值分享的商业模式。以中国为例，三大运营商都非常重视生态建设，利用模组补贴、开放实验室、生态联盟、创新大赛及峰会等多种手段发展上下游合作伙伴数量。在商业模式方面，除了传统的CAPEX(Capital Expenditure)、OPEX(Operation Expenditure)、RS(Revenue Sharing)等模式，针对城市公共产品和服务类应用场景，还可以应用EPC(Energy Performance Contracting)、BOT(Build Operate Transfer)、BOM(Build Operate Manage)、PPP(Public-Private Partnerships)等更加灵活的商业模式。
三、华为，是智慧城市建设的坚实技术支持者。作为全球移动物联网解决方案的领导者，华为深入理解各行业，提供了从通信芯片(Boudica)、物联网终端操作系统(LiteOS)、移动物联网网络、到物联网平台(OceanConnect)及生态建设的一系列解决方案，始终支持着政府及运营商解决智慧城市建设过程的挑战及问题。
(一) 芯片：Boudica系列芯片是华为面向IoT领域，推出的业界首款NB-IoT芯片(已经成熟商用，可达产能为每月百万片)，可内置轻量级的Huawei LiteOS物联网操作系统。当前华为与多家模组厂商合作，其中12家模组厂商已具备规模量产能力(模组供货能力也可达每月百万片);
(二) 物联网操作系统：LiteOS是华为面向物联网领域构建的轻量级、开源的“统一物联 网操作系统和软件中间件”平台。终端通过植入LiteOS，可有效降低开发门槛，缩短开发周期;
(三) 网络：除传统的2G/3G/4G网络外，华为在面向物的低速连接方面，最先发布NB- IoT解决方案，满足行业大连接(100K终端/cell)、广覆盖(20dB增益V.S. GSM)、低成本、超长终端待机(最长可达10年)的需求，助力运营商构建智慧城市“神经网络”，准确及时感知城市脉搏;
(四) 物联网平台：OceanConnect 是华为面向物联网领域的管理平台，通过统一的连接管理来保障政府或者行业在第一时间获取业务信息、数据、终端状态;通过标准化的数据接口，为城市管理者提供决策支撑数据;
(五) 生态使能：华为在全球建设了5个物联网OpenLab和8个运营商联合OpenLab，并提供面向开发者的社区，为行业合作伙伴提供物联网产品的开发、测试、认证、及创新支持服务,以此帮助行业伙伴产品快速上市，实现合作共赢。当前已经与全球1000多家合作伙伴展开合作。
华为参与40+国家与地区 100+城市智慧城市规划与建设
未来，华为将继续秉持以客户为中心、以业务需求为驱动的理念，坚定不移地帮助运营商推动智慧城市的建设，携手政府、运营商与行业实现“善政、惠民、兴业”的智慧城市目标，共建万物互联的智能世界。
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