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智慧城市

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智慧城市即利用新一代信息技術,以整合、系統的方式管理城市的運行,讓城市中各個功能彼此協調運作,為城市中的企業提供優質的發展空間,為市民提供更高的生活品質,讓城市成為適合人的全面發展的城市。智慧城市需要更加智能的城市規劃和管理、更加合理和充分的資源分配,且城市環境保護到位、能夠提供更多的就業機會、對突發事件具備應急反應能力、且有可持續發展能力。

智慧城市定義與分類

智慧城市定義及特征

智慧城市即利用新一代信息技術,以整合、系統的方式管理城市的運行,讓城市中各個功能彼此協調運作,為城市中的企業提供優質的發展空間,為市民提供更高的生活品質,讓城市成為適合人的全面發展的城市。智慧城市需要更加智能的城市規劃和管理、更加合理和充分的資源分配,且城市環境保護到位、能夠提供更多的就業機會、對突發事件具備應急反應能力、且有可持續發展能力。

智慧城市就是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做出智能響應。其實質是利用先進的信息技術,實現城市智慧式管理和運行,進而為城市中的人創造更美好的生活,促進城市的和諧、可持續成長。

總體而言,智慧城市就是以智慧的理念規劃城市,以智慧的方式建設城市,以智慧的手段管理城市,用智慧的方式發展城市,從而提高城市空間的可達性,使城市更具有活力,能獲得長足的發展。

智慧城市特征

智慧城市具備有四大特征:

圖表:智慧城市主要特征簡介
特點特點簡介
全面物聯用智能傳感設備將城市公共設施物聯成網,對城市運行的核心系統實時感測。
充分整合物聯網與互聯網系統完全連接融合,并將數據整合為城市核心系統的運行全圖,提供智慧的基礎設施。
激勵創新鼓勵政府、企業和個人在智慧基礎設施之上進行科技和業務的創新應用,為城市提供源源不斷的發展動力。
協同運作城市里的各個關鍵系統和參與者基于智慧的基礎設施進行和諧高效的協作,達成城市運行的最佳狀態。
資料來源:前瞻產業研究院整理

智慧城市發展環境分析

智慧城市政策環境分析

1、國家政策與規劃

中國智慧城市的發展得到了國家和各級地方政府的政策支持,智慧城市建設的相關技術及產業也不同程度的獲得了國家和地方的扶持。

◆ 2009年11月,溫家寶總理在《讓科技引領中國可持續發展》講話中將物聯網列入六大戰略性新興產業,國內隨即掀起一股“智慧城市”、“物聯網”熱潮。

◆ 2011年,國家工信部制訂的與智慧城市相關的規劃超過10個,包括“十二五”信息化規劃,信息安全規劃,電子信息產業、軟件業、通信業規劃,物聯網規劃,電子政務、電子商務規劃等。

◆ 2013年1月29日,住房城鄉建設部公布首批國家智慧城市試點名單。首批國家智慧城市試點共90個,其中地級市37個,區(縣)50個,鎮3個。試點城市經過3-5年的創建期后,住建部將組織評估。智慧城市是在物聯網、云計算等新一代信息技術的支撐下形成的新型信息化城市形態。國家開發銀行表示,在“十二五”后三年,與住建部合作投資智慧城市的資金規模將達800億元。

◆ 2013年8月5日,住房和城鄉建設部對外公布2013年度國家智慧城市試點名單,確定103個城市(區、縣、鎮)為2013年度國家智慧城市試點,共包括83個市、區;20個縣、鎮以及在2012年首批試點基礎上擴大范圍的9個市、區。加上住房城鄉建設部此前公布的首批90個國家智慧城市試點,國家智慧城市試點達到193個。

圖表:科技部城市信息化發展部署
圖表:科技部城市信息化發展部署
資料來源:前瞻產業研究院整理
2、地區政策與規劃

此外,各城市、城區或園區提出了具體的智慧城市建設目標和行動方案,它所涵蓋的領域范圍遍及城市生活管理的方方面面。各地對智慧城市的投資力度逐步加大,將帶動城市迅猛發展。

全國部分地區智慧城市相關政策規劃如下:

◆ 2011年4月,寧波市出臺《加快創建智慧城市行動綱要(2011-2015年)》,指出未來5年,寧波智慧城市建設共包括31項工程、87個項目,總投資超過400億元。

◆ 2011年7月,福建省與中國電信簽署《共同建設數字福建智慧城市群暨“十二五”信息化戰略合作框架協議》中提出:力爭用5年時間,投入600億元,建成由10個智慧城市組成的數字福建智慧城市群。

◆ 2011年9月7日,上海市正式發布了《上海市推進智慧城市建設2011-2013年行動計劃》,提出到2013年上海智慧城市建設將基本形成基礎設施能級躍升,信息產業總規模達到1.28萬億元,信息服務業增加值占全市生產總值比重達到6.2%。

圖表:全國各地區智慧城市相關政策規劃
圖表:全國各地區智慧城市相關政策規劃
資料來源:前瞻產業研究院整理

智慧城市技術環境分析

1、行業技術活躍程度分析

在專利信息服務平臺上輸入關鍵詞“物聯網”、“云計算”進行搜索,其中,物聯網專利公開數量為2881件,云計算專利公開數量為1251件。在此基礎上,本報告對2005年以來行業的專利公開情況進行分析。

(1)專利數量及趨勢分析

從2009年開始,物聯網、云計算技術開始快速發展。目前,行業技術仍在不斷快速進步之中,行業的技術水平也不斷成熟。其中,2012年,物聯網技術專利公開數量為1647件,云計算技術專利公開數量為713件,均占已經公開專利的50%以上。技術的成熟意味著行業的市場已經形成,并有可能快速擴大。

圖表:2005-2012年中國智慧城市建設相關行業專利公開數量趨勢(單位:件)
圖表:2005-2012年中國智慧城市建設相關行業專利公開數量趨勢(單位:件)
資料來源:前瞻產業研究院整理

2、行業技術領先企業分析

從物聯網技術專利申請人來看,江蘇物聯網研究發展中心的相關專利申請占比達25.0%,處于第一位;江南大學的相關專利申請占比為18.0%,處于第二位;無錫物聯網產業研究院以11.8%的占比處于第三位。

綜合來看,物聯網行業技術的專利申請人的集中度較高,說明行業的技術壟斷性較強。

圖表:物聯網技術專利申請人分析(單位:%)
圖表:物聯網技術專利申請人分析(單位:%)
資料來源:前瞻產業研究院整理

從云計算技術專利申請人來看,中興通訊股份有限公司的相關專利申請占比達15.3%,處于第一位;浪潮(北京)電子信息產業有限公司的相關專利申請占比為13.4%,處于第二位;廣東電子工業研究院有限公司以13.4%的占比處于第三位。

圖表:云計算技術專利申請人分析(單位:%)
圖表:云計算技術專利申請人分析(單位:%)
資料來源:前瞻產業研究院整理

智慧城市建設行業政策環境分析

圖表:2010年以來物聯網相關政策匯總簡析

出臺時間政策名稱政策內容摘要、作用
2010年工信部:完善政策措施加快發展物聯網產業一、是加強規劃指導和政策引導。二、是加快突破核心關鍵技術。三、是加快物聯網標準體系建設。四、是積極引導行業示范應用。五、是高度重視物聯網發展帶來的安全問題。
2010年10月18日《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》加快培育和發展以重大技術突破、重大發展需求為基礎的戰略性新興產業,對于推進產業結構升級和經濟發展方式轉變,提升我國自主發展能力和國際競爭力,促進經濟社會可持續發展,具有重要意義。必須堅持發揮市場基礎性作用與政府引導推動相結合,科技創新與實現產業化相結合,深化體制改革,以企業為主體,推進產學研結合,把戰略性新興產業培育成為國民經濟的先導產業和支柱產業。
2011年4月《物聯網發展專項資金管理暫行辦法》明確了國家專項資金的支持范圍包括:物聯網的技術研發與產業化、標準研究與制訂、應用示范與推廣、公共服務平臺等方面的項目。
2011年5月《關于做好2011年物聯網發展專項資金項目申報工作的通知》對于物聯網專項資金的申請做了詳細說明。
2011年6月當前優先發展的高技術產業化重點領域指南(2011年度)確定了當前優先發展的信息、生物、航空航天、新材料、先進能源、現代農業、先進制造、節能環保和資源綜合利用、海洋、高技術服務十大產業中的137項高技術產業化重點領域。
2011年8月《關于促進物流業健康發展政策措施的意見》提出要推進物流技術創新和應用,加強物流新技術的自主研發,重點支持貨物跟蹤定位、無線射頻識別、物流信息平臺、物流管理軟件、移動物流信息服務等關鍵技術攻關,適時啟動物聯網在物流領域的應用示范,加快先進物流設備的研制,提高物流裝備的現代化水平。
2011年10月《總則》、《術語》、《低速無線傳感器網絡網絡層和應用支持子層技術規范》、《信號接口規范》、《信息安全通用技術規范》、《標識傳感節點編碼規范》。對物聯網識別層技術的發展起到了重要的推動作用。
2013年12月《國務院關于推進物聯網有序健康發展的指導意見》重點落實物聯網專項行動。

資料來源:前瞻產業研究院整理

目前,國內各地智慧城市建設的重點和發展路徑各不相同,同時,各地智慧城市建設也具有規律可循,即圍繞城市總體發展戰略,選擇智慧城市建設的重點和發展路徑,實現智慧城市和城市總體發展戰略的統一。

圖表:部分智慧城市建設規劃

城市智慧城市建設規劃
深圳、南京等以建設智慧城市作為提高城市創新能力和綜合競爭實力的重要途徑
武漢、寧波等以發展智慧產業為核心
佛山、昆山等以發展智慧管理和智慧服務為重點
杭州、南昌等以發展智慧技術和智慧基礎設施為路徑
成都、重慶等以發展智慧人文和智慧生活為目標

資料來源:前瞻產業研究院整理

智慧城市建設產業鏈分析

從產業鏈角度來看,智慧城市的建設涉及的主體包括:政府、運營商、解決方案提供商、內容及業務提供商以及最終用戶等。從智慧城市解決方案來看,其產業鏈上下游涵蓋了RFID等芯片制造商;傳感器、物聯網終端制造商;電信網絡設備、IT設備提供商;終端應用軟件開放商、系統集成商、智慧城市相關業務運營商以及頂層規劃服務提供商等多種科技型企業。

其中,各主體在智慧城市建設過程中的作用以及最終用戶得到的成果如下圖所示:

圖表:智慧城市產業鏈簡圖
圖表:智慧城市產業鏈簡圖
資料來源:前瞻產業研究院整理

智慧城市發展狀況分析[加數據圖]

越來越多的城市正式宣布或已積極著手建設智慧城市。湖北、湖南、山東、遼寧、四川、河南、安徽等省則提出建設“智慧城市群”。例如,湖北省的“智慧城市群”涉及17個省內城市,廣東省的“智慧城市群”涉及21個省內城市。

圖表:中國多個城市智能化進程已經展開

中國多個城市智能化進程已經展開

資料來源:前瞻產業研究院整理

中國建設數字城市數量

近年來,我國加快數字城市建設,據了解,目前我國新建地級市數字城市102個,地級市數字城市建設累計達到311個,其中158個數字城市已經建成并在60多個領域得到應用。新啟動100多個數字縣域建設和3個智慧城市建設試點。2012年國家測繪地理信息局將“構建數字城市”的目標調整為“構建智慧城市”。

中國建設智慧城市數量

越來越多的城市正式宣布或已積極著手建設智慧城市。湖北、湖南、山東、遼寧、四川、河南、安徽等省則提出建設“智慧城市群”。例如,湖北省的“智慧城市群”涉及17個省內城市,廣東省的“智慧城市群”涉及21個省內城市。

目前,全國共有193個智慧城市試點。

行業財務指標、經濟指標、效益指標等更多內容詳見前瞻產業研究院發布的《2015-2020年中國智慧城市建設行業發展趨勢與投資決策支持報告》。

國際智慧城市建設情況分析

美國智慧城市建設情況分析

美國智慧城市建設在全球處于領先水平,2009年9月,美國中西部愛荷華州的迪比克市與IBM共同宣布,將建設美國第一個“智慧城市”。根據規劃,通過采用一系列IBM新技術“武裝”的迪比克市將完全數字化,并將城市的所有資源都連接起來(水、電、油、氣、交通、公共服務等等),因此可以偵測、分析和整合各種數據,并智能化地作出響應,服務于市民的需求。

從具體案例來看,美國智慧城市建設較為突出的案例包括迪比克市、波爾得市、圣何塞市以及

(1)迪比克市——美國第一個智慧城市

2009年9月,美國中西部愛荷華州的迪比克市與IBM共同宣布,將建設美國第一個“智慧城市”。通過采用一系列IBM新技術的“武裝”,迪比克市將完全數字化,并將城市的所有資源都連接起來,包括水、電、油、氣、交通、公共服務等等。其中,能源、水務以及交通三大系統建設是優先發展領域。比如,迪比克向每戶人家、每個店鋪安裝數控水電計量器,其中使用了低流量傳感器技術,防止公共設施和民宅水電泄漏;同時搭建實時可持續發展綜合監督平臺,對信息進行整合、分析和展示。此外,迪比克還計劃開展一個項目,該項目將通過使用傳感器、軟件和互聯網讓政府和市民能夠測量、檢測和調整他們使用水、電和交通的方式,以期打造更加節能、智能化的城市。

(2)波爾得市——美國首個智慧電網城市

2009年初,美國總統奧巴馬在發布《經濟復興計劃進度報告》中宣布,美國計劃在未來的3年之內,為百姓家庭安裝4000萬個智能電表,同時投資40多億美元推動電網現代化建設。在這一過程中,美國科羅拉多州的波爾得市較早地啟動了智能電網城市工程。波爾得將現有的變電站升級,使之能夠遠程監控,并進行實時的信息收集和發布,使消費者能夠對家庭能源進行自動化操作;對電網接入升級以支持家用太陽能電池板、電池、風力渦輪機和混合動力車等獨立的發電和儲能設備,使電網電力能便利地傳輸到這些設備上;同時建立新的測量系統,這個系統不僅可以測量用電,還可以將信息實時、高速、雙向地與電網互聯。波爾得市的家庭可以和電網互動,每戶家庭都安裝了智能電表,居民可以了解實時電價,合理安排用電。

韓國智慧城市建設情況分析

2004年3月,韓國政府推出了u-Korea發展戰略,希望使韓國提前進入智能社會。“u”是英文ubiquitous的縮寫,意為“無所不在”。u-Korea戰略是一種以無線傳感器網絡為基礎,把韓國的所有資源數字化、網絡化、可視化、智能化,以此促進韓國經濟發展和社會變革新的國家戰略。

建設u-City是u-Korea發展戰略在韓國城市的具體實施。2007年6月7日,為了U-City工作順利落實,韓國信息通信部成立了U-City支援中心,首爾、釜山、仁川等6個地區成為u-City示范區。2009年,仁川市提出打造一個綠化的、信息化的、無縫連接的、便捷的生態型智慧城市。

u-city發展可以分為互聯階段(connect)、豐富階段(enrich)、智能階段(inspire)。互聯階段偏重信息基礎設施建設、如無線網絡、傳感器安裝;豐富階段偏重服務,即提供無所不在的服務,如u-服務;智能階段偏重管控一體化,如u-中心。

 

目前,韓國u-city已逐步進入智能階段。即利用無所不在技術(u-IT),特別是無線傳感器網絡,達到對城市設施、安全、交通、環境等智能化管理和控制。

全球十大智慧城市

維也納智慧城市

多倫多智慧城市

巴黎智慧城市

紐約智慧城市

倫敦智慧城市

東京智慧城市

柏林智慧城市

哥本哈根智慧城市

香港智慧城市

巴塞羅那智慧城市

中國智慧產業領先企業

銀江股份有限公司

上海寶信軟件股份有限公司

中海網絡科技股份有限公司

安徽皖通科技股份有限公司

深圳市賽為智能股份有限公司

同方股份有限公司

深圳鍵橋通訊技術股份有限公司

浙江眾合機電股份有限公司

深圳達實智能股份有限公司

泰豪科技股份有限公司

中國智慧城市發展問題分析

中國智慧城市發展問題主要如下:

圖表:中國智慧城市發展問題分析

問題內容
物聯網等核心技術缺乏國家標準智慧城市理念為未來城市發展展現了一幅美好藍圖,然而作為一種以科技為核心推動力的城市發展戰略,我國智慧城市建設面臨著不少問題。我國物聯網等核心技術缺乏國家標準。目前我國RFID技術在高頻領域主要沿用國際標準;但在關鍵的超高頻領域,標準仍由國外組織控制,我國若照搬國外組織控制的超高頻領域標準,未來將要支付大量的專利費用,大大增加中國企業的成本。
國家信息安全問題成為首要的技術重點國家信息安全問題則成為我國智慧城市建設的首要技術重點。智慧城市建設覆蓋到城市方方面面,與國家信息安全息息相關;而智慧城市理念由國外企業提出,智慧城市建設所需的傳感器網絡、云計算、超級計算等技術目前也主要掌握在國外企業手中,目前中國智慧城市的建設離不開國外企業的參與。因而,中國智慧城市建設面臨如何保證智慧城市建設及運營過程中,國內大型企業、政府機構與國外機構進行項目合作時涉及國家安全的信息不被泄漏,企業商業秘密、地方政府甚至國家機密不被國外企業或其所屬國家所獲取的技術問題。
企業技術研發水平薄弱目前,雖然我國在智慧城市理念所涵蓋的傳感器技術、網絡技術、智能信息處理技術等方面已具備一定研發基礎和產業化能力,但進入物聯網領域的企業基本為中小型企業,資金實力相對薄弱,用于技術研發的資金很受限制,企業的技術創新受到影響,企業技術研發水平還較為薄弱。
傳感器標簽成本過高目前,中國制作一個RFID標簽的成本大約是1.5元,高額成本決定了這項技術目前只能應用在附加值相對較高的商品上,在低價值商品上則無法推廣,從而使得物聯網技術的應用推廣困難重重。

資料來源:前瞻產業研究院整理

中國智慧城市建設進程預判

中國智慧城市建設所處階段分析

目前中國的智慧城市建設仍處于起步及快速發展階段,做出上述判斷的依據主要有:

1、智慧城市建設標準化程度低

在前面的分析中已經了解到,目前國內已經出臺的關于智慧城市建設的標準僅有一項,而標準缺失是行業起步的標志之一。

2、技術研發水平不高

在第八章對智慧城市建設專利的分析中可以看到,我國針對智慧城市建設的專利技術申請從2010年才開始有,且數量較少。

3、智慧城市試點數量快速增長

根據住建部的統計,截至2013年8月,我國智慧城市試點數量已經達到193個。

前瞻對2014-2020年中國所處階段智慧城市建設重點預判

前瞻產業研究院認為2014-2020年我國智慧城市建設仍將處于發展階段,在這期間,預計仍將以智慧交通、智慧物流、智慧醫療、智慧建筑等于民眾生活關系更為緊密的領域為主。

前瞻對2014-2020年中國智慧城市應用領域普及軌跡預判

從目前國內智慧城市試點項目來看,主要包括智慧環境、智慧交通、智慧水務、智慧旅游、智慧電網、智慧醫療等城市發展的主要領域。按照這一發展思路,前瞻預測未來智慧校園、智慧安防、智慧社區將是下一階段智慧城市建設的重點。

前瞻對2014-2020年中國智慧城市建設在城市群中普及軌跡預判

 

按照目前我國智慧城市試點城市情況來看,2013年試點范圍進一步擴大,前瞻預計在2016年左右我國智慧城市建設應該進入全面推廣階段,將遵循先城市后鄉鎮的普及路線,有望在2020年前后基本覆蓋全國所有地區。

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