2019年中国联通5G超智能园区白皮书.pdf

中 国 联 通 5G 超 智 能 园 区白 皮 书(2019 年 )中 国 联 通2019 年 11月前 言当 前 ， 以 数 字 化 、 网 络 化 、 智 能 化 为 核 心 特 征 的 新 一 轮 科 技 与 产业 革 命 正 蓬 勃 兴 起 ， 5G、 AI（ 人 工 智 能 ） 、 云 计 算 、 边 缘 计 算 、 大 数据 、 物 联 网 、 AR/VR等 新 一 代 信 息 技 术 推 动 新 模 式 、 新 平 台 、 新 业 态持 续 涌 现 。 作 为 城 市 的 重 要 单 元 和 功 能 载 体 ， 智 慧 园 区 的 信 息 基 础 设施 、 运 营 管 理 范 式 、 产 品 应 用 场 景 等 正 面 临 全 时 空 、 全 方 位 、 全 要 素的 数 字 化 重 塑 ， 有 望 成 为 未 来 构 筑 数 字 孪 生 城 市 的 重 要 落 脚 点 。5G 正 式 商 用 ， 宣 布 了 面 向 未 来 的 泛 在 传 感 连 接 网 络 走 入 现 实 。5G 将 实 现 人 和 人 、 人 和 物 、 物 和 物 之 间 的 泛 在 连 接 ， 推 动 连 接 无 所不 在 。 万 物 互 联 的 背 后 是 数 百 亿 的 连 接 对 象 ， 智 能 设 施 使 得 物 理 世 界的 大 量 信 息 通 过 数 字 化 进 入 数 字 世 界 ， 这 些 数 据 无 论 在 规 模 还 是 质 量上 都 将 产 生 质 的 飞 跃 。 得 益 于 大 量 数 据 的 滋 养 ， 数 字 孪 生 、 数 据 智 能 、机 器 智 能 等 技 术 将 呈 现 出 更 大 的 发 挥 空 间 和 想 象 力 。 在 此 背 景 下 ， 中国 联 通 智 能 城 市 研 究 院 面 向 未 来 ， 前 瞻 性 提 出 超 智 能 园 区 这 一 前 沿 发展 概 念 ， 研 发 超 智 能 园 区 的 “ 中 枢 ” ， 综 合 应 用 大 数 据 、 AI、 三 维 可视 化 等 技 术 手 段 ， 整 合 城 市 微 单 元 空 间 数 据 与 物 联 网 感 知 数 据 ， 打 造统 一 的 智 能 运 营 管 理 平 台 （ IntelligentOperationsCenter， IOC） ，并 致 力 于 推 动 超 智 能 园 区 成 为 未 来 园 区 智 能 化 变 革 与 发 展 的 潮 流 、 标杆 与 示 范 。本 报 告 通 过 深 入 理 解 智 慧 园 区 建 设 发 展 的 特 征 和 趋 势 ， 充 分 运 用5G、 AI、 云 计 算 、 大 数 据 、 物 联 网 、 AR/VR等 新 一 代 信 息 技 术 和 IOC的 使 能 效 应 与 带 动 作 用 ， 形 成 园 区 运 营 管 理 新 模 式 ， 催 生 园 区 发 展 新动 能 ， 塑 造 园 区 竞 争 新 优 势 ， 为 各 地 政 府 和 企 业 把 握 园 区 发 展 制 高 点 ，率 先 建 成 国 际 领 先 、 国 内 一 流 的 超 智 能 园 区 提 供 助 力 和 指 导 。目 录一 、 5G 新 时 代 背 景 下 的 超 智 能 园 区 .1（ 一 ） 智 慧 园 区 发 展 趋 势 与 特 征 .1（ 二 ） 超 智 能 园 区 定 义 .1（ 三 ） 超 智 能 园 区 特 征 .2（ 四 ） 超 智 能 园 区 主 要 支 撑 技 术 .3二 、 超 智 能 园 区 价 值 .5（ 一 ） 园 区 智 慧 化 建 设 面 临 挑 战 .5（ 二 ） 超 智 能 园 区 赋 能 园 区 深 度 转 型 升 级 .61、 5G+物 联 网 ： 深 入 推 动 园 区 万 物 互 联 . 62、 5G+人 工 智 能 ： 全 面 赋 能 园 区 智 能 升 级 . 73、 5G+大 数 据 ： 显 著 提 升 园 区 运 行 效 率 . 84、 5G+云 计 算 /边 缘 计 算 ： 助 力 园 区 低 成 本 建 设 . 95、 5G+IOC： 着 力 打 造 数 字 孪 生 园 区 . 9（ 三 ） 超 智 能 园 区 将 成 为 未 来 园 区 发 展 主 流 .10三 、 超 智 能 园 区 建 设 .11（ 一 ） 建 设 理 念 ： 促 产 、 增 效 、 便 民 .11（ 二 ） 建 设 目 标 ： 五 位 一 体 .12（ 三 ） 建 设 思 路 ： 5G赋 能 、 数 据 驱 动 .13（ 四 ） 技 术 架 构 ： 1+1+N.14四 、 超 智 能 园 区 应 用 场 景 .15（ 一 ） 5G赋 能 智 能 神 经 元 建 设 ， 重 塑 园 区 安 全 、 体 验 与 效 率 .151、 5G变 革 园 区 安 防 . 152、 5G升 级 园 区 交 通 . 203、 5G提 升 园 区 服 务 . 244、 5G助 力 园 区 产 业 服 务 . 28（ 二 ） 以 IOC为 核 心 打 造 园 区 智 能 中 枢 ， 实 现 可 知 、 可 视 、 可 管 、 可 控 .321、 智 能 运 营 管 理 平 台 . 332、 总 体 设 计 . 343、 功 能 体 系 . 374、 平 台 价 值 . 42五 、 超 智 能 园 区 建 设 运 营 模 式 .43（ 一 ） 超 智 能 园 区 与 传 统 智 慧 园 区 建 设 运 营 差 异 的 思 考 .43（ 二 ） 超 智 能 园 区 建 设 运 营 模 式 建 议 .43六 、 超 智 能 园 区 发 展 建 议 .45（ 一 ） 加 强 顶 层 设 计 和 总 体 规 划 .45（ 二 ） 科 学 选 择 园 区 特 色 智 慧 应 用 .45（ 三 ） 完 善 园 区 技 术 标 准 规 范 体 系 .46（ 四 ） 构 筑 超 智 能 园 区 完 备 生 态 链 .46版 权 声 明 ：本 白 皮 书 版 权 归 属 中 国 联 通 ， 并 受 法 律 保 护 。 转 载 、 摘 编 或 利 用其 他 方 式 使 用 本 报 告 内 容 的 ， 应 注 明 来 源 。 违 反 上 述 声 明 者 ， 将 追 究其 相 关 法 律 责 任 。编 制 单 位 ： 中 国 联 通 政 企 客 户 事 业 部 、 中 国 联 通 产 业 互 联 网 产 品 中 心 、中 国 联 通 智 能 城 市 研 究 院 、 中 国 联 通 网 络 技 术 研 究 院 、 中 讯 邮 电 咨 询设 计 院 有 限 公 司 、 北 京 电 信 规 划 设 计 院 有 限 公 司 、 联 通 系 统 集 成 有 限公 司 、 云 粒 智 慧 科 技 有 限 公 司 、 中 国 联 通 研 究 院 、 联 通 （ 广 东 ） 产 业互 联 网 有 限 公 司 、 联 通 （ 浙 江 ） 产 业 互 联 网 有 限 公 司 、 联 通 （ 雄 安 ）产 业 互 联 网 有 限 公 司 等 。中 国 联 通 5G 超 智 能 园 区 白 皮 书 （ 2019）1一 、 5G 新 时 代 背 景 下 的 超 智 能 园 区（ 一 ） 智 慧 园 区 发 展 趋 势 与 特 征移 动 泛 在 成 为 园 区 信 息 基 础 设 施 建 设 的 主 要 方 向 。 数 字 化 发 展 浪潮 下 ， 人 机 物 呈 现 出 高 度 融 合 的 发 展 趋 势 ， 实 现 万 物 智 联 不 仅 需 要 无处 不 在 的 智 能 终 端 （ 传 感 器 ） 源 源 不 断 的 收 集 数 据 ， 更 需 要 通 过 无 处不 在 的 高 速 互 联 网 络 进 行 数 据 传 输 ， 因 此 对 园 区 内 数 字 基 础 设 施 规 划建 设 提 出 了 更 高 要 求 。快 速 增 长 的 数 据 成 为 园 区 运 营 的 重 要 基 础 资 源 。 当 前 ， 园 区 生 产 、生 活 及 治 理 的 数 据 基 础 和 信 息 环 境 正 在 得 到 大 幅 加 强 和 显 著 改 善 ， 园区 各 项 活 动 已 启 动 全 面 数 字 化 进 程 ， 数 据 正 逐 渐 成 为 与 设 备 、 资 本 和土 地 相 并 列 的 关 键 生 产 资 料 ， 为 园 区 运 营 发 展 提 供 充 足 新 动 能 。可 视 、 可 管 的 园 区 智 能 中 枢 系 统 成 为 有 效 解 决 园 区 建 设 管 理 诸 多问 题 的 核 心 。 以 5G 为 基 础 的 泛 在 感 知 网 络 将 使 得 大 量 系 统 性 和 价 值性 的 园 区 数 据 被 获 得 ， 具 备 了 构 建 与 实 体 园 区 精 准 映 射 、 智 能 交 互 、虚 实 融 合 的 数 字 孪 生 园 区 的 可 行 性 ， 整 合 交 通 管 理 、 安 防 监 控 、 产 业服 务 等 功 能 的 园 区 中 枢 将 成 为 智 慧 园 区 建 设 与 管 理 的 重 要 依 托 。园 区 创 新 应 用 场 景 持 续 涌 现 。 当 今 数 字 经 济 发 展 日 新 月 异 ， 我 国5G商 用 已 正 式 拉 开 帷 幕 ， 将 有 力 推 动 VR/AR、 AI、 边 缘 计 算 等 多 种 前沿 技 术 真 正 实 现 落 地 ， 孕 育 一 大 批 服 务 于 园 区 安 防 、 园 区 交 通 、 园 区产 业 等 领 域 的 新 兴 应 用 场 景 。（ 二 ） 超 智 能 园 区 定 义“ 超 智 能 园 区 ” 是 伴 随 我 国 5G商 用 ， AI、 云 计 算 、 边 缘 计 算 、中 国 联 通 5G 超 智 能 园 区 白 皮 书 （ 2019）2大 数 据 、 物 联 网 等 新 一 代 信 息 技 术 加 速 突 破 态 势 下 ， 未 来 人 、 机 、 物深 度 融 合 产 生 的 一 种 高 级 智 慧 园 区 发 展 形 态 。 它 具 备 超 高 速 、 大 容 量的 信 息 通 信 网 络 ， 拥 有 多 维 感 知 、 数 据 驱 动 、 智 能 决 策 能 力 ， 可 与 实体 空 间 精 准 映 射 、 智 能 交 互 、 虚 实 融 合 实 现 数 字 孪 生 ， 进 而 为 园 区 运营 方 、 企 业 和 员 工 提 供 全 天 候 、 全 要 素 、 全 场 景 的 个 性 化 和 精 准 化 服务 。 图 1 新 时 代 的 超 智 能 园 区资 料 来 源 ： 中 国 联 通 智 能 城 市 研 究 院（ 三 ） 超 智 能 园 区 特 征在 新 一 代 信 息 技 术 的 变 革 引 领 下 ， 万 物 智 联 、 人 机 物 共 融 ， 以 及物 理 空 间 与 虚 拟 空 间 的 实 时 对 接 、 交 互 映 射 及 智 能 反 馈 ， 成 为 智 慧 园区 可 持 续 、 高 质 量 发 展 的 必 要 条 件 。 在 此 背 景 下 ， 5G 时 代 超 智 能 园区 表 现 出 四 大 特 征 ： 一 是 万 物 智 联 ， 基 于 5G+IoT（ 物 联 网 ） 技 术 实现 万 物 互 联 ， 连 接 无 所 不 在 ， 进 而 推 动 人 、 机 、 物 深 度 连 接 与 融 合 ，实 现 高 阶 的 智 能 人 机 交 互 ； 二 是 数 据 融 合 ， 物 联 网 作 为 物 理 园 区 和 数字 园 区 的 连 接 器 ， 实 时 收 集 海 量 数 据 ， 实 现 数 据 的 量 变 、 质 变 和 融 合打 通 ， 数 据 成 为 超 智 能 园 区 发 展 的 基 石 ； 三 是 智 能 驱 动 ， 通 过 人 工 智中 国 联 通 5G 超 智 能 园 区 白 皮 书 （ 2019）3能 、 数 据 智 能 、 机 器 智 能 等 智 能 技 术 的 加 持 ， 对 园 区 全 场 景 进 行 运 营决 策 和 治 理 ， 提 升 园 区 运 行 效 率 ， 降 低 运 营 成 本 。 四 是 虚 实 融 合 ， 通过 虚 拟 服 务 现 实 ， 实 现 园 区 全 要 素 数 字 化 和 虚 拟 化 ， 全 状 态 实 时 化 和可 视 化 ， 园 区 运 行 管 理 协 同 化 和 智 能 化 ， 形 成 物 理 维 度 上 的 实 体 世 界和 信 息 维 度 上 的 虚 拟 世 界 同 生 共 存 、 虚 实 交 融 的 园 区 发 展 新 模 式 。图 2 超 智 能 园 区 四 大 特 征资 料 来 源 ： 中 国 联 通 智 能 城 市 研 究 院（ 四 ） 超 智 能 园 区 主 要 支 撑 技 术当 前 ， 新 一 代 信 息 技 术 与 园 区 产 业 发 展 、 园 区 管 理 服 务 和 园 区 运营 持 续 高 度 耦 合 、 不 断 深 度 迭 加 ， 全 面 深 刻 地 影 响 着 园 区 生 产 、 生 活及 治 理 方 式 ， 推 动 园 区 发 展 步 入 全 新 阶 段 。 5G+ABCEI（ A指 人 工 智 能 ，B指 大 数 据 ， C指 云 计 算 ， E 指 边 缘 计 算 ， I指 物 联 网 ） 为 代 表 的 新 一代 信 息 技 术 已 经 成 为 驱 动 超 智 能 园 区 发 展 的 主 要 支 撑 技 术 。中 国 联 通 5G 超 智 能 园 区 白 皮 书 （ 2019）4图 3 超 智 能 园 区 主 要 支 撑 技 术资 料 来 源 ： 中 国 联 通 智 能 城 市 研 究 院5G 技 术 。 以 5G为 基 础 的 泛 在 传 感 网 络 是 园 区 智 能 化 的 基 石 ， 也是 实 现 超 智 能 园 区 万 物 互 联 、 人 机 物 深 度 融 合 发 展 的 关 键 设 施 。 5G超 高 速 率 、 超 大 连 接 、 超 低 时 延 特 性 ， 将 全 面 支 撑 园 区 内 的 新 模 式 、新 业 态 创 新 发 展 。A 代 表 AI， 即 人 工 智 能 技 术 。 AI 是 加 速 “ 万 物 互 联 ” 向 “ 万 物智 联 ” 发 展 的 核 心 引 擎 ， 在 超 智 能 园 区 场 景 下 ， 将 机 器 人 、 语 言 识 别 、图 像 识 别 、 自 然 语 言 处 理 等 AI技 术 ， 注 入 到 园 区 的 人 与 人 、 人 与 物 、物 与 物 连 接 应 用 中 ， 将 推 动 管 理 决 策 科 学 化 和 公 共 服 务 智 慧 化 。B 代 表 BigData， 即 大 数 据 技 术 。 数 据 是 未 来 最 重 要 的 战 略 资 源 ，而 园 区 则 是 聚 合 全 量 数 据 、 发 挥 数 据 价 值 的 最 佳 城 市 微 单 元 。 通 过 数据 采 集 、 数 据 融 合 、 数 据 建 模 、 数 据 挖 掘 等 大 数 据 分 析 过 程 ， 从 繁 杂冗 余 的 园 区 数 据 中 提 取 有 价 值 的 信 息 ， 能 够 实 现 数 据 价 值 化 并 及 时 有效 地 辅 助 园 区 进 行 科 学 管 理 与 决 策 。C 代 表 Cloud， 即 云 计 算 技 术 。 云 计 算 具 有 弹 性 计 算 、 按 需 计 费的 优 势 ， 信 息 资 源 通 过 “ 云 ” 能 够 被 最 大 程 度 地 统 筹 和 共 享 。 通 过 云中 国 联 通 5G 超 智 能 园 区 白 皮 书 （ 2019）5计 算 技 术 ， 可 将 物 理 上 分 散 的 各 个 计 算 能 力 进 行 融 合 ， 以 最 低 的 成 本造 价 为 园 区 实 现 最 高 的 效 益 回 收 。E 代 表 EdgeCloud， 即 边 缘 计 算 技 术 。 通 过 在 边 缘 侧 实 现 更 快 的网 络 服 务 响 应 ， 将 海 量 数 据 本 地 消 化 ， 避 免 大 量 数 据 回 传 带 来 的 带 宽浪 费 和 时 延 ， 能 够 满 足 园 区 智 慧 化 应 用 在 实 时 性 、 智 能 化 、 安 全 与 隐私 保 护 等 方 面 的 基 本 需 求 。I 代 表 IoT， 即 物 联 网 技 术 。 物 联 网 是 互 联 网 的 应 用 拓 展 ， 其 用户 端 延 伸 和 扩 展 到 了 万 物 之 间 。 通 过 感 知 化 、 物 联 化 的 方 式 ， 盘 活 园区 每 一 个 角 落 的 要 素 ， 构 筑 了 园 区 庞 大 的 末 梢 神 经 系 统 ， 助 力 园 区 信息 交 互 更 充 分 、 高 效 。二 、 超 智 能 园 区 价 值（ 一 ） 园 区 智 慧 化 建 设 面 临 挑 战目 前 ， 国 内 园 区 都 在 积 极 地 开 展 信 息 化 与 智 能 化 建 设 ， 但 园 区 整体 智 能 化 水 平 参 差 不 齐 ， 面 临 不 智 能 、 不 互 通 、 不 联 动 、 不 高 效 等 常见 问 题 ， 已 严 重 阻 碍 了 园 区 的 智 慧 化 发 展 。 具 体 表 现 在 以 下 五 个 方 面 。一 是 物 联 基 础 较 差 ， 当 前 园 区 的 物 联 网 通 信 效 率 、 设 备 铺 设 密 度 、 可扩 展 性 、 安 全 性 以 及 场 景 覆 盖 率 尚 待 提 升 ； 二 是 数 字 化 程 度 不 高 ， 大部 分 园 区 数 字 化 水 平 尚 处 于 初 、 中 级 水 平 ， 且 各 项 业 务 、 场 景 的 数 字化 覆 盖 范 围 有 待 扩 展 。 三 是 数 据 利 用 能 力 欠 缺 ， 鉴 于 当 前 园 区 已 有 场景 的 可 视 化 呈 现 度 不 高 ， 各 个 信 息 系 统 基 本 处 于 割 裂 状 态 ， 数 据 孤 岛问 题 亟 待 解 决 ， 园 区 管 理 运 营 者 难 以 全 面 掌 握 园 区 数 据 ， 更 难 以 进 行数 据 分 析 、 诊 断 和 反 馈 。 四 是 智 能 水 平 有 待 提 升 ， 受 限 于 软 硬 件 发 展