人工智能物联网行业:2021中国智慧城市AIoT应用研究.pdf
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1、2021中国智慧城市AIoT应用研究亿欧智库 https:/ reserved to EqualOcean Intelligence,December 2021九万里风鹏正举2报告摘要AIoT(AI+IoT),即人工智能物联网,是人工智能技术与物联网在实际场景落地中相互融合的产物,其并非新技术,而是一种新的物联网应用形态,是通往真正意义上的“万物智联”的必经之路。智慧城市ICT信息技术架构与AIoT产业架构高度适配,是AIoT应用最佳实验场,随着智慧城市进入全面发展期,AIoT应用解决方案将在民生服务、城市治理、产业经济、生态宜居四大场景中大规模落地。在此背景下,亿欧智库将智慧城市建设作为需求
2、侧,将AIoT技术应用作为供给侧,以供给关系为切入口,通过广泛调研成熟落地案例,详细研究了智慧城市AIoT应用的驱动力、四大场景下的需求特点和对供给侧能力的要求,并对需求侧和供给侧未来发展趋势做了研判。亿欧智库测算得出,中性条件下,2023年中国智慧城市AIoT应用投资规模可达16.91万亿元,2021-2023年均复合增长率达9.6%。民生服务场景重点需求在于“数据共享、一网通办、智能技术普惠”,要求供给侧理解垂直场景数据资源化需求,现阶段重点为打造政务平台连接政府与居民城市治理场景重点需求在于“推动政务数据和社会数据有效融合,形成强大合力”,要求供给侧建立城市全要素感知体系,现阶段重点为打
3、造城市运管中心产业经济场景重点需求受城市数字经济发展路径影响,要求供给侧促进全生产力要素数字化,现阶段重点为实现产业物联网大规模复制生态宜居场景重点需求在于“以建筑、电力、生物资源等作为重要载体,践行双碳目标”,要求将碳中和思路融入综合解决方案,现阶段重点为升级智慧楼宇管理平台企业案例新华三、华为、阿里、京东方、Netrain、AIRLOOK等oPmRwPtRpPnOnMxOsRsQqQaQaO7NtRpPmOpNjMmMpOiNmNtM6MoPmQwMqRsQuOrQqP智慧城市AIoT应用研究背景1.1概念及范围界定1.2需求侧驱动力分析1.3供给侧驱动力分析智慧城市AIoT应用场景分析2
4、.1应用场景划分依据2.2民生服务场景分析2.3城市治理场景分析2.4产业经济场景分析2.5生态宜居场景分析智慧城市AIoT应用服务商榜单智慧城市AIoT应用趋势展望4.1需求侧趋势展望4.2供给侧趋势展望Part 1Part 2Part 3Part 4目录CO N T E N T S1.1 智慧城市AIoT应用概念及范围界定5智慧城市AIoT应用概念界定 沿用亿欧智库过往报告观点,中国智慧城市概念可从城市发展层面、社会层面、技术层面进行解读。本报告聚焦技术层面中AIoT(人工智能物联网)的具体应用案例,主要落地智慧城市四大典型场景(城市职能视角):民生服务、城市治理、产业经济、生态宜居 智慧
5、城市ICT信息技术架构与AIoT产业架构高度适配,成为AIoT应用最佳实验场,智慧城市AIoT应用最终落地形式体现为整体解决方案来源:亿欧智库2020中国智慧城市发展研究报告中国智慧城市内涵技术层面城市发展层面社会层面智慧城市AIoT最顶层,基于平台层数据处理结果解决具体垂直场景需求,落地形式以整体解决方案为主民生服务城市治理产业经济生态宜居感知层传输层平台层应用层智慧城市AIoT技术架构智慧城市AIoT最底层,通过芯片、模组、传感器等基础部件从物理世界中采集数据智慧城市AIoT网络通道,通过局域网、低功耗广域网、蜂窝网等无线通信传输感知层收集的数据在整体架构中承上启下,汇总、处理、分析来自感
6、知层的数据,按照功能分为四大类平台:连接管理平台(CMP)、设备管理平台(DMP)、应用使能平台(AEP)和业务分析平台(BAP)智慧城市是综合城市运行管理、产业发展、公共服务、行政效能为一体的城市全面发展战略,是现代城市发展的高端形态智慧城市是一个由新技术支持的涵盖市民、企业和政府的新城市生态系统,是对城市地理、资源、生态、环境、人口、经济等复杂系统的数字网络化管理,具备服务与决策功能的信息体系智慧城市是运用物联网、云计算、大数据、地理空间信息等新一代信息技术,促进城市规划、建设、管理和服务智慧化的新理念和新模式(国家发改委从数字化与技术的角度对智慧城市进行明确定义)智慧城市AIoT应用范围
7、界定来源:挚物AIoT产业研究院,麦肯锡,“十四五”规划和2035年远景目标纲要草案,亿欧智库结合专家访谈整理 本报告主要从供求关系视角对智慧城市AIoT应用展开研究,主要覆盖需求侧智慧城市的智慧需求和场景需求,供给侧AIoT产品技术能力和服务商能力智慧的核心内涵有意识地利用科技和数据优化决策,提高智慧城市服务质量,具体可以从三大层面阐释:技术基础:感知层包括大量连入高速通讯网络的智能手机和传感器、平台层包括多个开放式数据平台,感知层能够持续收集数据,平台层数据处理结果能直接推动给需求者应用落地:数据处理结果能转化为警示、洞见、行动,解决需求痛点接纳度:城市建设者和服务对象接纳度和使用频次不断
8、提高智慧城市的智慧需求智慧城市的场景需求民生服务:重点关注“十四五”规划和2035年远景目标纲要草案中七类民生福祉指标,覆盖就业、教育、医疗、养老四大领域城市治理:重点关注资源短缺、交通拥堵、环境污染、城市贫困、基础设施建设粗放等“城市病”的治理产业经济:重点关注数字化产业和产业数字化生态宜居:结合“2030年碳达峰”“2060碳中和”目标,重点关注城市作为“碳中和”最大应用场景的实施路径AIoT产品技术能力AIoT服务商能力场景拓展能力:能够聚焦智慧城市典型应用场景打造垂直解决方案或能够贯通智慧城市服务主体的智慧体验旅程方案交付能力:能够满足智慧城市建设者的采购规模、交付周期、项目验收标准、
9、售后服务等要求生态构建能力:能够在最终整体解决方案中掌握主动权,凝聚生态链合作伙伴并推动项目落地IoT兼容能力:感知层、平台层等技术架构层之间,各公司物联网生态之间均能够高度兼容协同AI能力:感知层中嵌入式AI设备占比30%以上,平台层中AI分析能力占比50%以上,能够在最相关的环节部署AI深度融合能力:能够对数据进行流化、过滤、评分,存储相关内容、分析并使用结果持续改进系统6亿欧智库研究了70余项与智慧城市密切相关的AIoT技术及整体解决方案来源:亿欧智库结合公开资料整理7感知层传输层平台层应用层芯片广域通信网络连接管理平台民生服务产业经济 AI芯片 LoRa(非授权频谱)思科Jasper
10、Control Center平台 政务云解决方案 数字化转型解决方案 控制芯片 Sigfox(非授权频谱)爱立信DCP平台 智慧政务解决方案 产业互联网解决方案 广域通信芯片 2/3/4/5G 蜂窝通信技术(授权频谱)沃达丰GDSP平台 政务服务平台解决方案 工业4.0解决方案 局域通信芯片 eMTC(授权频谱)中国移动OneLink平台 一网通办解决方案 工业互联网解决方案第三代半导体材料 NB-IoT(授权频谱)设备管理平台 智慧医疗解决方案 智能制造解决方案 氮化镓 LTE-Cat.1 BOSCH IoTSuite 智慧教育解决方案 智慧农业解决方案 碳化硅局域通信网络 IBM Wats
11、on 智慧养老解决方案 智慧零售解决方案蜂窝通信模组 ZigBee Di Gi城市治理 数字经济创新解决方案 NB-IoT Wi-Fi 百度云物接入IoT Hub 城市大脑解决方案 城市创新中心解决方案传感器 蓝牙应用使能平台 城市运管中心解决方案生态宜居 MEMS传感器 UWB超宽带 成套应用开发工具 智慧交通解决方案 碳中和解决方案 雷达传感器AI通信 中间件 智慧安防解决方案 城市环保解决方案其他硬件 智能网络切片 业务逻辑引擎、智慧应急解决方案 智慧电网解决方案 显示屏 智能移动负载均衡 API接口 智慧物流解决方案 智慧燃气解决方案 天线 AI网络运维 应用服务器 一网统管解决方案
12、智慧水利解决方案底层AI算法卫星物联业务分析平台 城市大数据中心解决方案 智慧社区解决方案 语音交互电力线通信 大数据分析 城市信息模型解决方案 城市环境监管解决方案 生物识别 机器学习 数字孪生城市解决方案 机器视觉1.2 需求侧驱动力分析需求侧:智慧城市建设阶段分析9来源:国家信息中心、中国信息通信研究院、国家工业信息安全发展研究中心,住建部,亿欧智库整理探索实践期(2008底-2014.8)规范调整期(2014.8-2015.7)战略攻坚期(2015.7-2017.12)全面发展期(2018年至今)开始智慧城市试点建设智慧城市建设分散无序开始智慧城市全面部署智慧城市建设规范初建智慧城市上
13、升为国家战略成为国家新型城镇化抓手初步形成智慧城市群突出城乡统筹发展 主线为利用信息通信技术提升城市服务质量,全面发展期呈现大规模落地、技术融合、万物智联趋势阶段重点推动智慧城市由概念引入发展到应用落地在技术层面解决城市信息化问题技术趋势成立“促进智慧城市健康发展部际协调工作组”在协同层面解决分散无序建设问题推动政务信息系统整合共享打破信息孤岛和数据分割在设计层面统筹分级分类的智慧城市建设各地智慧城市建设加速落地,建设成果向区县和农村延伸在落地层面推动智慧城市大规模建设城市政务、能源、交通等子系统信息化改造无线通信、HTTP信息分发、GIS等重点项目和应用联动共享,信息化建设加速RFID、云计
14、算、SOA(面向服务的架构)等信息通信技术全面应用,万物互联,数据资产快速积累NB-IoT、大数据、城市大脑、智慧操作系统等由万物互联走向万物智联,强调数据分析、科学决策物联网、人工智能、区块链、大数据等技术加速融合 大规模落地:据国家信息中心数据,2019年各地共报送新型智慧城市建设创新实践案例531个,我国已有8.4%的城市迈入成熟期,2020-2023年将会有一批城市真正达到新型示范性智慧城市建设标准 技术融合:截至2021年1月31日,已有33个城市发布了“新基建”专项行动方案,共涉及645项建设任务,其中60%聚焦融合基础设施建设。融合基础设施,主要指深度应用互联网、大数据、人工智能
15、等技术,支撑传统基础设施转型升级,进而形成的融合基础设施 万物智联:IoT 获得了大量的数据,AI可以助力信息智能化分析、结果预测等,真正实现 由“万物互联”走向“万物智联”需求侧:智慧城市应用层机遇分析10来源:2021年政府工作报告、预算草案报告,亿欧智库整理 智慧城市是典型的政策驱动型产业,在国家政策和财政支持下,智慧城市建设动能强劲,应用场景有望大幅拓展1月4月2月商务部等19部门关于促进对外设计咨询高质量发展有关工作的通知积极参与新基建和传统基础设施升级改造,在低能耗建筑、智慧城市开发等先进工程领域积累经验,加快形成参与国际竞争的新优势关于新时代支持革命老区振兴发展的意见推动信息网络
16、等新型基础设施建设,加快打造智慧城市,提升城市管理和社会治理的数字化、智能化、精准化水平2021年新型城镇化和城乡融合发展重点任务建设新型智慧城市。推进市政公用设施智能化升级,改造交通、公安和水电气热等重点领域终端系统。建设“城市数据大脑”等数字化智慧化管理平台,推动数据整合共享,提升城市运行管理和应急处置能力。全面推行城市运行“一网通管”,拓展丰富智慧城市应用场景2021财政工作重点支持新型城镇化、产业升级、生态建设 内需:支持实施扩大内需战略 民生:加强基本民生保障 环境:支持加强污染防治和生态建设 产业:推动创新发展和产业升级 乡村:支持全面实施乡村振兴战略 区域协调:支持推进区域协调发
17、展和新型城镇 国防外交:支持国防、外交和政法工作2021财政预算目标草案向教育、社保、医疗卫生等民生性支出倾斜 教育:城乡义务教育补助经费安排1770亿元 就业:企业职工基本养老保险基金中央调剂比例增至4.5%,困难群众救助补助资金安排1473亿元,财政就业补助资金安排559亿元 医疗:居民医保人均财政补助标准增加30元,同步提高个人缴费标准40元,个人缴费可按规定在税前扣除,基本公共卫生服务经费人均财政补助标准提高5元,达到每人每年79元亿欧智库:2021年智慧城市相关国家政策亿欧智库:2021年智慧城市相关国家财政支持需求侧:智慧城市应用层服务主体分析11来源:德勤,亿欧智库整理政府端企业
18、端居民端07 融合化民生服务提质人本化社区归属感生态化空间体验感数字化群体互动感便利化贴心服务感06 多元化消费模式创新在线购物在线教育在线办公远程医疗04 智能化业务转型升级战略解析研发需求流程监控机遇跟踪精准招商销售信息精准对接线上运营实时维护05 数字化创新平台建设综合数据监测综合数据分析全面数据整合全面数据共享综合数据应用全面数据反馈01 多元化基础设施建设通信网络基础设施融合创新基础设施算力支撑基础设施科研教学基础设施02 精细化城市综合治理智慧政务智慧交通智慧环保智慧消防智慧水务智慧能源智慧安防智慧建筑03 标准化制度体系搭建城市大脑管理体系数据安全管理制度公共卫生应急制度营商环境
19、提质增效政府端需求集中落地于城市治理场景 政府为自身需求买单 城市治理场景的建设主体和服务主体均为政府企业端需求全部落地于产业经济场景 产业经济场景覆盖企业、政府、居民三方服务需求 建设主体以企业为主,政府承担基础设施、营商环境方面的建设产业经济民生服务城市治理生态宜居居民端需求集中落地于民生服务场景 民生服务、生态宜居场景的服务需求主体是城市居民 建设者以政府为主,企业提供服务,居民不承担建设角色亿欧智库:智慧城市建设亟需覆盖三类主体七大类需求 智慧城市应用层是面向政府、企业及城市居民实现交付的产业环节,重点关注各场景下建设主体和(面向)服务主体的不一致性需求侧:智慧城市应用层投资规模测算1
20、2来源:国家信息中心、国家统计局、2017-2021年典型智慧城市公开招标信息,亿欧智库测算42.3%11.6%39.1%43.3%34.4%17.7%18.6%36.7%45.6%59.3%8.4%16.8%21.7%2023E0.0%201720192021E3.1%1.3%准备期起步期成长期成熟期3.105.667.739.636.7611.0914.0816.9112.2517.0820.1622.782021E201920172023E2021-2023CAGR+9.6%亿欧智库:2017-2023E中国智慧城市发展各阶段数量占比亿欧智库:2017-2023E中国智慧城市投资规模测算
21、(单位:万亿元人民币)中国智慧城市在不同发展阶段下,智慧城市投资规模差异明显。亿欧智库结合2017-2021年部分典型智慧城市投资项目规模变动趋势,按照保守、中性、乐观三种条件分别假设处于准备期、起步期、成长期、成熟期的智慧城市投资规模,预测得出,中性条件下2023年中国智慧城市投资规模可达16.91万亿元,2021-2023年均复合增长率达9.6%发展阶段保守(亿元)中性(亿元)乐观(亿元)准备期50 100 250 起步期100 250 500 成长期250 500 650 成熟期500 650 800 1.3 供给侧驱动力分析供给侧:智慧城市AIoT应用发展阶段分析14来源:IoT An
22、alysis,亿欧智库整理 物联网连接数首超非物联网,智慧城市AIoT应用由单品智能向互联智能过渡,突出场景化智能体验 连接是物联网的最底层架构,据IoT Analysis数据,2020年全球物联网连接数首次超过非物联网连接数,预计2020-2025年,全球物联网连接数将由117亿增长至309亿,年均复合增速达22%。在物联网连接数增长驱动下,AIoT最终应用将经历单品智能、互联智能、主动智能三大阶段 结合智慧城市万物智联趋势,当前,智慧城市感知层设备众多,数据孤岛现象严重,亟需借助AIoT技术释放数据价值。在智慧城市领域中,AIoT产业正处于由单品智能向互联智能过渡的关键阶段,优化方向为提高
23、AI技术渗透率,升级场景化智能体验989999100991001011021021034661801001171381641982443092018201620172023E2022E201920202021E2024E2025E物联网非物联网2020-2025CAGR 21.4%亿欧智库:2016-2025E全球物联网与非物联网连接数(单位:亿)基本特征单机设备精准感知、识别和理解用户指令,设备间无法主动互联,由用户发起交互需求 优化方向改善单个设备的用户体验,提升具体场景下特定设备的智能化水平单机智能 基本特征采用“一个云/中控,多个终端/传感器”模式,打破单品智能的孤岛效应,不断升级智能
24、化场景体验 优化方向人工智能软件算法和硬件算力逐步完善,随之在物联网领域持续渗透,场景化互联智能将成为现实互联智能 基本特征智能系统具备自感应、自学习、自适应、自提高能力,无需等待用户提出需求 优化方向人工智能技术由“弱人工智能”向“强人工智能”发展,推动主动智能实现主动智能2020年全球物联网连接数首次超过非物联网连接数供给侧:数据价值视角下AIoT赋能智慧城市建设分析15来源:亿欧智库结合公开资料和专家访谈整理亿欧智库:数据价值视角下的智慧城市建设痛点亿欧智库:AIoT技术打通数据链条,促进城市数据资源化 城市数据孤岛问题突出,数据开放程度有限,AIoT有利于打通数据价值链,促进城市数据资
25、源化感知层数据采集传输层整理分发平台层存储运算应用层分析决策流数据批式数据数据源流模型执行预警决策模型训练数据存储进入存储部署ETL数据仓库技术数据要素数据元件数据产品数据资源x 数据欠缺商业化,数据融合动力不足 缺乏数据开放相关的完善法律体系 碎片化场景需求较多,数据仅服务于特定项目 数据安全解决方案尚不完善,数据风险问题较严重数据应用 数据体量大,脏数据、无用数据现象严重 数据迁移的工作量大,且无法对迁移过程进行可视化监控 数据集成流程需要大量代码开发工作,难以灵活配置数据采集 不同部门的城市资源数据存储在不同数据库中,开放性不足 企事业单位、区域政府等主体对数据整理缺乏统一规划和标准,相
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