编者按
2020年10月29日
，以
“物联发展新机遇 数字经济新动能”
为主题的
“2020浦江创新论坛·新兴技术论坛 I”圆满落幕。邀请国内外致力于智能物联网（AIOT）技术研发及产业化的机构与知名管理者、科学家和研究专家，分享技术最新动态、经典案例和经验，探讨物联网技术的新机遇和新场景。
我们将陆续刊发演讲报告的精彩内容，本期报告来自中国电子科技集团有限公司首席科学家宋志群。
一、AIoT发展的主要驱动力
从供给端来看，整个电子信息技术的快速成熟，导致硬件数据平台、AI算法的成本大大降低，降低了使用AIoT的平台门槛。
从需求端来看，在5G全面商用的背景下，网络连接带来的数据规模提升和质量升级，会使AIoT的应用范围大大发展，从需求端驱动了整个智能物联网的发展。
总体上，伴随物联网技术的进步，中国物联网的连接数量快速增长。预计到2025年中国物联网连接数量将会达到200亿，从2019年到2025年的年复合增长率会达到27.8%。
图1 2015年-2025年中国物联网连接量（数据来源: 艾瑞《2019年物联网行业研究报告》）
目前，物联网仍处于连接高速增长阶段，未来会有数百亿设备的并发联网，会产生大量的交互需求。这些交互需求、数据分析的需求，将促进IoT与AI的深度融合，从而推动智能物联网的高速发展。
1）在智能家居领域
智能家居是以住宅为载体，以人工智能技术为基础，结合大数据、网络通信等信息技术，将各类家居设备进行有机结合。通过智能家居能够进行集中管理，满足家居生活环境的便携性、舒适性、安全性和节能性需求。
据预测，到2025年我国65%以上的家庭会拥有AI管家，例如智能音箱、智能机器人。
可能一户家庭就会拥有十台甚至十台以上具有AI感知能力的设备，家庭的IoT应用将实现无感化交互和跨终端无缝体验。
2）工业制造领域
AIoT将为工业物联网带来更显著的智能体验，增强工业物联网的感知赋能、操作优化、分析决策和自动控制能力，使企业能够快速且经济的处理采购、库存、生产控制、质检、销售、供应链等全业务链条。
据预测，2025年全球工业物联网的网关智慧端口将达到700亿个，我国智能物联网工业应用将整体上实现人机协同，给7万个工厂、630万个制造从业人员在安全生产、降低操作负荷等方面带来很大好处。
3）智慧城市领域
AIoT依托智能传感器、通信模组、数据处理平台，能够将庞杂的城市管理系统降维成多个垂直模块，然后为人与城市基础设施、城市服务管理等建立起紧密联系，人工智能将使城市拥有智慧大脑，最大化地助力城市管理。
据预测，到2025年全球引入城市大脑等智能运管系统的城市将超过300个，将有超过130个城市布设智能管网、智能电网等智能的基础设施体系，将有超过220个城市的公共停车系统实现一定程度的智能化。
二、AIoT关键技术
1.物联网云平台
物联网云平台共有四层：
第一层是设备接入，设备能够支持移动通信，包括2G、3G、4G，和现在已经商用的5G，也包括NB-IoT、WiFi等这些不同类型、不同标准的网络设备的接入。
第二层是连接管理，这一层要提供完整的设备生命周期的管理功能，支持设备注册、功能定义、数据解析、在线测试、远程配置、固件升级、远程维护、实时监控、分组管理和设备删除等功能。
第三层是业务使能，能为业务开发者提供成套应用的开发工具，这些成套应用的开发工具大部分要能够提供图形化开发，甚至不需要开发者编写代码，也包括中间件、业务逻辑引擎等工具，还可以提供数据的存储、应用服务以及与第三方系统对接的API。
第四层是业务分析层，分析层的大数据服务能够集合各类数据进行分类处理分析，并提供视觉化的数据分析结果。更重要的是机器学习，通过对历史数据进行训练，生成预算模型，满足预测性的认知和复杂的业务分析逻辑，能够逐步向人工智能过渡。
2.人工智能
人工智能分为三层：
第一层是基础资源层，主要包括计算平台和数据中心，例如数据平台、数据存储、数据挖掘等。
第二层是技术层，能够通过机器学习建模，开发面向不同领域的算法和技术，包含了感知智能和认知智能。感觉智能范畴包括语音识别、语音处理、图像识别、生物识别等；认知智能包括机器学习、预测类API、人工智能平台等。
第三层是应用层，主要实现人工智能在不同场景下的应用，如工业4.0的无人驾驶、智能家居、智能金融，包括上述提到的智慧城市、智慧政府，都属于人工智能应用层。
3.边缘计算
边缘计算有三个主要特点：
第一，低时延保障。它能够在边缘节点上整合数据采集处理，能够避免数据传输的时延，集成本地物联网的处理能力和响应速度。
第二，边缘协同。整个应用开发是在云端完成的，能够充分发挥云的多语言、多工具的优势。应用部署分布到不同的边缘节点，能够达到计算成本和网络带宽成本的最佳平衡。
第三，边缘智能。通过边缘节点能够获得更丰富的数据，并针对不同场景实现个性化和泛点化。同时边缘节点可以借助AI提供数据分析、场景感知、实时决策等智能化服务。
三、AIoT产业发展构想
1.AIoT产业链
AIoT的发展需要重构整个传统产业链，既需要适应传统产业的特性，也要与整个生态的合作伙伴共同搭建最适宜产业AI赋能的架构体系，这个架构体系包括元器件、AI算法、平台、解决方案，也包括基础服务。
图2 AIoT产业链分析
今年8月，中国电子科技集团有限公司（以下简称中国电科）在上海发布了《新一代信息基础设施的蓝皮书》，给出了
新一代信息基础设施的定义：即围绕数据的感知、传输、连接、处理，提供智能化的数据产品和服务的基础设施体系。它通过统一的数据标准体系框架，构建全要素的感知体系，从而打破信息孤岛，搭建基于大数据的服务平台，提供更具价值的公共服务；通过打造物联、数联、众联三位一体的新一代信息基础设施，进一步支撑网络强国、数字中国、智慧社会建
设。
第一层是物联，即物理域的数字连接，通过统一的物体描述、解析和交互，实现人、机、物之间的词语接入、话语覆盖、全息感知。
第二层是数联，即信息域的数字连接，它能够使数字共享交换起来、流动起来，通过信息之间的结耦和耦合，将极大提升数据中心和边缘计算的能力。
第三层是众联，即认知域的数字连接，通过共创共建、智能互联，能够将人、流程、数据和事物结合起来，形成多元主体、命运共同、智慧连接、共创共享的未来生存形态。
四、雄安新区容东片区智能城市顶层设计
1.容东片区智能城市规划
雄安新区是继深圳经济特区和上海浦东新区之后又一具有全国意义的新区，是“千年大计，国家大事”。容东片区是雄安新区建设的先行区，担负着为起步区、启动区开发建设提供支撑的重要功能，肩负着探索建设经验、创新开发模式的重要使命，对整个雄安新区建设具有重要意义。2017年7月，中国电科和雄安新区签署战略合作框架协议，共同打造全球领先的数字智慧城市。
整个容东片区的城市规划分成两部分，物理城市和数字城市。数字城市部分包括顶层设计和14个专项规划，如智慧的公共服务、智慧社区、智慧交通、智慧物流、智慧管廊、智慧工地、智慧能源、智慧水务、智慧市政；也包括其他几个功能系统，如信息无障碍系统、信息安全、CIM平台、地下三维空间大数据和物联网的感知设施。整个容东片区的城市规划是物理城市和数字城市完全同步进行，相互协同的。
图3 雄安新区容东片区智能城市专项规划
2.容东片区数字城市规划建设目标
第一，在物联层，在物理城市要同步部署全域覆盖的泛在智能感知设施。
第二，在数联层，要构建城市空间全要素的虚实交融、共生发展的城市数字镜像。
第三，在众联层，要构建全域智能化的环境，打造具有深度学习能力、全球领先的数字城市。
3.新型智能城市建设展望
第一，未来3-5年随着智能城市AI能力的提升，整个基础设施联网门槛降低，智能城市的总体发展将从初级的智慧阶段迈向AIOT的智能阶段。
第二，中国电科提出的物联、数联、众联三维一体的新一代信息基础设施构想，可以对开放物联AIOT新型智慧城市建设提供指导。
第三，中国电科在雄安新区容东片区智能城市专项规划设计的成果，可以为新型智能城市建设提供经验和借鉴。
（本文由王凯明根据宋志群在2020浦江创新论坛-新兴技术论坛I上的演讲整理，未经演讲者本人审阅。）
宋志群博士，中国电子科技集团有限公司首席科学家，中电网络通信集团有限公司总工程师，国家科技重大专项
“新一代宽带无线移动通信网”总体组专家。
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