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智慧城市专题研究:aiot时代的智慧城市转型

(报告出品方/作者:中信证券,杨泽原、丁奇)

1、智慧城市需求背景及发展历程

智慧城市范畴——科技型智慧城市到人文型智慧城市

IBM对智慧城市的定义:运营信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统 的各项关键信息,从而对包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各 种需求做出智能响应。

智慧城市定义范畴扩大:从科技型智慧城市到人文型智慧城市群。过去智慧城市的主体 定义为城市,使用相关技术服务的主体主要是政府。当前智慧城市的落地不仅是提供智 慧城市的解决方案,还需要更全面的服务方案,更聚焦的城市连接技术,覆盖更多的行 业和产业。

智慧城市发展历史——始于美国盛于中国

智慧城市最先诞生于美国。2008年11月初,在纽约召开的外国关系理事会上,IBM发布 《智慧地球:下一代领导人议题》演讲,首次提出“智慧地球”概念;2009年1月,美 国奥巴马总统公开肯定了 IBM“智慧地球”思路。IBM于2009年将智慧城市的概念引入中国。2009年8月,IBM发布了《智慧地球赢在中国》 计划书,提出了智慧地球在中国发展的五大主题任务(经济可持续发展、有竞争力的企 业、能源有效利用、环境保护、和谐社会),揭开 IBM“智慧地球”中国战略的序幕。

智慧城市需求背景

城镇化&城镇人口提升

中国城镇化率水平提升:根据国家统计局数据,中国城镇化率由1980年的19.39%,提升至2020年的60%。

中国城镇人口占比提升: 根据国家统计局数据,2020年我国城镇人口数量达到9.02亿人,占全国总人口的 63.89%。

城镇人口密度的提升,给城市经济带来了显著契机,并对城市管理形成了巨大的挑战, 城市管理难度呈现几何式增长。

技术进步&新管理要求

城市间协同:以春运为例,高铁发展显著提升了人口的城市间流动和管控,2014年至 2019年,我国春运期间铁路发送旅客数量由2.63亿人次提升至4.10亿人次;新冠肺炎疫 情期间,人口的高流动性亦对城市间的联防联控提出了更高要求

城市内管控:如汽车和新能源车技术发展带来的城市交通拥堵;如移动网络带来的网络 诈骗案件提升;如大数据时代,信息噪音增加,政府信息发布公开渠道分散,数据共享 不足,市民信息获取困难。

智慧城市市场容量——万亿级蓝海赛道

市场规模:根据中国智慧城市工作委员会数据,至2022年,预计中国智慧城市市场规模 达到25万亿元,较2016年翻20倍。市场支出规模:根据IDC中国数据,2016至2022年,中国智慧城市市场支出规模将从147 亿美元提升至313.8亿美元。

2、智慧城市商业模式及建设内容

智慧城市商业模式——从社会治理到产业经济

智慧城市商业模式目前以2G、2B2G、2B为主,产业经济的发展被愈发关注。以AI四小龙为代表的越来越多的高科技公司将安防行业外的智慧城市产业经济作为自 身发展方向。

智慧城市技术特征——感知、连接、智能

IBM最初宣传智慧城市概念时,提出智慧城市的“3i”特征,可对应理解为“云-边-端” :

1)instruments【感知】:端侧,通过监控摄像机、传感器、RFID、手持设备等形成 “更透彻的感知”。

2)interconnection【连接】:边侧,通过宽带、无线和移动通信网络形成“更全面的 互联互通”。

3)intelligent【智能】:通过高速分析工具和集成IT平台实现“更深入的智能化”。

智慧城市建设内容

七大部分

智慧城市从建设内容上分为七大部分:1)标准规范;2)顶层设计;3)基础设施;4) 智能中枢;5)智慧应用;6)运营服务;7)网络安全

基础设施

感知:感知设备数量与集成性显著提升。eg.智慧灯杆(包括智慧照明/视频监控/环境监 测/车流监测/移动通信基站等功能),2014-2018年国内数量年复合增速超过80%。安 防摄像头,2019年全球出货量4亿颗,预计2021年达到8亿颗

传输&存储:边缘端传输存储能力加强。eg.CDN,工信部公布新批5张CDN牌照,获得 CDN牌照的企业数量达800家,拥有全国经营资质的企业已达到202家。

智能中枢

城市大脑承载着成熟的数据能力,具有面向应用的延展性和面向政府等职能部门的高粘 性,是国内各大厂商必争之地,BAT与华为具有显著优势;城市大脑有综合型、领域型、 功能型三类。

智慧应用

全球维度看:智慧教育市场份额最高,2019年全球智慧教育市场份额达到3167亿美元; 智慧安防增速最快,2018-2023年预计年复合增长率30%。中国维度看:智慧物流、智慧建筑、智慧政府占比较高,2018年分别占28.93%、 24.36%、18.71%,整体市场规模保持30%+的增速。智慧应用具有垂直性特征,企业可通过增强前端设备数据采集能力与中台行业数据处理 和分析能力,扩大自身的产业链条,进一步优化及拓展上层行业类解决方案。Eg.如滴滴具有大数据分析及实施调配能力,可提供拥堵分析、交通引导、信号灯控制、 车道分配等行业垂直型上层应用服务。(报告来源:未来智库)

3、智慧城市的技术驱动及赋能

智慧城市技术驱动——技术升级带来城市管理升级

智慧城市发展阶段的变化由技术所驱动,由技术升级带来城市管理升级。第一阶段(信息化):传统宽带、无线通信等信息技术实现部分独立系统的信息化第二阶段(数字化):RFID、LTE、云计算等信息技术提升信息的可获得性和存储能力, 如社会信息开始转化为数字化信息,并得到存储第三阶段(智能化):5G、大数据、人工智能等新兴信息技术使得实时能力和分析能 力提升,数据更加具备分析价值,并辅助后续决策第四阶段(智慧化):数字孪生等技术使得数据打通并将现实形成完整映射关系,实现 全面实时智能决策。

智慧城市技术赋能

一、信息化阶段:独立系统的信息化

GIS/遥感:GIS地图可视化;无线通信/光纤宽带。

二、数字化阶段:实物数字信息加速获取和存储

RFID:电子车牌、智慧井盖、智慧物流、安全帽

LTE网络:交通信号控制器(TC)、车流侦测器(VD)、资讯可变显示系统(CMS)、 可变标志、停车场车位资讯、公车到站资讯

云计算:平台能力支撑的关键,支持异构设施统一平台层、节能降耗、业务资源调度管 理、安全控制管理

三、智能化阶段:数据分析提供增效的新业态

5G:为实时数据传输的应用场景提供了技术基础。

5G智慧农业(在线收集土壤适度、酸碱度、养分、气象等信息,用于灌溉用水智 能决策)

5G智慧灯杆(搭载5G微基站发射5GWifi信号,集成智能照明,LED显示屏,安 防监控,微环境检测,一键报警,充电桩,无线wifi,交通指示灯等多种功能)

5G C-V2X:5G扩大了事物的连接量。目前的5G能力已经能够支持基本的V2X功 能,比如V2V(车对车通信)、V2P(车对人通信)、V2I(车对基础设施通信, 比如路侧单元RSU等),5G C-V2X把准确性和可靠性提升到了更高水平。

大数据:通过数据汇总和异常值比较,对域内整体情况进行监测和预警。如应急预警 (极端天气自然灾害、疫情等)、居民电子健康档案、舆情监测等。

四、智慧化阶段:现实完整映射关系,全面实时智能决策

数字孪生:利用渲染引擎和建模能力,将现实世界与虚拟世界实现完整的映射关系,后 端连接各类城市大脑与分析平台,实现全域的智慧化管理(实时采集-多方位分析-全域 呈现-决策调整-虚拟映射至现实)

Eg.谷歌地球:实现高清晰卫星地图和用户之间的互动,用户可在地图上绘制、添加照 片和地图、定制视图、文档协作分享故事,实现全域的人机协同。

4、投资分析

大数据AI等新技术赋能下,智慧城市的定义范畴扩大,业务场景增多,行业蓝海正加速 打开。高科技公司不断将智慧城市产业经济作为自身发展方向,对智慧城市应用投入加 大,行业不断涌现出新的业态和商机。

报告节选:

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

精选报告来源:【未来智库】。未来智库 – 官方网站

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