2019-04-12 11:27:34
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隨著(zhù)寬帶、物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)化、智能化的推進(jìn)，建筑物、市政公共設施、交通工具等所有固定或移動(dòng)的物品，越來(lái)越多地呈現出現實(shí)世界的“物體”與數字世界的“網(wǎng)絡(luò )”融為一體的趨勢。
在廣義上，物網(wǎng)融合是指物體既作為聯(lián)系的信息終端，又作為網(wǎng)絡(luò )的接口，同時(shí)能夠承擔一定的操作執行指令。他有3種展現形式：?jiǎn)喂さ母兄W(wǎng)絡(luò )，即認證感應、物品標簽信息讀取，如FRID、電子標簽、金屬感應線(xiàn);單工的執行網(wǎng)絡(luò )，該設備在數字化網(wǎng)絡(luò )之前的模擬網(wǎng)絡(luò )比較多見(jiàn)，設備僅進(jìn)行執行工作;雙工的信息交互網(wǎng)絡(luò )，通常采用WLAN、藍牙、ZigBee、LoRa、NB-IoT等，實(shí)現信息直接互傳。
從狹義上來(lái)講，物網(wǎng)融合主要指雙工的信息交互網(wǎng)絡(luò )，物品與物品之間不僅能夠直接進(jìn)行本地信息交互，也可通過(guò)廣域網(wǎng)交互，同時(shí)物品與物品之間形成網(wǎng)絡(luò )的代理型信息傳輸通道。
把握物網(wǎng)融合的趨勢，不僅可以提升網(wǎng)絡(luò )覆蓋深度和廣度，還可以加速轉變生產(chǎn)、生活方式，提升社會(huì )效率，具體體現為通信網(wǎng)絡(luò )與物理世界的融合、互聯(lián)網(wǎng)與物理世界的融合、物聯(lián)網(wǎng)與物理世界的融合。
物網(wǎng)融合已逐漸布局在智能家居與智慧基礎設施裝備等領(lǐng)域，此外建筑、家電設備、電氣裝備、公共設施的所有有源和無(wú)源器件，除具有網(wǎng)絡(luò )接口更應該具有天線(xiàn)功能，如門(mén)窗、電梯、桌椅、燈具、空調、移動(dòng)終端設備都可以隨時(shí)隨地接入網(wǎng)絡(luò )。
物網(wǎng)融合與物聯(lián)網(wǎng)的區別與聯(lián)系
物聯(lián)網(wǎng)與物網(wǎng)融合在字里皆能體現“物”和“網(wǎng)”，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)渠道實(shí)現人與人、物與人、物和物間的通信，透過(guò)現象看本質(zhì)，兩者還存在著(zhù)不同之處。
物聯(lián)網(wǎng)顧名思義，是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。一是物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎仍然是互聯(lián)網(wǎng)，也是在互聯(lián)網(wǎng)基礎上的延伸和擴展，物聯(lián)網(wǎng)信息需要通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行互通;二是其用戶(hù)端從人與人之間的行為程序、流程、管理延伸，擴展到物品與物品之間的信息交換和通信，也就是物物相連。
本文提出的物網(wǎng)融合是物聯(lián)網(wǎng)的升級版，物聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現物品的連接，將“網(wǎng)”作為“物”的附加，而在未來(lái)5~10年間的發(fā)展趨勢是物與網(wǎng)將融為一體?！拔铩奔仁蔷W(wǎng)絡(luò )的終端(地址標識，物聯(lián)網(wǎng)范疇)，也是提供連接的通道(移動(dòng)通信天線(xiàn)、寬帶接口，移動(dòng)通信范疇)。數字世界依存于物理世界，物理世界通過(guò)數字世界變得更有效率。
物網(wǎng)融合的五大展現形態(tài)
網(wǎng)絡(luò )與建筑物的融合
以樓宇的網(wǎng)絡(luò )覆蓋為例，當前將實(shí)施智能化、室內分布和微站的一體化規劃設計，“一次進(jìn)場(chǎng)，一次施工，同步建設，共享使用”降低了整個(gè)方案的投資成本，總體節省建設成本20%以上，實(shí)現了良好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。在未來(lái)建筑設計中，除“建筑、結構、水、暖、電”，還應考慮“網(wǎng)”，實(shí)現“建筑、結構、水、暖、網(wǎng)、電”五大專(zhuān)業(yè)維度。此外，在網(wǎng)的設計中要具備有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )、物聯(lián)網(wǎng)的覆蓋，而不只是單純預留埋管，因為隨著(zhù)建筑工業(yè)化的發(fā)展，建筑構配件預制化，傳統的預埋管形式已無(wú)法滿(mǎn)足需求，而變成了每個(gè)物品自身應具備的網(wǎng)絡(luò )功能，建筑構配件自身具有網(wǎng)絡(luò )載體?？梢?jiàn)光通信最高速率可以達到10Gbit/s。
帶寬受到基站與基站的間距、建筑物的密度兩大因素制約。隨著(zhù)5G的商業(yè)化，無(wú)線(xiàn)接入站點(diǎn)的間距越來(lái)越小，未來(lái)所有建筑部件皆需要與網(wǎng)絡(luò )設施實(shí)施“同步設計、同步施工、同步驗收”。當前是通過(guò)建筑施工完工后的綜合布線(xiàn)的形式解決，但隨著(zhù)工業(yè)化建筑、裝配式建筑、節約投資極大地降低了投資成本，以建筑領(lǐng)域物網(wǎng)融合為例，在建筑設計的過(guò)程中，將智能化與室內分布和微站同步建設，在某次實(shí)驗中一是可節省室內分布投資20100元，每平方米造價(jià)可節省0.718元，比傳統方式降低20.7%，室內分布總投資8.9萬(wàn)元;二是可節省微站投資42000元，比傳統方式降低22.6%，微站總投資14.4萬(wàn)元。
在智慧管線(xiàn)建設中，管線(xiàn)位置、埋深、類(lèi)型等錯綜復雜，城市地下管線(xiàn)存在“九龍治水”現象。城市建設的快速發(fā)展也呈現出各種隱患，管線(xiàn)迫切需要具備網(wǎng)絡(luò )定位、環(huán)境感知、流量控制功能，而隨著(zhù)綜合管廊的推廣應用，管線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò )化、智能化水平將大大提高，GIS定位+BIM應用使地下管線(xiàn)3D可視化，管廊內同步覆蓋網(wǎng)絡(luò )信號可隨時(shí)感知管廊內的環(huán)境，遠程控制線(xiàn)路關(guān)鍵節點(diǎn)和收集數據，可以說(shuō)未來(lái)城市的地下管線(xiàn)管理方向就是“管、網(wǎng)融合”，其本質(zhì)是物網(wǎng)融合。
網(wǎng)絡(luò )與交通設施的融合
工業(yè)化時(shí)代，燈桿僅作為交通照明使用。如今數字經(jīng)濟時(shí)代，中國部分城市正在推動(dòng)智慧燈桿建設，在基礎設施上考慮“物網(wǎng)合一”，燈桿承載了無(wú)線(xiàn)基站、Wi-Fi熱點(diǎn)、各類(lèi)傳感器等功能，如安防功能，通過(guò)攝像頭進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，可以有效地查看交通實(shí)況、火災情況，加強公共設施保護防盜;Wi-Fi功能，為市民提供上網(wǎng)服務(wù)和公交車(chē)定位服務(wù);傳感器可以采集實(shí)時(shí)環(huán)境數據，把溫度、濕度等實(shí)時(shí)的氣象數據播放在廣告屏上，方便市民出行。 在未來(lái)，智慧燈桿可以加裝基站，如4G、5G手機通信基站，使其具備互聯(lián)互通、全面感知、智能協(xié)同的功能，而且可以與車(chē)聯(lián)網(wǎng)互通。專(zhuān)家預估未來(lái)三年全球智慧路燈市場(chǎng)規模將超過(guò)500億元，由于城鎮化及智慧城市的建設發(fā)展，預計中國市場(chǎng)智慧路燈規模將超過(guò)200億元。
以無(wú)人駕駛為終極目標的智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)發(fā)展要經(jīng)歷“路網(wǎng)合一、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、無(wú)人駕駛”三步走，同時(shí)也是汽車(chē)與網(wǎng)絡(luò )融合的過(guò)程。智能化道路是道路沿線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò )覆蓋，實(shí)現道路與網(wǎng)絡(luò )合二為一，使每個(gè)交通工具都能在路面上隨時(shí)隨地接入網(wǎng)絡(luò )，城市道路可以通過(guò)路燈桿檢測到各種交通工具的流量、速度和行人行為，這是無(wú)人駕駛的前提。車(chē)聯(lián)網(wǎng)使汽車(chē)成為終端的一部分，汽車(chē)之間組成本地“霧計算”集群，使汽車(chē)可以與附近的車(chē)輛進(jìn)行通信，以保持合理差距，提供車(chē)速、變道通知。無(wú)人駕駛最重要的不是汽車(chē)本身的智能化，而是汽車(chē)之間的信息交互網(wǎng)絡(luò )，包括本地交互和遠程交互，具備以上兩個(gè)條件，無(wú)人駕駛才能稱(chēng)得上是安全、可靠的。
城市中的公共停車(chē)位加裝感應功能，使停車(chē)位呈現為網(wǎng)絡(luò )空間上的“有”“無(wú)”符號，并能夠和數據結合形成停車(chē)管理新模式，城市的設施表面看是物品，本質(zhì)是網(wǎng)絡(luò )世界上的一個(gè)終端、數據世界中的一個(gè)符號。
網(wǎng)絡(luò )與家居環(huán)境的融合
艾瑞咨詢(xún)《中國智能家居行業(yè)研究報告》數據顯示，中國智能家居市場(chǎng)規模到2020年將達到5819.3億元。當前家庭中的廚房電器、取暖設備、采光設備、衛生設施、客廳家電都可以實(shí)現與通信網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)互通，不再是傳統意義上的家居用品。智能冰箱、智能空調、智能洗衣機、智能影音數碼(智能電視、智能音箱)等占比超過(guò)40%，在電氣化、數字化技術(shù)基礎上向網(wǎng)絡(luò )化、大數據又邁進(jìn)了一步，而且隨著(zhù)人工智能技術(shù)的發(fā)展，呈現出人機交互、智能語(yǔ)音的趨勢，成為物網(wǎng)融合的先鋒。
網(wǎng)絡(luò )與工廠(chǎng)車(chē)間的融合
世界工業(yè)發(fā)展經(jīng)歷了近300年的蒸汽機時(shí)代、電氣化時(shí)代、模擬電路時(shí)代、數字化時(shí)代，如今工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)深入人心，數字通信網(wǎng)絡(luò )已經(jīng)與車(chē)間、流水線(xiàn)、數控機器實(shí)現了緊耦合，特別是在工業(yè)機器人廣泛使用的汽車(chē)制造、白色家電制造行業(yè)，整體流水線(xiàn)就是“網(wǎng)絡(luò )+機器臂”，很少再需要人工干預。而實(shí)現無(wú)人車(chē)間需要“物網(wǎng)合一”，要先通過(guò)傳感器進(jìn)行感知并進(jìn)行數據上傳，然后經(jīng)過(guò)機器網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)，實(shí)現自動(dòng)化的控制。流水線(xiàn)實(shí)體與網(wǎng)絡(luò )同步建設，數字化制造技術(shù)將OT和IT融合。值得一提的是數字孿生工廠(chǎng)，該工廠(chǎng)將變成一個(gè)巨型的3D打印機，使數字孿生的設計變成實(shí)物。
網(wǎng)絡(luò )與移動(dòng)交通工具的融合
車(chē)聯(lián)網(wǎng)將重新定義汽車(chē)，成為無(wú)人駕駛的基礎設施，因為沒(méi)有車(chē)聯(lián)網(wǎng)的無(wú)人駕駛無(wú)法規?；茝V，只有當車(chē)輛與網(wǎng)絡(luò )融為一體，車(chē)輛成為一個(gè)信息收、發(fā)網(wǎng)絡(luò )的終端，才便于將距離幾十公里的同時(shí)行駛的車(chē)輛通過(guò)控制系統實(shí)現自動(dòng)推薦式路線(xiàn)、靈活調度，達到交通效率最優(yōu)模式。在此基礎上，通過(guò)人工智能技術(shù)將機器視覺(jué)通過(guò)激光、雷達、攝像頭等實(shí)現車(chē)輛對環(huán)境數據的采集、分析、判斷、執行，所有其他的移動(dòng)交通工具的生產(chǎn)都可以參照該模式，包括客車(chē)、公交車(chē)、貨車(chē)、無(wú)人快遞車(chē)、無(wú)人駕駛道路清掃車(chē)等，通過(guò)不同種類(lèi)的車(chē)輛進(jìn)行交互，實(shí)現交通工具之間的本地邊緣計算式的靈活調度、安全行駛。
特斯拉2016年發(fā)生的事故便是典型案例，由于后方車(chē)輛將前方的拖掛貨車(chē)上的圖案識別為藍天白云和路牌，而徑直撞了上去。顯然，如果前方貨車(chē)實(shí)現了車(chē)聯(lián)網(wǎng)，兩輛車(chē)就會(huì )自動(dòng)在幾分鐘之前捕捉到對方位置，在相聚幾百米之前進(jìn)行信息交互、變道避讓。
未來(lái)無(wú)人駕駛汽車(chē)的安全，第一層是車(chē)身毫米波雷達、機器視覺(jué)系統，自動(dòng)避讓、主動(dòng)剎車(chē)系統，進(jìn)行近距離安全防護;第二層是車(chē)聯(lián)網(wǎng)實(shí)現車(chē)與車(chē)信息交互的安全保護，實(shí)現中短距離的安全防護;第三層無(wú)人駕駛技術(shù)對周?chē)h(huán)境數據分析后的快速判斷系統和在緊急情況下提醒駕駛員接管，實(shí)現長(cháng)距離的安全防護。無(wú)人駕駛普及的前提是車(chē)網(wǎng)融合。
物網(wǎng)融合的社會(huì )價(jià)值與愿景
物網(wǎng)融合推動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)網(wǎng)運分離
隨著(zhù)我國數字化、“互聯(lián)網(wǎng)+”、城市光網(wǎng)、農村寬帶覆蓋等深入推進(jìn)，電信產(chǎn)業(yè)基站數量、網(wǎng)絡(luò )規模越做越大，但是建設和維護成本也在不斷攀升，網(wǎng)絡(luò )重復建設成本問(wèn)題依然嚴重，同時(shí)伴隨提速降費政策的深入，雖然業(yè)務(wù)的總量在增加，但是在現有模式下利潤增長(cháng)空間已非常有限。
物網(wǎng)融合的推進(jìn)、CO機房DC化也將會(huì )使5G乃至6G網(wǎng)絡(luò )建設中“數據中心端”“最后一公里”兩端全部交給社會(huì )，而多家運營(yíng)商重復建設的網(wǎng)絡(luò )也許未來(lái)將徹底整合成一張網(wǎng)，各類(lèi)基站、小區接入等變成建筑開(kāi)發(fā)商的配套能力。實(shí)施三同步由電信基礎設施公司進(jìn)行對接驗收，推行農村普遍通信網(wǎng)絡(luò )服務(wù)基金，實(shí)現規模經(jīng)濟、普遍服務(wù)、公共產(chǎn)品化，類(lèi)似電網(wǎng)、城市自來(lái)水管網(wǎng)。網(wǎng)運分離促使電信運營(yíng)商、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、虛擬運營(yíng)商、國外電信運營(yíng)商各類(lèi)市場(chǎng)主體一起競爭，真正變成業(yè)務(wù)創(chuàng )新運營(yíng)平臺(國家發(fā)電信業(yè)務(wù)運營(yíng)牌照)，專(zhuān)注于面向各行各業(yè)用戶(hù)、大眾消費者提供各類(lèi)電信創(chuàng )新服務(wù)，促進(jìn)社會(huì )生產(chǎn)、生活深度數字化、信息化，而電信基礎設施公司變成類(lèi)似“機場(chǎng)”為這些企業(yè)提供“通道服務(wù)”，最后實(shí)現云計算，就像“自來(lái)水”一樣按照流量收取這些電信業(yè)務(wù)創(chuàng )新公司的服務(wù)費，而客戶(hù)向這些提供服務(wù)的電信創(chuàng )新服務(wù)公司繳費。
物網(wǎng)融合助力打造中國特色的數字智能社會(huì )
數字經(jīng)濟的下一步演進(jìn)方向是智能經(jīng)濟，物網(wǎng)融合是數字經(jīng)濟發(fā)展的成熟形態(tài)，它必然是人工智能的基礎;網(wǎng)絡(luò )強國不僅體現為網(wǎng)絡(luò )速率、網(wǎng)絡(luò )時(shí)延等網(wǎng)絡(luò )自身指標的提升，還要利用網(wǎng)絡(luò )技術(shù)提高生產(chǎn)效率與生活效率，改善生活方式。
當前互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng )業(yè)大潮、共享經(jīng)濟業(yè)務(wù)模式創(chuàng )新遇到了很多波折，在這些波折的背后是違背經(jīng)濟規律的超前部署，如共享經(jīng)濟，如果物網(wǎng)已融合，變成了基礎設施，而不是惡性競爭，則給社會(huì )帶來(lái)的價(jià)值更大。如今，我國數字經(jīng)濟的建設已經(jīng)滲透到各行各業(yè)，移動(dòng)支付已經(jīng)處于世界領(lǐng)先地位，物聯(lián)網(wǎng)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、BIM建筑、CIM城市、行業(yè)智慧化建設也在逐步推進(jìn)，形成了中國特色的數字智能經(jīng)濟模式，為我國取得了在數字智能社會(huì )的產(chǎn)品核心競爭力、商業(yè)模式核心競爭力、產(chǎn)業(yè)鏈的核心競爭力。
物網(wǎng)融合助力人工智能社會(huì )早日到來(lái)
眾所周知，隨著(zhù)人口老齡化、社會(huì )生產(chǎn)生活成本的攀升，國民經(jīng)濟不斷增長(cháng)的前提是生產(chǎn)效率的不斷提升，而傳統“人工+機器”的工業(yè)制造模式已經(jīng)讓生產(chǎn)力接近天花板。在物網(wǎng)融合模式下，可以逐步減少人的全部體力勞動(dòng)乃至簡(jiǎn)單腦力勞動(dòng)，改變傳統企業(yè)的成本結構、社會(huì )運行成本結構，使生產(chǎn)效率產(chǎn)生增長(cháng)拐點(diǎn)。同時(shí)，人工智能帶來(lái)社會(huì )生產(chǎn)效率的指數式增長(cháng)可以將“按需索取”的共產(chǎn)主義理想變?yōu)榭赡?，人的健康、知識、素質(zhì)會(huì )在擺脫繁重重復的簡(jiǎn)單勞動(dòng)中徹底解放出來(lái)，形成人控制機器的全新生產(chǎn)關(guān)系。
來(lái)源：《通信世界》雜志2019年4月15日刊