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从物联网走向物网融合新时代

关键词:车联网 5G物联网 时间:2019-04-15 10:16:45       来源:互联网

随着宽带、物联网、自动化、智能化的推进,建筑物、市政公共设施、交通工具等所有固定或移动的物品,越来越多地呈现出现实世界的“物体”与数字世界的“网络”融为一体的趋势。

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在广义上,物网融合是指物体既作为联系的信息终端,又作为网络的接口,同时能够承担一定的操作执行指令。他有3种展现形式:单工的感知网络,即认证感应、物品标签信息读取,如FRID、电子标签、金属感应线;单工的执行网络,该设备在数字化网络之前的模拟网络比较多见,设备仅进行执行工作;双工的信息交互网络,通常采用WLAN、蓝牙、ZigBee、LoRa、NB-IoT等,实现信息直接互传。

从狭义上来讲,物网融合主要指双工的信息交互网络,物品与物品之间不仅能够直接进行本地信息交互,也可通过广域网交互,同时物品与物品之间形成网络的代理型信息传输通道。

把握物网融合的趋势,不仅可以提升网络覆盖深度和广度,还可以加速转变生产、生活方式,提升社会效率,具体体现为通信网络与物理世界的融合、互联网与物理世界的融合、物联网与物理世界的融合。

物网融合已逐渐布局在齐乐娱乐老虎机官网与智慧基础设施装备等领域,此外建筑、家电设备、电气装备、公共设施的所有有源和无源器件,除具有网络接口更应该具有天线功能,如门窗、电梯、桌椅、灯具、空调、移动终端设备都可以随时随地接入网络。

物网融合与物联网的区别与联系

物联网与物网融合在字里皆能体现“物”和“网”,通过互联网渠道实现人与人、物与人、物和物间的通信,透过现象看本质,两者还存在着不同之处。

物联网顾名思义,是物物相连的互联网。一是物联网的核心和基础仍然是互联网,也是在互联网基础上的延伸和扩展,物联网信息需要通过互联网进行互通;二是其用户端从人与人之间的行为程序、流程、管理延伸,扩展到物品与物品之间的信息交换和通信,也就是物物相连。

本文提出的物网融合是物联网的升级版,物联网是实现物品的连接,将“网”作为“物”的附加,而在未来5~10年间的发展趋势是物与网将融为一体。“物”既是网络的终端(地址标识,物联网范畴),也是提供连接的通道(移动通信天线、宽带接口,移动通信范畴)。数字世界依存于物理世界,物理世界通过数字世界变得更有效率。

物网融合的五大展现形态
网络与建筑物的融合


以楼宇的网络覆盖为例,当前将实施智能化、室内分布和微站的一体化规划设计,“一次进场,一次施工,同步建设,共享使用”降低了整个方案的投资成本,总体节省建设成本20%以上,实现了良好的经济效益和社会效益。在未来建筑设计中,除“建筑、结构、水、暖、电”,还应考虑“网”,实现“建筑、结构、水、暖、网、电”五大专业维度。此外,在网的设计中要具备有线网络、无线网络、物联网的覆盖,而不只是单纯预留埋管,因为随着建筑工业化的发展,建筑构配件预制化,传统的预埋管形式已无法满足需求,而变成了每个物品自身应具备的网络功能,建筑构配件自身具有网络载体。可见光通信最高速率可以达到10Gbit/s。

带宽受到基站与基站的间距、建筑物的密度两大因素制约。随着5G的商业化,无线接入站点的间距越来越小,未来所有建筑部件皆需要与网络设施实施“同步设计、同步施工、同步验收”。当前是通过建筑施工完工后的综合布线的形式解决,但随着工业化建筑、装配式建筑、节约投资极大地降低了投资成本,以建筑领域物网融合为例,在建筑设计的过程中,将智能化与室内分布和微站同步建设,在某次实验中一是可节省室内分布投资20100元,每平方米造价可节省0.718元,比传统方式降低20.7%,室内分布总投资8.9万元;二是可节省微站投资42000元,比传统方式降低22.6%,微站总投资14.4万元。

在智慧管线建设中,管线位置、埋深、类型等错综复杂,城市地下管线存在“九龙治水”现象。城市建设的快速发展也呈现出各种隐患,管线迫切需要具备网络定位、环境感知、流量控制功能,而随着综合管廊的推广应用,管线的网络化、智能化水平将大大提高,GIS定位+BIM应用使地下管线3D可视化,管廊内同步覆盖网络信号可随时感知管廊内的环境,远程控制线路关键节点和收集数据,可以说未来城市的地下管线管理方向就是“管、网融合”,其本质是物网融合。

网络与交通设施的融合

工业化时代,灯杆仅作为交通照明使用。如今数字经济时代,中国部分城市正在推动智慧灯杆建设,在基础设施上考虑“物网合一”,灯杆承载了无线基站、Wi-Fi热点、各类传感器等功能,如安防功能,通过摄像头进行实时监控,可以有效地查看交通实况、火灾情况,加强公共设施保护防盗;Wi-Fi功能,为市民提供上网服务和公交车定位服务;传感器可以采集实时环境数据,把温度、湿度等实时的气象数据播放在广告屏上,方便市民出行。 在未来,智慧灯杆可以加装基站,如4G、5G手机通信基站,使其具备互联互通、全面感知、智能协同的功能,而且可以与车联网互通。专家预估未来三年全球智慧路灯市场规模将超过500亿元,由于城镇化及智慧城市的建设发展,预计中国市场智慧路灯规模将超过200亿元。

以无人驾驶为终极目标的智能网联汽车发展要经历“路网合一、车联网、无人驾驶”三步走,同时也是汽车与网络融合的过程。智能化道路是道路沿线的网络覆盖,实现道路与网络合二为一,使每个交通工具都能在路面上随时随地接入网络,城市道路可以通过路灯杆检测到各种交通工具的流量、速度和行人行为,这是无人驾驶的前提。车联网使汽车成为终端的一部分,汽车之间组成本地“雾计算”集群,使汽车可以与附近的车辆进行通信,以保持合理差距,提供车速、变道通知。无人驾驶最重要的不是汽车本身的智能化,而是汽车之间的信息交互网络,包括本地交互和远程交互,具备以上两个条件,无人驾驶才能称得上是安全、可靠的。

城市中的公共停车位加装感应功能,使停车位呈现为网络空间上的“有”“无”符号,并能够和数据结合形成停车管理新模式,城市的设施表面看是物品,本质是网络世界上的一个终端、数据世界中的一个符号。

网络与家居环境的融合

艾瑞咨询《中国齐乐娱乐老虎机官网行业研究报告》数据显示,中国齐乐娱乐老虎机官网市场规模到2020年将达到5819.3亿元。当前家庭中的厨房电器、取暖设备、采光设备、卫生设施、客厅家电都可以实现与通信网络互联互通,不再是传统意义上的家居用品。智能冰箱、智能空调、智能洗衣机、智能影音数码(智能电视、智能音箱)等占比超过40%,在电气化、数字化技术基础上向网络化、大数据又迈进了一步,而且随着人工智能技术的发展,呈现出人机交互、智能语音的趋势,成为物网融合的先锋。

网络与工厂车间的融合

世界工业发展经历了近300年的蒸汽机时代、电气化时代、模拟电路时代、数字化时代,如今工业互联网、工业物联网已经深入人心,数字通信网络已经与车间、流水线、数控机器实现了紧耦合,特别是在工业机器人广泛使用的汽车制造、白色家电制造行业,整体流水线就是“网络+机器臂”,很少再需要人工干预。而实现无人车间需要“物网合一”,要先通过传感器进行感知并进行数据上传,然后经过机器网络互联,实现自动化的控制。流水线实体与网络同步建设,数字化制造技术将OT和IT融合。值得一提的是数字孪生工厂,该工厂将变成一个巨型的3D打印机,使数字孪生的设计变成实物。

网络与移动交通工具的融合

车联网将重新定义汽车,成为无人驾驶的基础设施,因为没有车联网的无人驾驶无法规模化推广,只有当车辆与网络融为一体,车辆成为一个信息收、发网络的终端,才便于将距离几十公里的同时行驶的车辆通过控制系统实现自动推荐式路线、灵活调度,达到交通效率最优模式。在此基础上,通过人工智能技术将机器视觉通过激光、雷达、摄像头等实现车辆对环境数据的采集、分析、判断、执行,所有其他的移动交通工具的生产都可以参照该模式,包括客车、公交车、货车、无人快递车、无人驾驶道路清扫车等,通过不同种类的车辆进行交互,实现交通工具之间的本地边缘计算式的灵活调度、安全行驶。

特斯拉2016年发生的事故便是典型案例,由于后方车辆将前方的拖挂货车上的图案识别为蓝天白云和路牌,而径直撞了上去。显然,如果前方货车实现了车联网,两辆车就会自动在几分钟之前捕捉到对方位置,在相聚几百米之前进行信息交互、变道避让。

未来无人驾驶汽车的安全,第一层是车身毫米波雷达、机器视觉系统,自动避让、主动刹车系统,进行近距离安全防护;第二层是车联网实现车与车信息交互的安全保护,实现中短距离的安全防护;第三层无人驾驶技术对周围环境数据分析后的快速判断系统和在紧急情况下提醒驾驶员接管,实现长距离的安全防护。无人驾驶普及的前提是车网融合。

物网融合的社会价值与愿景
物网融合推动通信产业网运分离


随着我国数字化、“互联网+”、城市光网、农村宽带覆盖等深入推进,电信产业基站数量、网络规模越做越大,但是建设和维护成本也在不断攀升,网络重复建设成本问题依然严重,同时伴随提速降费政策的深入,虽然业务的总量在增加,但是在现有模式下利润增长空间已非常有限。

物网融合的推进、CO机房DC化也将会使5G乃至6G网络建设中“数据中心端”“最后一公里”两端全部交给社会,而多家运营商重复建设的网络也许未来将彻底整合成一张网,各类基站、小区接入等变成建筑开发商的配套能力。实施三同步由电信基础设施公司进行对接验收,推行农村普遍通信网络服务基金,实现规模经济、普遍服务、公共产品化,类似电网、城市自来水管网。网运分离促使电信运营商、互联网企业、虚拟运营商、国外电信运营商各类市场主体一起竞争,真正变成业务创新运营平台(国家发电信业务运营牌照),专注于面向各行各业用户、大众消费者提供各类电信创新服务,促进社会生产、生活深度数字化、信息化,而电信基础设施公司变成类似“机场”为这些企业提供“通道服务”,最后实现云计算,就像“自来水”一样按照流量收取这些电信业务创新公司的服务费,而客户向这些提供服务的电信创新服务公司缴费。

物网融合助力打造中国特色的数字智能社会

数字经济的下一步演进方向是智能经济,物网融合是数字经济发展的成熟形态,它必然是人工智能的基础;网络强国不仅体现为网络速率、网络时延等网络自身指标的提升,还要利用网络技术提高生产效率与生活效率,改善生活方式。

当前互联网创业大潮、共享经济业务模式创新遇到了很多波折,在这些波折的背后是违背经济规律的超前部署,如共享经济,如果物网已融合,变成了基础设施,而不是恶性竞争,则给社会带来的价值更大。如今,我国数字经济的建设已经渗透到各行各业,移动支付已经处于世界领先地位,物联网、车联网、BIM建筑、CIM城市、行业智慧化建设也在逐步推进,形成了中国特色的数字智能经济模式,为我国取得了在数字智能社会的产品核心竞争力、商业模式核心竞争力、产业链的核心竞争力。

物网融合助力人工智能社会早日到来

众所周知,随着人口老龄化、社会生产生活成本的攀升,国民经济不断增长的前提是生产效率的不断提升,而传统“人工+机器”的工业制造模式已经让生产力接近天花板。在物网融合模式下,可以逐步减少人的全部体力劳动乃至简单脑力劳动,改变传统企业的成本结构、社会运行成本结构,使生产效率产生增长拐点。同时,人工智能带来社会生产效率的指数式增长可以将“按需索取”的共产主义理想变为可能,人的健康、知识、素质会在摆脱繁重重复的简单劳动中彻底解放出来,形成人控制机器的全新生产关系。

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