新型5G智慧園區(qū)建設(shè)的探索與研究

梁 芳，孫 亮，郭中梅（中國聯(lián)通智能城市研究院，北京100048）

0 引言

智慧園區(qū)作為智慧城市重要系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)單元，是區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)調(diào)整和升級的重要空間聚集形式，擔(dān)負(fù)著聚集創(chuàng)新資源、培育新興產(chǎn)業(yè)、推動城市化建設(shè)等一系列的重要使命。通過智慧園區(qū)建設(shè)，以點帶面帶動地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展成為了各級政府經(jīng)濟(jì)建設(shè)的嘗試。通常來說，智慧園區(qū)是充分運用新一代通信技術(shù)、人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)手段，實現(xiàn)全面感知、傳遞、整合園區(qū)各個環(huán)節(jié)，并分析人、物、企業(yè)、園區(qū)管理功能系統(tǒng)之間的各項關(guān)鍵信息，從而對園區(qū)管理、產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)節(jié)能環(huán)保、公共安全、政府服務(wù)、商貿(mào)流通等多種園區(qū)需求做出智能響應(yīng)，促進(jìn)園區(qū)智慧化發(fā)展，最終形成安全、便捷、高效、綠色的園區(qū)發(fā)展形態(tài)。智慧園區(qū)帶來的效益明顯，可提高能源使用效率，實現(xiàn)園區(qū)降本增效運行；可優(yōu)化管理流程，實現(xiàn)園區(qū)全過程控制；可強化統(tǒng)計分析，實現(xiàn)園區(qū)信息資源深度開發(fā)；可提升人員勞動生產(chǎn)率，實現(xiàn)園區(qū)價值輸出；順應(yīng)智慧城市發(fā)展，推動新型戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)發(fā)展等。

1 智慧園區(qū)建設(shè)機遇及挑戰(zhàn)

1.1 迎來機遇

未來我國園區(qū)智慧化建設(shè)需求將繼續(xù)高速增長。根據(jù)統(tǒng)計分析，目前，我國總體園區(qū)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展活力指標(biāo)的平均得分為39.17%，其中，企業(yè)創(chuàng)新政策指標(biāo)得分為38.80%，信息化政策支撐指標(biāo)為32.40%，電商交易商貿(mào)總額基礎(chǔ)占比達(dá)到了園區(qū)業(yè)務(wù)總額的50%以上。為此，各個園區(qū)針對自身發(fā)展定位制定了各自發(fā)展規(guī)劃，但是不約而同地加大了智慧化建設(shè)投資規(guī)模，研究發(fā)現(xiàn)，信息化建設(shè)約占園區(qū)投資開發(fā)成本10%～15%，但2018年全國園區(qū)信息化市場規(guī)模就已經(jīng)達(dá)到2 688億元左右，未來，基于5G、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)帶來的各類智慧化應(yīng)用投資規(guī)模將不容小覷。

5G技術(shù)帶來了新的智慧應(yīng)用場景。2019年6月6日，工信部正式向中國聯(lián)通在內(nèi)的4家運營商發(fā)放5G商用牌照，我國正式進(jìn)入5G商用元年。5G網(wǎng)絡(luò)與4G網(wǎng)絡(luò)相比具有高速率、大帶寬、低時延的優(yōu)勢，ITU為5G定義了三大應(yīng)用場景：eMBB、mMTC、uRLLC。eMBB的典型應(yīng)用包括超高清視頻、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等，可實現(xiàn)視頻產(chǎn)業(yè)新變革。uRLLC的典型應(yīng)用包括智能駕駛控制、工業(yè)控制和無人機控制等，突破了原有對時延極其敏感業(yè)務(wù)瓶頸。mMTC的典型應(yīng)用包括智慧園區(qū)、智慧城市、智能家居等，友好實現(xiàn)了對連接密度要求較高的應(yīng)用場景，并能呈現(xiàn)行業(yè)多樣性和差異化。毫無疑問，5G技術(shù)也為智慧園區(qū)的智慧應(yīng)用場景的落地提供了可能，如無人巴士、無人物流、智能機器人、VR安防、全息會議、智慧展廳等場景。

1.2 面臨挑戰(zhàn)

我國智慧園區(qū)建設(shè)的基礎(chǔ)相對薄弱，傳統(tǒng)園區(qū)普遍存在信息化基礎(chǔ)設(shè)施落后，產(chǎn)業(yè)配套服務(wù)較弱，管理運營不協(xié)調(diào)等問題，因此，智慧園區(qū)的建設(shè)仍需不斷探索與迭代優(yōu)化，目前，智慧園區(qū)建設(shè)中存在不同程度問題，總結(jié)為以下幾點。

a）缺乏頂層設(shè)計。目前，各地政府越來越重視智慧園區(qū)建設(shè)，但是建設(shè)過程中缺乏頂層設(shè)計方案和組織結(jié)構(gòu)部署，導(dǎo)致智慧化項目建設(shè)缺乏集中統(tǒng)籌和規(guī)劃。智慧園區(qū)是整體性且較為復(fù)雜的系統(tǒng)體系，建設(shè)過程中涉及部門較多，為統(tǒng)籌園區(qū)各參與主體的需求，同時統(tǒng)籌園區(qū)資金投入、技術(shù)能力等因素，需要通過科學(xué)合理地制定頂層規(guī)劃方案，有步驟有計劃地整體推動園區(qū)實施落地。

b）信息基礎(chǔ)設(shè)施不完善。信息基礎(chǔ)設(shè)施是智慧園區(qū)建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施和神經(jīng)網(wǎng)元，完善集約的信息基礎(chǔ)設(shè)施能夠為園區(qū)提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)運行環(huán)境、完備的計算資源、充足的存儲資源，從而實現(xiàn)園區(qū)的智慧化轉(zhuǎn)型支撐。而現(xiàn)有傳統(tǒng)園區(qū)忽略了信息基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建和整體協(xié)調(diào)，出現(xiàn)了“數(shù)據(jù)孤島”等現(xiàn)象，導(dǎo)致公共數(shù)據(jù)難以互通、公共資源難以共享。

c）缺失園區(qū)“大腦”。智慧園區(qū)建立需要把園區(qū)各部門、各設(shè)備以及各系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一數(shù)據(jù)集中、分析、處理，并進(jìn)行綜合展示，以便實現(xiàn)對園區(qū)的整體運營和全面感知。園區(qū)智慧運營管理平臺實現(xiàn)全面數(shù)據(jù)匯總和服務(wù)，是園區(qū)的“大腦”。而目前很多園區(qū)設(shè)計中缺少“大腦”的設(shè)計，各個應(yīng)用系統(tǒng)垂直運行，呈現(xiàn)“煙囪式”發(fā)展，各應(yīng)用系統(tǒng)無法聯(lián)動互動以及全面展示。

d）忽略產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)推動。隨著經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展，園區(qū)企業(yè)逐漸向高技術(shù)、新領(lǐng)域、專業(yè)性轉(zhuǎn)變。園區(qū)將是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的集中研發(fā)地，高新企業(yè)群集的區(qū)域，高新產(chǎn)品孵化和生產(chǎn)的基地，是區(qū)域的經(jīng)濟(jì)支撐單元?，F(xiàn)階段IT企業(yè)設(shè)計支撐的智慧園區(qū)更偏重信息管理系統(tǒng)建設(shè)，忽略了園區(qū)企業(yè)經(jīng)濟(jì)增長訴求，無法推動園區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展與升級。

1.3 總結(jié)

基于以上面臨的機遇和挑戰(zhàn)，我們應(yīng)緊扼現(xiàn)有園區(qū)建設(shè)的痛點，迎接新的發(fā)展機遇，以新技術(shù)為引領(lǐng)，以智慧園區(qū)頂層設(shè)計為指導(dǎo)，完善5G等新一代信息技術(shù)信息基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建，打造全局態(tài)勢可感知、可控、可運營的園區(qū)智能運營管理平臺（IOC），全面智慧化園區(qū)管理，加速產(chǎn)業(yè)升級，帶動園區(qū)以及區(qū)域經(jīng)濟(jì)大力發(fā)展。

2 我國智慧園區(qū)建設(shè)典型案例

我國智慧園區(qū)建設(shè)已形成“東部沿海集聚、中部沿江聯(lián)動、西部特色發(fā)展”的空間格局。環(huán)渤海、長三角和珠三角地區(qū)以其雄厚的工業(yè)園區(qū)作為基礎(chǔ)，成為全國智慧園區(qū)建設(shè)的三大聚集區(qū)，其中，東部發(fā)達(dá)地區(qū)的智慧園區(qū)相對來說更為成熟，以下為典型智慧園區(qū)介紹。

2.1 杭州望江智慧產(chǎn)業(yè)園區(qū)

杭州望江智慧產(chǎn)業(yè)園區(qū)是以“科技+金融”為戰(zhàn)略定位，圍繞大視頻、大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)、智慧文創(chuàng)產(chǎn)業(yè)、智慧商務(wù)產(chǎn)業(yè)、智慧金融產(chǎn)業(yè)4類產(chǎn)業(yè)開展，從空間上劃分為智慧核心區(qū)、智慧文創(chuàng)區(qū)、智慧商務(wù)區(qū)、創(chuàng)客孵化區(qū)。作為我國首批智慧園區(qū)建設(shè)試點，望江產(chǎn)業(yè)園區(qū)2017年底營業(yè)規(guī)模達(dá)到了500億元，同比增長68.2%，創(chuàng)新型孵化器數(shù)量達(dá)到8個，是智慧城市、車聯(lián)網(wǎng)等互聯(lián)網(wǎng)解決方案集聚地。

2.2 深圳天安云谷智慧科技園區(qū)

天安云谷位于深圳坂雪崗科技城，聚集云計算，移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，智能設(shè)備、機器人研發(fā)等智慧產(chǎn)業(yè)，是深圳市“十二五”“十三五”重大建設(shè)項目。作為特區(qū)改造示范項目，天安云谷以SMAC新一代信息化技術(shù)應(yīng)用為抓點，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)生態(tài)，構(gòu)建O2O社區(qū)整體在線智慧園區(qū)資源與服務(wù)平臺。目前，天安云谷已實現(xiàn)由傳統(tǒng)的加工制造業(yè)升級為高科技企業(yè)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，人才結(jié)構(gòu)向高技術(shù)人才轉(zhuǎn)換，人均產(chǎn)值大幅提升，園區(qū)一期的年產(chǎn)值已超過800億元，稅收超過50億元，同比改造前增長近6倍。預(yù)計后期將引入3 000家高新技術(shù)企業(yè)，10萬余名高科技人才，年產(chǎn)值約3 000億元，稅收將超過200億元。

3 新型5G智慧園區(qū)建設(shè)思路

5G元年的到來，催生了各行各業(yè)5G智慧應(yīng)用。新型5G智慧園區(qū)是以5G、大數(shù)據(jù)、邊緣計算、AI等新一代信息技術(shù)為引領(lǐng)的新型智慧園區(qū)，隨著5G的正式商用，園區(qū)可實現(xiàn)從基礎(chǔ)設(shè)施、園區(qū)交通、園區(qū)服務(wù)、產(chǎn)業(yè)服務(wù)等多維度場景的全面互聯(lián)和數(shù)據(jù)化，通過智能運營管理平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合，釋放數(shù)據(jù)運營價值，構(gòu)建“園區(qū)智能中樞”，全面助力園區(qū)運營與產(chǎn)業(yè)升級，使智能化建設(shè)成為園區(qū)發(fā)展的助推器與發(fā)動機。

新型5G智慧園區(qū)的建設(shè)思路主要以需求分析為出發(fā)點，切實分析園區(qū)的需求，明確智慧園區(qū)建設(shè)目標(biāo)，以新科技為支撐、新理念為引領(lǐng)、新場景為載體，全面開展智慧園區(qū)建設(shè)。

3.1 需求分析

5G智慧園區(qū)智慧化建設(shè)需求分析遵循需求導(dǎo)向的原則，即滿足園區(qū)參與主體的現(xiàn)實需要和發(fā)展需求。智慧園區(qū)的參與主體包括園區(qū)管理者、園區(qū)企業(yè)、園區(qū)公眾。

園區(qū)管理者是園區(qū)運行發(fā)展和決策的主要部門，全面負(fù)責(zé)園區(qū)的規(guī)劃、建設(shè)與整體協(xié)調(diào)工作，其智慧化需求主要集中在以資源整合和信息共享為基礎(chǔ)的電子政務(wù)、園區(qū)管理、公共服務(wù)、招商引資、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)分析等。

園區(qū)企業(yè)是園區(qū)主要服務(wù)對象，是園區(qū)日常運營的創(chuàng)造性主體，其智慧化需求主要在辦公便捷、產(chǎn)業(yè)升級、創(chuàng)新孵化等方面，如智慧會議、智慧生產(chǎn)、產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)統(tǒng)計、產(chǎn)業(yè)地圖活力分析等。

園區(qū)公眾是園區(qū)內(nèi)的勞動者、從業(yè)者，也可以是居民、游客，是園區(qū)重點服務(wù)的個體對象，其智慧化需求主要集中在以提升幸福感為目標(biāo)的衣食住行等方面，包括公共交通、物流、文體娛樂、教育、醫(yī)療等。

3.2 建設(shè)目標(biāo)

5G智慧園區(qū)將變革園區(qū)在5G新時代的發(fā)展模式與路徑，引領(lǐng)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化建設(shè)方向，圍繞“增效”“促產(chǎn)”“便民”開展，致力于打造“五位一體”園區(qū)，即泛在感知寬帶園區(qū)、科技賦能宜產(chǎn)園區(qū)、高效睿智精治園區(qū)、綠色節(jié)能生態(tài)園區(qū)、便捷創(chuàng)新親民園區(qū)。主要包括如下內(nèi)容。

新科技，以新技術(shù)為支撐，充分釋放新技術(shù)引擎價值，以5G、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、VR/AR等技術(shù)為載體，并通過技術(shù)的高度集成，實現(xiàn)全域空間感知、全時數(shù)據(jù)融合、全場景智能覆蓋。

新理念，以先進(jìn)理念為引領(lǐng)，順應(yīng)數(shù)據(jù)為王的發(fā)展趨勢，以數(shù)據(jù)智能和價值再造為核心，實現(xiàn)全要素數(shù)字化融合，多類數(shù)據(jù)連接、融合、共享、協(xié)同，助力產(chǎn)業(yè)園區(qū)新發(fā)展。

新場景，以創(chuàng)新場景為載體，挖掘數(shù)據(jù)價值，充分發(fā)揮應(yīng)用場景創(chuàng)新活力，以產(chǎn)業(yè)需求與管理需求為核心，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)服務(wù)創(chuàng)新智能、園區(qū)運營精準(zhǔn)高效的場景體驗，挖掘產(chǎn)業(yè)園區(qū)的數(shù)據(jù)價值。

4 5G智慧園區(qū)建設(shè)策略建議

基于以上需求分析，本文以某視頻文創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園為例，闡述新型5G智慧園區(qū)建設(shè)策略。以5G、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新一代信息技術(shù)為基礎(chǔ)，以園區(qū)智能運營管理平臺為主，全面打造安全管理、全局態(tài)勢感知、事件可管可控等精細(xì)化運營的智慧園區(qū)，全面賦能園區(qū)智能管理，同時，助力產(chǎn)業(yè)升級，聚焦5G等技術(shù)帶動的4K/8K、VR/AR等發(fā)展方向，全面推動數(shù)字視頻產(chǎn)業(yè)的內(nèi)容生產(chǎn)、制作、交易等視頻產(chǎn)業(yè)上下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展。主要策略為以下幾點。

4.1 頂層設(shè)計引領(lǐng)

智慧園區(qū)頂層規(guī)劃，主要是遵循需求、安全和服務(wù)原則，為后續(xù)的智慧園區(qū)規(guī)劃提供指導(dǎo)，編制相應(yīng)的規(guī)劃文件和概算，優(yōu)化智慧園區(qū)整體設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計，以便于完善基礎(chǔ)設(shè)施，提供智慧化信息服務(wù)。通過統(tǒng)一頂層規(guī)劃設(shè)計指導(dǎo)，避免信息孤島、重復(fù)建設(shè)、資源不共享等問題，發(fā)揮頂層規(guī)劃覆蓋面廣、滲透性強、帶動作用明顯的優(yōu)勢，助力園區(qū)統(tǒng)一高效的智慧化建設(shè)。

4.2 筑基基礎(chǔ)設(shè)施

信息基礎(chǔ)設(shè)施是智慧園區(qū)公共信息資源，是解決信息共享、資源共享的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。某視頻文創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園的產(chǎn)業(yè)鏈條包含了數(shù)字視頻內(nèi)容的采集、傳輸、存儲、分發(fā)等全流程，對智慧園區(qū)里的網(wǎng)絡(luò)、云資源等基礎(chǔ)設(shè)施提出了較高要求。為此，建議建設(shè)高速泛在的5G移動網(wǎng)絡(luò)，為“大帶寬”“低時延”“多連接”新一代智慧應(yīng)用場景提供支撐；建設(shè)園區(qū)智能光網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建視頻國際大通道；搭建“5G邊緣云+私有云+超算云”多元計算設(shè)施，實現(xiàn)園區(qū)視頻數(shù)據(jù)存儲、計算、交換等功能的快速響應(yīng)；打造CDN精品網(wǎng)絡(luò)，提高用戶訪問該視頻文創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園數(shù)字內(nèi)容的訪問及播放速率。通過以上“感知園區(qū)”“寬帶園區(qū)”“云端園區(qū)”“視頻精品網(wǎng)”的打造，構(gòu)建泛在感知的天空地一體的立體化時空感知網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)園區(qū)“人、事、物”多維全面感知。

4.3 構(gòu)建園區(qū)中樞

園區(qū)智能運營管理平臺（IOC）是對智慧園區(qū)的整體運營、全面感知平臺，可對園區(qū)各部門、各設(shè)備以及各系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一數(shù)據(jù)分析和綜合展示。建議以云網(wǎng)一體基礎(chǔ)設(shè)施為基礎(chǔ)，綜合利用物聯(lián)網(wǎng)、BIM+GIS、可視化等技術(shù)，創(chuàng)新園區(qū)“全要素、全過程、可視化、智慧化”的模式，對園區(qū)內(nèi)的人、物、環(huán)境、事件進(jìn)行統(tǒng)一管理，將各類子應(yīng)用系統(tǒng)接入，對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取、匯聚和存儲，構(gòu)建園區(qū)三維模型，實現(xiàn)基于三維模型的可視化展現(xiàn)、協(xié)同管理、決策支持等。

4.4 打造5G特色應(yīng)用

5G技術(shù)為新一代智慧園區(qū)帶來了新的應(yīng)用場景，針對某視頻文創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園以數(shù)字視頻為產(chǎn)業(yè)特征的需求，打造5G特色應(yīng)用，擴大園區(qū)品牌形象，向全國推廣示范。比如：

a）5G云采編，基于5G網(wǎng)絡(luò)的云采編平臺，實現(xiàn)各類終端遠(yuǎn)程從素材獲取到最終發(fā)布的全部功能，滿足園區(qū)廣電、媒體企業(yè)快速高效生產(chǎn)的需求。

b）5G智能安防，通過5G提供的高帶寬、低時延、實時位置感知實現(xiàn)海量高清視頻流的采集、處理、智能分析，全面提升園區(qū)的安全防護(hù)能力。

c）5G智慧出行，利用5G低時延高可靠場景，推廣無人巴士、無人物流應(yīng)用，方便園區(qū)公用出行。

d）5G智能機器人，采用5G、AI、MEC、激光導(dǎo)航、即時定位與地圖構(gòu)建（SLAM）技術(shù)、自主避障技術(shù)、智能識別技術(shù)等技術(shù)，以服務(wù)機器人形式實現(xiàn)智能導(dǎo)航、智能巡檢等服務(wù)，多方位提升園區(qū)智能服務(wù)水平。

4.5 完善智慧運營支撐

構(gòu)建AI引擎、大數(shù)據(jù)引擎、物聯(lián)網(wǎng)引擎等園區(qū)基礎(chǔ)能力，完成智慧園區(qū)各系統(tǒng)的綜合運營，實現(xiàn)各系統(tǒng)運行及融合提升，發(fā)揮智慧園區(qū)最大價值。如通過園區(qū)物聯(lián)引擎，聯(lián)動園區(qū)進(jìn)出口監(jiān)控、樓宇內(nèi)部監(jiān)控等各監(jiān)控部署點，實現(xiàn)針對某人員的位置信息的確立，建立軌道地圖，利用AI引擎，對人員行為進(jìn)行分析，實現(xiàn)全方位的園區(qū)安全防護(hù)及管理；充分整合利用視頻相關(guān)多維數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)引擎，挖掘園區(qū)數(shù)據(jù)價值，助力視頻產(chǎn)業(yè)園區(qū)視頻產(chǎn)業(yè)地圖和精準(zhǔn)招商指數(shù)體系的構(gòu)建，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級等。

5 結(jié)束語

智慧園區(qū)建設(shè)是實現(xiàn)智慧城市的重要舉措，是我國城市化建設(shè)的重要內(nèi)容。新型5G智慧園區(qū)通過夯實5G等新一代信息技術(shù)的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，賦能智能能力引擎，創(chuàng)新發(fā)展5G智慧應(yīng)用，以園區(qū)智能運營管理平臺（IOC）為核心，將高新科技與智能技術(shù)滲透到園區(qū)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理各個方面，為園區(qū)入駐企業(yè)提供高效、便捷、安全的園區(qū)管理和公共服務(wù)，打造優(yōu)良的創(chuàng)新、發(fā)展環(huán)境，提升園區(qū)對企業(yè)創(chuàng)新等要素的吸引力和凝聚力，擴大產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間，加速產(chǎn)業(yè)集聚，有力推動我國智慧園區(qū)建設(shè)。