智慧城市报告：5G发展的利益格局和实施难点分析

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导读

5G为智慧城市的电网、能源、交通、安防等方面提供解决方案，带来了多方面的社会效益和经济效益。5G被认为是万物互联的开始。第五代通信技术将不仅仅带来网速的提高(eMBB)，更意味着可靠的低延时(uRLLC)海量物联网(mMTC)。

来自埃森哲的5G智慧城市趋势报告，从经济效益和应用规模的角度介绍基于第五代通信技术的智慧城市解决方案，包括智能电网、智慧交通和智能安防。

5G效益

▲5G与智慧城市将造福所有社区类型

相比于以前的通信技术，5G所需的基础模块将更(以前的大概需要250英尺高的信号发射塔)小( small-cell sites)，布局更密(大概是3、4G的10到100倍)，以支持更全面、更稳定、更高效的网络连接。因此，5G的基建部署不仅需要运营商的投资，还需要政府提供鼓励措施予以支持，规划部署，改变收费结构。

作为下一代通信技术，5G庞大的高速无线网络提供了(美国)智慧城市解决方案，可以应用于车联网(智能城市交通)和智能电网管理，带来1600亿美元规模的成本节约和相关收益，显著改善资源利用率，减少交通时间，提供更全面的高速宽带覆盖(目前没有高速宽带的美国人近5%)以支持远程办公、在线学习和技术认证等，以帮助各类社区发挥杠杆作用，确保政府、企业竞争力。

▲5G经济效益

为此，电信行业/运营商将从2017年开始，投入2750亿美元资金。其中，930亿美元用于基建，剩下的用于网络设备、工程、规划等。除了这些直接收益，部署5G的过程中，也将创造300万个工作岗位，为美国提供5000亿美元的GDP增长。

▲5G可能带来的就业机会

其中，220万个工作岗位来自(7年间)基建部署过程产生的5万新的建筑工种(每年12万就业机会)，对应4200亿美元GDP；87万工作岗位来自于更广的高速宽带对于工作(远程办公)、就业培训方式(在线学习课程、技能认证/证书)的支持带来的劳动力竞争优化，对应约900亿美元GDP。对于大型社区，如芝加哥，我们可以创造9万就业岗位；对于人口较少的中小城市(3到10万)，新增就业岗位月300到1000个；预计整个加州新增11000个就业机会，受影响的相关长期工作岗位有375000个。

▲5G满足了智慧城市对通信的要求

除了上述社会效益，5G还能直接推动智慧城市建设进程，上至街灯下至下水道，5G意味着更快的应用程序响应和更广的设备连接，用例包括车联网、自来水管自动检漏传感器等。本报告接下来将截取能源、交通和公共安全三个领域的5G智慧城市用例进行详细说明。

智能电网

▲智能电网为查特怒加市节省了140万美元

基于5G的智慧城市重要解决方案之一就是智能电网(Smart Grid)，预计未来20年相关整体效益达2万亿美元。

智能电网是电力传输网络系统，又称电网2.0，体现出电力流、信息流和业务流高度融合的显著特点，可以帮助更好的检测能源消耗，预测应用需求，支持负载平衡，减少用电高峰和停电、维修时间，从而降低能源成本，提高能源输送和使用效率，增强电网运行的安全性、可靠性和灵活性，实现电网与用户的双向互动。

通过安装智能电网，查特怒加市(美国田纳西州东南部城市)在一场严重风暴中减少了50%的停机时间，节省了140万美元的风暴中的运营成本。根据派克调查机构的最新报告，智能电网技术市场将从2012年的330亿美元增长到2020年的730亿美元，8年间，市场累积达到4940亿美元。

更具象的能源用例还有智能照明，即根据路段有无行人、车辆自动调光的照明系统，既能节约能源，又能保护社区安全，结合空气质量检测设备还能节约设备运营、维护成本。目前，圣地亚哥和巴塞罗那已经采用智能照明系统。因为这些路灯，圣地亚哥每年省了190万美元，预计该系统有潜力每年为全美节约10亿美元。

智慧交通

▲5G V2V有望减少25%的油耗

基于5G的智慧交通系统将更为联动，可以提高社区交通效率，减少堵塞的发生。

对于公共交通，5G可以帮助减少乘客等待时间，优化公交车库存，提供实时更新的乘客信息、车辆信息，甚至支持动态公交路线；

车辆、路灯等设备的信息互通还能帮助智能泊车，避免停车位的拥堵和闲置，提高27%的停车收入；

此外，5G智慧交通将帮助实现车型分类，根据路段运载能力安排车辆形式路线，支持智能交通管理，每年为中型城市的司机和相关人员节省约1亿美元，减少40%的交通阻塞事件，从而带来额外的生产力，改善居民生活质量。

智能安防

▲5G实时监控帮助警察和民众提高危机反应时间

公共安全是智慧城市很重要的一个环节，其背后的创新驱动力在于可控的广泛的无线连接。

目前，芝加哥正在利用基于4G的实时监控视频，帮助急救人员在到达场景之前进行状况评估。而基于5G的智慧城市安防系统，将不仅提供高清、实时的视频信息，甚至还可以实现自动的面部识别(针对罪犯和失踪人员)。

旧金山也运用无线传感器，生成详细的实时的火器/枪支探测，一旦发现有人使用枪支，传感器可以对其进行三角定位，有时甚至能识别强制型号，并将信息发送给警局，从而加快响应时间和部署时间，最终减少了部署该系统的社区近50%的枪支犯罪事件。

此外，还有很多社区运用无线传感器进行气象系统部署，发出气候预警，在龙卷风、洪水等气候事件中为司机提供路线导航，避免极端气候造成的死亡。

5G发展的利与难

▲5G“基建”模块部署示意

如上所述，面向智慧城市的5G网络是连接整个城市系统无线传感器的网络，因此比之4G需要更高密度的基建布局。有幸的是，目前的5G技术支持小单元基建，不用辛苦搭高塔了。5G“基建”模块将被密集的放置在路灯、建筑物的侧面、电线杆等地方，实现全面覆盖。

这种基于中央调度(升级现有的4G信号塔)的广泛的分布式“基建”模块部署有利于实现更快、更多数据、覆盖更广的可扩展的信息传输，避免因为一个模块的故障而造成的通讯中断，同时满足专业化和多样化的用户需求，确保最优的应用程序服务质量(如道路-V2V、社区-枪支监测等)。

虽然优点多多，部署起来却要面对以下三方面挑战：当地法规、公共权力、成本结构。

目前，(美国)地区对于5G“基建”模块的批准程序大概耗时18到24个月(在许多城市，审批周期需要数个独立的法庭批准)，比得上一个大型发射塔了，再想想5G“基建”模块的布局密度是4G的100倍(有些城市对基建模块的审批是一个一个独立来的)，电信运营商和市政当局可谓压力山大。

公共权利方面，运营商在部署5G基建模块的时候需要找一个有数据库权利的合作伙伴，以及操作管理员。换言之，5G涉及的利益方太多，对应了太多的授权和审批，不利于便捷快速的站点访问/智慧城市服务。为此，联邦通信委员会(FCC)正在针对个体案例促进当地公共事业单位和企业之间的合作。

再来看成本结构，包括部署基建模块的费用和其他的收购费用(包括租金) ，这个肯定不能一个一个模块独立来，但5G却还要求高容量光纤、新频谱等，以此造成的投资回报担忧(运营商成本考量)可能导致5G部署进程的减慢，影响社区竞争力和经济发展。

因此，如何协调利益方，优化成本结构，促进释放经济效益成为5G部署的关键考量。

埃森哲建议，市政当局应简化批准过程，节约部署的时间成本，并利用街灯和其他街道设施允许资源的重复应用，对基建模块进行批量审批;同时，社区不应仅从付费服务考量成本收益，还应考虑新型城市网络带来的就业机会和经济竞争力(联通城市和乡镇)，以及对公民生活的改善，鼓励运营商部署5G，并针对基于街道设施的5G基建创造简单的管理方式，减少不必要的文书工作，优化管理费用。

智东西认为，5G的本质是更广、更快、更强的基于无线传感器的信息技术，指向了更高效、更及时的资源利用，为智慧城市的电网/能源、交通、安防等方面提供了直接的解决方案，从而带来多方面的社会效益和经济效益。在基建部署方面，基于大型信号塔结合分布式小型高密度基建模块的方案比较成熟，满足了广覆盖、快响应的专业化并且多样化的需求。而埃森哲指出的基建三难对于我们(工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部牵头，中国移动、中国联通、华为、大唐电信、中兴等通讯龙头联合成立的IMT-2020(5G)推进组)而言，是不存在的。

来源： 智慧城市行业动态（版权归原作者及刊载媒体所有）

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编辑 / 杨长龙    审核 / 韩    磊     荐稿 / 闻小玖

指导：万剑华教授(微信号wjh18266613129)