物联网在基础设施建设中,具体应用到哪些方面?

物联网在基础设施建设中,具体应用到哪些方面?,第1张

工业、农业、交通等各个领域都应用到物联网技术。ENH数字化施工,例如:公路建设、水电大坝建设、机场建设、铁路建设中利用物联网技术,在压路机、摊铺机、拌合站上安装监测设备,施工过程中实时质量、数据的监测。
重点技术领域:在传感器、信息处理技术、物联网安全技术,尤其是与制造业有关的传感器制造业领域,这些技术也是物联网的关键基础技术;
重点应用领域:在关乎经济安全运行的基础行业例如环境、工业、农业等是物联网十二五规划发展的应用重点,而在民生密切关联的医疗、食品、及社会管理领域,也是物联网十二五规划发展的重点。

物联网应用案例

用途范围

物联网用途广泛,遍及教育、工程机械监控、建筑行业、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、环境监测、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照明管控、广场照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。

展望未来,物联网会利用新一代IT技术充分运用在各行各业之中,具体地说,就是把传感器、控制器等相关设备嵌入或装备到电网、工程机械、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中,然后将“物联网”与现有的互联网整合起来,实现人类社会与物理系统的整合,在这个整合的网络当中,拥有覆盖全球的卫星,存在能力超级强大的中心计算机群,能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制,在此基础上,人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活,达到智慧化管理的状态,提高资源利用率和生产力水平,改善人与城市、山川、河流等生存环境的关系。

具体应用案例

下面列举了集中具体的应用案例,以供参考

1.  教育物联网

应用于教育行业的物联网首先要实现的就是,在适用传统教育意义的基础之上,对已经存在的教育网络中进行整合。对教育的具体的设施,包括书籍、实验设备、学校网络、相关人员等全部整合在一起,达到一个统一的、互联的教育网络。

物联网产业需要复合型人才,至少具备四方面的特征,包括掌握跨学科的综合性的知识与技能、掌握物联网相关知识与技术、掌握特定行业领域的专门知识以及具备创新实践能力。目前国内已有30余所大学开设了物联网专业。有超过400所高校建立物联网实验室。

2工程机械物联网

“工程机械物联网”是借助全球定位系统(GPS)、手机通讯网、互联网,实现了工程机械智能化识别、定位、跟踪、监控和管理,使工程机械、 *** 作手、技术服务工程师、代理店、制造厂之间异地、远程、动态、全天候“物物相连、人人相连、物人相联”。

工程机械物联网目前应用广泛。以NRS物联网智能管理系统平台为例,提升原本工程机械物联网服务由“信息采集服务”向“数据咨询服务转变”。由原来的现场管理升级为远程监控,由传统的制造转变为制造服务,由原来的被动服务提升为主动服务。功能涉及信息管理,行为管理,价值管理三大方面。

信息管理:

区域作业密集度管理

故障预警及远程诊断

车辆运维主动式服务

金融按揭安全性服务

行为管理:

作业人员统计管理

作业工时效率性分析

行为与工效油耗分析

*** 作规范与工效分析

价值管理:

产品全寿命周期成本管理

行为与员工绩效管理

量本利敏感要素判断

多维大数据决策支持

以福田的农机信息管理平台为例,可以对农业所需相关机械车辆进行全球GPS定位、锁车、解锁车、设备工时查询、故障报警等 *** 作,这对促进农业生产,提高工作效率有着至关重要的作用。

3建筑行业物联网应用——塔机监控

塔机智能化的监控管理系统,主要针对检测状态、危险距离预警、故障诊断、信息回传、工程调度等方面工作。例如塔机下面危险区域禁止站人实时提示、与其他高空建筑物距离过近、超出安全距离范围、内部故障预警、诊断、实时显示额定载重量、当前风速、回转角度、当前载重等。

4建筑行业应用——商用混凝土搅拌站

对生产设备的远程诊断和远程维护已经成为当前自动化技术中的一部分。尤其对于那些错误容易诊断和容易排除的情况,派一个服务工程师到现场解决,既增加工程师的工作负荷,又花费时间。而且费用也相应增加。为了缩短故障的诊断与恢复时间,提高有经验的高级工程师的工作效率,那么远程诊断和编程就是必备的部分。例如:“商用混凝土搅拌站产品远程售后服务系统”,可以在远程实现对PLC站进行编程和调试。可是实现混凝土搅拌站的远程控制和数据监控。

值得一提的是三维虚拟仿真技术在物联网的应用,给商用混凝土搅拌站的物联网应用开创了新的时代。系统实现搅拌站与车辆实时运行状态模拟功能。以动画形式呈现搅拌站实时动态信息,其中可包括:工程名称、施工配比、搅拌站配料情况及其他原材料配料情况,搅拌站场景如下图所示。

5石油

石油行业物联网系统主要是使用监控设备和信息系统采集运输油轮数据、码头设备和环境数据、油库数据、原油管道数据等,对这些数据进行整理和分析,将原油运输各个环节的数据进行关联和分析,合理安排船期、实现计算机排罐,提高整个原油运输的效率,同时通过对相关设备和环境的监测,及时掌握设备运行情况,保证整个运输过程的安全可靠。

石油行业物联网系统的总体解决方案包括:油库监测系统、原油管道监测系统、原油管道无人机巡线系统等。

6水利

物联网在水利方面的应用主要是对闸门的液压启闭机的状态检测、远程控制、故障预警等,利用水下机器人对大坝、水库等水下状态进行状态监控、信息回传等工作。

例如:“远程信息服务系统”能够通过智能信息采集终端,将液压启闭机PLC控制器的控制信息通过物理端口(串口)采集到终端,然后通过GPRS通讯模块,利用2G/3G网络或者互联网络将信息传递到远程WEB服务器,使得远端管理人员能够实现远程感知闸门启闭的运行信息。

7城市物联网

城市物联网利用互联网的信息管理平台、二维码扫描、GPS定位等技术,是更贴近人们生活的一种应用,现在变得更加的直观。比如儿童和老人的行踪掌控、公路巡检、贵重货物跟踪,追踪与勤务派遣、个人财务跟踪、宠物跟踪、货运业、各类车辆的防盗等GPS定位、解锁车、报警提示应用。

针对环卫车辆可以对车辆进行实时进行的GPS定位、状态监控、车辆信息查询、运行状态等工作,例如:需要知道目前城市的某区有多少环卫车辆,处于什么哪个街道, *** 作员,工作情况,计划任务等,同时又可以根据实际情况进行工作调度,对故障做提前的预警,对突发情况应急处理,对重要的问题着重处理等。

8.农业物联网

农业物联网的应用比较广泛的是对农作物的使用环境进行检测和调整。例如:大棚(温室)自动控制系统实现了对影响农作物生长的环境传感数据实时监测,同时根据环境参数门限值设置实现自动化控制现场电气设备,如:风扇、加湿器、除湿器、空调、照明设备、灌溉设备等,亦支持远程控制。常用环境监测传感器包括:空气温度,空气湿度,环境光照,土壤湿度,土壤温度,土壤水分含量等传感器。亦可支持无缝扩展无线传感器节点,如:大气压力、加速度、水位监测、CO、CO2、可燃气体、烟雾、红外人体感应等传感器。

9智能家居

这方面的应用就更加的贴近人们的生活,这是关系到人们生活起居、与生命安全息息相关的应用,我们可以通过智能家居的物联网络,进行室内到室外的电控、声控、感应控制、健康预警、危险预警等,比如声控电灯、窗帘按时间自动挂起、感应器感应到煤气泄漏、空气污染指数过高、室内的光线被家具遮挡严重、室内家居摆放设计、马桶漏水、电量煤气不足报警、车库检测、室外摄像检测、未来天气预测、提醒带雨伞、生活备忘录电子智能提醒等多方面的功能应用。

随着物联网时代即将到来,有关新技术将抢走人类饭碗的讨论再度升温。美国 科技 博客TechCrunch撰稿人扎克·苏帕拉(Zach Supalla)近日撰文指出,虽然许多物联网商业模式是通过减少劳动力来提高运营效率,但新技术并不会减少就业

从人类步入 科技 时代开始,有关新技术会抢走我们饭碗的担心便出现了。以蒸汽机为例,当它在17世纪末期被发明出来以后,人们担心蒸汽机的出现预示着体力劳动将走向结束,成千上万靠体力劳动为生的人将丢了饭碗。

然而,蒸汽机非但没有抢走我们的工作,反而在铁路系统等新兴行业以及高生产力工厂创造了全新的就业机会。虽然一些体力劳动者因蒸汽机的发明而丢了工作,但蒸汽机也创造了许多新的工作岗位,比如机器 *** 作员、工程师和维护人员等。

近250年过去了,在一个由技术变革定义的世界里,我们看到了同样的担心和恐惧。截至2015年9月份,亚马逊共部署了3万台Kiva机器人,以实现仓储中心管理自动化,提高运营效率,降低对劳动力的需求。与此同时,市场对软件开发人员的需求不断增长,马克·安德森(Marc Andreessen)在2011年作出的论断——“软件正在吞噬世界”——正变得越来越真实。

未来十年,在新兴的物联网(IoT)时代,这种讨论将再次升温。在一个被打上“将实体的东西都带到线上”这种标签的行业里,许多物联网商业模式将通过减少劳动力来提高效率。我们看到一些企业将垃圾箱与互联网连接在一起,提高部署垃圾清运车的效率——这意味着我们将需要更少的垃圾清运车。无人机将显著减少对大片土地实施勘测所花的时间——这意味着我们将需要更少的勘测人员。在未来十年,每一个涉及电子技术或设备的行业预计都将以这种方式被颠覆。

于是,我们还想问一个曾在17世纪末期被问到过的问题:新技术会抢走我们的工作吗?答案是否定的。以Target为例,这家美国零售商上个月刚刚发布了招聘物联网首席工程师的启示。招聘启事上写道,这个岗位的职责是“为用户打造创新性物联网解决方案”,要求应聘者必须拥有编程语言、代码方面的经验,在工作上采用迭代方法。

除此之外, 科技 咨询公司Janco Associates在最新版企业IT人员工作手册中,将物联网经理确定为手册中新增的三种岗位之一。作为一个高级岗位,它要求经理们负责“技术系统支持的执行和维护,以及现场控制人员的数据传输和回收。”

简而言之,物联网将可以做技术在任何一个领域从事的事情——让低技能工作与高技能工作形成互补。最终,物联网将会导致许多领域简单且重复的工作被大范围取代,比如制造业、质量控制和规划等。但更为重要的是,物联网将导致新就业岗位的出现,这些岗位将用物联网技术帮助单个企业走向成功,甚至会推动整个行业取得成功。

以下即是与物联网有关的三种热门工作岗位:

首席物联网官(CIoTO)

2016年将是CIoTO诞生之年——据市场研究机构Machina Research预测,今年“至少会有一家财富500强企业任命CIoTO”此外,研究表明超过一半的英国企业将在未来一年内聘请CIoTO,并在这个方面展开投资,尤其是在教育、零售和电信等行业。在接受调查的企业中,94%表示将对与物联网有关的项目进行投资,涉及基础设施、安全、研发和人才等方面。

CIoTO将负责推动一系列与技术有关的决策,而这些决策将决定着一家公司的未来发展方向。此外,CIoTO将提出公司的物联网战略,负责开发物联网产品或项目,负责从物联网设备中收集数据,分析和确定各种深刻见解,最终基于这种数据采取行动。

物联网商业设计师(IoT Business Designer)

有些公司正在聘请技术驱动型“物联网专家”,负责管理一些项目或员工,但我们会看到一个更大的行业趋势,即物联网商业设计师的出现,他们是颇具创造力的思想领袖,尽力寻找各种可以通过物联网来解决的商业机遇,然后以 科技 手段挖掘这种机遇。

物联网商业设计师必须对公司未来10年的发展有清楚的认识,可以定义和执行某个项目,而这个项目将成为公司未来10年规划的第一步。此外,他们还必须很懂技术,但又不会痴迷于技术,只要能运用 科技 手段解决问题即可。

全栈开发者(Fuller Stack Developer)

全栈开发者(full stack developer)是指那些熟练掌握后端和前端技术的开发者。具体来说,这意味着开发者必须要懂基础设施、数据库、后端代码(Ruby、Python和Java)和前端代码(JavaScript、HTML和CSS)。

但在物联网时代,这还不够。物联网产品不仅包括与网页应用和移动应用一样的前端和后端系统,同时还包括硬件,而且往往是定制式硬件。这意味着你的“全栈”必须更全面,还要懂嵌入式系统(即固件)以及电气工程学和机械工程学等。因此,你就需要更为全能的全栈开发者了。

这种人才听上去就像独角兽一样稀有,但这些软件工程师的确存在。许多学计算机工程和嵌入式系统的人才已转行从事网页与移动应用开发,因为过去十年这些工作的待遇更丰厚。

行业主要上市公司:主要有中国中铁(601390SH)、中国铁建(601186SH)、中国交建(601800SH)、中国中车(601766SH)、中国通号(688009SH)、思维列控(603508)、京沪高铁(601816)等

本文核心数据:里程规模、动车组产量、竞争格局

行业概况

1、定义

中国国家铁路局颁布的《高速铁路设计规范》文件中将高铁定义为新建设计时速为250公里(含)至350公里(含),运行动车组列车的标准轨距的客运专线铁路。中国国家发改委将中国高铁定义为时速250公里及以上标准的新线或既有线铁路,并颁布了相应的《中长期铁路网规划》文件,将部分时速200公里的轨道线路纳入中国高速铁路网范畴。

在中国高速铁路网概念中,官方文件采用的是广义高铁而不是狭义高铁,只要设计速度达到200km/h以上的铁路就可根据实际情况的需要将它们统筹规划,共同纳入高速铁路网这一栏进行研讨。高铁的主要特点如下。

2、产业链剖析:产业链条长

高铁产业链较长且复杂,整个产业链纵向贯穿基建、产业化制造业、营运服务业,涉及机械、电气、电子、信息技术、材料等多个领域。高铁概念相关产业按价值链主要分为三大周期:即前期铁路基建、中期列车制造及相关设备和后期营运服务相关。

前期主要包括工程承包、工程机械、及桥涵、轨道、隧道等建设中需要用到的各种配套建材。代表企业有中国中铁、中国铁建等。中期主要包括车辆购置、零件配件、专用系统设备等。领先企业包括中国中车、中国通号、铁科院等。整个产业链后市场包括营运、物流公司等服务业相关企业,包括京沪高铁等。

行业发展历程:中国高铁行业正向成为全球引领者行进

我国高铁发展相较于其他发达国家略微滞后,始于20世纪90年代。1990年底完成了《京沪高速铁路线路方案构想报告》,开始了我国高铁建设的初步探索阶段。2004-2015年我国高铁建设依次经历了“引进来”阶段、自主创新阶段、“走出去”阶段,逐步成为全球高铁大大国。2015年至今处于全球引领阶段,我国部分高铁技术已处于国际一流水平。

行业政策背景:政策加持,完善“八纵八横”高铁网布局

2015-2020年我国颁布多项政策促进我国高铁行业发展,从2021年新颁布的政策来看,我国高铁建设规划中提出:对于高铁建设项目应当做好审核,合理制定建设标准、满足财务平衡的要求,避免过度或重复建设。具体政策如下:

据国家发改委、交通运输部以及中国铁路总公司发布的《中长期铁路网规划》内容,我国高铁线网已实现原来的四纵四横,正在完善八纵八横铁路网,并规划到2030年,整个高铁路网要达到45万公里。具体规划内容如下。

产业发展现状

1、高铁动车组产量递减,保有量持续增长

从供给端来看,2016-2021年,中国动车组产量波动下降。根据国家统计局数据显示,2021年中国动车组产量为1021辆,较2020年有较大的下降,降幅达到503%。2022年1-6月全国动车组累计产量为297辆,比上年同期减少了588辆,产量累计同比下降664%;月均产量为495辆。

另国家铁路统计公报数据显示,2016-2021年,中国动车组保有量持续增长,从2016年的2586标准组增长至2021年的4012标准组,2021年较2020年增长48%。

2、高铁营运里程规模庞大,占铁路比重逐年上升

从市场情况来看,2008年,全国高铁营运里程仅6715公里,而从2009年开始,高铁运营里程开始显著提升。截至2021年底,我国高铁总里程已达到4万公里,占全国铁路营运历程的267%。

我国高铁营运+在建里程均处于全球前列。依据Statista数据,截至2021年6月,全球高铁在建里程以中国为首,且远超其他国家。

3、2022年至少7条高铁开工建设

依据RT轨道交通数据,2022年将有不少于11条,设计时速超过250公里的高铁建设完成并通车运营。至少有7条设计时速为350公里的高铁要开工建设。具体如下:

行业竞争格局

1、区域竞争格局

根据企查猫查询数据显示,目前中国高铁注册企业主要分布在江苏省和山东省。其次为广东、河南等省市。整体集中在东部地区,多为交通枢纽地带。

注:颜色越深代表企业数量越多;数据截至2022年9月26日。

从高铁行业上市公司的地区分布来看,北京高铁行业的上市企业数量最多,中国中铁(601390SH)、中国铁建(601186SH)、中国交建(601800SH)、中国中车(601766SH)、中国通号(688009SH)等龙头企业均位于北京。山东、江苏和浙江三省高铁产业的上市企业数量亦较多,山东有山东路桥(000498SZ)等上市企业,江苏有宝胜股份(600973SH)等上市企业,浙江有天铁股份(300587SZ)等上市企业。

注:颜色越深代表企业数量越多。

2、企业竞争格局

2022年上半年,我国铁路工程中标总额约有3346亿元(主要以工程施工、监理、勘察设计以及机电等为主)。项目的建设方主要集中在中国中铁、中国铁建、中国交建、中国建筑、中国电建、中国能建以及中国中冶这7家建筑央企,其中中国中铁的中标金额占比接近50%。

行业发展前景及趋势预测

1、“十四五”建设继续推进,智能化、数字化、绿色化高铁时代到来

在“十四五”建设的大背景下,国铁集团提出基于智能高铁云平台为核心的“2035智能高铁”,主要包括智能制造、智能装备及智能运维三大方面,未来我国高铁行业将朝着这三大方面而努力,早日建成智能高铁。

与此同时,近年来,物联网、云计算、移动互联网、大数据等新一代信息技术发展突飞猛进,在全国提倡建设智慧城市的大背景下,高铁将基于数字化技术,研制运行水平更高、安全性和舒适性更好的高速列车。具体表现在研制不设分相、远程控制的牵引供电系统;研制与全国地震监测台网适时接入的地震监控预警系统;研究基于大数据的固定设备和移动设备智能监测与安全预警技术等,以实现中国高铁技术更先进、更可靠、更安全、更经济、更绿色,持续确立在世界高铁的领先地位。

此外,在当前双碳战略下,绿色节能环保是高速列车的重要发展方向之一,这是全球环境可持续发展的要求,在中国也是生态文明建设的需要。

2、2030年高铁运营里程数有望突破45万公里

从我国新投产里程角度来看,根据《中长期铁路网规划》,到2030年高速铁路运营总里达45万公里左右,因此预计2021-2030年我国高速铁路运营里程新投产高铁里程数达5100公里左右。根据《新时代交通强国铁路先行规划纲要》,到2035年,我国高铁运营里程要达70万公里左右,因此预计2031-2035年我国高铁营运里程新投产高铁里程数将达到25万公里左右。

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国高铁行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

物联网技术主要应用在哪些领域呢?
1、智能交通领域:改进道路环境、确保道路交通安全,运用技术让人和车、道路密不可分。常见的应用行业有智能公交车、共享自行车、智能信号灯和智慧停车场系统等。
2、智慧物流领域:运用物联网、人工智能、大数据等技术在物流运送、派送等环节,完成系统软件的认知、分析和解决。主要应用在运送检测、快递终端设备等方面。
3、智能安防领域:传统的安防对工作人员需求量大,人员成本高,而智能安防系统可以通过机器来完成智能化的分辨工作。常应用在门禁系统和视频监控系统。
4、智慧医疗领域:技术的应用可以根据感应器对患者进行智能化的管理,关键是指医疗智能穿戴设备可以检测记录患者的心率、血压等,方便本人或者医生查看。
5、智能电网和环境保护领域:将物联网技术运用到水、电、太阳能、垃圾箱等设备中,提高资源利用率,降低资源损耗。比如智能水表抄表、智能感应垃圾桶、智能检测水位线等。
6、智慧建筑领域:智慧建筑可以节约资源,降低工作人员的运维管理,现有的智慧建筑主要应用在消防安全检测、智慧电梯轿厢等。
7、智能家居领域:物联网应用在智能家居上,让家越来越舒适、安全、高效,比如扫地机器人,让人们解放了打扫卫生的双手。
8、智能零售领域:智能零售将传统的自动售卖机和便利店进行了智能化的升级和改造,形成了无人零售的方式。
9、智慧农业领域:现代农业通过和物联网技术的紧密结合,可以实现数据的可视化分析、远程 *** 作和灾害预警,在种植业体现为通过监控、卫星等收集数据,畜牧业体现为动物耳标、监控、智能穿戴设备等收集数据,对收集到的数据进行分析,从而做到精确的管理。
10、智能制造领域:制造行业是物联网技术运用的主要领域,主要应用于智能化的加工生产设备监管和厂区的环境监测,设备上可以安装传感器对机器进行远程控制,环境上可以监测湿度、温度和烟感。

建议有强化数据安全保障、提升算法应用能力、增强用户交互体验、完善物联网技术支持和关注平台可扩展性。是基于当前铁路机务音视频分析平台面临的运营和管理情况而提出的,提高数据安全保障、增强用户交互体验和完善物联网技术支持等是铁路机务音视频分析平台需要改进的方面,平台应注重可扩展性和算法应用能力的提升,以满足未来铁路机务运营的不断变化和进步。


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