物联网在智慧城市中的应用与发展

物联网在智慧城市中的应用与发展,第1张

智慧城市是指利用各种信息技术或创新概念,将城市的系统和服务打通、集成,以提升资源运用的效率,优化城市管理和服务,以及改善市民生活质量。智慧城市经常与数字城市、感知城市、无线城市、智能城市、生态城市、低碳城市等区域发展概念相交叉,甚至与电子政务、智能交通、智能电网等行业信息化概念发生混杂。

一、物联网的基本组成

物联网技术不仅仅局限于传统的传感网络,也不仅仅局限在为人们提供服务的单一层面,就目前来说,大部分对物联网技术的研究,都认为物联网技术是一种集传感技术、应用服务等多方面体系为一体的综合性网络技术。物联网的组成,大致可以概括为如下四个部分:物联网终端、传感器、网络与物联网服务。

1物联网终端

物联网终端就是指前面提到的“物”。它上面会装有一种名为传感器的电子元件,并与网络相连接。比如大家拿着的智能手机和平板电脑就是物联网终端的一种。这些终端通常起着两个作用:感测和反馈。

感测指的是搜集终端本身的状态及周边环境的状态并通知系统。这里说的状态包括如灯是开是关、房间的温度和湿度、门口有没有人、机器运行的状态,等等。而终端是利用传感器这种电子元件来实现感测的。

反馈是指接收从系统发来的通知后,显示信息或执行指定的 *** 作。系统会基于从传感器搜集到的数据,经过处理后,进行一些反馈,并通常需要通过物联网终端针对现实世界采取相应的行动。反馈有多种形式,包括可视化、通知,以及控制等。通过“可视化”,用户能够使用电脑和智能手机上的Web浏览器或APP随时查看经物联网服务处理后的信息;通过“推送通知”,系统就能在检测到“物”的异常状态或触发某些指令后,将其通知给终端或信息接收者,以达到提醒和告警的目的;通过“控制”,系统就可以直接控制终端的运转,实现自动化 *** 作,而无需借助人工。

2传感器

在物联网终端中,要想搜集终端和环境的状态,就需要利用一个叫做传感器的电子元件。传感器负责把物理现象用电子信号的形式输出。例如有的传感器可以把温度和湿度作为电子信号输出,还有的传感器能把超声波和红外线等人类难以感知的现象转换成电子信号输出,等等。

通过传感器输出的电子信号,系统就能够获取现实世界中的“物”的状态或周边环境的状态了。人们很少单独利用这些传感器,通常都是将它们置入各种各样的物联网终端里来加以利用的。

3网络

在把终端连接到物联网服务时,网络是不可或缺的。物联网使用的网络大体上分为两种:一种是把终端连接到其他终端的网络,另一种是把终端连接到物联网服务的网络。

无法或不需要直接连接到互联网的终端是存在的,而通过把终端连接到其他终端,如连接到负责收集传感器数据的物联网网关设备,就能通过物联网网关把这些不能连接到互联网的终端再集中连接到互联网了。这种网络连接方式在工业领域应用极广,能够节省成本以及提高连接效率。而针对终端之间的连接,蓝牙、ZigBee、LoRa、WIFI是几种比较有代表性的网络标准。

对于技术人员来说,在网络层之上,物联网体系还会划分出如基础设施层、平台层、应用层等不同层次,但对于普通用户来说,可以统称为物联网服务。物联网服务有两个作用:一是从终端接收数据以及发送数据给物联网终端;二是处理和保存数据。

物联网接收从终端直接发来的数据。终端发来的数据内容包括终端搭载的传感器所采集到的信息,以及用户对终端进行的 *** 作等。

而仅仅采集传感器和终端发来的数据,那只不过是将一堆庞大的数据聚在一起而已,很难直接应用这些数据。为了实现具体的应用服务,就需要从采集到的数据中分析出有价值的信息。因此,只有通过对数据进行分析,才有可能掌握终端的运转情况,找出其中蕴含的趋势,提前检测出今后可能会发生的异常情况。这样才能把整个物联网服务从一个单纯的采集数据的系统升华到一项帮助使用者创造价值的服务。

二、物联网在智慧城市中的应用

物联网在智慧城市发展中的应用关系各方各面,从智慧政务、智慧物流、智慧交通、智能家居及其他应用智能化等方面,均可应用物联网技术,以下对其应用做详细的阐述。

1智慧政务应用

“互联网+政务服务”构建智慧型政府,运用互联网、大数据等现代信息技术,加快推进部门间信息共享和业务协同,简化群众办事环节、提升政府行政效能、畅通政务服务渠道,解决群众“办证多、办事难“等问题。

通过政务云、政务数据交换平台及完善的政务信息资源目录体系,实现跨部门的信息共享与资源整合,建立一体化的政务资源体系。

通过整合政府门户网站、呼叫中心等相关政务服务资源,实现政府、企业和公众随时随地通过互联网、电话、移动终端等多种渠道获取一致与整合的政务服务。

通过资源共享及流程整合,完善政务服务监管渠道,为企业、 社会 其它机构和公众等提供一站式服务,实现足不出户就可以随时随地办理相关业务。

2智慧物流应用

智慧物流是一种以信息技术为支撑,在物流的运输、仓储、包装、装卸搬运、流通加工、配送、信息服务等各个环节实现系统感知。全面分析,及时处理及自我调整功能,实现物流规整智慧、发现智慧、创新智慧和系统智慧的现代综合性物流系统。

多元化的数据采集、感知技术,基于物联网的智慧物流,面对的是形式多样、信息关系异常复杂的各类数据,多元化的数据采集、感知技术,为智慧物流提供了基本的技术支撑。

随着物联网的发展,泛在网络将成为信息通讯网络的基础设施,在于其它网络融合的基础上,提供给智慧物流可靠的数据传输技术,为人们准确的提供各类信息。

3智慧交通应用

紧急救援系统:当紧急情况发生时,车主按动车上安装的紧急按钮,通过无线通信接通客服中心。客服人员能够通过GPS技术精确定位,将救援送达车主。在救援过程中,客服人员不仅能一直与车主进行在线的交流,而且能够实时调度救援资源,最小化车主的生命财产损失。

智能导航系统:现行试用的路线推荐系统能够根据司机需求和实时交通信息,推荐最短路径、时间最优路径,甚至为出租车司机推荐最有可能搭载乘客的路线。

4智能家居系统应用

物联网技术在家居中主要应用于安防方面,借助物联网技术进行实时检测,并通过数据传送,启动安防报警器通知安保人员,这是物联网技术在家庭安全保障上的应用,也是当前由家居智能到智慧城市的一大体现。

另外,物联网技术还能够解决家庭琐事,例如其能够通过数据的读取,直接将家庭电表、燃气表、水表等的数据传送于远程的服务器端,并进行自动结算费用。总之,物联网技术在家居生活中的应用多种多样,是当前实现良好生活品质的关键内容。

物联网的发展前景很不错,具体如下:
1更安全的保护措施。在新技术出现之初,它的技术力量几乎都集中在创新上,导致监管水平低下,这就使业界的兴奋、激进和政策、监管的滞后常常形成鲜明的对比。由于物联网设备和基础设施的价格下降,企业在物联网设备上的应用也越来越普遍,这种创新和应用一旦普及,各种新技术的风险也突显出来。
2更普遍使用智能消费品设备。IoT所覆盖的行业人群广泛,从智慧交通、智能物流、医疗、农业、能源等行业应用,到私人智能家居、个人、智能汽车等应用,无论是降低成本,还是提高中国居民的生活质量,都将是中国居民生活质量的巨大提升。

节能环保产业主要上市公司:目前国内节能环保产业的上市公司主要有中国石油(601857)、中国石化(600028)、格林美(002340)、北控水务(0371HK)、首创环保(600008)、洪城环境(600461)、绿城水务(601368)、碧水源(300070)、节能国祯(300388)、博天环境(603603)等。

本文核心数据:节能环保产业产值;节能服务产业产值;环保产业营业收入

产业概况

1、定义

节能环保产业是指为节约能源资源、发展循环经济、保护生态环境提供物质基础和技术保障的产业,加快发展节能环保产业,是调整经济结构、转变经济发展方式的内在要求,是推动节能减排,发展绿色经济和循环经济,建设资源节约型环境友好型社会,积极应对气候变化,抢占未来竞争制高点的战略选择。

根据国家统计局公布的《节能环保清洁产业统计分类(2021)》,节能环保主要分为高效节能、先进环保、资源循环利用、绿色交通车船和设备制造。

2、产业链剖析:产业链庞大

节能环保产业产业链庞大,产业环节众多,包含四大子产业,即节能产业、环保产业和资源循环利用产业。节能环保产业涉及节能环保技术与装备、节能产品与服务等,其产业链长度长、关联度大、吸纳就业能力强。在碳中和、碳达峰大目标的引领下,节能环保产业将对经济增长起到进一步拉动作用。

节能环保产业产业链上游主要是包括钢铁、电子、有色金属、塑料等在内的原材料供应商,这些行业为节能环保产品的生产及工程实施提供原材料,其价格波动直接影响节能环保产业的成本,进而对细分行业的利润产生影响。

节能环保产业产业链下游主要包括电力、钢铁、建筑、化工、机械制造、市政建设行业。工业部门和政府部门是节能环保的重要需求方。

产业发展历程:产业处在战略机遇期

我国节能环保产业发展主要受政策影响,在经历了发展早期(“十一五”期间)、历史机遇期(“十二五”期间)和发展成熟期(“十三五”期间)后,“十四五”期间,节能环保产业正处于新的战略机遇期。

产业政策背景:政策加持节能环保产业成为支柱产业

我国节能环保产业发展主要受政策影响,在国家一系列政策的推动下,我国节能环保产业已成为国民经济新的支柱产业。

产业发展现状

1、节能环保产值规模稳步增长

近年来,国家在财政支出方面,把生态环保、绿色发展作为重要的领域,财政支出逐步扩大。据财政部数据,2012-2021年,全国节能环保财政支出规模年均增长率达88%。从波动趋势来看,2012-2019年,我国节能环保财政支出规模整体呈扩大趋势,2020-2021年有所下降。2021年,全国节能环保财政支出规模达6305亿元。

在国家政策和财政支出的推动下,我国节能环保产业快速发展。据发展和改革委员会公布数据,“十三五”期间,节能环保产业产值由2015年的45万亿元上升到2020年的75万亿元左右。

注:国家发展和改革委员会暂未公布2016年和2019年数据,图中数据为前瞻估算数据。

2、细分市场之节能行业:节能服务产业不断发展

节能行业是节能环保产业的重要细分行业,主要包括工业节能、建筑节能、智能电网和生活节能四个领域,具体发展概况如下:

随着国家及地方政策的不断推进,我国节能服务产业不断发展,产业总产值不断增长,呈逐年上涨趋势。据中国节能协会节能服务产业委员会(EMCA)数据显示,2020年我国节能服务产业总产值达5917亿元,同比增长133%。

近年来,中国节能服务产业节能能力整体呈上升趋势,2020年,我国合同能源管理项目投资对应形成年节能能力4050万吨标准煤,形成年减排二氧化碳10172万吨。

3、细分市场之环保产业:环保产业保持较快增长

近年来,随着中国经济的快速增长、人们环保意识的增强和环境保护工作力度的加大,中国环保产业取得了较大的发展。在国家和各级政府不断加大重视,以及伴随着工业发展产生的大量市场需求等方面因素的作用下,中国环保产业始终保持较快增长。《中国环保产业发展状况报告(2020)》数据显示,2019年全国环保产业营业收入约17800亿元,较2018年增长约113%。

《中国环保产业发展状况报告(2020)》采用环保投资拉动系数法、产业贡献率和产业增长率三种方法预测2020年环保产业营业收入规模大约在16万-2万亿元之间,2021年环保产业规模有望超过2万亿元。

4、细分市场之资源循环利用:循环经济发展取得积极成效

“十三五”以来,我国循环经济发展取得积极成效,2020年主要资源产出率比2015年提高了约26%,单位国内生产总值(GDP)能源消耗继续大幅下降,单位GDP用水量累计降低28%。资源循环利用已成为保障我国资源安全的重要途径。

产业竞争格局

1、区域竞争:产业园区主要集中在长三角地区

从我国节能环保产业园区域分布情况来看,目前我国节能环保已形成明显的产业集群主要集中在长三角地区,其中山东省、江苏省和河南省的产业园数量最多。

2、企业竞争:参与者众多

从企业竞争来看,我国节能环保产业的企业数量众多,以中国环境企业50强为例,根据全国工商联环境商会发布的“2021中国环境企业50强”榜单,A股上市公司33家,港股上市公司10家,新加坡上市公司1家,非上市公司6家。

从营业收入来看,营收过百亿的企业共8家,分别是光大环境、中国天楹、北控水务、首创环保集团、盈峰环境、格林美、重庆水务环境集团和龙净环保,这8家企业营收占全部50强企业营收规模的16%。营收在50亿元至100亿元企业14家,占比约为28%。

产业发展前景及趋势预测

1、“十四五”节能环保产业发展目标及规划

据我国“碳中和、碳达峰”节能减排规划——《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》和《2030年前碳达峰行动方案》,到2025年,绿色低碳循环发展的经济体系初步形成,重点行业能源利用效率大幅提升。单位国内生产总值能耗比2020年下降135%;单位国内生产总值二氧化碳排放比2020年下降18%。

据《“十四五”循环经济发展规划》,到2025年,主要资源产出率比2020年提高约20%,单位GDP能源消耗、用水量比2020年分别降低135%、16%左右,农作物秸秆综合利用率保持在86%以上,大宗固废综合利用率达到60%,建筑垃圾综合利用率达到60%,废纸利用量达到6000万吨,废钢利用量达到32亿吨,再生有色金属产量达到2000万吨,其中再生铜、再生铝和再生铅产量分别达到400万吨、1150万吨、290万吨,资源循环利用产业产值达到5万亿元。

2、节能环保产业规模有望超19万亿元

在“碳中和、碳达峰”和“十四五”的一系列目标和规划的推动下,我国节能环保产业规模将继续扩大。据前瞻分析预测,到2027年我国节能环保产业产值规模有望超19万亿元。

3、节能环保产业将加快数字化智慧化转型升级

近年来,伴随着信息技术、云计算、物联网、大数据等技术在节能环保领域的应用不断深入,节能环保产业与新技术的不断融合进一步带动了节能环保事业的发展。例如,智能电网、智慧水务、物联网解决方案等数字化智慧化升级的节能环保生态正在加速发展。未来,通过数字化智慧化转型升级,我国节能环保产业整体价值将进一步提升。

以上数据参考前瞻产业研究院《中国节能环保行业产业链全景解析与招商策略建议深度研究报告》。

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