2023数字城市公共基础设施建设技术规范.docx
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1、数字城市刚刚基础设施建设技术方案2023.10目录一、数字城市公共基础设施建设面临新形势1(一)国家政策引导1(二)技术发展引领2(三)建设需求转变3二、数字城市公共基础设施市场规模扩大化5(一)城市数字底座主要建设领域51、算力基础设施52、网络基础设施103、新技术基础设施14(二)城市公共基础设施数字化建设领域171、智慧交通182、智慧水务193、智慧能源204、智慧环卫205、智慧园林216、智慧路灯227、综合管廊23(三)数字城市公共基础设施建设要点241.以系统思维推动数字城市公共基础设施智慧化建设242 .以技术应用驱动数字城市公共基础设施高质量发展243 .以模式创新赋能数
2、字城市公共基础设施可持续发展25三、数字城市公共基础设施建设需求细分化25(一)不同地域数字城市公共基础设施建设方向26(二)不同能级数字城市公共基础设施建设方向311、一线城市以深圳为例322、二线城市以武汉为例343、三四线城市以宜昌为例37四、国内外数字城市公共基础设施建设观察39(一)中国上海一防汛防台“四道防线”40(二)中国上海一一“智算宝山”41(三)中国深圳一一数字李生先锋城市42(四)中国武汉中建光谷之星43(五)中国合肥一一城市生命线工程“合肥模式”44(六)加拿大多伦多GoogleSidewalk45(七)日本静冈县一一丰田“编织之城”46五、数字城市公共基础设施建设相关
3、建议47(一)坚持规划引领,加强制度保障47(二)夯实技术基础,拓展应用场景48(三)规范管理机制,联动多方主体48(四)完善治理体系,提升城市安全49(五)创新投资模式,激发市场活力49附录一:国家和地方层面相关政策汇总51附录二:数字城市公共基础设施建设领域相关企业54图目录图1:20172022年中国数据中心机架规模(万架)7图2:20192025年中国数据中心市场规模(亿元)8图3:20172023年中国云计算市场规模(亿元)9图4:20172022年中国公有云和私有云市场规模(亿元)10图5:20192023年6月中国5G基站建设数量(万个)11图6:20172023年中国物联网市场
4、规模(万亿元)12图7:20152021年全球卫星互联网产业总产值(十亿美元)14图8:20182030年中国商业航天市场规模(万亿元)14图9:20202027年中国人工智能产业市场规模(亿元)16图10:20172023年中国区块链市场规模(亿美元)17图11:20182023年中国智慧交通市场规模(亿元)19图12:20152021年城市市容环境卫生基础设施投资额(亿元)21表目录表1:部分试点城市中长期规划建设综合管廊里程数23表2:2023年不同省市数字城市建设内容28表3:深圳市数字化转型工作责任单位33表4:武汉市数字化转型工作责任单位35表5:宜昌市数字化转型工作责任单位38一
5、、数字城市公共基础设施建设面临新形势城市基础设施是保障城市正常运行和健康发展的物质基础。经过多年的数字化、智慧化发展,我国新城镇建设持续深入,城市数字化转型战略持续升级,国家政策加速推动城市基础设施建设信息化、网络化、智能化发展,新一代信息技术应用不断赋能城市基础设施应用场景创新及行业场景延伸,城市高质量发展需求加快促进城市基础设施建设运营模式转变和创新。数字城市公共基础设施建设正逐步成为城市数字化转型的重要驱动力量,形成确保城市高质量发展,构建城市现代化基础设施体系的重要基础。(一)国家政策引导党的二十大报告中明确提出“加强城市基础设施建设,打造宜居、韧性、智慧城市”。2020年8月,住房和
6、城乡建设部联合六部委印发了关于加快推进新型城市基础设施建设的指导意见,落实中央关于加强新型城镇化建设和新型基础设施建设的决策部署,强调在城市基础设施领域推进数字化、网络化、智能化建设和改造更新,提升城市的承载能力和管理服务水平,推动城市高质量发展。2021年3月发布的中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要,将新型基础设施作为我国现代化基础设施体系的重要组成部分,明确提出“统筹推进传统基础设施和新型基础设施建设,打造系统完备、高效实用、智能绿色、安全可靠的现代化基础设施体系”。2022年7月,住房和城乡建设部联合国家发展改革委发布“十四五”全国城市基础设施建设规
7、划,将“基础设施的体系化、品质化、绿色化、低碳化、智慧化发展”作为发展目标,提出“适度超前布局有利于引领产业发展和维护国家安全的基础设施”,并将“加快新型城市基础设施建设,推进城市智慧化转型发展”列入重点发展任务。与国家层面发布的“新基建”“新城建”领域支持政策相呼应,全国各地也相继出台了地方层面的支持政策,重点布局云计算、5G、物联网等数字化基础支撑能力设施建设,并且注重城市公共基础设施数字化建设,将民生领域智能化、市政智能化和政府的数字治理能力作为主要应用场景。(二)技术发展引领城市数字化转型是数字化浪潮背景下城市发展的必然要求,而数字技术的运用及数字基础设施的建设则成为城市数字化转型的关
8、键举措,科技创新将为城市数字化转型提供强劲驱动力。当前,云计算、5G、物联网、数字李生、人工智能、区块链等新技术,已经广泛应用到城市数字基础设施建设。依托高速率、大容量、低时延高可靠的5G技术搭建的高速网络环境,大大加强了数字城市的网络通信基础,解决了信息大批量高速度传输效率的问题。以泛在感知为特点的物联网技术解决信息自动采集、获取和传输的障碍,奠定城市数字化、智慧化建设最重要的基础。云计算技术解决信息高效处理的问题,为信息技术应用快速推广提供新型商业模式,云计算服务的边际成本递减特性,深刻地改变人们的生活、企业生产以及政府的管理方式。数字李生城市正逐步深入城市全要素表达、业务预警预测、场景仿
9、真推演、态势感知、智能决策等多个环节,城市运行数字化场景的可视化感知、交互运行能力不断提升,成为各地城市数字化转型的重要探索方向。人工智能正逐渐成为数字城市至关重要的技术组成部分,通过机器学习驱动的人工智能机器分析得到的数据,帮助城市数字化治理开展智能预测分析,辅助决策规划。融合了点对点网络、数据加密、共识机制、智能合约等技术的区块链创造性地建立了由技术支撑的信任机制,解决了数据可信流动的问题,为城市基础设施数据的可信流转提供了低成本的解决方案。前沿技术的应用为城市基础设施建设提供了强有力的支撑,不仅形成了丰富的应用场景,如智慧社区、智慧交通、智慧市政等,同时有效提升了城市服务供给能力和治理效
10、率。(三)建设需求转变当前,我国城市发展由粗放式大开发向高质量建设趋势转变C为满足人民群众对城市美好生活的向往,习近平总书记提出“人民城市人民建,人民城市为人民”的重要理念,深刻揭示了我国特色社会主义城市建设的人民性。2022年我国城镇化率已经达到65.22%,城镇化建设已经处于快速发展的中后期,随之产生且日益突出的“城市病”问题制约着城市综合承载能力的提升,1国家统计局统计数据。进而限制了城市经济的增长。随着新型城镇化发展不断深入,面对城市人口数量增长和产业发展对城市公共基础设施的更高需求,如何高效提升城市承载能力、整体提高城镇化质量和效率,成为新阶段的重要目标。城市公共基础设施由功能单一化
11、、系统孤立化向应用协同化、场景智能化方向转变。“十四五”时期,新型城镇化建设深入推进,城市建设更加关注人的体验,对防灾减灾、应急处置等城市基础设施服务承载能力以及空间治理、社会治理等领域全生命周期协同管理能力提出了更高要求。我国传统城市信息化基础设施建设体系性不强,设施功能单一且服务效能不高,重硬件轻软件现象普遍,不能有效支撑新时期城市建设发展。随着数字城市公共基础设施建设发展,城市数字底座逐步夯实,公共基础设施数字化改造稳步推进,将有力支撑融合应用数字化场景打造,提升全生命周期协同发展能力,成为加快城市数字化转型,建设宜居、韧性城市的重要手段。城市数字基础设施建设由“重建设、轻运营”发展模式
12、向投建管运一体化模式转变。早期数字城市建设实践,常常存在“以技术为本”“重经济效益、轻民生价值”等现象,造成城市资源浪费,可持续发展能力不足。同时,传统的“总集成商+分包商”的模式很容易造成企业各自为政、各自基于自有产品和技术来实施,形成数据信息孤岛的格局。在“以人为本”的新型城镇化建设的核心理念指导下,我国城市基础设施进入补齐短板、提升功能、优化服务和融合发展并重的发展阶段,原有的项目建设模式已经不能与当前的建设要求相匹配,紧抓数字城市建设主线,创新管理手段、模式和理念,创新数字城市公共基础设施建设模式,提高城市规划、建设、管理体系化和智能化水平成为重要探索方向。二、数字城市公共基础设施市场
13、规模扩大化数字城市公共基础设施包括城市数字底座和城市公共基础设施数字化两大内容。城市数字底座,是通过建设城市数字化的基础支撑能力设施,整体赋能行业信息基础设施演进升级,包括算力基础设施、网络基础设施以及新技术基础设施。城市公共基础设施数字化,是指新型信息技术深度融合应用于传统公共基础设施,通过全流程数据能力的增强,传统基础设施对外提供服务的种类和方式发生变化,形成新的城市融合基础设施形态,是城市公共基础设施转型升级的主要方向。(一)城市数字底座主要建设领域随着我国新型城镇化战略升级,数字城市已经成为城市发展的重要方向。通过算力基础设施、网络基础设施、新技术基础设施等城市数字底座建设,将有力推动
14、城市数字化转型,深度赋能城市治理体系和治理能力现代化,助推社会服务便利化普惠化,为拓展新消费、新制造、新服务提供重要支撑。1、算力基础设施算力基础设施为数字城市所需的数据存储、计算能力等提供支撑。随着新一轮科技革命的兴起,多种ICT技术融合发展和各行各业加速数字化转型,促使全社会数据汇聚利用需求爆发式增长,对算力需求不断增强。为适应这一发展趋势,以数据中心、云计算等设施构成的数字城市多层次计算设施体系正在演化形成。东数西算战略将带动新一轮算力基础设施建设,东部地区数据中心建设以中小型为主,满足工业互联网等平台的实时数据传输、存储、计算需求;西部地区数据中心建设以超大型、大型为主,满足非实时数据
15、的传输、存储、计算需求,如生产生活数据。具体而言,东数西算工程的实施,加速推动了算力基础设施上游设备制造业和下游数据要素流通、数据创新型应用和新型消费产业等集聚发展。(1)数据中心数据中心作为重要的数据中枢和算力载体,是为集中放置的电子信息设备提供运行环境的建筑场所2,照标准机架规模分为超大型、大型和中小型三种类型数据中心。长期以来,我国东部地区城市数字化转型速度相对较快,对算力需求较高,数据中心数量较多;西部地区数字化建设速度相对较慢,算力需求较低,数据中心数量较少。由于用地指标等现实制约,东部地区城市难以布局建设超大型、大型数据中心,中小型数据中心成为此类城市新的主要选项。随着东数西算战略
16、进一步贯彻落实,目前数据2根据数据中心设计规范(GB50174-2017),数据中心包括主机房、辅助区、支持区和行政管理区等。主机房主要用于数据处理设备安装和运行的建筑空间,包括服务器机房、网络机房、存储机房等。辅助区用于电子信息设备和软件安装、调试、维护、运行监控和管理的场所,包括总控中心、测试机房、消防和安防控制室等。支持区为主机房、辅助区提供动力支持和安全保障的区域,包括变配电室、空调机房、电池室等。行政管理区用于日常行政管理及客户对托管设备进行管理的场所,包括办公室、门厅、值班室等。中心东密西疏的建设布局将有所改变,西部地区将成为超大型、大型数据中心建设选址的优质选择。东数西算工程推动
17、新建数据中心向中西部地区以及北上广深一线城市周边布局,也将带动相关产业有效转移集聚,促进东西部数据流动、价值传递。从机架数来看,截至2022年底,我国为公众提供服务的数据中心机架数达81.8万个,比2021年末净增8.4万个。从市场规模来看,2019年至2021年数据中心市场规模复合增长率为30.7%,随着相关企业不断拓宽服务边界,预计到2025年市场规模将突破3600亿元。总机架数量(万架)大型规模以上机架数量(万架)图1:20172022年中国数据中心机架规模(万架)资料来源:工信部、浙商证券图2:20192025年中国数据中心市场规模(亿元)资料来源:中国信通院、浙商证券(2)云计算云计
18、算是以互联网为核心,提供安全、快速、便捷的数据存储和计算服务。我国云计算行业经过多年的发展,已经进入到高速发展期,市场规模不断扩大。根据云计算市场规模统计数据,2022年我国云计算市场规模达4550亿元,预计2023年我国云计算市场规模将达到6192亿元)从云计算的细分市场来看,公有云的市场规模远超私有云,且增速较快。近年随着云计算应用技术的成熟,侧重于满足行业数字化能力的行业云和服务政府、国企客户的国资云兴起。云计算在行业领域的应用,已经从互联网拓展到政务、工业、医疗、交通等传统行业,但各行业应用水平参差不齐,其中互联网和信息服务业已经实现云计算的深化应用;能源、医疗、工业等核心系统云化改造
19、程度尚有待提升.。国资云由国有企业建设和运营,是服务j中国信通院:2023年云计算白皮书.中国信通院:2023年云计算白皮书。政府部门、国有企业等机构的云平台。由于政府、国企等组织机构的原始数据体量大、价值高、敏感性强,需要具有相关能力和资质的国资背景厂商建设以保障数据安全。国资云建设企业大体分为两类:一是央企国资云厂商,如中国电子云、天翼云等,主要承担大型国央企以及部分地方政府国资云的建设工作;二是地方国资云厂商,如云赛智联、铜牛信息等,主要为所属地方国资委建设地方国资云平台。当前,全国省市没有云基础设施建设的地区已经低于10%,预计未来510年,随着各地云计算设施设备进入迭代周期,国资云市
20、场空间将超过千亿工图3:20172023年中国云计算市场规模(亿元)资料来源:中国信通院中国电子云2023年调研报告。公有云(亿元)私有云(亿元)图4:20172022年中国公有云和私有云市场规模(亿元)资料来源:中国信通院2、网络基础设施网络基础设施为城市各类随时、随地、随需应用的实现提供了基础条件,增强了数字城市各领域信息获取、实时反馈、智能服务等能力,支撑城市数字化转型。数字城市网络基础设施的关键技术包括5G、物联网、固定宽带和卫星互联网,共同构建形成高速、泛在、空天一体的数字城市网络体系,畅通城市经济社会发展信息“大动脉”。(1)5G网络5G网络是具有高速率、低时延和大连接特点的宽带移
21、动通信网络,赋能工业控制、环境监测等多领域数字城市应用场景。截至2022年底,我国5G基站建设数量全球领先,建成总数量达到23L2万个,占移动基站总数量的21.3%,较2021年末提升7个百分点。2023年1-6月份我国5G基站总数达293.7万个,继续保持5G基站建设的良好势头。350图5:20192023年6月中国5G基站建设数量(万个)资料来源:工信部“5G+”是5G对传统产业的赋能,对行业跨越式发展起到重要作用。随着5G规模化应用政策不断落地,也将促使“5G+”应用场景不断丰富。其中,“5G+智慧工地”通过云计算、大数据等技术对海量数据进行智能分析和风险预控,赋能建筑工地施工安全、材料
22、安全等各类管理工作,辅助管理人员全面快速开展决策,推动建造效率提高、建筑成本降低和工程质量提升。(2)物联网物联网的建设目标是将各种智能设备通过网络基础设施互相连接起来,支持数据共享和交流,实现物与物、物与人之间的连接。物联网的应用场景比较广阔,包括智慧物流、智慧交通、智慧安防、智慧能源、智慧建筑、智能制造等领域,在推动海量数据收集、赋能数字城市建设方面具有较高的价值。物联网的基本特征是全面感知、可靠传递和智能处理,关键技术包括传感器技术、射频识别技术和传输技术。当前我国物联网行业仍处于早中期发展阶段,根据研究资料显示,2022年我国物联网行业的市场规模约3.5万亿元,2023年市场规模预计将
23、达到3.9万亿元,市场规模呈现稳步增长的趋势。从我国物联网行业应用占比来看,面向消费者为最终用户的物联网应用占比较高,如智能家居产品。预计到2025年,物联网连接数的大部分增长来自产业市场,产业物联网的连接数将占到总量的61.2%,智慧工业、智慧交通、智慧能源等领域有可能成为产业物联网连接数增长最快的领域)图6:20172023年中国物联网市场规模(万亿元)资料来源:弗若斯特沙利文、中商产业研究院(3)固定宽带固定宽带网络已经进入到从百兆向千兆跃升的阶段,为数字城市建设提供坚实的环境支撑。光网络作为数字城市带宽基础,三大运营商均已开始部署全光底座及40OGToN升级,鉴于长距400G线路技术门
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