基于物聯(lián)網(wǎng)海量數(shù)據(jù)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)重塑

張 萍

（江蘇省宏觀經(jīng)濟(jì)研究院，江蘇 南京 210013）

近年來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)成為繼移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)后最熱門的領(lǐng)域之一，無(wú)論從技術(shù)上、標(biāo)準(zhǔn)上、產(chǎn)業(yè)上還是政策上都在積極地研究和推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。國(guó)家層面更是高度重視物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，上升到國(guó)家戰(zhàn)略的高度，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)+與工業(yè)4.0制定了《國(guó)家制造2025計(jì)劃》，習(xí)近平主席多次強(qiáng)調(diào)，要讓物聯(lián)網(wǎng)更好地促進(jìn)生產(chǎn)、走進(jìn)生活、造福百姓。

一、物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵

物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)，是信息的互聯(lián)以及人與物的互動(dòng)，本質(zhì)上是人的智慧與控制能力的延伸，通過(guò)感知器件從物獲得其自身及其環(huán)境信息（如RFID裝置、二維碼、紅外傳感、衛(wèi)星定位系統(tǒng)、信息掃描、智能攝像頭等），經(jīng)過(guò)策略或者算法的處理再反饋到對(duì)物的控制，從而進(jìn)一步解放人的本身，這里的策略或者算法從最簡(jiǎn)單的專家系統(tǒng)到人工智能不斷的演進(jìn)。物聯(lián)網(wǎng)本身是互聯(lián)網(wǎng)的一部分，但并不是所有的物的網(wǎng)絡(luò)都會(huì)接入互聯(lián)網(wǎng)，也可以是物的局域網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)不是一個(gè)簡(jiǎn)單的技術(shù)，它是信息化發(fā)展即互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與生態(tài)發(fā)展的使然，物聯(lián)網(wǎng)本身的發(fā)展必然也會(huì)逐步形成自己的生態(tài)系統(tǒng)。

根據(jù)Gartnert預(yù)測(cè)，到2020年，全球聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量將達(dá)到260億臺(tái)，物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1.9萬(wàn)億美元①http：//www.chyxx.com/industry/201804/632226.html.。如此巨大的市場(chǎng)，不會(huì)是孤立的技術(shù)或者企業(yè)群落，必將形成一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)已經(jīng)在多個(gè)維度被提出，從物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的參與角色的不同視角可以分為不同的劃分維度，從技術(shù)驅(qū)動(dòng)企業(yè)角度看到的生態(tài)，從政府看到的生態(tài)，從業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)企業(yè)看到的生態(tài)，從技術(shù)受益者看到的生態(tài)。從物聯(lián)網(wǎng)協(xié)會(huì)的視角分為：技術(shù)生態(tài)，產(chǎn)業(yè)生態(tài)，經(jīng)濟(jì)生態(tài)，組織生態(tài)。從物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的角度看分為產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)（關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)痛點(diǎn)），解決方案生態(tài)（關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)的落地），開(kāi)發(fā)者生態(tài)（關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式）等。

整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)，無(wú)論是圍繞設(shè)備制造商的企業(yè)生態(tài)，還是圍繞運(yùn)營(yíng)商的解決方案生態(tài)，最終將所有的生態(tài)參與者鏈接的核心紐帶，也就是物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)，那就是信息流，也就是數(shù)據(jù)。物的信息化感知，是為了能夠使物具備被機(jī)器感知的能力，產(chǎn)生原子數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡(luò)，使數(shù)據(jù)能夠在不同的處理接入點(diǎn)間流動(dòng)；數(shù)據(jù)中心，是使數(shù)據(jù)聚集、分類、分析，最終形成有效信息的計(jì)算單元，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)到信息流示意圖，如圖1所示。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)到信息流示意圖

具備感知能力的物的數(shù)據(jù)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)聚集計(jì)算后產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，形成一個(gè)信息的海洋，這個(gè)跟現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)類似，但又有所不同，它物的數(shù)據(jù)的感知與累積，以及相關(guān)數(shù)據(jù)的聚類，最終形成的信息為進(jìn)一步的信息挖掘與加工提供了源泉。本文討論的重點(diǎn)就是基于物聯(lián)網(wǎng)的海量數(shù)據(jù)形成有效信息后，基于這些物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)而應(yīng)用于傳統(tǒng)相關(guān)行業(yè)，從而進(jìn)一步重塑傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的生態(tài)。

二、傳統(tǒng)通信技術(shù)對(duì)創(chuàng)新產(chǎn)生的強(qiáng)烈訴求促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)迎來(lái)高速發(fā)展

在通信技術(shù)高度發(fā)展的今天，傳統(tǒng)的電信應(yīng)用及互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)無(wú)法拉動(dòng)通信基礎(chǔ)設(shè)施的快速投資，行業(yè)亟須新的應(yīng)用創(chuàng)新拉動(dòng)投資，就像蘋果智能手機(jī)對(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的開(kāi)啟一樣，通信業(yè)亟須新的應(yīng)用拉動(dòng)5G時(shí)代的投資。物聯(lián)網(wǎng)被認(rèn)為是一個(gè)可以推動(dòng)下一個(gè)信息時(shí)代的創(chuàng)新源泉。

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過(guò)程類似，首先是連接的發(fā)展，只有連接達(dá)到一定的規(guī)模才能稱之為網(wǎng)絡(luò)。物接入了網(wǎng)絡(luò)，接下來(lái)就是信息生成，也就是物的信息的感知，從而形成海量的數(shù)據(jù)。有了物的網(wǎng)絡(luò)與海量的數(shù)據(jù)，接下來(lái)就是基于這些數(shù)據(jù)的挖掘與分析，作為人工智能的輸入，最終形成一個(gè)有生命的物聯(lián)網(wǎng)。這個(gè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過(guò)程一般被劃分為如下三個(gè)階段。

第一階段，物聯(lián)網(wǎng)連接建立階段。在這個(gè)階段物聯(lián)網(wǎng)連接大規(guī)模建立，設(shè)備基于通信模塊通過(guò)各種移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)（2G3G4G5G）、RFID、Bluetooth、WIFI等連接入網(wǎng)，連接的管理、感知終端信息化以及網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是這一階段的關(guān)鍵要素。據(jù)Ericsson預(yù)測(cè)，到2021年移動(dòng)連接數(shù)將達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的275億，其中物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)超過(guò)60%、智能手機(jī)連接數(shù)超過(guò)30%①http：//www.gizwits.com/article/443/.。物聯(lián)網(wǎng)各領(lǐng)域?qū)⒊芍笖?shù)級(jí)增長(zhǎng)，包括物流智能化、制造智能化、電網(wǎng)智能化、安防智能化、交通智能化、車聯(lián)網(wǎng)、智能家居、智能醫(yī)療、可穿戴設(shè)備等。這一階段重點(diǎn)投資領(lǐng)域是物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，包括該領(lǐng)域?qū)Ｓ猛ㄐ判酒?、物?lián)網(wǎng)傳感器、連接管理系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)檢測(cè)與測(cè)試儀表等。

第二階段，物聯(lián)網(wǎng)海量數(shù)據(jù)形成階段。在這個(gè)階段海量數(shù)據(jù)產(chǎn)生于大量接入物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備對(duì)信息的感知和收集，逐步形成各領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)傳感器逐步智能化，基于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能夠采集的數(shù)據(jù)更加豐富多樣，這些數(shù)據(jù)本身不可能存儲(chǔ)在智能設(shè)備商，而是通過(guò)數(shù)據(jù)中心云計(jì)算系統(tǒng)機(jī)型匯聚、存儲(chǔ)和分類分析處理。隨著物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展，在這一階段其業(yè)務(wù)逐步成為數(shù)據(jù)中心與計(jì)算的核心業(yè)務(wù)之一。在這一階段，為了滿足物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)快速增長(zhǎng)對(duì)存儲(chǔ)和計(jì)算能力的訴求，數(shù)據(jù)中心的云存儲(chǔ)與云計(jì)算能力也快速發(fā)展，在云存儲(chǔ)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分析等領(lǐng)域出現(xiàn)大量投資機(jī)會(huì)。

第三階段，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)變現(xiàn)階段。伴隨著人工智能在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)智能感知產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)的智能分析產(chǎn)生的有價(jià)值信息及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和服務(wù)逐步體現(xiàn)其核心價(jià)值。參考GARTNER，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與服務(wù)產(chǎn)值達(dá)到3000億美元的規(guī)模只需要到2020年，其市場(chǎng)規(guī)模將4倍于物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模。在這個(gè)階段中，數(shù)據(jù)的價(jià)值逐步體現(xiàn)，根據(jù)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的分析，獲得價(jià)值信息，對(duì)用戶進(jìn)行畫像，基于這些價(jià)值信息與用戶畫像的精準(zhǔn)服務(wù)解決方案將助力于企業(yè)投資的商業(yè)變現(xiàn)。物聯(lián)網(wǎng)解決方案提供商、AI應(yīng)用、機(jī)器學(xué)習(xí)等廠商將是這個(gè)領(lǐng)域的投資重點(diǎn)。

三、大帶寬/低時(shí)延/海量連接的5G技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)萬(wàn)物互聯(lián)提供基礎(chǔ)

與4G相比，5G數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)性能更高，可提供大于10Gbps的峰值速率與超過(guò)1Gbps的移動(dòng)速率體驗(yàn)。同時(shí)，5G可以提供海量連接能力，可支持1M連接/平方公里，為物聯(lián)網(wǎng)的海量連接場(chǎng)景提供了可行的解決方案。低時(shí)延是5G的另外一個(gè)主要特性，通過(guò)云化及邊緣計(jì)算等技術(shù)，5G的E2E時(shí)延可以達(dá)到1ms級(jí)別。同時(shí)，5G的移動(dòng)性可以達(dá)到500公里/小時(shí)場(chǎng)景下穩(wěn)定提供服務(wù)的能力。不同的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對(duì)于通信的質(zhì)量要求的關(guān)注點(diǎn)不同，比如無(wú)人駕駛的通信帶寬和時(shí)延是關(guān)鍵訴求，遠(yuǎn)程手術(shù)對(duì)時(shí)延及其敏感，而智能水表等對(duì)時(shí)延敏感性較低，對(duì)帶寬的要求也不高，這些多樣化的物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景通過(guò)5G的網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)可以得到很好的支撐。

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在終端消費(fèi)者、工業(yè)領(lǐng)域、政務(wù)、教育、醫(yī)療等行業(yè)都將發(fā)揮巨大作用。公共基礎(chǔ)服務(wù)物聯(lián)網(wǎng)化包括社會(huì)資源的智能化管理、交通體系的信息化與智能化、平安城市、農(nóng)業(yè)智能化、政務(wù)智能化、智慧醫(yī)療、智慧教育等。以智能交通系統(tǒng)為例，通過(guò)車輛識(shí)別系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取行駛在城市不同道路上的車輛，通過(guò)車載智能系統(tǒng)對(duì)車主的出行習(xí)慣及駕駛習(xí)慣進(jìn)行畫像，所有相關(guān)信息匯總到交通大數(shù)據(jù)中心，通過(guò)智能數(shù)據(jù)挖掘與分析，給出城市不同時(shí)段的道路擁堵情況的實(shí)時(shí)反饋，同時(shí)通過(guò)用戶畫像形成未來(lái)道路情況的預(yù)測(cè)，形成智能的出行道路規(guī)劃建議，對(duì)車輛的出行路徑進(jìn)行建議，使有限的道路資源得以合理的利用，從而降低城市的擁堵，降低交通排隊(duì)等待時(shí)間，減少中心城區(qū)的碳排放量。根據(jù)分析，通過(guò)智慧交通物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在不改變現(xiàn)有道路資源配比的情況下，可以使城市的擁堵降低20%～25%，排隊(duì)等待時(shí)間降低超過(guò)30%。以當(dāng)前的智能地圖為例，筆者就親身體驗(yàn)過(guò)百度地圖的智能建議帶來(lái)的出行效率提升，一個(gè)以個(gè)人平時(shí)出行經(jīng)驗(yàn)為參考選擇路線，另外一個(gè)接聽(tīng)以百度地圖智能路徑建議為參考選擇出行路線，從南京到達(dá)滁州的時(shí)間相差1倍以上，百度地圖的智能路徑規(guī)劃有效地避開(kāi)了擁堵路段、交通事故路段、景區(qū)限行路段等，出行效率大大提升。

在制造業(yè)領(lǐng)域、工業(yè)加工領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合工業(yè)4.0極大地提升了生產(chǎn)效率。從事智能手機(jī)代工的富士康工廠，近年來(lái)業(yè)務(wù)量不斷增加，但是其某地的工廠卻在裁員，其背后的原因就是工廠利用工業(yè)機(jī)器人替代了部分需要人工參與的環(huán)節(jié)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提升了生產(chǎn)加工效率。亞馬遜、阿里巴巴、京東等的智能物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)可以做到不需要人參與而使成千上萬(wàn)個(gè)物品種類有條不紊地進(jìn)行配送。近年來(lái)，銀行業(yè)也從傳統(tǒng)的柜員服務(wù)體系逐步調(diào)整為智能終端服務(wù)體系，有多家銀行已經(jīng)在進(jìn)行傳統(tǒng)柜員的裁員，甚至有人能夠做到旅行不帶任何現(xiàn)金，這都是金融物聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的支付模式的轉(zhuǎn)變。

未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)是端/管/云一體化模式，端就是智能消費(fèi)終端，包括車聯(lián)網(wǎng)的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、車載娛樂(lè)系統(tǒng)，以及智能可穿戴設(shè)備、智慧家居、VR、AR等智能娛樂(lè)體驗(yàn)系統(tǒng)等都將成為物聯(lián)網(wǎng)價(jià)值體現(xiàn)領(lǐng)域。IT產(chǎn)品、信息、應(yīng)用等變身資源池向云端集中，以服務(wù)方式透過(guò)管道向末端用戶發(fā)送，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的信息消費(fèi)。

四、基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧家居生態(tài)系統(tǒng)分析

對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，其分類可以依據(jù)其服務(wù)的領(lǐng)域進(jìn)行，比如智慧家居、智慧城市、智慧農(nóng)業(yè)等。本文以智慧家居展開(kāi)，探討其對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的影響。智能家居是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域，越來(lái)越多的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品出現(xiàn)在日常生活中，如智能手環(huán)、智能電視、機(jī)頂盒、智能插座、智能音箱等[1]。每種產(chǎn)品都有自己的獨(dú)特設(shè)計(jì)，它們都能聯(lián)網(wǎng)，有一定的計(jì)算能力，具備一定的智能，可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)一些功能。但是，這些設(shè)備沒(méi)有形成一個(gè)有機(jī)的整體，有著不同的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，有些功能是重復(fù)的，缺乏統(tǒng)一的管理[2]。本文提出一個(gè)構(gòu)建方案，將家居中的各個(gè)系統(tǒng)，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，整合起來(lái)，形成一個(gè)可以集中控制、功能互補(bǔ)的有機(jī)系統(tǒng)。

家庭是社會(huì)的基本組成單元，幾乎所有的社會(huì)生產(chǎn)與消費(fèi)活動(dòng)都與家庭有關(guān)。物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，智慧家庭中的智能感知家居，包括智能門鎖、智能冰箱、智能空調(diào)、智能洗衣機(jī)、智能廚房、智能垃圾桶、智能藥箱、智能穿戴設(shè)備等，都將成為物聯(lián)網(wǎng)智慧家庭的數(shù)據(jù)來(lái)源。單一的一種智能家居設(shè)備的數(shù)據(jù)累計(jì)也許意義不大，但是將一個(gè)家庭中所有的智能家居的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總形成大數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)、分析，整個(gè)家庭的數(shù)據(jù)將會(huì)形成一個(gè)系統(tǒng)，從家庭成員的衣食住行、醫(yī)療、教育、養(yǎng)老等，基于這些相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，整個(gè)家庭將會(huì)變成一個(gè)有機(jī)體。比如，基于健康數(shù)據(jù)、作息習(xí)慣、飲食習(xí)慣、家庭成員之間的信息依賴關(guān)系，家庭的用藥習(xí)慣等，可以有效地進(jìn)行家庭成員的健康指導(dǎo)，作息是否合理，飲食是否得當(dāng)，疾病的根因是否是不良習(xí)慣導(dǎo)致等，最終形成一套家庭健康信息依賴鏈，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建如圖2所示。

從圖2可以看到，智慧家庭作為物聯(lián)網(wǎng)中的一環(huán)，其背后的支撐系統(tǒng)不僅僅是單一的產(chǎn)品或者技術(shù)，而是一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)。這個(gè)產(chǎn)品包括物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)企業(yè)、通信技術(shù)企業(yè)、運(yùn)營(yíng)商解決方案企業(yè)以及基于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)衍生的智能服務(wù)業(yè)，這些不同的領(lǐng)域共同構(gòu)成了智慧家庭的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)。基于智慧家庭產(chǎn)生的消費(fèi)習(xí)慣畫像、成員健康畫像等數(shù)據(jù)的應(yīng)用必將促使衍生的智能服務(wù)業(yè)不斷完善，從而對(duì)傳統(tǒng)的服務(wù)業(yè)進(jìn)行重塑。

圖2 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建

五、小結(jié)

物聯(lián)網(wǎng)作為一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，其構(gòu)成包括相關(guān)的技術(shù)體系、產(chǎn)業(yè)體系、組織體系等，這些不同體系的相互促進(jìn)和影響構(gòu)成了整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)。物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)與通信技術(shù)的發(fā)展，為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與信息聚集提供了基礎(chǔ)設(shè)施，而基于物聯(lián)網(wǎng)海量信息的智能處理形成的數(shù)據(jù)又反過(guò)來(lái)形成需求指導(dǎo)和影響物聯(lián)網(wǎng)與通信技術(shù)的發(fā)展。同時(shí)，基于物聯(lián)網(wǎng)海量數(shù)據(jù)形成的用戶畫像又促使服務(wù)業(yè)基于價(jià)值鏈不斷調(diào)整，從而影響整個(gè)產(chǎn)業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)的不斷發(fā)展及其智能化的過(guò)程不但是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)完善的過(guò)程，也是對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)重塑的過(guò)程。