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数字孪生的新基建

数字孪生的新基建 数组智控产业发展科技院
2022-03-03
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导读:在当前情况下,后工业化时代将体现为新的数字经济发展特征,传统产业将与新一代数字技术高度融合,进入新的发展阶段


在当前情况下,后工业化时代将体现为新的数字经济发展特征,传统产业将与新一代数字技术高度融合,进入新的发展阶段。


为了使新一代数字技术有用武之地,应该加强新型基础设施的建设,这主要体现为数字基础设施。


对于数字孪生体的应用,则需要数字孪生基础设施,这将是数字孪生体产业快速发展的必要条件。


传统基础设施包含的七个领域


基础设施在现代社会有多种含义,它既指为社会生产和居民生活提供公共服务的物质工程设施,也指一个组织或系统的底层基础和基本框架,或指军事应用目的的永久性工事。


通常意义上的基础设施主要指第一种,它具有网络效应,能够带来多倍于投资额的社会总需求和国民收入,所以成为各个国家推进经济和产业发展的重要手段。


相关数据显示,部分发达地区已经拥有较完善的交通运输、能源、水利、市政工程等设施,其建设重点开始转向环境保护等内容。


不过,即便是传统基础设施,如果能与新一代数字技术相结合,实际上也会改变人们对它的认识。


例如,交通运输应用上5G、数字孪生体、人工智能等技术,可以承载智能汽车和车联网等应用,这完全是数字经济的范畴。



新型基础设施是对照传统基础设施来说的,国家发改委高技术司司长在2020年4月20日举办的新闻发布会上对该概念做了介绍,“新型基础设施是以新发展理念为引领,以技术创新为驱动,以信息网络为基础,面向高质量发展需要,提供数字转型、智能升级、融合创新等服务的基础设施体系。”


新型基础设施包括:信息基础设施、融合基础设施、创新基础设施三大类别:


(一)信息基础设施


对于新型基础设施来说,信息基础设施占据着主要位置,它不仅是基础设施,同时还是一个产业,对经济增长和产业发展具有直接贡献。


按照国家发改委的文件说明,信息基础设施主要是指基于新一代信息技术演化生成的基础设施,分为:通信网络基础设施、新技术基础设施和算力基础设施


第一小类:通信网络基础设施


这是信息基础设施的主要部分,包括5G、物联网、工业互联网、卫星互联网等,其建设特点是投资量大、建设周期长、通用性强并具有一定的公益性。


通过过去20多年的高投入,我国的通信网络基础设施已处于全球前列。


2019年电信业务收入累计完成1.31万亿元,比上年增长0.8%。


按照上年价格计算的电信业务总量1.74万亿元,比上年增长18.5%。


2019年,三家基础电信企业和中国铁塔股份有限公司在5G相关投资快速增长的推动下,固定资产投资比上年增长4.7%。


其中,移动通信投资稳居电信投资的首位,占全部投资的比重达47.3%。


第二小类:新技术基础设施


按照国家发改委的划分,大数据基础设施包含在算力基础设施中,因此,新技术基础设施包括人工智能、云计算、数字孪生、区块链等新一代技术,它们成为承载新技术应用的基础。


现代人工智能与深度学习和机器学习的关联很大,传统的信息基础设施满足不了其发展需要;


云计算基础设施通常称为基础设施即服务(IaaS,Infrastructure as aService),这与传统的数据中心运行模式有较大的差别;


数字孪生是基于几何模型的新一代数字技术,借此成为物理世界和数字空间交互的一种工具


区块链涉及数学、密码学、互联网和计算机编程等很多科学技术问题,需要新的信息基础设施来满足其应用需求。


第三小类:算力基础设施


消费和工业两个领域的数字化转型齐头并进,给计算能力提出了新的挑战,特别是目前大量数字化转型基于数据来实现,因此对数据的处理成了应用的关键。


简单来说,算力开始成为未来社会的燃料,这在人工智能、数字孪生等领域体现得尤为明显。


从信息基础设施建设的角度来看,新一代数据中心和智能计算基础设施是较为重要的两个领域,前者成为所有数字技术应用的基础,后者在智能化过程中应用深度学习和机器学习时,则是必不可少的基础条件。


(二)融合基础设施


传统基础设施通过深入应用互联网、大数据、人工智能等技术,实现转型升级,进而形成融合基础设施。


交通运输和能源都属于传统基础设施,但它们的数字化、网络化和智能化转型非常明显,从而形成了智能交通基础设施和智慧能源基础设施,因此,它们就转化为新型基础设施了。


交通运输与新一代数字技术融合体现在两方面:


一方面是交通道路等基础设施,包括一般公路交通设施、高速公路交通设施、市政道路交通设施、轨道交通设施、停车场设施等,它们的数字化转型涉及方方面面,包括智能灯杆等应用;


另一方面,在交通基础设施上行驶的车辆往数字化、网络化和智能化方向发展,形成了车联网等新型应用方式,这将促使传统交通道路发生改变。


传统的能源基础设施主要包括:供热、供电、沼气等,在新一代数字技术的推动下,它们的融合形成了智慧能源基础设施,可以满足智慧城市管理、智能交通运输、智慧生活等需要。


如果缺乏智慧能源基础设施,我们设想的大部分智能化应用都不可能发生。


(三)创新基础设施


支撑科学研究、技术开发、产品研制的具有公益属性的基础设施,通常称为创新基础设施。


创新基础设施包含:重大科技基础设施、科教基础设施、产业技术创新基础设施等,它们为科技研究和创新提供了条件。



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