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本期李忠朋友圈，為大家分享中規院（北京）規劃設計公司新技術中心王俊、李昊的《從5G出發，探索未來城市規劃和空間設計》一文。
王俊：中規院(北京)規劃設計公司新技術中心規劃師
李昊：中規院(北京)規劃設計公司新技術中心高級規劃師，智慧城市業務總監，中規院(北京)科技公司總經理
以下內容經授權轉載自：規劃中國( 微信ID:guihuazhongguo)
前 言
面對5G蓬勃發展的趨勢，城市規劃與空間設計人員應當對技術的發展特點及其對城市空間的影響有所瞭解，確保城市規劃與設計是面向未來、保持先進的。本文從城市規劃師的角度，對5G的技術特點、發展願景、其與其他智能化技術的結合及其在城市空間，尤其是對生產生活影響最大的三類空間——出行場景、生活場景、工作場景中將產生的影響進行簡要分析與闡述。
背 景
從4G發展的經驗來看，新一代移動通信技術的發展與其他技術相互作用會創造一大批新應用，例如4G的發展直接推動的移動支付發展帶來了共享單車、共享汽車等新應用，從而改變了出行場景，使得空間規劃設計既要考慮共享交通工具的出行、停放需求，也要考慮其帶來的出行習慣的改變從而改變城市形態。事實上，過去城市規劃與空間設計常常是被動的應對技術變化。本文嘗試主動從城市交通、工作場景、住宅人居等幾個場景出發對5G將在城市空間帶來的影響進行論述。
新一代信息技術對空間生產的各要素產生影響
在新型智能城市中，5G作為生產環境的重要一環，是連接生產工具——雲計算、生產資料——大數據，應用新型生產力——人工智能，探索新型生產關係——區塊鏈的重要一環。同時我們不應忽視5G本身URLLC、eMBB、mMTC特徵的結合以及其與其他技術耦合組合產生的新應用，應更加積極的對5G的發展及未來進行研究探索。
5G與人工智能、雲計算、物聯網等技術結合推動智慧城市發展
圖源：《5G新時代，引領智慧社區新未來》. 朱常波.
一、場景與案例研究
1 、城市交通-出行場景
由於5G突破性的性能提升，網聯汽車、自動駕駛汽車、智能網聯汽車及其配套設施所組成的車聯網被認為能從5G的部署中獲得很大的發展機會。實際上，全面實現無人駕駛對於大眾來說還是比較遙遠的目標，但不得不說通信技術的發展包括4G已經對我們的出行場景產生許多影響，除了之前我們談到的共享單車的例子，BRT的設計也與移動通信網絡技術的突破息息相關，對交通工具的精準感知促進了對交通態勢的預估，從而使出行場景更加可預測，從而整體提升效率，通過為汽車和道路基礎設施提供大帶寬和低時延的網絡，5G能夠提供高階道路感知和精確導航服務。
城市交通不是幾個企業的突破能改變的場景，出行場景的變革是城市級的行為甚至可以說是國家級的行為，就城市規劃設計方面來看，5G帶來的創新交通應用其未來會給現有的建成環境和土地利用帶來設計、規劃和功能上的影響。城市規劃者應秉承可持續性發展和以人為本的設計原則，提出了重塑城市形態的建議。總體來說，這些影響可以體現在行車車道、卸客車道、路標和信號燈、自行車道和人行道、停車場、城市交通體系及用地重新開發上。
• 行車車道：業界普遍認為由於自動駕駛汽車的高效性能，可以再減少一個行車道的需求，省下來的空間可以用作卸客車道、人行道或自行車道。
現代城市典型街道斷面
自動駕駛過渡期的街道斷面
完全無人駕駛時代的街道斷面
圖源：《暢想弗羅裡達州的未來：無人駕駛汽車時代的交通和土地利用》
還有一點是業界普遍認可的，隨著汽車數量的減少，空間需求降低。即使汽車需求量不下降甚至上升，因為智能化的交通系統效率更高，對道路空間的需求也將會大幅下降，道路空間的需求量將隨著自動駕駛的深化程度而逐漸降低。
• 卸客區域：自動駕駛接入公共交通系統將逐步使得停車需求幾乎消失，但是卸客區域的需求將會大大增加。如何設計drop off的上下車空間不僅僅是自動駕駛體系的重要一環，也是智能交通體系的重要用戶體驗環節，在某些區域，如果能做到能感知、可控制，人類駕駛的交通工具也需要靈活的上下客區域以便更靈活的配置交通資源。
未來超級終端-無人駕駛汽車
圖源：傳感器專家
• 路標和信號燈：車路協同的發展將改變交通指示設施的功能，從視覺指導功能到智能化基礎設施的轉變短暫來說需要大量投資也會使得交通指示設施愈加複雜，但長遠來看針對自動駕駛系統的指示信號通過5G等下一代通信網絡進行傳輸將會大大減少對路面標示的需求，因此可以考慮更多的景觀及文化設施的設計。
• 停車區域：自動駕駛系統將會對現有的停車需求帶來巨大的改變，業界普遍認為自動駕駛系統的建立將會解放城市大量且尚未滿足需求的空間——地面停車空間，因為大量的自動駕駛汽車可以自行前往郊區或地下進行停放或充電，自動駕駛系統沒有卸客後停車的需求，將會對停車體系帶來深遠的變化，而這個變化帶來的城市空間的釋放或許將是自動駕駛蓬勃發展的重要基礎。
• 非機動及人行車道：自動駕駛短期上路對非機動車及行人出行將帶來較大威脅，行人和非機動車的不確定性也是自動駕駛汽車上路的重要限制，在某些自動駕駛的試點區域，非機動車道可能需要給自動駕駛汽車騰出空間，兩者之間也許會有類似於卡口的硬隔離，但隨著自動駕駛體系的擴大及普遍應用，設計人車人流體系，例如將大多數貨運及快速車道移到地下應該是大勢所趨，因此更多的步行尺度及騎行空間將會被創造出來。
• 城市交通體系及用地重新開發：在5G推動新一代智能化發展的進程中，城市用地將面臨重新開發或以新思路進行開發的步驟，這個過程並不是一蹴而就，新的空間將被設計為綠地、公園、公服設施等，交通出行場景的改變也必將改變我們生活和工作的行為模式，因此對其他空間的重新設計有著不可忽視的作用。
事實上，自動駕駛在5G和新一代人工智能技術的推動下蓬勃發展為城市空間帶來的變化遠不止於此，許多專家認為如今正是為未來城市交通建立系統性規則的關鍵時期，許多企業或學者提出了柔性道路及其他的新型道路設計體系，其中包括了適應自動駕駛體系的各類街道種類以及路權、編碼等管理細則。自動駕駛體系對城市空間的變化是城市規劃面臨的重要命題，本文限於篇幅不再過多贅述，更詳細的關於自動駕駛對城市空間的改變包括對TOD和MAAS模式的影響將在未來的系列專題中進行闡述。
2 、生產活動-工作場景
在城市演變的過程中，生產活動一直都扮演了非常重要的角色。城市的形成與組織形式也是為了提高生產效率，創造更多價值。通信技術作為連接各項數字化技術的關鍵，它的發展催生各行業的不斷創新：ICT、媒體、金融、保險在數字化發展曲線中已經獨佔鰲頭，零售、汽車、油氣化工、 健康、礦業、農業等也在加速其進程。最新一代移動通信技術——5G在通信效率方面的突破也深刻影響了生產活動的各個環節，從而在很大程度上將改變傳統的工作場景。這些變化不僅出現在虛擬經濟領域，也將深刻改變工業、農業及服務業的業態從而對空間設計提出新的要求。例如上文提到的交通場景將對生活和生產場景產生許多影響，因為對交通體系的變革將會改變職住關係在空間的體現形式，也許未來工業活動、商業活動和住區空間之間的協調關係將會以一種更理想的形式呈現。
• 5G推動以VR/AR為代表的視覺技術對工作場景的影響
虛擬現實（VR）與增強現實（AR）是能夠徹底顛覆傳統人機交互內容的變革性技術。變革不僅體現在消費領域，更體現在商業世界和生產活動中。VR/AR業務對帶寬的需求是巨大的，5G最大的價值使得高質量VR/AR內容處理走向雲端，滿足用戶日益增長的體驗要求的同時降低了設備價格，VR/AR將成為移動網絡最有潛力的大流量業務。4G的峰值流量雖然也可以滿足一部分VR、AR的需求，但一些高階VR/AR應用需要更高的速度和更低的延遲。
以AR、VR為代表的視覺技術對空間的影響是跨越距離的，例如在教育領域，虛擬現實的教學將使教育資源的分配跨越地域的限制，教育空間的設計也可以被重新設計，部分集中化的教學空間也將不再需要，學校的功能也將有所改變，同樣的改變也將因為5G推動在醫療空間發生，有助於醫療資源的優化配置，也許會新增一些社區級別醫療空間負責感知患者狀態，醫生通過醫療視覺技術進行診斷甚至治療。
視覺技術體驗的優化可以替代某些實際操作具有空間或其他方面高成本的場景，例如飛行器駕駛培訓、消防培訓、高層施工培訓甚至軍事演練等。許多國家與地區的VR公司與消防與救援隊建立了合作伙伴關係。通過VR和AR為應急服務隊伍能夠在更安全的環境中進行培訓提供了第一手經驗。
消防VR模擬
圖源：搜狐
• 5G推動智能智造對生產活動的影響
5G與智能智造
來源 : ABI Research
對於尖端智能製造場景，5G帶來的靈活、可移動、高帶寬、低時延和高可靠的通信是基本的發展要求。創造是生產活動的核心，之前提到的AR技術將增加協同的效率，使得裝配和每一個環節的工人更為高效。5G的通信基礎可以支撐更多的機器人參加工作，人工智能的深度介入將會提升生產環節的運轉效率，降低維護等成本，對各類生產活動的結果進行預測將進一步優化生產結構。從而提升供應鏈的透明度，與智能交通系統結合將對城市產業空間產生新的需求。例如廠區內物料調動將會率先成為無人駕駛的應用空間。事實上，物流業巨頭已經將無人物流機器人應用在各個中樞中，生產環節的智能化也能增加多個工廠聯動的能力，中心化的生產空間將會帶來更大的價值。
在農林業和畜牧業，5G也將改善其生產條件，降低遠程工作及危險性工作對勞動力的依賴。5G的部署將增加農林業無人機的應用範圍，在更廣的範圍內使農業獲得智能化的支撐，因為5G不僅支撐無人機飛行，也支撐海量的傳感器、控制器械等。大型畜牧業與農業的生產能力也將大大提升，從而可以在考慮基本農田、草場等需求時可以採取更加靈活的配置方式。
5G網絡將使無人機在農業應用更加廣泛
圖源：大疆
在能源領域，饋線自動化（FA）系統對於將可再生能源整 合到能源電網中具有特別重要的價值，其優勢包括降低運維成本和提高可靠性。5G的超低延時移動通信網絡正是FA系統發展的重要瓶頸之一，這對能源領域有幾個影響。首先是故障率大大降低帶來的運維成本降低，從而對能源系統維護設施的需求也將降低，並且可以應對風能、太陽能等新能源入網的潮汐壓力不同的問題，也會使能源管理的門檻降低，大型的能源中繼設施的需求也會降低，避免城市空間中巨大能源站點對空間的佔用以及對生活空間的影響。
• 5G推動智能傳感與監控在城市治理中的作用
5G高併發量、超大帶寬、低延遲性的特點將使能各類傳感器和視頻圖像在智慧城市中的應用，尤其是人工智能AI驅動的智能視頻圖像將會在城市安全及城市運行中發揮重要作用，從多個環節實現智能化管理運行，從而也會對城市空間中的各類原有 技術不能解決的問題提出新的解決方案。例如人流感知、智能監控使得治安情況、公共安全事件更加可控，由此對城市公共活動空間包括夜間經濟等採取不同的設計思路。各類傳感器也將主動發現城市和居民的需求，主動的發現問題而不是被動的解決問題，這一點可以應用在城市的規劃、更新工作中。
5G傳感設施在智慧城市中的應用
圖源：騰訊雲
3、住宅人居-生活場景
住宅區的設計往往與上文提到的交通出行及生產活動息息相關，尤其是對於參與日常常經濟活動的絕大多數普通市民來說，通勤對於其住宅選擇有著重大影響力，往往一條地鐵和快軌的開通能帶動一大片的房地產熱度。而正如上文所述，在低影響開發的背景下，交通系統對城市空間的影響將繼續降低，真正將道路和城市從以車為導向變為以人為導向的空間。現有的停車空間及冗餘的交通空間將可以被再開發為綠地、公園等有利於人居環境的空間。除此以外，視覺技術、遠程醫療、遠程教育、智能機器人、3D打印等都將改變城市生活空間的形態和創造全新的需求。
• AR、VR等虛擬視覺技術對生活空間的影響
“有一個新的觀點認為，分散式團隊是一個聰明的戰略，它有利於初創公司以更低的成本招聘真正偉大的人才。”風險投資公司星火資本（Spark Capital）合夥人梅根•奎因（Megan Quinn）說。
在5G與人工智能等技術的推動下，工作和生活的邊界可以逐漸模糊，很多需要大量創造力的工作將在線化，很多時候我們在規劃創意產業時發現一個集中的空間也許與創新創意等理念恰恰相反，標準化車間化的環境也許不適於發現真正的思維火花，因此從虛擬空間入手，創造一個數字空間也許會帶來意想不到的驚喜。工作與生活邊界模糊也會帶來其他的問題，例如當遠程辦公成為一種長期機制時，那些在家辦公的員工是否能夠擁有與傳統員工一樣的工作保障？這些問題我們現在回答不了，但在主動或被動產生這種新的工作形態時，我們應該更多的主動去嘗試解決問題。
5G將為“數字遊民”創造良好條件
圖源：騰訊科技
包括3D打印也將得益於5G的發展，更穩定和高效的網絡環境將使3D打印的應用更廣泛，3D打印可以使很多創造性工作、工作環節可以去中心化，模具打印、工具打印等需要協同的環節均可以遠程實現，甚至有的公司嘗試從用3D打印食品，這使住宅區的獨立性和體驗將會更完善。
3D打印使得居住區對於食品供應的需求更低
圖源：食品飲料產業鏈
• 遠程醫療和遠程教育對生活空間的影響
5G超大帶寬和超低延遲特性，可以為遠程醫療和教育帶來新的發展機遇，而教育設施和醫療設施也是我們在考慮生活空間區位選擇時候主要考慮的因素，而5G作為新一代通信技術，與人工智能、物聯網等技術結合可以對智慧醫療和教育體系帶來質的飛躍，因為從用戶體驗來說，移動通信技術的進行對於遠程操作來說是極為重要的，尤其是遠程醫療，無論是診斷還是治療，都需要高帶寬和低延遲這兩個特徵支撐。
對於醫療體系來說，虛擬化技術和遠程操作、感知不能替代所有環節，但能為日益家中的醫療資源不足及分配不均的問題提供一個解決方案。例如高度標準化的複查複診可以在家庭或者前置的分佈式的醫療車或醫療站中完成，身處縣城也可以享受一線專家操刀或指導手術，對於面臨有限的醫療資源分配問題時，5G的加速發展無疑能一定程度緩解這個問題，並且這方面不必像自動駕駛汽車等突破需要城市級國家級的全力投入，可以在一些地方先試先行，可以迅速迭代發展，因此及其具有發展潛力。
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AR與VR是一種全新的交互方式，對於教育和學校形態的影響正在逐漸顯現，5G支撐的AR與VR將大幅度提升遠程教育的用戶體驗，可以讓優質教育的傳播跨越距離，雖然現在的遠程教學在線教學已經踐行了這一原則，但是由於教育注重言傳身教，沒有一定的沉浸感，很難讓學生迅速學習，尤其是對於好奇心最終的K12階段，沉浸式體驗將使他們迅速獲取知識。同時一些例如實操課程、實驗課程也可以通過VR、AR進行教學，降低教學成本的同時的也可以降低一些化學實驗等的危險性。當然，這樣的視覺技術只能替代一部分教學場景，學校可以繼續承擔學生必須要到校進行的素質教育的作用。
因此，從這個角度來看，居住區對於過度集中化教育和醫療設施的依賴程度可以通過5G的發展降低，我們可以期待教育和醫療資源分配更加均勻，作為城市設計者也應對這個趨勢更加敏感，對此做出回應。
5G推動遠程教育體驗提升
• 智能機器人對生活區的影響
5G和人工智能對機器人應用的領域將不僅侷限於製造業領域，在居住區生活場景中也將會有很多應用，事實上，掃地機器人等已經廣泛普及，但是從事社區工作和物業工作的服務機器人由於其移動性和複雜性，對網絡的即時性和帶寬要求極高。因此，5G的發展使得在生活場景中更多的機器可以提供物業服務，對於一些樓宇門禁、物業管理、園林清潔等工作環節來說，一方面機器人的成本更低，另一方面其運營效率更高，不同類型的人居環境將得到不同幅度的提升。也許更多獨立式的樓宇也可以得到很好的管理，或者分佈式的住宅也不用擔心勞動力的問題，這些都為住宅區設計提供了更多的可能性。
5G將使更多服務機器人被部署在小區
4 、北太平莊志強北園5G智慧社區案例研究
在全國科學創新高地的海淀區，5G應用場景的探索早已初見端倪。5G的發展不僅對個人移動終端影響深遠，也是移動通信技術對城市級應用的重要賦能，其對智能基礎設施、智慧化治理等都有支撐作用。而作為城市中具備較為完善功能的基本單元——社區是5G在城市發展中應用的重要載體。北京市海淀區於2018年初就開始謀劃智慧社區的建設，5G賦能的智能社區就是其中重要的試點內容，其中北太平莊志強北園社區就是北京市首個5G+AIoT智慧社區，本文對志強北園智能社區的建設情況做簡單整理及分析，希望能為5G在更廣泛的場景中和未來的空間中應用提供參考。
志強北園5G社區位置範圍
• 社區基本情況及建設背景
位於北太平莊社區的志強北園興建於上世紀八十年代，是典型的老舊小區，為板樓型建築，社區內共2139戶，30棟。志強北園是典型的具備相對完善的社區單元，範圍內除了居民樓，還有幼兒園、養老服務、酒店等服務業態。
2018年，海淀在“智慧海淀”的基礎上，籌劃推出海淀城市大腦提升城市治理能力，聚焦於城市治理領域，建設支撐城市高效、穩定、精細化運行的全新基礎設施。通過數據驅動、人機協同、跨界融合的新型城市治理模式提高城市治理效率、降低治理成本，從而建設安全、美麗、有序、創新且群眾滿意度高的高品質城市。
海淀城市大腦助力建設高品質城市
作為海淀城市大腦建設的一部分，建設40個智慧社區試點的工作在2018年便已經被提上日程，由於志強北園有海淀區內大量老舊小區的代表性，業態較為齊全，區內人員車輛密度大，並且範圍適中，不僅代表了海淀區上世紀八九十年代修建的一批大型單位家屬區，還代表了全國尤其是北方地區以板樓為代表的待改造的老舊小區。因此海淀區通過先行先試、局部部署的形式在探索5G技術在社區層面的應用場景，開展志強北園5G社區建設，以5G技術支撐AIoT技術提升社區治理效率。
• 5G智慧社區總體框架
5G智慧社區框架
社區是城市治理的最小單元，具備智慧城市基礎設施基本架構——“感傳知用”，同時區級城市大腦的基礎設施和應用為其提供支撐，智慧社區也是城市大腦觸達基層的重要抓手，智慧社區為城市大腦提供實時數據資源，5G的部署保證了區、街鎮、社區的多層級城市治理結構之間信息能快速流通，業務能及時協同，數據能快速融合。
智能感知是智慧社區結構中獲取數據以及和用戶產生交互的載體，主要包括公共設施設備感知、車輛感知、人臉感知、消防感知等。5G和物聯網是將感知層與業務層連接的基礎設施，5G的部署為更多需要低延時、大帶寬、高併發的場景創造了可能，而這類需求正是在智慧城市建設中急需滿足的。數據資源池將數據通過元數據管理和數據治理提升數據利用效率，並搭建統一的應用支撐平臺，提供統一的雲服務、地理信息數據服務及運維服務等，最後是應用層，基於感知數據、共性能力支撐和業務痛點，在公共安全、社區管理、社區服務三個領域進行應用。
• 5G智慧社區安全服務
智能攝像頭是5G提升社區治理效率的重要抓手，因為4G網絡條件下，100兆的帶寬同時接入四路攝像頭在一個視頻終端就會出現卡頓的現象，對社區安防攝像頭的使用體驗有很大影響。而5G網絡傳輸速度是4G的100倍以上，目前對於志強北園的治理場景來說，同時接入二三十路攝像頭均可以順暢使用，畫面流暢清晰，最多還可接入上百路高清攝像頭，使得基層工作人員效率大大提高。
基於5G通信網絡支撐，這些攝像頭可實現人臉識別、人臉布控、大數據分析等功能,居民可以實現快速進入社區以及單元門，甚至做到無感進出，這是因為5G可以使得攝像頭數據或經過邊緣計算處理的結構化數據傳到雲端進行比對，快速的返回信號，從而改變了原來出入口智能設施反應慢、功能少的情況。有了雲端的數據庫和算力支撐，攝像頭還可以更加智能，例如監測社區周界，通過長期停留分析發現異常人員，另接入公安系統特殊人員數據庫，及時發現違法犯罪人員。
志強北園5G社區運行系統平臺
圖源：網易新聞
5G的部署為志強北園安全服務提供了強有力的支撐，不僅是對進出口管理，還能通過多種物聯網感知設備的部署，多元數據融合提供創新業務，例如通過煙感設施監測消防情況，同時遠程控制攝像頭，監測消防通道堵塞情況，保證消防安全。在幼兒園等重點場所出現有異常人員長期逗留徘徊也會向管理人員或派出所實時報警。各類設施設備一旦監測到異常，智能攝像頭自動尋找能拍到異常點的鏡頭方向，為物業人員提供一手獲取現場信息的機會。總體而言，5G賦能AIoT的應用使得傳統分散低效的攝像頭與各類傳感器的使用效率得到大幅提升，使得感知設施更加智能。
• 5G社區管理服務
5G智慧社區機房
在5G智慧社區，有了移動通信網絡和AIoT技術的支撐，社區治理基層機構被賦予了更大的能力，在小區南門的門衛室就是智慧社區機房，機房內可以實時查看小區的各項運營情況，這些數據同時通過移動終端與社區管理人員互聯互通，將小區內各項業態——居民樓、酒店、學校的實時情況，各類設施的運行狀態通過大屏的形式展現在屏幕上，這些業務包括“設備感知”、“消防感知”、“人臉感知”、“通行感知”、“周界感知”、“井蓋感知”、“滿溢知”、“一鍵報警”、“盲點監控”，還有“城市感知”、“城市管理”、“系統管理”、“智慧養老”等場景可以進行拓展。
展示城市全要素實景信息，實現可視化城市管理
5G智慧社區可以迅速接入海淀“一張圖”等共性應用平臺資源，真正做到多級聯動的城市治理新形態，將城市治理的智能化能力下沉到基層，也使得城市治理的觸手通過社區層級觸達到居民。
• 5G智慧社區居民服務
志強北園根據群眾需求，對其中大部分單元安裝了智能門禁系統，徵得群眾同意後安裝了人臉識別裝置，並且可以遠程開門，大大提升了群眾居住的安全感和體驗感。同時在社區範圍內，基於5G的網絡支撐，為老年人提供了智能手環，對老年人健康情況進行實時監測，通過手機app讓家人或社區老年人服務站點實時感知。在老年人通過門禁時會對老年進行識別，自動開門，降低老年人使用門檻。
同時，社區服務站的服務能力也得到了提升，政務機器人與警務機器人的安裝讓社區服務站在不增加人手的情況下為居民提供更多服務，體現了“最多跑一次”的政務改革精神，政務機器人和機器人為社區居民提供逾400項服務，快速實現人臉識別、證件識別等功能。
政務機器人
圖源：網易新聞
• 案例小結
志強北園是典型的老舊小區，其在5G全面部署之前就落地實踐的經驗為5G在城市治理現代化的應用提供了很大的參考，尤其是在老舊小區改造等領域，提供了利用“雲大智物”等在場景中的創新應對社區存量進行優化的思路，為城市治理從粗放型轉向精細化提供了參考。
在智能城市最小功能集群單位-社區中，5G作為移動通信環境的基礎設施，可以推動城市治理、社區服務、社區管理等場景變革創新，將雲端與中心化的資源合理配置到基層單位，也讓雲端的城市大腦更好的通過基層單位——社區與城市的用戶群體——居民直接連接，提升城市治理現代化水平。
二、5G技術特點推動新一代智能化發展
1. 5G正在到來
在瞭解5G技術的應用對規劃設計行業有何影響之前，應先對5G的主要技術特徵進行了解，這部分對5G的核心突破和應用情況進行簡單闡述。
（1）5G發展的技術特點
5G是指第五代移動通信技術，是4G系統後的延伸。5G與2G、3G、4G是一脈相承的技術。
而通信技術，可以分為有線和無線兩種，也就是說信號要麼是在線纜中傳播（光纜等）或空氣中傳播，前者——有限傳播自從光纖的廣泛應用後，極限速度已經高達26Tbps，這個速度已經完全可以滿足現階段網絡應用的需求，但由於有線傳播的介質限制，在設備數量最為廣泛的移動終端上有著諸多不便，因此現代通信技術的瓶頸就是無線通信。
我們可以看到從模擬通信（1G）到數字通信時代（2G-4G）的移動通信技術發展基本代表現代信息產業的發展，而且從2G開始數字通信在經濟生產領域開始大範圍應用，對生產力和經濟運行效率有極大的提升，在這個過程中，經濟生產生活行為的改變也受到了較大影響，行為的影響對城市空間也衍生出了新的需求，過去城市空間規劃設計主要是被動對變化做出反應，在從4G到5G的變遷中，將從智能終端到智能化社會進行躍遷，城市規劃師應主動對5G帶來的變化進行響應，確保城市設計是面向未來、保持先進的。
通信技術變遷歷程——從1G到5G
圖源：《5G為人工智能與智能製造賦能》王喜文
通信技術變遷歷程——從互聯網到人工智能
圖源：《5G為人工智能與智能製造賦能》王喜文
作為非通信領域從業者，對於5G性能的瞭解只需要熟悉最常見的三個特徵即可——eMBB、mMTC、URLLC（也是分析5G應用最常用的三個英文詞彙）。
圖源： 《5G新時代，引領智慧社區新未來》朱常波
5G與4G關鍵參數對比
圖源：《5G新時代，引領智慧社區新未來》朱常波
eMBB——超大帶寬：第一個特徵很好理解，就是快，我們可以看到5G的峰值速率將比4G提升20倍。快是普通用戶最能直觀感受的特點，雖然快並不是5G的所有，但快確實為5G的應用帶來了很多想象空間，例如高清視屏播放、VR會議系統等。值得注意的是，很多應用需要超大帶寬作為支撐，例如遠程手術、自動駕駛需要超大帶寬傳送大量數據信息，但這類應用於人們生活息息相關，不能有絲毫誤差，所以對其要求是既要快也要穩，所以遠程手術、自動駕駛之所以會在5G時代有長遠發展是因為其既依賴超大帶寬的特性，也需要URLLC超可靠低時延保證信息傳遞的可靠性、及時性。
URLLC——超可靠、低時延：正如上文所說，除了超高速的特點，5G對比其他無線通信技術的性能躍升就是可靠性、延遲時間。有許多論點認為，4G及之前的數字通信技術都是信息流的革命，5G將是智能化社會改造的契機，而一旦從虛擬世界轉換到物理世界，可靠性就是我們必須考慮的特徵，因為網絡應用例如在線聊天，有幾秒哪怕幾十秒的延遲也就是損害用戶體驗的損失，但對於物理世界的應用，無論是智能交通、智能化生產還是智能醫療，哪怕0.1秒鐘的延遲也會造成不可挽回的損失。因此在技術能做到百分之百接近百分之百安全可靠之前，政府監管機構對很多應用都不會放開監管，5G帶來的超可靠、低時延特徵正是許多應用落地所急需的特徵，即使5G的部署不能馬上使這些應用落地，也為這些應用落地前的測試、嘗試提供了可能性。
mMTC——大連接，低功耗：在未來很長一段時間內，智能化設備將繼續與人類社會一起繼續“城市化進程”。在有限的城市空間內，需要連接的設備數量將會大大增加，大家國慶佳節出去旅遊應該都經歷過人流過於密集網絡不好的情況，這就是因為4G網絡系統連接密度僅為5G的1/10的原因。而且現在連接需求人均1臺或1.5臺的移動終端，還包括了大量的智能化基礎設施需要聯網，在智慧城市發展的過程中，大量設施設備聯網，構建孿生城市是必經的一步。5G的部署支撐大量基礎設施的聯網使我們能對物理世界精準感知，從而做到精確控制，真正實現智慧城市的願景。
另外5G還有一項出鏡較少的核心特徵就是高速移動性，我國4G應用了部分5G技術，使移動性能達到350公里每小時，這也是為什麼我們在高鐵上依然能順暢上網的原因，而5G的正式發佈將使這個速度達到500公里每小時。
eMBB、mMTC、URLLC之中每項單項技術都會產生大量應用場景，如今5G使三項突破同時應用成為可能，事實上，這些5G特徵同時應用才能發揮其最大的價值，你可以以10Gbps的數據傳輸速率支持數萬用戶（數萬人在一棟樓內同時使用VR電影進行交互），也可以保證數萬用戶使用延遲為毫秒級的網絡系統（幾萬學生在不同地域同時採用全息投影接受一個老師的培訓）、同樣可以使數萬終端享受10Gbps的數據傳輸速率、毫秒級的延遲（數萬輛無人駕駛汽車自動運轉）。
同樣地，雖然5G的部署不一定能馬上幫助這些應用落地，但如同4G一樣，基礎設施完善將幫助、激勵市場上廣大技術創新主體（包括政府、個人、企業）創造新場景、新應用，從而改變我們的行為方式，對空間產生新的需求。
（2）5G應用的情況
在2019年，全球多個國家和地區的眾多運營商正在積極推進5G商用部署。運營商to C業務主要以eMBB超大帶寬服務為主，對智慧醫療、無人交通等to B場景則推出URLLC服務，而由於NB-IoT及LoRa包括LTE網絡尚能滿足現階段物聯網及智慧城市的需求，mMTC的應用還比較少。
美國在2018年9月推出“5G加速發展計劃”，在頻譜、基礎設施政策和麵向市場的網絡監管方面為5G發展鋪平道路。目前，其5G網絡覆蓋將達到19個城市，主流運營商均將陸續推出5G商用服務。韓國三家主要運營商於2019年推出了5G商用計劃。隨之韓國政府舉行“5G+戰略”發佈會，宣佈將推進國家層面的5G戰略，志在打造世界一流的5G生態圈。而日本運營商計劃在2020年商用5G，科技省對5G應用做出了明確規劃。以瑞士和英國為代表的的歐洲國家均在2019年推出了商用的5G，瑞士電信計劃2019年底即對全境進行全覆蓋，而英國則計劃2020在英國中部南部全域覆蓋5G覆蓋網絡。
總體來說，稱2019年為5G元年是比較貼切的，對於發展5G，各國均將其置於國家戰略的高度,特別是在全球經濟下行風險上升的2019年下半年，5G應用已經超出了商業範疇上升到了國家高度，在5G市場和技術領域佔領話語權是各大經濟體必爭的要地。因此，從2019年下半年開始的一系列圍繞通信技術、人工智能技術的國際間爭端也愈加引人注目，5G技術的快速應用對我國和其他競爭者均至關重要，關於由此展開的市場競爭、技術發展、標準制定趨勢則在此不過多贅述。
2019年6月，中國工業和信息化部向三大運營商發放了5G商用牌照，首批5G城市名單正式出爐，中國移動、中國電信、中國聯通宣佈在今年至少 40 個城市覆蓋5G網絡。其中移動和聯通均統一發布40個城市，除此之外電信在鷹潭和瓊海進行單獨部署。5G網絡商用在我國踏出了第一步，需要普適應用還需要多樣化應用的出現，各類場景的開發等，現階段的主要任務是不斷優化網絡覆蓋，積極培育行業創新應用。
第一批5G試點城市（2019年6月 工信部）
2. 5G推動新一代智能化發展
和4G一樣，5G本質上就是信息和數據的通道，其核心還是提升信息和數據的傳輸效率，為應用提供類似能源供給一樣的支持。因此5G真正的潛力是賦能其他技術，通過創新組合產生新的應用從而創造價值。同樣地，5G的推出也可能面臨和4G一樣的困局——在4G剛推出時曾被質疑過沒有應用場景，但接下來4G與智能手機互相成就了彼此。移動互聯網行業得到迅猛發展。與PC互聯網不同，移動互聯網最大的特性就是其可移動性，移動互聯網快速切入生產生活的各個角落，深刻的改變了的絕大多數人的行為習慣。
從這個角度來看，出現一款5G時代劃時代的終端產品將會是5G應用水平的分水嶺。終端產品背後的邏輯是交互體系，交互體系需要通信技術的支撐，也需要數據的處理、存儲技術突破等，是軟件與硬件結合的產物。正如之前所說，5G的應用中，超大帶寬eMBB僅是其一個特點，因此5G時代衍生出的劃時代的終端產品也將會更加複雜，也需要與人工智能、大數據、雲計算、邊緣計算、物聯網、區塊鏈等技術進行耦合，從而孵化出更多應用場景。
5G作為通信技術是底層的基礎技術之一，其與有線連接、衛星通信等方式共同組成了現代智能化城市信息的通道，伴隨5G發展的是智慧城市“萬物互聯，感知可控”的願景，在通信技術的的基礎上，雲計算、邊緣計算、大數據技術使得海量的數據能根據不同場景需求進行實時處理，而控制技術、傳感技術、精密製造等技術使信息能轉換為物理世界的指令完成相應的任務。通過基礎技術的支撐，AR、VR、計算機視覺等通用功能組合成了不同應用，從而賦能智慧城市各方面的發展。
5G與人工智能、雲計算、物聯網等技術結合推動智慧城市發展
圖源：《5G新時代，引領智慧社區新未來》朱常波
5G及其他通信技術與雲計算、邊緣計算物聯網等基礎技術都進一步增加了信息流轉的效率，優化了信息流轉的方式，也使得更多的終端、事件、人能被連接，控制技術及精密機械使得虛實的邊界逐步融合。以上技術都是信息流效率提升及資源配置的優化，在這些技術突破的基礎上，人工智能是進一步改變人類生產生活方式的一項突破，也是5G發展將會帶來的重大突破點，新一代的人工智能既是5G普及的結果，也將成為推動5G更大範圍應用及創造更多價值的核心驅動力。
5G與人工智能、雲計算、物聯網等技術結合推動智慧城市發展
圖源：《5G為人工智能與智能製造賦能》王喜文
根據智能製造專家王文喜博士的定義，廣義的人工智能包括計算、數據資源、人工智能算法、計算研究、應用構建的產業。人工智能有兩個層面的重要意義：第一個層面是類人的能力，例如像人一樣運動、一樣思考、一樣的觀察、一樣的嗅覺，也就是突破勞動人口這個現代生產體系中重要組成部分的限制，勢必帶來超越工業化的影響，甚至可以稱之為最後一次工業革命，因為這個工業革命之後，大量勞動力廉價化將會為人類帶來指數級增長的生產能力，勢必改變社會組織形式的改變；而第二個層面則是超人類的能力，只要像素充足，人工智能可以在圖像中識別成千上萬的人臉，也可以從上千萬份財務報告中尋找規律從而做出決策，這些都是人類不具備的能力，這方面計算機的能力已經逐漸顯現，5G的部署將使這類能力的應用更加泛在化，並且在5G及其他技術的支撐下，對物理世界和組織形式帶來巨大的改變。
以新一代人工智能代表的全面智能化將在網絡基礎設施、大數據基礎設施、高效能計算基礎設施全面智能化並且效能達到一定的效率時才能實現，而5G的逐步部署對以上技術突破都具有積極的作用，即使短期沒有實現全面智能化的新一代人工智能，5G也將為推動全面智能化落地創造積極的條件，對世界產生即工業革命、信息革命以來的又一次全面變革。
回顧西方工業革命對城市形態的改變，甚至可以說工業化發展塑造了現代城市的形態，許多城市理論都伴隨工業革命的發展而逐漸成熟。現代城市是工業化的產物，在工業革命的起源地英國，工業化將傳統的農業社會轉變為現代的工業社會，將田園牧歌的鄉村社會改變成繁華的城市社會。從圈地運動開始土地規模經營、鄉村呢絨手工業的發展以及隨後的工業革命，建立新型的工廠制度，為人們提供了更好的生存機會，從而催生了新型的人口中心——現代城市。接下來的20世紀，以美國為代表的國家發展出大都市區的概念。與傳統的城市體系相比，大都市區的經濟活動在地理上，更有利於促成新興工業得長生、加速信息的傳播、推動科技發明、增加產業門類和產品數量，從而催生信息化=革命，使得大都市區成為推動美國經濟增長和提高其全球競爭力的主導力量。
與工業革命與信息革命相比，新一代人工智能將會使資源的配置更為有效，也會創造更大量的社會價值，甚至可以可達到超需求的生產力，但是其帶來的挑戰及對現有秩序的破壞也將更加明顯。尤其是在5G推動人工智能發展賦能新一代人工智能發展的前提下，城市化的新需求、新特徵應該被城市學者更早感知，以主動應對將要到來的巨大變革。
3. 總結與展望
綜上所述，5G的試點商用雖然已經被各方廣泛關注，但其巨大的應用價值將待其賦能到人工智能、物聯網、智能智造等各個領域後，才可能會被能被公眾全面認識到。通過對其在各個城市領域的應用進行分析可以看出，5G的發展將通過改變人們出行、工作、生活的行為習慣，進而影響人與城市空間的交互關係。而我們的基本判斷是5G帶來的影響將會在3G、4G的基礎上指數級擴大，將會影響到城市方方面面。而長期以來，針對城市空間的規劃與設計，在技術發展趨勢面前往往是被動相應。面對下一代通信技術帶來的變化，本文提出，應積極探討其對於城市空間的深刻影響，引導城市規劃主動應對變革中的城市空間。希望本文能起到拋磚引玉作用，能夠持續與各界同仁一起更加深入研討這一話題。
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