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本期李忠朋友圈，为大家分享中规院（北京）规划设计公司新技术中心王俊、李昊的《从5G出发，探索未来城市规划和空间设计》一文。
王俊：中规院(北京)规划设计公司新技术中心规划师
李昊：中规院(北京)规划设计公司新技术中心高级规划师，智慧城市业务总监，中规院(北京)科技公司总经理
以下内容经授权转载自：规划中国( 微信ID:guihuazhongguo)
前 言
面对5G蓬勃发展的趋势，城市规划与空间设计人员应当对技术的发展特点及其对城市空间的影响有所了解，确保城市规划与设计是面向未来、保持先进的。本文从城市规划师的角度，对5G的技术特点、发展愿景、其与其他智能化技术的结合及其在城市空间，尤其是对生产生活影响最大的三类空间——出行场景、生活场景、工作场景中将产生的影响进行简要分析与阐述。
背 景
从4G发展的经验来看，新一代移动通信技术的发展与其他技术相互作用会创造一大批新应用，例如4G的发展直接推动的移动支付发展带来了共享单车、共享汽车等新应用，从而改变了出行场景，使得空间规划设计既要考虑共享交通工具的出行、停放需求，也要考虑其带来的出行习惯的改变从而改变城市形态。事实上，过去城市规划与空间设计常常是被动的应对技术变化。本文尝试主动从城市交通、工作场景、住宅人居等几个场景出发对5G将在城市空间带来的影响进行论述。
新一代信息技术对空间生产的各要素产生影响
在新型智能城市中，5G作为生产环境的重要一环，是连接生产工具——云计算、生产资料——大数据，应用新型生产力——人工智能，探索新型生产关系——区块链的重要一环。同时我们不应忽视5G本身URLLC、eMBB、mMTC特征的结合以及其与其他技术耦合组合产生的新应用，应更加积极的对5G的发展及未来进行研究探索。
5G与人工智能、云计算、物联网等技术结合推动智慧城市发展
图源：《5G新时代，引领智慧社区新未来》. 朱常波.
一、场景与案例研究
1 、城市交通-出行场景
由于5G突破性的性能提升，网联汽车、自动驾驶汽车、智能网联汽车及其配套设施所组成的车联网被认为能从5G的部署中获得很大的发展机会。实际上，全面实现无人驾驶对于大众来说还是比较遥远的目标，但不得不说通信技术的发展包括4G已经对我们的出行场景产生许多影响，除了之前我们谈到的共享单车的例子，BRT的设计也与移动通信网络技术的突破息息相关，对交通工具的精准感知促进了对交通态势的预估，从而使出行场景更加可预测，从而整体提升效率，通过为汽车和道路基础设施提供大带宽和低时延的网络，5G能够提供高阶道路感知和精确导航服务。
城市交通不是几个企业的突破能改变的场景，出行场景的变革是城市级的行为甚至可以说是国家级的行为，就城市规划设计方面来看，5G带来的创新交通应用其未来会给现有的建成环境和土地利用带来设计、规划和功能上的影响。城市规划者应秉承可持续性发展和以人为本的设计原则，提出了重塑城市形态的建议。总体来说，这些影响可以体现在行车车道、卸客车道、路标和信号灯、自行车道和人行道、停车场、城市交通体系及用地重新开发上。
• 行车车道：业界普遍认为由于自动驾驶汽车的高效性能，可以再减少一个行车道的需求，省下来的空间可以用作卸客车道、人行道或自行车道。
现代城市典型街道断面
自动驾驶过渡期的街道断面
完全无人驾驶时代的街道断面
图源：《畅想弗罗里达州的未来：无人驾驶汽车时代的交通和土地利用》
还有一点是业界普遍认可的，随着汽车数量的减少，空间需求降低。即使汽车需求量不下降甚至上升，因为智能化的交通系统效率更高，对道路空间的需求也将会大幅下降，道路空间的需求量将随着自动驾驶的深化程度而逐渐降低。
• 卸客区域：自动驾驶接入公共交通系统将逐步使得停车需求几乎消失，但是卸客区域的需求将会大大增加。如何设计drop off的上下车空间不仅仅是自动驾驶体系的重要一环，也是智能交通体系的重要用户体验环节，在某些区域，如果能做到能感知、可控制，人类驾驶的交通工具也需要灵活的上下客区域以便更灵活的配置交通资源。
未来超级终端-无人驾驶汽车
图源：传感器专家
• 路标和信号灯：车路协同的发展将改变交通指示设施的功能，从视觉指导功能到智能化基础设施的转变短暂来说需要大量投资也会使得交通指示设施愈加复杂，但长远来看针对自动驾驶系统的指示信号通过5G等下一代通信网络进行传输将会大大减少对路面标示的需求，因此可以考虑更多的景观及文化设施的设计。
• 停车区域：自动驾驶系统将会对现有的停车需求带来巨大的改变，业界普遍认为自动驾驶系统的建立将会解放城市大量且尚未满足需求的空间——地面停车空间，因为大量的自动驾驶汽车可以自行前往郊区或地下进行停放或充电，自动驾驶系统没有卸客后停车的需求，将会对停车体系带来深远的变化，而这个变化带来的城市空间的释放或许将是自动驾驶蓬勃发展的重要基础。
• 非机动及人行车道：自动驾驶短期上路对非机动车及行人出行将带来较大威胁，行人和非机动车的不确定性也是自动驾驶汽车上路的重要限制，在某些自动驾驶的试点区域，非机动车道可能需要给自动驾驶汽车腾出空间，两者之间也许会有类似于卡口的硬隔离，但随着自动驾驶体系的扩大及普遍应用，设计人车人流体系，例如将大多数货运及快速车道移到地下应该是大势所趋，因此更多的步行尺度及骑行空间将会被创造出来。
• 城市交通体系及用地重新开发：在5G推动新一代智能化发展的进程中，城市用地将面临重新开发或以新思路进行开发的步骤，这个过程并不是一蹴而就，新的空间将被设计为绿地、公园、公服设施等，交通出行场景的改变也必将改变我们生活和工作的行为模式，因此对其他空间的重新设计有着不可忽视的作用。
事实上，自动驾驶在5G和新一代人工智能技术的推动下蓬勃发展为城市空间带来的变化远不止于此，许多专家认为如今正是为未来城市交通建立系统性规则的关键时期，许多企业或学者提出了柔性道路及其他的新型道路设计体系，其中包括了适应自动驾驶体系的各类街道种类以及路权、编码等管理细则。自动驾驶体系对城市空间的变化是城市规划面临的重要命题，本文限于篇幅不再过多赘述，更详细的关于自动驾驶对城市空间的改变包括对TOD和MAAS模式的影响将在未来的系列专题中进行阐述。
2 、生产活动-工作场景
在城市演变的过程中，生产活动一直都扮演了非常重要的角色。城市的形成与组织形式也是为了提高生产效率，创造更多价值。通信技术作为连接各项数字化技术的关键，它的发展催生各行业的不断创新：ICT、媒体、金融、保险在数字化发展曲线中已经独占鳌头，零售、汽车、油气化工、 健康、矿业、农业等也在加速其进程。最新一代移动通信技术——5G在通信效率方面的突破也深刻影响了生产活动的各个环节，从而在很大程度上将改变传统的工作场景。这些变化不仅出现在虚拟经济领域，也将深刻改变工业、农业及服务业的业态从而对空间设计提出新的要求。例如上文提到的交通场景将对生活和生产场景产生许多影响，因为对交通体系的变革将会改变职住关系在空间的体现形式，也许未来工业活动、商业活动和住区空间之间的协调关系将会以一种更理想的形式呈现。
• 5G推动以VR/AR为代表的视觉技术对工作场景的影响
虚拟现实（VR）与增强现实（AR）是能够彻底颠覆传统人机交互内容的变革性技术。变革不仅体现在消费领域，更体现在商业世界和生产活动中。VR/AR业务对带宽的需求是巨大的，5G最大的价值使得高质量VR/AR内容处理走向云端，满足用户日益增长的体验要求的同时降低了设备价格，VR/AR将成为移动网络最有潜力的大流量业务。4G的峰值流量虽然也可以满足一部分VR、AR的需求，但一些高阶VR/AR应用需要更高的速度和更低的延迟。
以AR、VR为代表的视觉技术对空间的影响是跨越距离的，例如在教育领域，虚拟现实的教学将使教育资源的分配跨越地域的限制，教育空间的设计也可以被重新设计，部分集中化的教学空间也将不再需要，学校的功能也将有所改变，同样的改变也将因为5G推动在医疗空间发生，有助于医疗资源的优化配置，也许会新增一些社区级别医疗空间负责感知患者状态，医生通过医疗视觉技术进行诊断甚至治疗。
视觉技术体验的优化可以替代某些实际操作具有空间或其他方面高成本的场景，例如飞行器驾驶培训、消防培训、高层施工培训甚至军事演练等。许多国家与地区的VR公司与消防与救援队建立了合作伙伴关系。通过VR和AR为应急服务队伍能够在更安全的环境中进行培训提供了第一手经验。
消防VR模拟
图源：搜狐
• 5G推动智能智造对生产活动的影响
5G与智能智造
来源 : ABI Research
对于尖端智能制造场景，5G带来的灵活、可移动、高带宽、低时延和高可靠的通信是基本的发展要求。创造是生产活动的核心，之前提到的AR技术将增加协同的效率，使得装配和每一个环节的工人更为高效。5G的通信基础可以支撑更多的机器人参加工作，人工智能的深度介入将会提升生产环节的运转效率，降低维护等成本，对各类生产活动的结果进行预测将进一步优化生产结构。从而提升供应链的透明度，与智能交通系统结合将对城市产业空间产生新的需求。例如厂区内物料调动将会率先成为无人驾驶的应用空间。事实上，物流业巨头已经将无人物流机器人应用在各个中枢中，生产环节的智能化也能增加多个工厂联动的能力，中心化的生产空间将会带来更大的价值。
在农林业和畜牧业，5G也将改善其生产条件，降低远程工作及危险性工作对劳动力的依赖。5G的部署将增加农林业无人机的应用范围，在更广的范围内使农业获得智能化的支撑，因为5G不仅支撑无人机飞行，也支撑海量的传感器、控制器械等。大型畜牧业与农业的生产能力也将大大提升，从而可以在考虑基本农田、草场等需求时可以采取更加灵活的配置方式。
5G网络将使无人机在农业应用更加广泛
图源：大疆
在能源领域，馈线自动化（FA）系统对于将可再生能源整 合到能源电网中具有特别重要的价值，其优势包括降低运维成本和提高可靠性。5G的超低延时移动通信网络正是FA系统发展的重要瓶颈之一，这对能源领域有几个影响。首先是故障率大大降低带来的运维成本降低，从而对能源系统维护设施的需求也将降低，并且可以应对风能、太阳能等新能源入网的潮汐压力不同的问题，也会使能源管理的门槛降低，大型的能源中继设施的需求也会降低，避免城市空间中巨大能源站点对空间的占用以及对生活空间的影响。
• 5G推动智能传感与监控在城市治理中的作用
5G高并发量、超大带宽、低延迟性的特点将使能各类传感器和视频图像在智慧城市中的应用，尤其是人工智能AI驱动的智能视频图像将会在城市安全及城市运行中发挥重要作用，从多个环节实现智能化管理运行，从而也会对城市空间中的各类原有 技术不能解决的问题提出新的解决方案。例如人流感知、智能监控使得治安情况、公共安全事件更加可控，由此对城市公共活动空间包括夜间经济等采取不同的设计思路。各类传感器也将主动发现城市和居民的需求，主动的发现问题而不是被动的解决问题，这一点可以应用在城市的规划、更新工作中。
5G传感设施在智慧城市中的应用
图源：腾讯云
3、住宅人居-生活场景
住宅区的设计往往与上文提到的交通出行及生产活动息息相关，尤其是对于参与日常常经济活动的绝大多数普通市民来说，通勤对于其住宅选择有着重大影响力，往往一条地铁和快轨的开通能带动一大片的房地产热度。而正如上文所述，在低影响开发的背景下，交通系统对城市空间的影响将继续降低，真正将道路和城市从以车为导向变为以人为导向的空间。现有的停车空间及冗余的交通空间将可以被再开发为绿地、公园等有利于人居环境的空间。除此以外，视觉技术、远程医疗、远程教育、智能机器人、3D打印等都将改变城市生活空间的形态和创造全新的需求。
• AR、VR等虚拟视觉技术对生活空间的影响
“有一个新的观点认为，分散式团队是一个聪明的战略，它有利于初创公司以更低的成本招聘真正伟大的人才。”风险投资公司星火资本（Spark Capital）合伙人梅根•奎因（Megan Quinn）说。
在5G与人工智能等技术的推动下，工作和生活的边界可以逐渐模糊，很多需要大量创造力的工作将在线化，很多时候我们在规划创意产业时发现一个集中的空间也许与创新创意等理念恰恰相反，标准化车间化的环境也许不适于发现真正的思维火花，因此从虚拟空间入手，创造一个数字空间也许会带来意想不到的惊喜。工作与生活边界模糊也会带来其他的问题，例如当远程办公成为一种长期机制时，那些在家办公的员工是否能够拥有与传统员工一样的工作保障？这些问题我们现在回答不了，但在主动或被动产生这种新的工作形态时，我们应该更多的主动去尝试解决问题。
5G将为“数字游民”创造良好条件
图源：腾讯科技
包括3D打印也将得益于5G的发展，更稳定和高效的网络环境将使3D打印的应用更广泛，3D打印可以使很多创造性工作、工作环节可以去中心化，模具打印、工具打印等需要协同的环节均可以远程实现，甚至有的公司尝试从用3D打印食品，这使住宅区的独立性和体验将会更完善。
3D打印使得居住区对于食品供应的需求更低
图源：食品饮料产业链
• 远程医疗和远程教育对生活空间的影响
5G超大带宽和超低延迟特性，可以为远程医疗和教育带来新的发展机遇，而教育设施和医疗设施也是我们在考虑生活空间区位选择时候主要考虑的因素，而5G作为新一代通信技术，与人工智能、物联网等技术结合可以对智慧医疗和教育体系带来质的飞跃，因为从用户体验来说，移动通信技术的进行对于远程操作来说是极为重要的，尤其是远程医疗，无论是诊断还是治疗，都需要高带宽和低延迟这两个特征支撑。
对于医疗体系来说，虚拟化技术和远程操作、感知不能替代所有环节，但能为日益家中的医疗资源不足及分配不均的问题提供一个解决方案。例如高度标准化的复查复诊可以在家庭或者前置的分布式的医疗车或医疗站中完成，身处县城也可以享受一线专家操刀或指导手术，对于面临有限的医疗资源分配问题时，5G的加速发展无疑能一定程度缓解这个问题，并且这方面不必像自动驾驶汽车等突破需要城市级国家级的全力投入，可以在一些地方先试先行，可以迅速迭代发展，因此及其具有发展潜力。
在家也可以享受专家级问诊
AR与VR是一种全新的交互方式，对于教育和学校形态的影响正在逐渐显现，5G支撑的AR与VR将大幅度提升远程教育的用户体验，可以让优质教育的传播跨越距离，虽然现在的远程教学在线教学已经践行了这一原则，但是由于教育注重言传身教，没有一定的沉浸感，很难让学生迅速学习，尤其是对于好奇心最终的K12阶段，沉浸式体验将使他们迅速获取知识。同时一些例如实操课程、实验课程也可以通过VR、AR进行教学，降低教学成本的同时的也可以降低一些化学实验等的危险性。当然，这样的视觉技术只能替代一部分教学场景，学校可以继续承担学生必须要到校进行的素质教育的作用。
因此，从这个角度来看，居住区对于过度集中化教育和医疗设施的依赖程度可以通过5G的发展降低，我们可以期待教育和医疗资源分配更加均匀，作为城市设计者也应对这个趋势更加敏感，对此做出回应。
5G推动远程教育体验提升
• 智能机器人对生活区的影响
5G和人工智能对机器人应用的领域将不仅局限于制造业领域，在居住区生活场景中也将会有很多应用，事实上，扫地机器人等已经广泛普及，但是从事社区工作和物业工作的服务机器人由于其移动性和复杂性，对网络的即时性和带宽要求极高。因此，5G的发展使得在生活场景中更多的机器可以提供物业服务，对于一些楼宇门禁、物业管理、园林清洁等工作环节来说，一方面机器人的成本更低，另一方面其运营效率更高，不同类型的人居环境将得到不同幅度的提升。也许更多独立式的楼宇也可以得到很好的管理，或者分布式的住宅也不用担心劳动力的问题，这些都为住宅区设计提供了更多的可能性。
5G将使更多服务机器人被部署在小区
4 、北太平庄志强北园5G智慧社区案例研究
在全国科学创新高地的海淀区，5G应用场景的探索早已初见端倪。5G的发展不仅对个人移动终端影响深远，也是移动通信技术对城市级应用的重要赋能，其对智能基础设施、智慧化治理等都有支撑作用。而作为城市中具备较为完善功能的基本单元——社区是5G在城市发展中应用的重要载体。北京市海淀区于2018年初就开始谋划智慧社区的建设，5G赋能的智能社区就是其中重要的试点内容，其中北太平庄志强北园社区就是北京市首个5G+AIoT智慧社区，本文对志强北园智能社区的建设情况做简单整理及分析，希望能为5G在更广泛的场景中和未来的空间中应用提供参考。
志强北园5G社区位置范围
• 社区基本情况及建设背景
位于北太平庄社区的志强北园兴建于上世纪八十年代，是典型的老旧小区，为板楼型建筑，社区内共2139户，30栋。志强北园是典型的具备相对完善的社区单元，范围内除了居民楼，还有幼儿园、养老服务、酒店等服务业态。
2018年，海淀在“智慧海淀”的基础上，筹划推出海淀城市大脑提升城市治理能力，聚焦于城市治理领域，建设支撑城市高效、稳定、精细化运行的全新基础设施。通过数据驱动、人机协同、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，从而建设安全、美丽、有序、创新且群众满意度高的高品质城市。
海淀城市大脑助力建设高品质城市
作为海淀城市大脑建设的一部分，建设40个智慧社区试点的工作在2018年便已经被提上日程，由于志强北园有海淀区内大量老旧小区的代表性，业态较为齐全，区内人员车辆密度大，并且范围适中，不仅代表了海淀区上世纪八九十年代修建的一批大型单位家属区，还代表了全国尤其是北方地区以板楼为代表的待改造的老旧小区。因此海淀区通过先行先试、局部部署的形式在探索5G技术在社区层面的应用场景，开展志强北园5G社区建设，以5G技术支撑AIoT技术提升社区治理效率。
• 5G智慧社区总体框架
5G智慧社区框架
社区是城市治理的最小单元，具备智慧城市基础设施基本架构——“感传知用”，同时区级城市大脑的基础设施和应用为其提供支撑，智慧社区也是城市大脑触达基层的重要抓手，智慧社区为城市大脑提供实时数据资源，5G的部署保证了区、街镇、社区的多层级城市治理结构之间信息能快速流通，业务能及时协同，数据能快速融合。
智能感知是智慧社区结构中获取数据以及和用户产生交互的载体，主要包括公共设施设备感知、车辆感知、人脸感知、消防感知等。5G和物联网是将感知层与业务层连接的基础设施，5G的部署为更多需要低延时、大带宽、高并发的场景创造了可能，而这类需求正是在智慧城市建设中急需满足的。数据资源池将数据通过元数据管理和数据治理提升数据利用效率，并搭建统一的应用支撑平台，提供统一的云服务、地理信息数据服务及运维服务等，最后是应用层，基于感知数据、共性能力支撑和业务痛点，在公共安全、社区管理、社区服务三个领域进行应用。
• 5G智慧社区安全服务
智能摄像头是5G提升社区治理效率的重要抓手，因为4G网络条件下，100兆的带宽同时接入四路摄像头在一个视频终端就会出现卡顿的现象，对社区安防摄像头的使用体验有很大影响。而5G网络传输速度是4G的100倍以上，目前对于志强北园的治理场景来说，同时接入二三十路摄像头均可以顺畅使用，画面流畅清晰，最多还可接入上百路高清摄像头，使得基层工作人员效率大大提高。
基于5G通信网络支撑，这些摄像头可实现人脸识别、人脸布控、大数据分析等功能,居民可以实现快速进入社区以及单元门，甚至做到无感进出，这是因为5G可以使得摄像头数据或经过边缘计算处理的结构化数据传到云端进行比对，快速的返回信号，从而改变了原来出入口智能设施反应慢、功能少的情况。有了云端的数据库和算力支撑，摄像头还可以更加智能，例如监测社区周界，通过长期停留分析发现异常人员，另接入公安系统特殊人员数据库，及时发现违法犯罪人员。
志强北园5G社区运行系统平台
图源：网易新闻
5G的部署为志强北园安全服务提供了强有力的支撑，不仅是对进出口管理，还能通过多种物联网感知设备的部署，多元数据融合提供创新业务，例如通过烟感设施监测消防情况，同时远程控制摄像头，监测消防通道堵塞情况，保证消防安全。在幼儿园等重点场所出现有异常人员长期逗留徘徊也会向管理人员或派出所实时报警。各类设施设备一旦监测到异常，智能摄像头自动寻找能拍到异常点的镜头方向，为物业人员提供一手获取现场信息的机会。总体而言，5G赋能AIoT的应用使得传统分散低效的摄像头与各类传感器的使用效率得到大幅提升，使得感知设施更加智能。
• 5G社区管理服务
5G智慧社区机房
在5G智慧社区，有了移动通信网络和AIoT技术的支撑，社区治理基层机构被赋予了更大的能力，在小区南门的门卫室就是智慧社区机房，机房内可以实时查看小区的各项运营情况，这些数据同时通过移动终端与社区管理人员互联互通，将小区内各项业态——居民楼、酒店、学校的实时情况，各类设施的运行状态通过大屏的形式展现在屏幕上，这些业务包括“设备感知”、“消防感知”、“人脸感知”、“通行感知”、“周界感知”、“井盖感知”、“满溢知”、“一键报警”、“盲点监控”，还有“城市感知”、“城市管理”、“系统管理”、“智慧养老”等场景可以进行拓展。
展示城市全要素实景信息，实现可视化城市管理
5G智慧社区可以迅速接入海淀“一张图”等共性应用平台资源，真正做到多级联动的城市治理新形态，将城市治理的智能化能力下沉到基层，也使得城市治理的触手通过社区层级触达到居民。
• 5G智慧社区居民服务
志强北园根据群众需求，对其中大部分单元安装了智能门禁系统，征得群众同意后安装了人脸识别装置，并且可以远程开门，大大提升了群众居住的安全感和体验感。同时在社区范围内，基于5G的网络支撑，为老年人提供了智能手环，对老年人健康情况进行实时监测，通过手机app让家人或社区老年人服务站点实时感知。在老年人通过门禁时会对老年进行识别，自动开门，降低老年人使用门槛。
同时，社区服务站的服务能力也得到了提升，政务机器人与警务机器人的安装让社区服务站在不增加人手的情况下为居民提供更多服务，体现了“最多跑一次”的政务改革精神，政务机器人和机器人为社区居民提供逾400项服务，快速实现人脸识别、证件识别等功能。
政务机器人
图源：网易新闻
• 案例小结
志强北园是典型的老旧小区，其在5G全面部署之前就落地实践的经验为5G在城市治理现代化的应用提供了很大的参考，尤其是在老旧小区改造等领域，提供了利用“云大智物”等在场景中的创新应对社区存量进行优化的思路，为城市治理从粗放型转向精细化提供了参考。
在智能城市最小功能集群单位-社区中，5G作为移动通信环境的基础设施，可以推动城市治理、社区服务、社区管理等场景变革创新，将云端与中心化的资源合理配置到基层单位，也让云端的城市大脑更好的通过基层单位——社区与城市的用户群体——居民直接连接，提升城市治理现代化水平。
二、5G技术特点推动新一代智能化发展
1. 5G正在到来
在了解5G技术的应用对规划设计行业有何影响之前，应先对5G的主要技术特征进行了解，这部分对5G的核心突破和应用情况进行简单阐述。
（1）5G发展的技术特点
5G是指第五代移动通信技术，是4G系统后的延伸。5G与2G、3G、4G是一脉相承的技术。
而通信技术，可以分为有线和无线两种，也就是说信号要么是在线缆中传播（光缆等）或空气中传播，前者——有限传播自从光纤的广泛应用后，极限速度已经高达26Tbps，这个速度已经完全可以满足现阶段网络应用的需求，但由于有线传播的介质限制，在设备数量最为广泛的移动终端上有着诸多不便，因此现代通信技术的瓶颈就是无线通信。
我们可以看到从模拟通信（1G）到数字通信时代（2G-4G）的移动通信技术发展基本代表现代信息产业的发展，而且从2G开始数字通信在经济生产领域开始大范围应用，对生产力和经济运行效率有极大的提升，在这个过程中，经济生产生活行为的改变也受到了较大影响，行为的影响对城市空间也衍生出了新的需求，过去城市空间规划设计主要是被动对变化做出反应，在从4G到5G的变迁中，将从智能终端到智能化社会进行跃迁，城市规划师应主动对5G带来的变化进行响应，确保城市设计是面向未来、保持先进的。
通信技术变迁历程——从1G到5G
图源：《5G为人工智能与智能制造赋能》王喜文
通信技术变迁历程——从互联网到人工智能
图源：《5G为人工智能与智能制造赋能》王喜文
作为非通信领域从业者，对于5G性能的了解只需要熟悉最常见的三个特征即可——eMBB、mMTC、URLLC（也是分析5G应用最常用的三个英文词汇）。
图源： 《5G新时代，引领智慧社区新未来》朱常波
5G与4G关键参数对比
图源：《5G新时代，引领智慧社区新未来》朱常波
eMBB——超大带宽：第一个特征很好理解，就是快，我们可以看到5G的峰值速率将比4G提升20倍。快是普通用户最能直观感受的特点，虽然快并不是5G的所有，但快确实为5G的应用带来了很多想象空间，例如高清视屏播放、VR会议系统等。值得注意的是，很多应用需要超大带宽作为支撑，例如远程手术、自动驾驶需要超大带宽传送大量数据信息，但这类应用于人们生活息息相关，不能有丝毫误差，所以对其要求是既要快也要稳，所以远程手术、自动驾驶之所以会在5G时代有长远发展是因为其既依赖超大带宽的特性，也需要URLLC超可靠低时延保证信息传递的可靠性、及时性。
URLLC——超可靠、低时延：正如上文所说，除了超高速的特点，5G对比其他无线通信技术的性能跃升就是可靠性、延迟时间。有许多论点认为，4G及之前的数字通信技术都是信息流的革命，5G将是智能化社会改造的契机，而一旦从虚拟世界转换到物理世界，可靠性就是我们必须考虑的特征，因为网络应用例如在线聊天，有几秒哪怕几十秒的延迟也就是损害用户体验的损失，但对于物理世界的应用，无论是智能交通、智能化生产还是智能医疗，哪怕0.1秒钟的延迟也会造成不可挽回的损失。因此在技术能做到百分之百接近百分之百安全可靠之前，政府监管机构对很多应用都不会放开监管，5G带来的超可靠、低时延特征正是许多应用落地所急需的特征，即使5G的部署不能马上使这些应用落地，也为这些应用落地前的测试、尝试提供了可能性。
mMTC——大连接，低功耗：在未来很长一段时间内，智能化设备将继续与人类社会一起继续“城市化进程”。在有限的城市空间内，需要连接的设备数量将会大大增加，大家国庆佳节出去旅游应该都经历过人流过于密集网络不好的情况，这就是因为4G网络系统连接密度仅为5G的1/10的原因。而且现在连接需求人均1台或1.5台的移动终端，还包括了大量的智能化基础设施需要联网，在智慧城市发展的过程中，大量设施设备联网，构建孪生城市是必经的一步。5G的部署支撑大量基础设施的联网使我们能对物理世界精准感知，从而做到精确控制，真正实现智慧城市的愿景。
另外5G还有一项出镜较少的核心特征就是高速移动性，我国4G应用了部分5G技术，使移动性能达到350公里每小时，这也是为什么我们在高铁上依然能顺畅上网的原因，而5G的正式发布将使这个速度达到500公里每小时。
eMBB、mMTC、URLLC之中每项单项技术都会产生大量应用场景，如今5G使三项突破同时应用成为可能，事实上，这些5G特征同时应用才能发挥其最大的价值，你可以以10Gbps的数据传输速率支持数万用户（数万人在一栋楼内同时使用VR电影进行交互），也可以保证数万用户使用延迟为毫秒级的网络系统（几万学生在不同地域同时采用全息投影接受一个老师的培训）、同样可以使数万终端享受10Gbps的数据传输速率、毫秒级的延迟（数万辆无人驾驶汽车自动运转）。
同样地，虽然5G的部署不一定能马上帮助这些应用落地，但如同4G一样，基础设施完善将帮助、激励市场上广大技术创新主体（包括政府、个人、企业）创造新场景、新应用，从而改变我们的行为方式，对空间产生新的需求。
（2）5G应用的情况
在2019年，全球多个国家和地区的众多运营商正在积极推进5G商用部署。运营商to C业务主要以eMBB超大带宽服务为主，对智慧医疗、无人交通等to B场景则推出URLLC服务，而由于NB-IoT及LoRa包括LTE网络尚能满足现阶段物联网及智慧城市的需求，mMTC的应用还比较少。
美国在2018年9月推出“5G加速发展计划”，在频谱、基础设施政策和面向市场的网络监管方面为5G发展铺平道路。目前，其5G网络覆盖将达到19个城市，主流运营商均将陆续推出5G商用服务。韩国三家主要运营商于2019年推出了5G商用计划。随之韩国政府举行“5G+战略”发布会，宣布将推进国家层面的5G战略，志在打造世界一流的5G生态圈。而日本运营商计划在2020年商用5G，科技省对5G应用做出了明确规划。以瑞士和英国为代表的的欧洲国家均在2019年推出了商用的5G，瑞士电信计划2019年底即对全境进行全覆盖，而英国则计划2020在英国中部南部全域覆盖5G覆盖网络。
总体来说，称2019年为5G元年是比较贴切的，对于发展5G，各国均将其置于国家战略的高度,特别是在全球经济下行风险上升的2019年下半年，5G应用已经超出了商业范畴上升到了国家高度，在5G市场和技术领域占领话语权是各大经济体必争的要地。因此，从2019年下半年开始的一系列围绕通信技术、人工智能技术的国际间争端也愈加引人注目，5G技术的快速应用对我国和其他竞争者均至关重要，关于由此展开的市场竞争、技术发展、标准制定趋势则在此不过多赘述。
2019年6月，中国工业和信息化部向三大运营商发放了5G商用牌照，首批5G城市名单正式出炉，中国移动、中国电信、中国联通宣布在今年至少 40 个城市覆盖5G网络。其中移动和联通均统一发布40个城市，除此之外电信在鹰潭和琼海进行单独部署。5G网络商用在我国踏出了第一步，需要普适应用还需要多样化应用的出现，各类场景的开发等，现阶段的主要任务是不断优化网络覆盖，积极培育行业创新应用。
第一批5G试点城市（2019年6月 工信部）
2. 5G推动新一代智能化发展
和4G一样，5G本质上就是信息和数据的通道，其核心还是提升信息和数据的传输效率，为应用提供类似能源供给一样的支持。因此5G真正的潜力是赋能其他技术，通过创新组合产生新的应用从而创造价值。同样地，5G的推出也可能面临和4G一样的困局——在4G刚推出时曾被质疑过没有应用场景，但接下来4G与智能手机互相成就了彼此。移动互联网行业得到迅猛发展。与PC互联网不同，移动互联网最大的特性就是其可移动性，移动互联网快速切入生产生活的各个角落，深刻的改变了的绝大多数人的行为习惯。
从这个角度来看，出现一款5G时代划时代的终端产品将会是5G应用水平的分水岭。终端产品背后的逻辑是交互体系，交互体系需要通信技术的支撑，也需要数据的处理、存储技术突破等，是软件与硬件结合的产物。正如之前所说，5G的应用中，超大带宽eMBB仅是其一个特点，因此5G时代衍生出的划时代的终端产品也将会更加复杂，也需要与人工智能、大数据、云计算、边缘计算、物联网、区块链等技术进行耦合，从而孵化出更多应用场景。
5G作为通信技术是底层的基础技术之一，其与有线连接、卫星通信等方式共同组成了现代智能化城市信息的通道，伴随5G发展的是智慧城市“万物互联，感知可控”的愿景，在通信技术的的基础上，云计算、边缘计算、大数据技术使得海量的数据能根据不同场景需求进行实时处理，而控制技术、传感技术、精密制造等技术使信息能转换为物理世界的指令完成相应的任务。通过基础技术的支撑，AR、VR、计算机视觉等通用功能组合成了不同应用，从而赋能智慧城市各方面的发展。
5G与人工智能、云计算、物联网等技术结合推动智慧城市发展
图源：《5G新时代，引领智慧社区新未来》朱常波
5G及其他通信技术与云计算、边缘计算物联网等基础技术都进一步增加了信息流转的效率，优化了信息流转的方式，也使得更多的终端、事件、人能被连接，控制技术及精密机械使得虚实的边界逐步融合。以上技术都是信息流效率提升及资源配置的优化，在这些技术突破的基础上，人工智能是进一步改变人类生产生活方式的一项突破，也是5G发展将会带来的重大突破点，新一代的人工智能既是5G普及的结果，也将成为推动5G更大范围应用及创造更多价值的核心驱动力。
5G与人工智能、云计算、物联网等技术结合推动智慧城市发展
图源：《5G为人工智能与智能制造赋能》王喜文
根据智能制造专家王文喜博士的定义，广义的人工智能包括计算、数据资源、人工智能算法、计算研究、应用构建的产业。人工智能有两个层面的重要意义：第一个层面是类人的能力，例如像人一样运动、一样思考、一样的观察、一样的嗅觉，也就是突破劳动人口这个现代生产体系中重要组成部分的限制，势必带来超越工业化的影响，甚至可以称之为最后一次工业革命，因为这个工业革命之后，大量劳动力廉价化将会为人类带来指数级增长的生产能力，势必改变社会组织形式的改变；而第二个层面则是超人类的能力，只要像素充足，人工智能可以在图像中识别成千上万的人脸，也可以从上千万份财务报告中寻找规律从而做出决策，这些都是人类不具备的能力，这方面计算机的能力已经逐渐显现，5G的部署将使这类能力的应用更加泛在化，并且在5G及其他技术的支撑下，对物理世界和组织形式带来巨大的改变。
以新一代人工智能代表的全面智能化将在网络基础设施、大数据基础设施、高效能计算基础设施全面智能化并且效能达到一定的效率时才能实现，而5G的逐步部署对以上技术突破都具有积极的作用，即使短期没有实现全面智能化的新一代人工智能，5G也将为推动全面智能化落地创造积极的条件，对世界产生即工业革命、信息革命以来的又一次全面变革。
回顾西方工业革命对城市形态的改变，甚至可以说工业化发展塑造了现代城市的形态，许多城市理论都伴随工业革命的发展而逐渐成熟。现代城市是工业化的产物，在工业革命的起源地英国，工业化将传统的农业社会转变为现代的工业社会，将田园牧歌的乡村社会改变成繁华的城市社会。从圈地运动开始土地规模经营、乡村呢绒手工业的发展以及随后的工业革命，建立新型的工厂制度，为人们提供了更好的生存机会，从而催生了新型的人口中心——现代城市。接下来的20世纪，以美国为代表的国家发展出大都市区的概念。与传统的城市体系相比，大都市区的经济活动在地理上，更有利于促成新兴工业得长生、加速信息的传播、推动科技发明、增加产业门类和产品数量，从而催生信息化=革命，使得大都市区成为推动美国经济增长和提高其全球竞争力的主导力量。
与工业革命与信息革命相比，新一代人工智能将会使资源的配置更为有效，也会创造更大量的社会价值，甚至可以可达到超需求的生产力，但是其带来的挑战及对现有秩序的破坏也将更加明显。尤其是在5G推动人工智能发展赋能新一代人工智能发展的前提下，城市化的新需求、新特征应该被城市学者更早感知，以主动应对将要到来的巨大变革。
3. 总结与展望
综上所述，5G的试点商用虽然已经被各方广泛关注，但其巨大的应用价值将待其赋能到人工智能、物联网、智能智造等各个领域后，才可能会被能被公众全面认识到。通过对其在各个城市领域的应用进行分析可以看出，5G的发展将通过改变人们出行、工作、生活的行为习惯，进而影响人与城市空间的交互关系。而我们的基本判断是5G带来的影响将会在3G、4G的基础上指数级扩大，将会影响到城市方方面面。而长期以来，针对城市空间的规划与设计，在技术发展趋势面前往往是被动相应。面对下一代通信技术带来的变化，本文提出，应积极探讨其对于城市空间的深刻影响，引导城市规划主动应对变革中的城市空间。希望本文能起到抛砖引玉作用，能够持续与各界同仁一起更加深入研讨这一话题。
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