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關(guān)鍵詞 數(shù)字電視;機房環(huán)境;智能遠程監(jiān)測系統(tǒng)
中圖分類號 TP27 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708(2016)166-0072-02
當前三網(wǎng)融合進程加快,對于廣電網(wǎng)絡(luò)服務(wù)運營商來說,管理的機房以及設(shè)備明顯增加。而機房設(shè)備在管理的過程中對環(huán)境的要求較高,為了減少環(huán)境對設(shè)備的影響,通常都指定工作人員定期對進行維護和管理,但這種機房管理方式相對比較落后,根本就不能適應(yīng)時代的發(fā)展需求。這就需要設(shè)計數(shù)字電視機房環(huán)境智能遠程監(jiān)測系統(tǒng),該系統(tǒng)可以監(jiān)測機房環(huán)境狀況,而且還具有報警機制,一旦發(fā)生故障,就可以及時的檢查并處理,能夠?qū)崿F(xiàn)全面集中管理方式。
1 系統(tǒng)的整體設(shè)計分析
監(jiān)測系統(tǒng)主要由以下兩大部門組成:第一個部分是監(jiān)測中心,第二個部分是集中管理客戶端。首先,從監(jiān)測中心的軟件構(gòu)成來看,可以分為2個軟件,一個是監(jiān)測主機,一個是監(jiān)測軟件;而機房集中管理客戶端在設(shè)計的時候,使用的是模塊化設(shè)計。設(shè)備管理過程中為了方便集中管理分布式機房,不僅是監(jiān)測中心的設(shè)計,而且機房客戶端的設(shè)計,全部都采用C/S架構(gòu),以便實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。該系統(tǒng)的運用可以使機房實現(xiàn)無人值守,可以在很大程度上提高機房設(shè)備管理水平。
在整個系統(tǒng)設(shè)計中,機房集中管理客戶端具有多功能性,可采集、分析以及處理一切相關(guān)的數(shù)據(jù)信息,進而將信息發(fā)送給上級管理中心,并且還具有報警功能;監(jiān)測中心的工作任務(wù)是對機房進行管理,并在收到下級監(jiān)測站發(fā)送過來的信息后,將其傳給各分機房。機房中的溫濕度傳感器主要是采集周圍環(huán)境的溫濕度,并對其進行處理轉(zhuǎn)換成標準電信號,然后再繼續(xù)接入監(jiān)測模塊;煙霧等信號傳感器在設(shè)計的時候,主要是將其接到處理器的端口,在發(fā)現(xiàn)異常情況時,系統(tǒng)將會提示報警信息,進而將數(shù)據(jù)信息報告給監(jiān)測中心,然后系統(tǒng)自動深入的分析報警信息,從而將其儲存于事故信息庫,最后再提示值班人員故障信息[1]。
2 集中管理客戶端硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計分析
集中管理客戶端硬件結(jié)構(gòu)主要由以下4個子系統(tǒng)組成:第一個是溫濕度檢測子系統(tǒng)。該子系統(tǒng)在使用的過程中可以先設(shè)置溫度與濕度報警值。該系統(tǒng)將信息傳送給處理器,并將檢測的結(jié)果以圖形形式顯示,可以看到數(shù)值的變化情況曲線圖,當達到原先設(shè)定的數(shù)值時,系統(tǒng)會自動向管理員提示報警信息;第二個是漏水檢測子系統(tǒng)。機房管理中如果發(fā)生漏水,很有可能出現(xiàn)電力短路,造成嚴重的后果。利用漏水傳感器就可以很好的解決這個問題,當只要將子系統(tǒng)設(shè)在空調(diào)等容易漏水的位置,當發(fā)生漏水,系統(tǒng)就可以自動發(fā)出報警;第三個是粉塵監(jiān)測子系統(tǒng)。利用粉塵探測器,管理員就可以了解機房的粉塵含量,從而判定空氣情況[2]。一般來說主要機房的潔凈度應(yīng)當控制在A級,而其他的區(qū)域應(yīng)當控制在B級,當空氣中的粉塵含量超過標準時,該系統(tǒng)就會自動向管理人員發(fā)出報警信息;第四個是煙霧監(jiān)測子系統(tǒng)。在機房中,設(shè)備電源線路交錯相當復(fù)雜,不注意很容易發(fā)生電力起火等事故,如果在機房中安裝煙霧傳感器,就可以避免火情。當機房因電源線路問題而引起火災(zāi),煙霧濃度達到設(shè)定的數(shù)值后,該系統(tǒng)就會發(fā)出報警信息。
3 系統(tǒng)軟件的設(shè)計分析
首先,分析的是集中管理客戶端軟件設(shè)計。該軟件系統(tǒng)主要是在WinCE5.0嵌入式操作系統(tǒng)平臺上進行開發(fā),主要是負責實時監(jiān)測機房環(huán)境。這個系統(tǒng)能夠顯示友好的人機界面,在界面中管理員可以看到環(huán)境參數(shù)和狀態(tài)。同時還開發(fā)了Embedded Visual CE4.0,這是一個集成開發(fā)環(huán)境,具有多種功能,不僅可以設(shè)計和創(chuàng)建相關(guān)的應(yīng)用程序,而且還可以對所開發(fā)的應(yīng)用程序進行測試和調(diào)試。當集中管理客戶端啟動后,一方面可以自行操作載入操作系統(tǒng),另一方面還能進行硬件自檢,此時監(jiān)測軟件一旦打開,該系統(tǒng)就可以與之進行TCP/IP網(wǎng)絡(luò)連接,當連接失敗的情況下,將會繼續(xù)發(fā)出連接請求,直到連接成功才自行停止。終端開啟后就可以自行接收各傳感器模塊的輸出,在這過程中利用的是輪詢檢測的方法,同時還能對處理獲取的數(shù)據(jù),當經(jīng)過處理的數(shù)值超出了設(shè)定的報警范圍,系統(tǒng)將會及時進行本地報警,進而自動存儲錯誤原因,并將相關(guān)的信息發(fā)送到監(jiān)測中心。編寫好集中管理客戶端軟件后,就可以通過PC機與ActiveSync進行連接,ActiveSync主要是一種嵌人式系統(tǒng),此時再將其移植到WinCE5.0操作系統(tǒng),就可以實現(xiàn)應(yīng)有的功能。
其次,分析的是監(jiān)測中心軟件設(shè)計。該系統(tǒng)軟件的設(shè)計,需要基于Windows操作系統(tǒng)上才能實現(xiàn),軟件開發(fā)的過程中,使用的是VC++6.0軟件,然后再利用ACCESS2003,編寫具有多種功能的監(jiān)測管理軟件。在主機的設(shè)計中,全部使用圖形用戶界面統(tǒng)一管理各個子系統(tǒng)。管理人員可以在用戶顯示界面中看到機房的環(huán)境狀態(tài),對機房環(huán)境進行故障和報警監(jiān)測,當機房中出現(xiàn)異常的現(xiàn)象時,用戶顯示界面中將會自動彈出當前的監(jiān)測情況,使管理人員了解異常事件的發(fā)生時間、位置等細化的信息[3]。同時系統(tǒng)按照一定的分類方法記錄和存儲信息,一般主要是根據(jù)位置、內(nèi)容以及參數(shù)等幾個不同的類別進行歸類,管理人員在日常工作中能夠按照不同的查詢條件進行查詢,并打印相應(yīng)的報表。
4 結(jié)論
監(jiān)測系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)進行設(shè)計,可以對機房的周圍環(huán)境情況進行遠程監(jiān)測,當機房內(nèi)的溫度、濕度異常,甚至發(fā)生非法闖入、火災(zāi)等事件,系統(tǒng)都可以自動向監(jiān)測中心發(fā)出警報,將事件發(fā)生的時間、位置等相關(guān)信息記錄下來,管理人員可以隨時查詢,在很大程度上減少了值班人員的工作量,進一步提高了機房的管理水平。
參考文獻
[1]付保川,班建民,陸衛(wèi)忠,等.基于嵌入式Web的遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J].微計算機信息,2015,8(10):127-130.
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拓展合作新藍海
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一、高校數(shù)字化能源監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀
《教育部關(guān)于勤儉節(jié)約辦教育建設(shè)節(jié)約型校園的通知》、《高等學校節(jié)約型校園建設(shè)管理與技術(shù)導(dǎo)則(試行)》、《教育部關(guān)于開展節(jié)能減排學校行動的通知》等文件的下發(fā),明確了校園開展節(jié)能減排的重要性,提出了“以提高資源利用效率為核心,以節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、節(jié)地、資源綜合利用為重點”的節(jié)能減排工作要求。技術(shù)節(jié)能活動作為實現(xiàn)節(jié)能目標的重要手段,已經(jīng)在各大高校的廣泛應(yīng)用和大力開展,這不僅包括使用先進的資源能源節(jié)約型器具,更包括采用信息化技術(shù)搭建數(shù)字化能源監(jiān)控系統(tǒng)或節(jié)能管理平臺。目前很多高校雖然已經(jīng)建設(shè)了監(jiān)控系統(tǒng)或管理平臺,但能夠持續(xù)使用并獲得良好節(jié)能效益的并不多,這可能與以下幾個方面的因素有關(guān)。
(一)對系統(tǒng)的內(nèi)涵認識不清
部分高校及使用者對數(shù)字化能源監(jiān)控系統(tǒng)的認識集中在對能源資源用量的遠程集抄及對用能設(shè)備的自動控制等基礎(chǔ)功能上,對大量數(shù)據(jù)中蘊含的基本規(guī)律的價值缺乏認識,也即對系統(tǒng)在能源管理方面的深層作用認識不足;沒能確立數(shù)字化能源監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)在高校節(jié)能減排工作中的基礎(chǔ)性地位;在使用中不能充分發(fā)揮系統(tǒng)應(yīng)有的作用。
(二)系統(tǒng)建設(shè)的可行性分析不充分
數(shù)字化能源監(jiān)控系統(tǒng)的提出大大激發(fā)了節(jié)能工作者的熱情,督促著各高校建設(shè)項目的啟動。在掀起新一輪建設(shè)熱潮的時候,樂觀激昂的情緒及認識、經(jīng)驗的不足可能會嚴重影響可行性分析的客觀性、合理性和充分性,甚至可能會使管理者忽略了對節(jié)能效果、成本/收益分析、后期運行維護等問題的深入思考,造成建設(shè)目標不明確、建設(shè)要求不具體、產(chǎn)品與預(yù)期相差較大、投資卻看不到節(jié)能效益的局面,因而逐漸放棄使用系統(tǒng)。
(三)專業(yè)技術(shù)人才匱乏
隨著時代的發(fā)展,后勤也要逐步應(yīng)用高新技術(shù),這勢必需要更加廣泛、更加專業(yè)的知識作為支持。數(shù)字化能源監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)與深度應(yīng)用涉及強弱電、通信、計算機、熱能、自動化控制、土建、統(tǒng)計學、管理學等多個完全不同的專業(yè)知識領(lǐng)域,需要具備一定專業(yè)基礎(chǔ)知識甚至跨學科知識的人才。傳統(tǒng)后勤人員主要是為全校師生提供“食、住、行”等生活所需的服務(wù),學歷、專業(yè)技能與知識水平不高,已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代化、信息化后勤建設(shè)的需要,這也是導(dǎo)致前述項目建設(shè)可行性分析不足的重要原因。專業(yè)技術(shù)人才的匱乏影響了后勤科技的應(yīng)用和發(fā)展。
(四)經(jīng)費保障不到位
校園用能具有覆蓋面積大、用能人數(shù)多、用能節(jié)點分散、能源多樣的特點,能源管理涉及學校的各個方面,所需投入較大。此外,在高校快速發(fā)展階段,學校教育教學、科研創(chuàng)新、硬件設(shè)施、校園安全各方面建設(shè)都在大力發(fā)展,也都需要經(jīng)費支持。而大部分高校,節(jié)能改造項目的建設(shè)主要依靠省市專項資金,其他資金來源十分有限。因此,建設(shè)經(jīng)費緊張就成為一個比較現(xiàn)實的問題。
(五)不重視系統(tǒng)維護
在實際使用中,由于管理人員專業(yè)知識欠缺,往往不了解維護的重要性,也就不重視系統(tǒng)的后期維護。缺少維護經(jīng)費,不具備專職、專業(yè)的技術(shù)人員,對系統(tǒng)建設(shè)中存在的問題不及時解決,不檢查數(shù)據(jù)采集設(shè)備的工況,不核查采集數(shù)據(jù)的正確性、準確性和穩(wěn)定性等。這些問題的存在都將大大減弱系統(tǒng)的作用,問題長期積累最終導(dǎo)致系統(tǒng)的不可用。
(六)節(jié)能措施難以落實
能源管理涉及各個二級機構(gòu)的多種用能情況,包括各學院科研實驗、各職能部處辦公、公共圖書館和教學樓教學等各不相同的用能需求。因此,校園能源管理是一項覆蓋面廣、用能情況復(fù)雜、相關(guān)人員多、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)難度大的工作,這樣復(fù)雜的用能現(xiàn)狀往往存在很多問題,如各機構(gòu)的節(jié)能管理員變動頻繁、通知傳達不到位、職責不明確、節(jié)能動力不足等。結(jié)合目前部分高校節(jié)能減排管理體制的特點,即主要由后勤部門負責協(xié)調(diào)、督促全校的節(jié)能工作,而學校層面力度不足,工作推動不起來,節(jié)能措施難以真正落實到位,能耗始終降不下來。
二、改進高校數(shù)字化能源監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的建議
針對上述影響高校數(shù)字化能源監(jiān)控系統(tǒng)有效發(fā)揮的因素,筆者提出建設(shè)與管理建議如下。
(一)深化對高校數(shù)字化能源監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的認識
高校數(shù)字化能源監(jiān)控系統(tǒng)是利用現(xiàn)代信息技術(shù)開發(fā)建設(shè)的,順應(yīng)現(xiàn)代高校能源資源使用與管理迫切需求的,為用能現(xiàn)狀摸排、能源供需分析、用能規(guī)律總結(jié)、節(jié)能策略規(guī)劃、節(jié)能措施制定與實施以及節(jié)能效果評估和反饋這一系列校園能源管理流程的實現(xiàn)提供保障的龐大的信息系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用的初級階段實現(xiàn)了校園能耗數(shù)據(jù)化和數(shù)據(jù)可視化的目標;在此基礎(chǔ)上,系統(tǒng)應(yīng)用的中級階段是通過校園能源管理的動態(tài)化與精細化推動能源管理體制機制改革,為實施能源消耗指標化提供數(shù)據(jù)依據(jù),為學校管理決策科學化提供策略支持,建立并完善長效的高校能源監(jiān)管體系;系統(tǒng)應(yīng)用的高級階段是以此為龍頭帶動后勤信息化建設(shè)的開展,實現(xiàn)后勤服務(wù)人性化,通過日常能源管理工作的持續(xù)開展,營造節(jié)約資源、綠色生活的校園文化氛圍,培養(yǎng)學生的節(jié)能意識與節(jié)能行為,提高節(jié)能的內(nèi)在驅(qū)動力,打造節(jié)約、綠色、可持續(xù)的大學校園,發(fā)揮高校在節(jié)能減排工作中的示范和引領(lǐng)作用。
(二)建立學校、后勤、節(jié)能管理員三級聯(lián)動的節(jié)能管理服務(wù)體系
三級聯(lián)動體系的建立是推動校園節(jié)能工作開展的重要保障,以學校為主導(dǎo)、以后勤部門為主體的、節(jié)能管理員主動參與的組織結(jié)構(gòu)首先表明了學校對節(jié)能減排的重視程度及節(jié)能的決心,實現(xiàn)了校級層面的全局規(guī)劃、頂層設(shè)計、統(tǒng)籌協(xié)調(diào);然后,以后勤部門作為開展校園節(jié)能工作的牽頭單位,負責節(jié)能管理范疇的工作,制定管理細節(jié),監(jiān)督節(jié)能工作的推進情況;最后,由后勤及各二級機構(gòu)的節(jié)能管理員主動組織開展節(jié)能工作,針對浪費現(xiàn)象進行治理,宣傳節(jié)能理念,推動各項節(jié)能措施的落實。定期由學校、后勤、節(jié)能管理員三級共同組成質(zhì)量管理小組,對階段性節(jié)能效果進行檢查、分析和半結(jié)構(gòu)評估,查找問題并改進計劃、落實計劃、再次評估,直至問題解決。三級聯(lián)動體系的建立明確了各級的職責,使節(jié)能工作的開展更具條理性,有利于實現(xiàn)節(jié)能工作責任到人、落實到位。
(三)重視系統(tǒng)維護,制定維護制度
高校數(shù)字化能源監(jiān)控系統(tǒng)的功能是分析匯總用能數(shù)據(jù)、遠程控制用能設(shè)備。建設(shè)的目的是通過數(shù)據(jù)挖掘為能源管理提供支持,降低校園的能源和資源消耗,強化校園節(jié)能教育。而從本質(zhì)上來講,高校數(shù)字化能源監(jiān)控系統(tǒng)是一個龐大的信息系統(tǒng),包括硬件(設(shè)備設(shè)施)、軟件、數(shù)據(jù)和人員。只有做好這四方面的維護工作,使系統(tǒng)能夠長期、高效、平穩(wěn)地運行,才能持續(xù)不斷地為能源管理工作提供更多有價值的信息,并執(zhí)行必要的節(jié)能控制措施。
基于高校數(shù)字化能源監(jiān)控系統(tǒng)的功能與建設(shè)目的,數(shù)據(jù)是整個系統(tǒng)最核心、最具價值的部分。數(shù)據(jù)的維護主要是為了確保數(shù)據(jù)的安全性和數(shù)據(jù)的完整性(即正確性、有效性、相容性)。數(shù)據(jù)的安全性主要通過建立容災(zāi)備份機制來實現(xiàn),保證災(zāi)害時數(shù)據(jù)的持續(xù)采集和存儲,以及通過數(shù)據(jù)恢復(fù)避免造成不可挽回的巨大損失。實現(xiàn)數(shù)據(jù)完整性的基礎(chǔ)是要先實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的準確性和數(shù)據(jù)分析的科學性。因此,要做好系統(tǒng)硬件(設(shè)備設(shè)施)與軟件的日常維護,包括對計量器具的檢查、線路通信狀態(tài)的檢查、其它硬件設(shè)備的檢查(智能網(wǎng)關(guān)、服務(wù)器等),確保設(shè)備設(shè)施正常工作,問題設(shè)備應(yīng)及時維修或更換。
對于硬件(設(shè)備設(shè)施)與軟件的維護,除了前述的日常檢查以外,還應(yīng)針對目前存在的問題、使用條件的變化、未來環(huán)境要求等積極進行軟硬件的更新、升級,不斷完善系統(tǒng),使系統(tǒng)能夠適應(yīng)新的使用要求而具有更長的服役壽命。人員作為整個系統(tǒng)的一部分,其主要任務(wù)是保證硬件設(shè)備的在線率,提高系統(tǒng)軟件的穩(wěn)定性和利用率。應(yīng)對維護人員進行不定期的專業(yè)技能培訓,培養(yǎng)對新技術(shù)的敏感性,使其能夠應(yīng)對更加復(fù)雜的問題或提出更為簡化的系統(tǒng)運行建議。此外,要對所有的維護操作建立文檔記錄以便問題核查,并作為未來維護工作的依據(jù)。
(四)設(shè)立節(jié)能專項基金,形成節(jié)能與維護相互促進的良性循環(huán)
高校數(shù)字化能源監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)與使用能夠讓管理者看到哪些部門用能量大、哪些用能是必需的、哪些存在浪費現(xiàn)象、哪些可通過控制來節(jié)約、哪些需要進行宣傳教育。這樣目標明確、有針對性地開展節(jié)能工作,為學校帶來了較好的經(jīng)濟效益。用節(jié)省下來的資金建立節(jié)能專項基金來反哺系統(tǒng)的建設(shè)與維護,如購買計量表具、升級系統(tǒng)軟件、完善系統(tǒng)功能、擴大改造范圍等,能夠進一步提高系統(tǒng)效能,持續(xù)創(chuàng)造經(jīng)濟效益,建立系統(tǒng)運行維護的自供給機制。
(五)建立人才培養(yǎng)與儲備制度
一、“東數(shù)西算”將優(yōu)化西部算力資源,支撐東部數(shù)據(jù)運算
當前,人類社會生產(chǎn)力已由人力時代和馬力時代轉(zhuǎn)向動力時代,現(xiàn)正加速轉(zhuǎn)向算力時代。算力,如同農(nóng)業(yè)時代的水利、工業(yè)時代的電力,成為數(shù)字經(jīng)濟時代的核心生產(chǎn)力,是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施。我國對算力的需求十分旺盛,預(yù)計未來每年仍將以20%以上的速度快速增長。但是我國東西部算力資源分布極度不均衡,供求矛盾突出。東部地區(qū)經(jīng)濟發(fā)達,擁有眾多的互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等公司,算力需求旺盛,但是東部地區(qū)資源有限,尤其是電力、土地價格高企,不利于大型數(shù)據(jù)處理中心的建設(shè)和運營;我國西部地區(qū)資源豐富,電力、土地、人工便宜,氣候適宜,而算力需求較少,具備發(fā)展數(shù)據(jù)中心、承接東部算力需求的潛力。在這樣的背景下,我國“東數(shù)西算”工程應(yīng)勢而生。“東數(shù)西算”工程中,“數(shù)”指數(shù)據(jù),“算”指算力,“東數(shù)西算”通過構(gòu)建數(shù)據(jù)中心、云計算、大數(shù)據(jù)一體化的新型算力網(wǎng)絡(luò)體系,旨在利用西部豐富的可再生資源,建設(shè)數(shù)據(jù)中心,承接東部的算力需求,打通東西部數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的大動脈,助力我國數(shù)字經(jīng)濟和東西部協(xié)調(diào)發(fā)展。我國國家算力樞紐節(jié)點根據(jù)地理位置和發(fā)展定位不同,可分為兩大類,詳見表1所示。一類樞紐節(jié)點是位于東部地區(qū)的京津冀樞紐、長三角樞紐、粵港澳大灣區(qū)樞紐和成渝樞紐。這四大樞紐節(jié)點計劃布局六大國家數(shù)據(jù)集群中心,其地理位置與我國四大城市群高度重合,所在地區(qū)用戶規(guī)模大、算力需求旺盛,主要用于滿足本區(qū)域算力需求,需要進一步統(tǒng)籌好城市內(nèi)部和周邊區(qū)域的數(shù)據(jù)中心布局,實現(xiàn)算力部署與當?shù)刭Y源的協(xié)調(diào)可持續(xù),不斷優(yōu)化數(shù)據(jù)中心供給結(jié)構(gòu),拓展算力增長空間。另一類樞紐節(jié)點是位于西部地區(qū)的貴州樞紐、內(nèi)蒙古樞紐、甘肅樞紐和寧夏樞紐,計劃布局四大數(shù)據(jù)集群中心。這四大地區(qū)資源豐富、氣候適宜,是算力設(shè)備的天然冷卻場所,同時土地、電力、勞動力等成本低廉,數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展的潛力較大,用來打造面向全國的后臺加工、離線分析、存儲備份等延時要求低的非實時性算力保障基地。“東數(shù)西算”工程對于優(yōu)化西部算力資源、支撐東部數(shù)據(jù)運算、提高數(shù)據(jù)要素利用效率具有重要作用。位于東部地區(qū)的四大國家算力樞紐節(jié)點布局在我國四大城市群內(nèi)部或者周邊地區(qū),主要服務(wù)于東部地區(qū)延時要求較高的電子商務(wù)、在線支付、在線游戲、金融證券、災(zāi)害預(yù)警、視頻通話等業(yè)務(wù);位于西部地區(qū)的四大國家算力樞紐節(jié)點可以充分利用當?shù)刎S富資源,承接東部地區(qū)延時要求較低、價格敏感度高的數(shù)據(jù)運算、存儲服務(wù),比如存儲備份、后臺加工、網(wǎng)站維護、制造業(yè)研發(fā)設(shè)計等業(yè)務(wù),分擔東部地區(qū)算力壓力,更好服務(wù)于我國數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展。
二、通過算力設(shè)施向西布局,帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)有效轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化
業(yè)內(nèi)人士預(yù)計,“東數(shù)西算”工程啟動后,對相關(guān)產(chǎn)業(yè)的拉動杠桿效應(yīng)達到1∶8。十大數(shù)據(jù)中心集群建設(shè)前期有望涉及到溫控設(shè)備、電力設(shè)備等機房配套設(shè)施采購,后續(xù)隨著流量及算力需求的增加或?qū)榉?wù)器、交換機、光模塊等IT設(shè)備帶來進一步增量。“東數(shù)西算”投資總額度目前沒有官方數(shù)據(jù),類比“南水北調(diào)”“西電東送”和“西氣東輸”,可以預(yù)見的是,“東數(shù)西算”項目建設(shè)將是一項長線工程,同時作為重資產(chǎn)投資項目,投資體量或在數(shù)千億級別。根據(jù)相關(guān)機構(gòu)測算,到2025年“東數(shù)西算”工程僅10個國家數(shù)據(jù)中心集群建設(shè)的總投資規(guī)模就有望達4000億元~5000億元。根據(jù)投資的杠桿效應(yīng),“十四五”期間,“東數(shù)西算”工程每年將帶動4000億元以上的相關(guān)投資,被譽為數(shù)字經(jīng)濟時代的“南水北調(diào)”工程。“東數(shù)西算”工程有助于進一步激發(fā)東部地區(qū)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新,提高有限資源的利用效率,不斷加快東部地區(qū)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。“東數(shù)西算”工程可以緩解東部地區(qū)能源資源緊張局勢,將有限資源集中用于發(fā)展科技含量更高、技術(shù)前景更廣的產(chǎn)業(yè),有助于東西部產(chǎn)業(yè)分工和協(xié)調(diào)發(fā)展。“東數(shù)西算”工程疊加數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展方向,對整個數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域?qū)⑹谴_定性較大的機會,將帶動數(shù)據(jù)中心相關(guān)的IDC、ICT、光模塊、運營商、溫控設(shè)備、光通信等領(lǐng)域迎來新一輪發(fā)展機遇,而這些產(chǎn)業(yè)及核心技術(shù)大都分布在我國東部地區(qū),這些企業(yè)將會通過持續(xù)的技術(shù)進步實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。隨著“東數(shù)西算”工程的推進,數(shù)據(jù)要素及其配套資源將在東西部之間跨域流通。一批數(shù)字經(jīng)濟相關(guān)產(chǎn)業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施以及人才、技術(shù)等將會從東部地區(qū)轉(zhuǎn)移到西部地區(qū),東部地區(qū)的互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等企業(yè)將會在中西部地區(qū)布局,使中西部地區(qū)逐漸開始發(fā)展技術(shù)含量較高的數(shù)據(jù)加工、數(shù)據(jù)清洗等數(shù)字產(chǎn)業(yè),將自身資源豐富的“瓦特”經(jīng)濟轉(zhuǎn)化為科技含量高、未來發(fā)展?jié)摿Υ蟮摹氨忍亍苯?jīng)濟,從而拉動和促進我國中西部地區(qū)的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和經(jīng)濟增長,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級,拉動當?shù)鼐蜆I(yè),促進東中西部地區(qū)綠色協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。數(shù)據(jù)集群中心的產(chǎn)業(yè)鏈條長、涵蓋門類廣,將有助于培育和打造西部地區(qū)新的經(jīng)濟增長極。數(shù)據(jù)集群中心的產(chǎn)業(yè)鏈條既包括傳統(tǒng)的土建工程,還涉及信息技術(shù)設(shè)備制造、信息傳輸、基礎(chǔ)軟件、清潔能源供給等。“東數(shù)西算”工程將帶動相關(guān)數(shù)字經(jīng)濟基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)向西部地區(qū)轉(zhuǎn)移,拉動西部地區(qū)的新基建投資,加快西部地區(qū)通信設(shè)施升級,實現(xiàn)云網(wǎng)協(xié)同,提升算力服務(wù)品質(zhì)。當數(shù)據(jù)中心向西部地區(qū)集聚之時,數(shù)字經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)在西部地區(qū)便有了萌芽乃至發(fā)展壯大的可能。以貴州為例,貴州早在2014年便開始布局大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè),目前已有阿里巴巴、華為、蘋果等5000多家企業(yè)落戶,數(shù)字經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)增速連續(xù)六年位居全國第一,成為當?shù)匚宕笾еa(chǎn)業(yè)之一,貴州也躋身全國數(shù)字經(jīng)濟重鎮(zhèn)。內(nèi)蒙古、甘肅、寧夏等地,同樣有望借助“東數(shù)西算”工程實現(xiàn)數(shù)字經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)的騰飛,從而帶動本地乃至整個西部地區(qū)數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展。
三、我國算力網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新體系建設(shè)存在諸多亟待解決的問題
綜上所述,“東數(shù)西算”工程將為我國數(shù)字經(jīng)濟和東西部協(xié)調(diào)發(fā)展帶來諸多裨益,但是我們要認識到我國數(shù)據(jù)跨域流動和算力網(wǎng)絡(luò)體系創(chuàng)新建設(shè)尚存在諸多問題,需要引起關(guān)注。問題一:數(shù)據(jù)作為繼勞動、資本、土地、技術(shù)之后新的生產(chǎn)要素,具有可復(fù)制性、易傳播性、產(chǎn)權(quán)界定不夠清晰等特點,這給數(shù)據(jù)的跨行業(yè)、跨地域流動和數(shù)據(jù)共享帶來諸多阻礙,一些保密要求高、靠數(shù)據(jù)構(gòu)建競爭壁壘的政府組織或企業(yè)出于安全考慮可能不愿將數(shù)據(jù)交由其他機構(gòu)進行處理,尤其是遠距離異地處理加工和存儲。問題二:西部地區(qū)存在的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施不夠完善、網(wǎng)絡(luò)帶寬有限、產(chǎn)業(yè)配套不夠齊全、人才技術(shù)缺乏等短板,會制約西部地區(qū)國家算力樞紐節(jié)點和數(shù)據(jù)中心集群對東部地區(qū)算力需求的承載力和吸引力,無法滿足東部地區(qū)對數(shù)據(jù)計算、存儲、運輸?shù)容^高的延時性、準確率等方面的迫切要求。問題三:由于運營商競爭、地方保護主義等人為因素導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸和跨網(wǎng)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)出現(xiàn)阻礙,使數(shù)據(jù)跨域流動和處理時間過長,無法滿足部分對延時性要求較高企業(yè)的急迫需求。此外,數(shù)據(jù)處理的結(jié)算和定價標準等制度不健全也會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)延時問題時有發(fā)生,不同數(shù)據(jù)類型、不同企業(yè)對數(shù)據(jù)處理和傳輸?shù)乃俣群蜏蚀_率要求不同,未建立精準的算力資源供需分配機制。
四、如何提升我國算力網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新體系建設(shè)能力
發(fā)達工業(yè)國家都在努力捕捉全新數(shù)字時代帶來的各種機遇。傳統(tǒng)制造業(yè)強國德國意識到數(shù)字技術(shù)對未來制造業(yè)的深刻影響,制定和啟動了“工業(yè)4.0”計劃。對中國而言,占據(jù)數(shù)字時代的競爭先機尤為迫切。中國經(jīng)濟增長逐步放緩,生產(chǎn)率增速下降,國內(nèi)外市場競爭日趨激烈。此外,中國許多產(chǎn)業(yè)仍局限于價值鏈下端,創(chuàng)新能力低下。
中國政府審時度勢迅速采取行動,啟動“中國制造2025”戰(zhàn)略,以提高制造業(yè)競爭力。“中國制造2025”旨在將中國轉(zhuǎn)變?yōu)橹圃鞓I(yè)強國,提高中國在全球制造業(yè)價值鏈中的地位,通過將生產(chǎn)流程與互聯(lián)網(wǎng)相整合,使制造業(yè)變得更加環(huán)保、智能和優(yōu)質(zhì)。此外,中國政府還在推動“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略,整合移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù),促進信息技術(shù)和智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用。
埃森哲研究顯示,物聯(lián)網(wǎng)將成為中國經(jīng)濟增長的新動力。基于當前政策和投資趨勢做最低估計,到2030年,物聯(lián)網(wǎng)能給中國帶來5000億美元的GDP累計增長,比目前常規(guī)預(yù)測的發(fā)展水平高出0.3%。但分析也顯示,中國經(jīng)濟的增長潛力甚至可能更大。通過采取進一步措施,提高本國采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的能力以及增加物聯(lián)網(wǎng)投資,到2030年中國GDP累計增長額可達1.8萬億美元(見表1)。換言之,2030年GDP增長率有望提升1.3%。
但是要將數(shù)字技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟增長,中國需要營造物聯(lián)網(wǎng)拉動增長的必要條件,并將這些技術(shù)整合到各個行業(yè)中去。我們聚焦制造業(yè)、交通、資源與公用事業(yè)三大行業(yè),分析物聯(lián)網(wǎng)如何能推動這些行業(yè)的增長。
中國準備好了嗎
政府決策者和企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)不能想當然地認為中國將順其自然地享有物聯(lián)網(wǎng)帶來的增長紅利。要將對物聯(lián)網(wǎng)的展望和想象轉(zhuǎn)化為實際增長,領(lǐng)導(dǎo)者必須創(chuàng)造條件,實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的普及深入,實現(xiàn)在不同行業(yè)的應(yīng)用發(fā)展。
一項通用目的技術(shù)在經(jīng)濟中的普及和擴散,過程不僅漫長,戰(zhàn)線也更為廣泛,影響更為深遠;它不僅需要技術(shù)自身的普及和擴散,而且要求增長、創(chuàng)新和財政支持延伸到多個領(lǐng)域與行業(yè)。決策者需要及時創(chuàng)造條件,抓住機會引導(dǎo)物聯(lián)網(wǎng)推動行業(yè)增長。
埃森哲創(chuàng)建了國家吸收能力(National Absorptive Capacity)指數(shù),以此評估物聯(lián)網(wǎng)在各國經(jīng)濟擴散的潛力。基于對以往技術(shù)革命時代的研究,以及與技術(shù)、經(jīng)濟和商界專家的訪談,我們確立了國家吸收能力指數(shù)的四個支柱,分別是:商業(yè)環(huán)境、騰飛因素、轉(zhuǎn)化因素、創(chuàng)新動力源泉。
1.商業(yè)環(huán)境――用以衡量國家為支持物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動經(jīng)濟增長而建立的技術(shù)和制度基礎(chǔ)。
研究顯示,中國在這方面表現(xiàn)較差。為了改善商業(yè)環(huán)境,中國應(yīng)加大通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資力度。此外,需要轉(zhuǎn)型教育體制,從而提高高等教育入學率。當前,中國高等教育輟學率明顯高于中等教育。另一方面,如果中國加大開放力度、放寬資本獲取渠道,那么尋求在中國部署物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的企業(yè)將有望從中獲益。
2.騰飛因素――用來評估國家推廣技術(shù)、鼓勵新技術(shù)和新服務(wù)傳播和應(yīng)用的能力。
該指標取決于供需雙方綜合情況的考慮。就中國而言,供需因素之間的排名差距甚遠。一方面,得益于高速經(jīng)濟增長,中國的需求能力顯著提升;而另一方面,中國表現(xiàn)平平的理工類(科學、技術(shù)、工程、數(shù)學)技能水平、有待優(yōu)化的科研機構(gòu)以及有限的研發(fā)支出,共同阻礙了供應(yīng)方因素的發(fā)展。
3.轉(zhuǎn)化因素――考察經(jīng)濟體的社團與組織對技術(shù)變革的歡迎程度。
與其他國家相比,新興市場在該項指標上表現(xiàn)出接受新技術(shù)革新的較強意愿。中國消費者和企業(yè)似乎尤其對新技術(shù)持開放態(tài)度,這或許可歸因于中國快速的消費增長。
例如,智能手機的普及刺激消費者對相關(guān)技術(shù)設(shè)備的進一步投入,進而促進企業(yè)和企業(yè)家采取行動,在技術(shù)領(lǐng)域大規(guī)模投資。此外,從整個經(jīng)濟體來看,如果中國能提高自身能力,進行正式或非正式傳播知識,那么中國在轉(zhuǎn)化因素上的表現(xiàn)將更加出色。
4.創(chuàng)新動力源泉――衡量國家運用新技術(shù)進行創(chuàng)新的能力。
相比在其他三大支柱上的得分,中國在該指標上的表現(xiàn)最為遜色。導(dǎo)致這一結(jié)果的原因在于缺乏尖端研究和商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。不過,目前中國正在積極投資,培養(yǎng)前沿的物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)能力。例如,政府、產(chǎn)業(yè)、高校和研究機構(gòu)合作成立了無錫產(chǎn)業(yè)集群,以開發(fā)和引領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,此舉體現(xiàn)出中國在這一領(lǐng)域做出的努力。
就物聯(lián)網(wǎng)國家吸收能力而言,目前尚沒有一個國家達到滿分。也就是說,每個國家都具有提升空間。在國家吸收能力指數(shù)榜單中,中國位居第14位(見表2)――為了趕超美國、德國和日本,中國還需做出巨大努力。
物聯(lián)網(wǎng)推動產(chǎn)業(yè)增長:
制造業(yè)、公共服務(wù)、資源產(chǎn)業(yè)最受益
研究模型顯示,物聯(lián)網(wǎng)能為中國創(chuàng)造巨大經(jīng)濟效益,那么它在不同行業(yè)的貢獻又怎樣呢?為了解物聯(lián)網(wǎng)在中國各產(chǎn)業(yè)的具體經(jīng)濟潛力,埃森哲聯(lián)合Frontier Economics,就物聯(lián)網(wǎng)對中國12個產(chǎn)業(yè)的累計GDP影響進行了預(yù)估。
分析顯示,在中國當前政策和投資趨勢的助推下,未來15年,僅在制造業(yè),物聯(lián)網(wǎng)就可創(chuàng)造1960億美元的累計GDP(見表3)。
雖然成效看似顯著,但中國還能進一步擴大物聯(lián)網(wǎng)的影響。通過進行定向投資和為其他類似計劃提供支持,各行業(yè)還將產(chǎn)生巨大的附加值。以制造業(yè)為例,物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)造的經(jīng)濟價值將從1960億美元躍升至7360億美元,增加276%。對資源產(chǎn)業(yè)而言,物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)造的經(jīng)濟價值也將從480億美元增至1890億美元,比當前條件下高出近三倍。
分析顯示,制造業(yè)在物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟效益中所占比重最大,其次為政府公共服務(wù)支出和資源產(chǎn)業(yè)。到2030年,該三大領(lǐng)域?qū)⒄嘉锫?lián)網(wǎng)所創(chuàng)造累計GDP總額的60%以上。
對于制造業(yè):
優(yōu)化流程、提高效率、新增收入
制造業(yè)在中國經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著重要作用,幾乎占GDP的近一半。但是,產(chǎn)能過剩、資源分配不當、薪資上漲、環(huán)境破壞等因素正日益成為中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型的主要挑戰(zhàn)。對此,中國政府正嘗試通過應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)尋求解決方案。例如,“中國制造2025”行動計劃重點旨在實現(xiàn)制造業(yè)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化突破。埃森哲近期一項調(diào)查顯示,62%的受訪中國企業(yè)高管認為物聯(lián)網(wǎng)將有助于提升員工生產(chǎn)率,而48%則認為物聯(lián)網(wǎng)可幫助企業(yè)優(yōu)化資產(chǎn)利用率。
通過將實體世界與數(shù)字世界緊密聯(lián)系起來,物聯(lián)網(wǎng)可推動制造企業(yè)實現(xiàn)以下三大核心使命:
1.優(yōu)化生產(chǎn)流程:制造商能采用無縫連接,在產(chǎn)品的整個生命周期進行控制。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還幫助制造商進行預(yù)測性數(shù)據(jù)分析,以確定可能的設(shè)備或零部件故障,從而制定預(yù)防型維護計劃,實現(xiàn)平穩(wěn)運營。
2.提高效率,改善客戶體驗:生產(chǎn)過程中,企業(yè)可利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)改善工人的健康條件,提高安全性。例如,中國的一些工廠為工人配備了“智能腕帶”,當工人進入危險區(qū)域時,智能腕帶便會自動發(fā)出警報。同時,物聯(lián)網(wǎng)還能幫助企業(yè)收集產(chǎn)品的售后信息,以改善客戶體驗。
3.提供新的收入來源:在數(shù)字化的“客戶到制造商”商業(yè)模式下,消費者將得益于更加靈活和個性化的產(chǎn)品設(shè)計。
對于交通運輸業(yè):
提升安全管理、減少環(huán)境影響
從物聯(lián)網(wǎng)的經(jīng)濟貢獻角度看,中國的交通運輸業(yè)的增長規(guī)模相對并不大,但是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對交通行業(yè)的安全管理和環(huán)境影響有著非凡意義。我們的分析顯示,到2030年,在交通運輸業(yè),物聯(lián)網(wǎng)將創(chuàng)造130億美元的累計GDP。如果采取進一步措施,提高中國的國家吸收能力和物聯(lián)網(wǎng)投資,經(jīng)濟效益將提升至近3倍,達到370億美元。
物聯(lián)網(wǎng)解決方案可幫助中國解決汽油消耗過度、污染排放、交通擁堵等一系列重大問題。例如,通過分析車輛傳感器收集的實時數(shù)據(jù)或反映外部條件的數(shù)據(jù)(如交通信息、天氣預(yù)報等),幫助相關(guān)企業(yè)或機構(gòu)依據(jù)數(shù)據(jù)做出決策,為平穩(wěn)有效的運營提供保障。又如,車隊管理企業(yè)能通過車輛遠程診斷和智能路線規(guī)劃等功能降低運營成本。此外,提高對司機駕駛行為的透明度也可提升車隊的整體安全性。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還能為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)帶來新的業(yè)務(wù)模式。以中國汽車市場為例,通過從汽車制造商、經(jīng)銷商、零部件供應(yīng)商和保險公司等各處收集共享數(shù)據(jù)并建立數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò),各利益相關(guān)方可有效縮短汽車維修時間,提高駕駛安全性,同時提供滿足具體情境需求的服務(wù)。比如,保險公司利用預(yù)測型分析法技術(shù)對機械數(shù)據(jù)和駕駛員的行為數(shù)據(jù)進行分析,從而制定出個性化的保險套餐方案。
在中國,互聯(lián)汽車也有著強勁的市場潛力。據(jù)預(yù)測,未來2~3年,中國出售的所有新車都有望具備無線聯(lián)網(wǎng)能力。鑒于中國規(guī)模巨大的新車市場,這一轉(zhuǎn)變將對整個汽車行業(yè)產(chǎn)生極大影響。中國消費者已對與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的車載服務(wù)表現(xiàn)出濃厚興趣。埃森哲研究發(fā)現(xiàn),只有2%的消費者對汽車遠程診斷服務(wù)興趣寥寥。
此外,中國的“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略還強調(diào),互聯(lián)網(wǎng)與汽車相結(jié)合將給人們的出行旅游帶來質(zhì)的變化。
對于資源產(chǎn)業(yè)與公用事業(yè):
提高資源效率和能源效率
中國的經(jīng)濟增長高度依賴于石油、電力和水等大量資源的消耗。中國經(jīng)濟占全球經(jīng)濟的份額達到12%,但是中國消耗了全球21%的能源、45%的鋼鐵、54%的水泥。中國的單位GDP能耗比世界平均水平高出近一倍。在中國的GDP中,環(huán)境成本占比高達12.3%。顯然,要想實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,提高資源效率和能源效率勢在必行。
雖然資源產(chǎn)業(yè)和公用事業(yè)本身具有能源供應(yīng)功能,但在生產(chǎn)過程中也消耗大量能源。因此,提高生產(chǎn)效率不僅有利于這兩個行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)經(jīng)濟增長,而且將對生產(chǎn)流程中需要使用能源及資源的其他產(chǎn)業(yè)(如制造業(yè))產(chǎn)生顯著的“連鎖”效益。
我們的模型顯示,在當前條件下,到2030年,在資源產(chǎn)業(yè)和公用事業(yè)領(lǐng)域,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將創(chuàng)造640億美元的累計GDP。如果采取進一步措施,該數(shù)字有望增至2480億美元。這兩種情境下,大部分增益主要緣于全要素生產(chǎn)率的提高。
應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可為資源產(chǎn)業(yè)和公用事業(yè)創(chuàng)造以下諸多效益:
1.優(yōu)化能源消耗:由于能夠捕捉有關(guān)設(shè)備或外部環(huán)境條件變化的精確實時數(shù)據(jù),資源產(chǎn)業(yè)和公用事業(yè)生產(chǎn)者可實現(xiàn)運營流程的能源消耗最小化。例如,石油公司可在要求的最低溫度條件下,通過管道輸送石油。
2.提高運營安全性:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可提高工作區(qū)的安全性,從而確保平穩(wěn)運行。例如,在遭遇任何潛在危險時(如燃氣泄漏或潛在爆炸),工人配備的可穿戴設(shè)備可自動報警。
3.進行預(yù)測型分析:通過在機器、管道等實體資產(chǎn)上安裝傳感器,企業(yè)能構(gòu)建主動維護能力,以縮短機器宕機時間,防止設(shè)備或環(huán)境破壞(如可能的有毒氣體泄漏)。