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新型基礎設施發(fā)展路徑研究

2021-03-02
來源:關鍵基礎設施安全應急響應中心
關鍵詞: 新型基礎設施

    0  引言

  新型基礎設施是第四次工業(yè)革命發(fā)展的必然要求,也是信息技術發(fā)展演進的必然結果。新型基礎設施代表著現(xiàn)代基礎設施體系發(fā)展方向,特別是在加快構建新發(fā)展格局的背景下,社會各界對“新基建”給予了非常多的關注,新型基礎設施對經濟社會發(fā)展重要性的討論也在逐步深入。中央相關會議或文件多頻次提到的新型基礎設施,涉及5G網絡、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網、物聯(lián)網、信息網絡、數(shù)據中心等多個領域。這些領域都屬于新一代信息技術范疇,到底哪些信息技術會發(fā)展成為新型信息基礎設施,該如何培育新型信息基礎設施形態(tài),需要進一步深化討論,充分認識新一代信息技術對基礎設施形成的影響。

  1  新型基礎設施形態(tài)多樣

  從字面理解,新型基礎設施是一個寬泛的概念,可以指所有新型的、新式的基礎設施。具體哪些是新型基礎設施眾說紛紜,真正理解新型基礎設施,還是應從當前所處的時代出發(fā),去認識哪些是新型的、哪些是基礎的設施。在當前新一代科技革命和產業(yè)變革的背景下,應該更關注基于新一代信息技術和數(shù)字化的新型基礎設施,這是新型基礎設施乃至整個數(shù)字經濟發(fā)展的核心,相對傳統(tǒng)基礎設施具有更強的成長性,能帶來更多創(chuàng)新的變化。

  1.1信息技術演進形成新型信息基礎設施

  從發(fā)展來看,新型基礎設施的種類在隨著新技術的創(chuàng)新突破而快速增加,除了中央具體提到的5G網絡、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網、物聯(lián)網、信息網絡和數(shù)據中心這6類設施外,新一代信息技術的發(fā)展正在形成很多新的基礎設施形態(tài)。

  一是新技術形成新的設施。一些通用性強的信息技術會發(fā)展成為新型設施,例如5G技術的成熟加快了5G網絡設施的部署;大數(shù)據技術的應用促進了大數(shù)據基礎設施的發(fā)展;更好地提供區(qū)塊鏈、人工智能服務的需求也在加快形成區(qū)塊鏈服務網絡、人工智能通用算法平臺等設施。

  二是新技術助力設施升級。一些信息技術的應用不是直接形成新型設施,而是促進原有的基礎設施升級,例如FlexE、SRv6等新網絡技術的引入和部署提升了現(xiàn)有互聯(lián)網骨干網性能,SD-WAN技術的部署不是單獨新建一張基礎網絡而是提升現(xiàn)有網絡的調度能力。

  三是共性資源形成新基礎設施形態(tài)。在信息技術應用的過程中,共性能力、工具、應用、數(shù)據的建設獲得越來越多的認可,城市物聯(lián)網公共管理平臺、工業(yè)互聯(lián)網平臺、車聯(lián)網平臺、GIS平臺、城市信息模型等很多共性功能平臺都在走向統(tǒng)籌建設和開放共享,基礎設施屬性逐步凸顯出來,這些也是新型基礎設施建設重點關注和培育的發(fā)展方向。

  1.2信息技術賦能形成多樣融合基礎設施

  新一代信息技術不僅自身在向新型信息基礎設施進化,同時也在通過技術、設施、共性能力等方式賦能其他領域基礎設施向融合基礎設施演進。如圖1所示,根據發(fā)展模式不同,融合基礎設施可以概括為如下兩種形態(tài)。

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  圖1  新型基礎設施構成示意圖(資料來源:中國信息通信研究院)

  一是傳統(tǒng)基礎設施智能化形態(tài)。主要是指傳統(tǒng)基礎設施進行數(shù)字化、網絡化、智能化升級形成的新基礎設施形態(tài),例如智能路網、智慧醫(yī)院、智慧學校等。傳統(tǒng)基礎設施智能化形態(tài)是基礎設施高質量發(fā)展的重要方向。

  二是數(shù)字世界中的傳統(tǒng)基礎設施形態(tài)。主要是指在數(shù)字世界構建過程中正在發(fā)展形成的一些具備傳統(tǒng)基礎設施功能的新型基礎設施形態(tài),例如互聯(lián)網醫(yī)院、網上課堂、數(shù)字銀行、城市數(shù)字孿生體等。數(shù)字世界中的新型基礎設施形態(tài)具有明顯的互聯(lián)網特點,打破了地理限制,具有廣泛共享、高度可訪問性,普惠程度更高。

  2  新型基礎設施屬性與發(fā)展階段

  信息技術作為通用目的技術,通常會演化形成新的基礎設施,但不是每一類信息技術都能發(fā)展成為基礎設施,也不是每一類設施都已具備完善的基礎設施屬性。

  2.1新型基礎設施具備基礎設施本質屬性

  新型基礎設施屬于現(xiàn)代基礎設施體系的重要組成部分,具備基礎設施的本質屬性:基礎性、公共性、強外部性。此外,新型基礎設施也具有系統(tǒng)性、網絡性、規(guī)模經濟性、長周期性等特點。不同類型的新型基礎設施,甚至同一類型新型基礎設施在不同發(fā)展階段,體現(xiàn)出來的特點都有所差別。例如,不同類型的新型基礎設施的系統(tǒng)性特點不同,孤立的第三方云計算平臺就可以提供服務,而車聯(lián)網平臺只有覆蓋更大范圍才具有實用價值;現(xiàn)在多數(shù)平臺類新型基礎設施的規(guī)模經濟性不強,很多還處于自由競爭階段,沒形成相對集中的發(fā)展格局。

  2.2新興信息技術不代表是新型基礎設施

  在新一代信息技術應用過程中,正在形成眾多的工具軟件、應用系統(tǒng)、應用平臺、能力平臺、網絡設施,但這些并不都是基礎設施。有的基礎設施特征比較清晰,例如5G網絡、千兆光纖寬帶網絡、衛(wèi)星互聯(lián)網、云計算數(shù)據中心等;有的技術還處于發(fā)展階段,部署規(guī)模有限,影響范圍少,尚不能體現(xiàn)出基礎性和強外部性,例如人工智能、區(qū)塊鏈、數(shù)字孿生、大數(shù)據等;也有的因使用模式、服務提供方式等還不具備公共性特征,例如項目型物聯(lián)網、企業(yè)自用工業(yè)互聯(lián)網平臺等。這些新興信息技術及其相關的系統(tǒng)、平臺、網絡,大都還處在向新型基礎設施發(fā)展的過程中,需要企業(yè)創(chuàng)新、政府引導、市場推廣,多方協(xié)同推進,才能更好地發(fā)揮出基礎設施作用,更好地支持數(shù)字經濟、數(shù)字社會和數(shù)字政府建設。

  2.3信息技術向新型基礎設施演進的階段性

  對于一些通用性較強的新興信息技術,可以預期能夠演進形成新型基礎設施,但受技術成熟度、部署范圍、普及程度等影響,其體現(xiàn)出的基礎設施屬性強弱程度會有不同。因此,可以結合技術成熟度、設施部署程度等因素,將新興信息技術向新型基礎設施的演進過程劃分為6個階段(見圖2)。

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  圖2  從信息技術向新型基礎設施演進的發(fā)展階段示意圖

  ( 1 ) 概念及研發(fā)階段:主要是概念提出、技術突破和設備研發(fā)。

  ( 2 ) 試驗性部署階段:重在開展技術和設備的現(xiàn)場測試驗證,通常由行業(yè)領先者組織小規(guī)模試驗性部署,部署范圍相對目標市場小于5%。

  ( 3 ) 小規(guī)模商用部署階段:技術逐步成熟,范圍和受益用戶規(guī)模的影響,其基礎設施屬性還比較弱。

  ( 4 ) 大規(guī)模部署階段:技術得到驗證,設施覆蓋范圍快速擴大,目標覆蓋率會快速提升到80%,基礎設施屬性會加快顯現(xiàn)。

  ( 5 ) 優(yōu)化完善階段:主要是補充完善覆蓋,建設速度下降,目標覆蓋率逐步接近100%。

  ( 6 ) 全面普及階段:不再進行規(guī)模建設,新型基礎設施的形態(tài)基本穩(wěn)定,可以為全社會提供服務。

  正確識別新型基礎設施的發(fā)展階段,將有利于制定更精準的扶持和引導政策,加速新興技術向新型基礎設施的演進步伐。目前來看,不同新型基礎設施的發(fā)展階段是不同的。例如5G,到2020年年底預計基站規(guī)模超過80 萬個,覆蓋超過20%的目標區(qū)域,已經進入大規(guī)模部署階段;對于4G來說,不再進行大規(guī)模建設,基礎設施形態(tài)基本穩(wěn)定;車聯(lián)網處于試驗性部署階段;衛(wèi)星互聯(lián)網處于從研發(fā)向試驗性部署過渡的階段。

  3  新型基礎設施發(fā)展路徑設計

  很多新一代信息技術進入商用階段并不能迅速發(fā)展成為基礎設施,通常會從局部系統(tǒng)應用開始,逐步有一些通用功能擴展形成統(tǒng)一能力或者網絡。從電網等大型設施的發(fā)展經驗來看,基于復雜技術的系統(tǒng)從開始進入商用到形成比較穩(wěn)定的形態(tài),會有自上而下、自下而上兩類不同的構建模式,這兩種模式有時會出現(xiàn)在同一種基礎設施演進的不同階段,體制、市場、文化等都會影響基礎設施的發(fā)展方向和發(fā)展形態(tài)。

  3.1“自上而下”構建新型基礎設施

  “自上而下”構建新型基礎設施主要是由國家、行業(yè)主導,通常強調統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一標準規(guī)范、注重互聯(lián)互通。當前即使在市場化程度很高的發(fā)達國家,也有一些正在自上而下推進新型基礎設施建設的案例。英國正在著手推進國家數(shù)字孿生體建設,希望能夠在數(shù)字孿生體早期開發(fā)階段就通過共享數(shù)據、標準和框架等實現(xiàn)互聯(lián),而不是等到系統(tǒng)模塊各自開發(fā)完成的時候再去考慮互操作性。歐盟從2018年就開始推進建設統(tǒng)一的區(qū)塊鏈服務基礎設施(EBSI),2020年第一季度EBSI開始啟動部署,首個比利時節(jié)點已于2020年2月投入使用。當然,國家和行業(yè)在從頂層推進此類基礎設施建設的同時,市場的創(chuàng)新發(fā)展仍在繼續(xù),并未受到影響。

  3.2“自下而上”向新型基礎設施演進

  在新的基礎設施體系建設過程中,沒有任何一種確定的或者是正確的方法能被直接拿來使用,自上而下的發(fā)展模式也不一定能夠完全成功。在當前市場環(huán)境下,高科技企業(yè)在基礎設施形成的過程中發(fā)揮著非常關鍵的作用,在市場競爭的驅動力下,企業(yè)會更積極地投入到新技術的創(chuàng)新中,以創(chuàng)造出更多的基礎設施形態(tài)和運營模式。比較典型的案例是云計算設施,其主要是依靠高科技企業(yè)創(chuàng)新促進技術成熟并負責設施建設和運營,目前人工智能、區(qū)塊鏈等新技術基礎設施也具有類似特點。

  對于很多新技術基礎設施,不同國家、不同地區(qū)或行業(yè)會有不同思路、標準、監(jiān)管制度,在完全市場化的發(fā)展環(huán)境下,會形成很多分散的系統(tǒng)和功能,隨著持續(xù)發(fā)展,這些系統(tǒng)或功能之間的連接和互通會變得越發(fā)困難,這將制約新型基礎設施充分發(fā)揮其公共性、規(guī)模經濟性、強外部性等特性。所以,在新型基礎設施“自下而上”的發(fā)展過程中,需要國家、行業(yè)、研究機構的積極參與,較早地關注和解決網絡、系統(tǒng)、數(shù)據互通等問題,這樣能夠有助于新型基礎設施的發(fā)展。

  3.3探索創(chuàng)新差異化發(fā)展路徑

  準確研判新興技術的發(fā)展階段和基礎設施屬性,對于理順政府與企業(yè)關系,制定正確的部署策略和政策體系具有非常重要的幫助。面對不斷涌現(xiàn)的新興信息技術,需要深入分析其發(fā)展方向、影響程度和可行的建設運營模式,根據其發(fā)展階段和基礎設施屬性的強弱制定針對性的支持政策和部署策略。

  ( 1 ) 對于5G網絡、車聯(lián)網、大數(shù)據、物聯(lián)網、工業(yè)互聯(lián)網等技術路線相對比較明確的設施,應加快推進建設部署,盡快形成規(guī)模,盡早發(fā)揮基礎設施的支撐和引領作用。

  ( 2 ) 對于人工智能、區(qū)塊鏈、地理信息系統(tǒng)等通用目的性強、基礎設施屬性比較清晰的領域,應盡早發(fā)揮政府、行業(yè)和市場的共同作用,加快促進新型基礎設施形態(tài)的形成。

  ( 3 ) 對于一些共性的能力、工具、應用,可以通過創(chuàng)新建設運營模式,構建服務區(qū)域的集中能力平臺,例如服務整個城市的數(shù)據平臺設施、服務全省醫(yī)院的醫(yī)療影像云、服務全國的普惠AI算法平臺等,通過統(tǒng)籌共建、開放共享,更好地發(fā)揮新型基礎設施作用。

  4 結束語

  當前,加快推進新型基礎設施建設是構建“雙循環(huán)”新發(fā)展格局的重要舉措,對于拉動有效投資、促進高質量發(fā)展來說至關重要。但是,也應看清新型基礎設施不同于傳統(tǒng)基礎設施,很多新興基礎設施技術性強、更新迭代快、發(fā)展模式不清晰。各地政府應根據不同類型新型基礎設施的發(fā)展階段和本地產業(yè)、技術、人才等條件,確定建設什么、怎么建設、怎么運營,明確哪些是政府建設、哪些是企業(yè)建設,采用差異化策略,積極穩(wěn)妥地推進,以更好地發(fā)揮新基建對經濟社會的戰(zhàn)略性、引領性作用。

 

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