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区块链智慧谷

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发布于 3周前 阅读数 9794

产业区块链应用丨区块链构建智慧城市运转新内核

袁煜明,李宗赫,赵文琦

彭锐,党晓刚,秦慧娟

自2009年IBM提出“智慧城市”的概念后,全球众多国家和地区启动了智慧城市建设。在2018年,全球已启动或在建的智慧城市达1000多个,中国以500个试点城市居于首位。智慧城市利用新兴技术不断重塑城市,不仅能提高市民的生活水平和质量,同时也能提升城市公共管理的运行效率和服务水平。现代化技术的发展带来了人民对更高生活水平的迫切希望,也催促着智慧城市落地的步伐愈发加快。

但其发展过程中也面临了诸多痛点,包括公共基础信息设施建设不够完善,造成各方协同水平较低;数据孤岛现象普遍,各部门数据难以共享;数据安全仍有隐患,系统难以平稳运行;信息和规则不够透明,运营成本较高。

而区块链与生俱来的特性,能帮助智慧城市建设扫除奔跑路上的障碍,开启新的建设范式。区块链分布式的数据存储方式,降低中心化数据存储带来的影响,弥补信息基础设施不完善带来的缺陷。同时也能打破数据孤岛,助力各方数据共享。区块链的不可更改和可追溯的特性能防止数据篡改,帮助系统平稳运行,让信息更加公开可靠,提升协作效率。而智能合约机制也能让规则更加透明,降低运营成本。从各个方面,为智慧城市的落地带来了突破点。

在智慧城市的高楼林立中,车水马龙中,灯影幢幢中,越来越多地出现了区块链的身影。智慧医疗,区块链加强供应链的监管力度和透明度、推动数据共享、保护数据隐私、提升保险透明度与理赔效率;智慧交通,区块链促进共享汽车用户上链、助力交通运输网络优化、推进节能减排;智慧能源,区块链协助建设智能设备与智能代理、加大能源利用率,提高能源数据的安全性,乃至智慧政务、智慧旅游、智慧教育、智慧环保,不一而足。本报告将从智慧医疗、智慧交通、智慧能源等三个智慧城市的代表性行业深挖痛点,分析区块链的赋能抓手,并通过九个实际应用案例探讨区块链与智慧城市的结合。

将视线从“行业”转移到“城市”,有一些城市已经在“区块链+智慧城市”建设上领先一步,成为区块链智慧城市。本报告也将以现阶段世界上蓬勃发展的区块链智慧城市,中国雄安、中国杭州、韩国首尔和瑞士楚格等四个城市为例,以小窥大进一步介绍区块链助力智慧城市发展的落地现状。

最后,城市的发展离不开基础设施的建设,新基建浪潮下,区块链与5G、人工智能、工业互联网、物联网等技术互为助力,推进建设产城融合的智慧城市。在未来,区块链仍将与其他技术进一步深度结合寻求突破,推动智慧城市加速度向前。

产业区块链应用丨区块链构建智慧城市运转新内核
产业区块链应用丨区块链构建智慧城市运转新内核

一、智慧城市发展概况

智慧城市的概念最早源于IBM提出的“智慧地球”理念。2008年11月,IBM在美国纽约发布的《智慧地球:下一代领导人议程》主题报告中首次提出了“智慧地球”,即把互联网、物联网、云计算等新一代信息技术充分运用在各行各业之中。

在此基础上,2009年IBM进一步提出“智慧城市”概念,并在全球进行大力宣传推广,希望通过“智慧城市”建设助力世界各个城市通向繁荣和可持续发展。由此“智慧城市”概念正式诞生,同时随着创新性技术的发展,赋能智慧城市的新一代技术从最初的互联网、物联网和云计算,拓展到了区块链、人工智能、大数据、物联网、云计算和5G。

1.1 什么是智慧城市

智慧城市,是指以城市的生命体属性为基本视角,运用区块链、人工智能、大数据、物联网、云计算等新一代技术手段,一方面提高市民生活水平和质量,另一方面提升城市公共管理的运行效率和服务水平,从而能够实现科学和可持续发展的信息化城市形态。

因此,智慧城市涉及到人们在城市生产和生活的方方面面,覆盖智慧政务、智慧交通、智慧医疗、智慧教育、智慧环保、智慧住房、智慧能源和智慧物流等多维度、多层次、多领域的应用场景。

作为城市发展形态的一种新的智能升级,智慧城市主要有透彻感知、深度整合、互联互通、创新应用等四大特点:

产业区块链应用丨区块链构建智慧城市运转新内核

第一,透彻感知是指可以随时随地感知、测量、捕获和传递城市信息;第二,深度整合是指通过推进电信网、广播电视网、互联网的“三网”融合,以及物联网、卫星传感网、基于云计算平台的多源异构数据的集成、融合与同化,形成具有高度整合性的信息基础设施;第三,互联互通是指个人、企业、政府等信息和数据进行连接、交互和共享;第四,创新应用是指以较低的成本和较高的效率,满足人们的不同层次需求的智能化服务。

智慧城市并不是某种发展的终局,而是一个个新兴技术持续重塑城市的过程。智慧城市在最初被提出来时,被寄以厚望的核心技术主要为互联网、物联网和云计算,但是随着新兴技术的诞生和发展,当今赋能智慧城市的核心技术拓展到了:区块链、人工智能、大数据、物联网、云计算和5G等技术。

智慧城市被提出来,是为了助力解决当今越发严重的城市问题。一方面,随着全球城市化的推进,人口膨胀、环境污染、交通拥堵、信息安全等“城市病”越发严重,更严峻的是根据由联合国发布的《2018年世界城镇化展望》显示,目前世界上有55%的人口居住在城市地区,到2050年这一比例预计将增加到68%,这让解决城市问题成为了当务之急;另一方面,因为各国政府的重视和新兴技术的发展,使得为解决“城市病”提供了充分的可能性。在此背景之下,智慧城市的建设活动在全世界蓬勃开展。

从实践结果来看,智慧城市也确实有助于缓解城市问题。根据麦肯锡全球研究院在2018年评估的数据,智慧城市应用可将死亡率降低8-10%,应急响应时间缩短20-35%,平均通勤时间缩短15-20%,疾病负担降低8-15%,温室气体排放减少10-15%等等,真正意义上可帮助社会在各方各面取得进步和持续发展。

1.2智慧城市发展现状

1.2.1 世界智慧城市概况

根据2018年德勤发布的《超级智能城市》报告,目前全球已启动或在建的智慧城市达1000多个,拥有10个以上启动或在建智慧城市的国家或地区分别是:中国、美国、欧洲、印度。其中,从在建设数量来看,中国以500个试点城市居于首位,紧随其后的是欧洲(90个)、美国(40个)和印度(30个)。

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自2009年智慧城市概念诞生以来,世界各国政府积极布局,先后颁布了相关政策以扶持智慧城市的发展。其中,美国在2009年颁布《经济复苏计划》,计划投资110亿美元来建设可安装各种控制设备的新一代智能电网,投资34亿美元用于资助智能电网技术开发;日本在2009年7月制定推出至2015年的中长期信息技术发展战略“i-Japan(智慧日本)战略2015”,以大力发展电子政府和电子地方自治体,推动医疗、健康和教育的电子化;欧盟则在2010年颁布的《欧洲2020战略》提出三项重点任务,即智能型增长、可持续增长和包容性增长。

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从市场规模来看,根据2019年1月全球第二大市场研究机构MarketsandMarkets的报告,2018年全球智慧城市市场规模为3080亿美元,预计到2023年这一数字将增长为7172亿美元。预测2018年-2023年内的年复合增长率会达到18.4%,投资金额保持高速增长。

1.2.2 中国智慧城市概况

中国跟智慧城市最早产生关联,是在2009年8月IBM出于商业拓展目的发布的《智慧城市在中国》的报告,随后IBM进军中国并与多个省份签署协议共建智慧城市。从中央层面首次正式提出“智慧城市”的概念,则是在2012年《国务院关于印发工业转型升级规划(2011-2015)的通知》,并明确了智慧城市的应用领域,紧接着2013年住建部发布了首批90个国家智慧城市试点名单。

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根据2018年德勤发布的《超级智能城市》报告数据,中国现在有500个启动或在建的试点智慧城市,并已形成了数个大型智慧城市群。从省份来看,山东以30个试点智慧城市居于首位,紧随其后的分别是江苏(28个)、湖南(26个)、浙江(19个)和安徽(16个)。

此外,2016年3月国家发改委颁布的“十三五”规划纲要中明确提出,“十三五”中国将支持绿色城市、智慧城市、森林城市建设和城际基础设施互联互通。随后,北京、上海、广州、深圳等各地政府纷纷在各自的“十三五”规划里也把智慧城市列为重点建设目标,加快了智慧城市规划布局。

1.3智慧城市发展面临痛点

智慧城市自诞生到现在,依靠着物联网、云计算、大数据、人工智能等新兴技术,再加上世界各国政府的政策和资金支持,确实取得了长足的发展。但是,在建设过程中存在着显而易见的痛点,它们分别是:协同水平较低、数据共享不足、数据遭受威胁、运营成本较高等四个方面。

1.3.1 基础信息设施建设不够完善,造成各方协同水平较低

一个万物互联、实时互动的智慧城市,需要能承受数以亿计的传感终端的城市信息基础设施。这要求做到实时的信息传输、统一的信息传输标准、承受巨量数据的信息统筹和分发平台,只有这样才能让政府、企业、个人,或者是部门和部门之间做到高效协同合作。

但是,从现阶段情况来看效果不理想,典型特征为:数据传输不够及时、设备间信息兼容性较差、信息搜集分发平台因无法容纳巨量数据而短时崩溃等等。例如,城市的能源使用具有时间性和季节性,也就是在一天的不同时间段和全年的不同季节,一个城市内不同区域所使用的能源数量不一样。所以,能源提供部门要尽可能根据实际情况,灵活而实时地调整对城市各个区域的能源输送。但是,现在做不到全城市数据的实时传输是因为,一是会对信息传输速度有极高的要求,现在的4G网络还无法满足;二是持续不断的巨量数据存储,容易造成中心化数据存储平台的瘫痪。这样导致的结果是,不仅让城市内、城市间的电力运营调度效率较低,而且迟迟无法有效提高电力公司与民电供电交易管理部门之间的协同水平。

1.3.2 数据孤岛现象普遍,各部门数据难以共享

智慧城市的建设依赖于在城市运转过程中所产生的海量数据。现阶段,这个海量数据主要由政府部门和少数大企业所掌握。海量数据通过大数据和云计算等技术的统计和加工,再由借助人工智能的分析和规划,才能最终通过并形成物联网,更好地满足人们的需求和提升公共服务水平。

但是,这里存在的问题在于数据不够完整和准确,因为现阶段数据孤岛现象仍然较为普遍。造成这种现象主要是两个原因,一是不同部门之间信息管理存在层级分割和地区分割,无法跨地区、跨级别进行信息共享;二是各部门和各机构之间,因为担心敏感数据泄露和信息隐私等方面的忧虑,即便有能力共享也不会选择。三是数据的存储方式和调用方式没有形成统一的规范,即便参与方都有意愿共享也难以达成。例如,在医疗、教育、食品安全等公共服务和人口管理方面,因为政府信息管理中的层级和地区分割及数据形式不一,使得跨区跨级的信息共享建设成为难点问题。

1.3.3 数据安全仍有隐患,系统难以平稳运行

智慧城市建设中,除了存在数据共享困难问题之外,还有数据安全问题。隐患主要体现在两个方面:第一,数据存储平台的本身缺陷。城市发展过程中,大量数据通过云计算高度集中在云平台上,或者相关单位出于保密考虑将数据存储在本地,一旦云平台或本地技术平台出故障或受到攻击,将造成严重的数据丢失甚至应用系统崩溃,这些高度集中的海量信息一旦被加以不良地利用,势必对城市乃至国家信息安全构成严重威胁;第二,海量数据让作恶势力铤而走险。因为数据的高度集中,为作恶提供了足够动力,那些有权限的内部人士主动或被动地出于利益,能够偷偷篡改或向外界泄露数据,同样会造成对整个系统和城市安全的危害。

1.3.4信息和规则不够透明,造成运营成本较高

智慧城市若想要提升协同能力,前提条件是协同方之间相互信任。如果协同合作的前提是信任,那么信任的基础则是透明。当今智慧城市建设面临的一大问题是信息和规则不够透明,各方之间无法做到快速简单地相互信任,若想保证双方信用,则必须要经过繁琐冗长的程序,付出很高的人工、时间和金钱等运营成本。

以货运物流为例,当今货运物流中的货主、司机、物流、收货方等各个参与方,虽然因为利益大体的一致性,通过签订合同来保证信用。但是,也经常会出现某一方违约的情况,更严重的是违约之后因信息不够透明而无法做到精确问责。例如,当收货方收到一份快递打开包裹后发现物品丢失,那么货主、司机、物流等各个环节中的人都会有作恶的可能性,但是你难以做到精确问责,因为即便每个环节都有数据登记,但是这个数据很容易被篡改。

二、区块链如何赋能智能城市

如果把智慧城市比作一个人,那么物联网就是人类的神经系统,大数据是人体内的五脏六腑、皮肤以及器官,云计算相当于人体的脊梁,人工智能则是人的大脑和神经末销系统。有了大脑、神经系统、脊梁、五脏六腑、皮肤和器官,一个人就可以活动了。但是,这时候这个人各方面的能力还不够突出,这时候就需要区块链了。区块链技术,可以从DNA层面提升人的大脑反应速度、骨骼健壮程度、四肢操控灵活性,让这个人充满活力,更加健康。

区块链对智慧城市的赋能,主要是围绕最为核心的“数据”的可用、可享、可信问题,来解决智慧城市建设中的重要痛点。那为什么说“数据”是智慧城市建设中最为核心的部分?

产业区块链应用丨区块链构建智慧城市运转新内核

根据《中国智慧城市标准化白皮书》,智慧城市的总体架构可分为:物联感知层、网络通信层、数据及服务支撑层、智慧应用层等四个方面。其中,数据及服务支撑层是智慧城市的核心功能,因为其他的系统层次和应用,都离不开海量数据的搜集、分析、共享和使用。城市各个系统的运行产生了大量数据,这些海量数据构成了智慧城市的“血液和养料”,是城市“智慧思考”的基础。

智慧城市发展现阶段主要面临:协同水平较低、数据共享不足、数据遭受威胁、运营成本较高等四个方面的痛点,这些都与数据的存储、传输、共享和使用相关,本质上也就是“如何保证数据账本安全可信”的问题。

区块链技术本质上是一个分布式账本,通过其不可篡改、去中介化、可追溯等特点,能够让数据账本安全可信,有助于智慧城市建设降低成本、增加协同和提高效率。智慧城市的各项数字化平台在区块链技术的改造之下,基础功能和应用可以得到大幅度扩展。

区块链赋能智慧城市的作用,也受到了国家的认可。2019年10月24日,中共中央总书记习近平在中央政治局第十八次集体学习时强调,要把区块链作为核心技术自主创新重要突破口,加快推动区块链技术和产业创新发展。其中,指明要推动区块链底层技术服务和新型智慧城市建设相结合,探索在信息基础设施、智慧交通、能源电力等领域的推广应用,提升城市管理的智能化、精准化水平。有了政策上的明确支持,这让区块链在中国智慧城市建设中,开始发挥越来越重要的作用。

2.1 分布式数据存储,加强信息传输能力,提高协同水平

智慧城市建设中一大显著问题是,基础信息设施建设不够完善。主要表现为:数据传输不够及时、设备间信息兼容性较差、信息搜集分发平台因无法容纳巨量数据而短时崩溃等等。其中,数据传输速度可以用5G技术来解决,设备间信息兼容性较差的问题则需要不断完善统一标准。

区块链主要解决信息搜集分发平台因无法容纳巨量数据而短时崩溃的问题。智慧城市面临这个问题,主要是因为城市活动所产生的数据量过于庞大,一个中心化的数据服务器很难承实时生产的海量数据的接收、处理与分发。区块链本质上是一个去中介化的分布式数据库,单从数据的角度来看,区块链由所有参与者共同记录(而不是中心化机构单独记录)信息、由所有参与记录的节点共同存储(而不是存储在中心化机构中)并且不可随意篡改。在这个区块链数据库中,每个用户节点都拥有整个数据库的完整拷贝。同时因为区块链的开放性特点,每个节点都可在一定条件前提下,随时加入和退出数据系统,对庞大的数据库也可根据需求选择性下载。所以,区块链赋能城市信息基础建设,体现在两个方面:一是通过分布式数据存储,可做到数据共享;二是区块链结合云计算平台,可把大部分信息传输,转变为可选择的分布式数据存储和下载,大大减少某一中心化服务器的压力。数据安全且可共享,同时信息传输能力的提高,会让整个智慧城市的协同合作水平提高。而这将有利于加强智慧城市透彻感知的特点,即提升随时随地感知、测量、捕获和传递城市信息的能力。

2.2 打破数据孤岛,助力各方数据共享

智慧城市现阶段面临的数据孤岛问题,主要有三点:一是不同部门之间信息管理存在层级分割和地区分割,无法跨地区、跨级别进行信息共享;二是各部门和各机构之间,因为担心敏感数据和隐私等重要信息泄露,即便有能力选择共享也不会选择。三是数据的存储方式和调用方式没有形成统一的规范,即便参与方都有意愿共享也难以达成。

区块链可有效解决的数据孤岛问题。首先,通过去中介化、开放自治的特征,使得信息公开透明地传递给所有参与者。其次,因为各部门协同可采用联盟链,因此对于一些敏感信息,可对不同相关方的私钥和公钥进行分级设置,这样既能高效同步必要信息,也能保证敏感信息的安全。最后,一旦参与方达成数据互通的共识,在使用区块链的分布式数据存储时,互相调用的参与方可通过合理的顶层涉及数据格式规范,使得数据难于分享的问题得到解决。

2.3 防止数据篡改,帮助系统平稳运行

智慧城市的数据安全问题,主要体现在两点:一是云平台如果被攻击,大量数据会被丢失和篡改;二是因为数据的高度集中,为作恶势力提供了足够动力。

因为区块链是分布式数据库,由于没有中心机构而是由多方共同记账,数据篡改者需要攻破大多数人的存储才能实现篡改,大大提升了篡改成本从加强了对数据的防篡改。另外,区块链中节点的关键身份信息以私钥形式存在,用于账户的登录和交易过程中的签名确认。私钥只有信息拥有者才知道,就算其他信息被泄露出去,只要私钥没有泄露,这些信息无法被读取,从而失去利用价值。因此,使用了区块链的数据系统,即便某一个数据平台遭受了黑客攻击,甚至被篡改数据,但是因为有无数个分布式数据库的存在,不仅数据库不会丢失,而且篡改也无法生效。所以,整个智慧城市系统将会更加平稳运行。

2.4 信息更加公开可靠,让交易高效便捷

智慧城市信息不够透明的问题,主要体现在各方之间无法做到快速简单地相互信任,若想得知双方的真实信息,则必须要经过大量的审查、验证和公证,耗时耗力耗资金。

区块链可通过其不可篡改、公开透明和可追溯等特点来助力解决这个问题。一旦把各类信息存储在区块链网络上并进行存证,会在三方面保证信息的公开可靠:首先,依靠区块链的不可篡改特性,信息在审查后上链就难以篡改,这让相关方可对上链信息放心信任;其次,依靠区块链的公开透明性,信息相关方都可对信息进行公开查询;最后,依靠区块链的可追溯性,使得一系列信息的变更历史都可被追溯查看。例如,租房行业在保证房源信息真实、可公开查询、追溯历史信息等方面有强烈需求,区块链可通过上述技术特点,使得房屋信息更加公开可靠,让租房交易更加高效便捷。而这有利于加强智慧城市互联互通,也就是让个人、企业、政府等的信息和数据实现更畅通地连接、交互和共享。

2.5智能合约让规则更加透明,降低运营成本

智慧城市的一大特点是“创新应用”,创新应用是指以较低的成本和较高的效率,满足人们生产和生活的不同层次需求的智能化服务。这要求在生产和生活的各方协作中,减少不必要的冗杂程序,更多的实现自动化执行,从而降低运营成本。

区块链可通过智能合约来解决这个问题。智能合约是一种基于代码的“可自动执行合同”,并且一旦执行无法人为干预。因此,合作双方就某一件事情定好规则,通过上链执行智能合约后,就不需要担心在以往执行过程中对方出尔反尔。例如,物流对账是物流场景中最常见的场景之一,在一个物流的运转过程中会涉及到多方的数据共享和同步。但是,以往企业与物流承销商进行的数据结算,因为信任问题,和涉及到很多人工审核的过程,容易造成结算周期长和对账成本高的问题。区块链通过智能合约在账单出来后可自动结算,从而大大提高对账和结算效率。同时,由于保存在区块链中的信息,需要持有私钥才能查看,因此数据的安全及隐私问题得到了保障。所以,区块链通过智能合约,可以使智慧城市建设,规则更加透明,运营成本进一步降低。而这有利于加强智慧城市创新应用的特点,即以更低的成本和更高的效率,来满足人们在生产和生活中的智能化服务需求。

三、案例分析

智慧城市涉及到人们在城市生产和生活的方方面面,区块链对智慧城市的赋能主要体现在:提高协同水平、增加数据共享、保护数据安全、提升交易效率和降低运营成本。接下来将会在智慧医疗、智慧交通、智慧能源等三个智慧城市代表性领域,举相关代表性案例来具体说明区块链如何赋能智慧城市。

3.1智慧医疗

全球医疗健康产业正在不断跨界融合人工智能、物联网、大数据、5G 、区块链技术等高科技,使医疗服务大步走向真正意义的智能化,也迎来了前所未有的发展契机。随着全球人口老龄化的不断加剧和医疗资源的日益紧张,各国政府和民众都越来越重视智慧医疗产业,推动着相关智慧医疗政策的落地与改革。尤其此次新冠肺炎在全球的爆发,人们对于智慧医疗的需求愈加旺盛。全球智慧医疗市场在移动医疗、远程医疗等医疗新模式的带动下,处于稳步发展阶段。

3.1.1 行业现状

根据5G时代智慧医疗健康白皮书显示,全球智慧医疗市场主要集中在美国、欧洲、日本和中国,而产品生产主要集中在美国、欧洲和日本。

美国是全球最大的智慧医疗市场和头号智慧医疗强国,目前,美国智慧医疗市场约占据全球市场份额的 80%,同时全球40%以上的智慧医疗设备都产自美国。

欧洲智慧医疗市场由于老龄化社会、大批计划外移民涌入和医疗设备更新的需要,市场交易旺盛,发展前景广阔。其中德国智慧医疗产业规模仅次于美国,是欧洲最大的医疗设备生产国和出口国。

日本智慧医疗市场是次于欧洲的第三大智慧医疗消费市场,在日本智慧医疗市场上,西方发达国家尤其是美国的智慧医疗产品占有很大比例。日本已进入高度老龄化社会,60岁以上老人占该国总人口的比例已达20.5%,与老年疾病有关的智慧医疗产品,包括心脏起搏器、人造心脏瓣膜、血管支架、胰岛素泵、人工关节等植入性产品需求极为旺盛。同时,近年来陷入亏损的日本电子业巨头纷纷转型智慧医疗产业,将进一步促进日本智慧医疗产业的发展。

我国人口占世界人口的22%,但医疗卫生资源仅占世界的2%,医疗服务供给不足。我国的医疗资源近80%集中在城镇,医疗资源不平衡,农村医疗卫生资源严重不足,设备少、服务能力低,部分偏远地区缺医少药的现状仍存在。同时,根据弗若斯特沙利文数据,2018年我国大健康产业规模达11万亿元,为2013年6万亿元的1.8倍,2013-2018年复合增长率达12.7%。弗若斯特沙利文预计2019年我国大健康市场总规模将达到12万亿以上,并于2022年增长至17 万亿元,行业发展空间巨大。

产业区块链应用丨区块链构建智慧城市运转新内核

智慧在医疗行业,大的市场前景也伴随着大的落地挑战,在诸如医疗供应链监管、医疗数据共享与安全、医疗保险等领域都存在着亟待解决的痛点。

供应链的监管不严与不透明

在医药供应链环节中,问题药品、假药的问题频繁出现,进货手续也存在作假的可能,特别是小药品、小诊所,无法百分之百的保证进货渠道完全真实可靠。世界卫生组织表示,在中低收入国家,伪劣假药交易市场价值高达300亿美元,许多伪劣假药可能含有有害化学物质,或者是没有任何有效药物成分。之前的每年医药行业因为假药和患者安全问题造成的损失高达2000亿美元,到今年全球疫情下多个国家封城隔离,药物的供应链受到严重影响,可能面临的不合格药品以及伪造药品的大爆发,对于医药用品的需求大幅度提升,对药品供应链的全程监管是必要和意义重大的,医药监管尤其是医疗供应链管理已经刻不容缓。

除了问题药品与假药外,在药品招标采购环节中,存在集中招标采购局限性。医疗机构的垄断地位导致了不平等、不公正的购销关系。医疗机构对医药企业来说是买方,对患者来说是卖方,药品招标机构强化了医疗机构作为买方的垄断地位。药品集中招标采购实施18年来,形成了以用药目录、招标目录、招标规则、配送商遴选等为勾兑标的,从国家有关部委、省级主管部门到地市级主管部门直至县级主管部门,一个冗长的雁过拔毛的招标利益链。对于投标的药品生产企业而言,低价中标的药品,由于没有给医生回扣的空间,药品就不可能有销量;如果高价中标,给医生的回扣空间大,药品销量就会暴涨。药品集中招标采购决定了企业的命运,每一次招标对于药厂而言都是生死大战,为谋求高价中标,为后续回扣预留足够的空间。根据有关统计,现公立医疗机构药品年采购额超过1万亿,攻关招标机构的费用达300亿。其实采购招标的问题根源就来自于投标和招标程序缺乏透明度,腐败问题严重。

医疗数据共享与安全问题

虽然我国在健康医疗大数据的建设中投入了大量的人力、物力,医院的一部分数据也建设投入使用,如患者的体征、检查、检验、诊断、用料、支付。但是,医疗信息不通畅的问题仍然存在,区域与区域、医院与医院之间,有些甚至是在医院内部,数据并没有实现开放应用。比如在去医院看病时,医生都要求患者去做相关的所有检查,然而这些检查病人可能已经在其他医院做了处理,医院之间的孤立导致病人信息无法同步,由此造成了巨大的人力物力的浪费,降低了患者求医的体验感与行业的发展效率,阻碍医学行业的发展。

同时,在临床医学方面,基本不存在数据的采集和利用,患者与医生或者制药商家的沟通处于割裂状态。临床及试验数据对于药物的研发阶段至关重要,但由于临床数据涉及病患隐私,加上数据源呈分散状态,大约一半的临床试验数据未对外公布,临床医生和管理人员在整合分析数据上面临着重重困难,这不利于临床医学的进步。

还有一个问题是,尽管医疗行业有严格的规定来保证数据的安全和隐私,可网络安全依旧是一个很严重的问题。HEIMDAL公司2016年发布的《2016年中回顾:

2016年网络安全威胁分析报告》中指出,在全球范围内,医疗行业是该年度被勒索软件攻击最多的行业,其中第二季度占比达到了88%。根据2017年IBM安全研究机构波耐蒙研究所的数据,医疗机构数据泄漏的成本增加,平均每个记录为380美元。英国《卫报》2017年2月的调查也曾揭露,英国国家保健医疗系统(

NHS , National Health Service )丟失了高达50万份的医疗资料。医疗数据的大规模泄漏事件层出不穷,反映了整个行业急需技术革新的现状。

医疗健康保险问题

患者的寻诊过程和有关记录都分散在各个医疗机构,医疗保险公司与医疗机构之间信息不对称,导致投保人在投保、索赔、报销过程中需要提供诸多相关证明,保险公司也需要花费大量的人力物力财力对证明材料进行审核,导致了整个理赔流程效率低下。更有甚者,由于患者数据分散,无法进行溯源,大量保险欺诈案件发生,严重损害了保险公司的利益。而一些投保人也遇到过保费不公平的事情。

3.1.2 区块链赋能智慧医疗

面对上述这些问题,大力发展以大数据、区块链、AI为中心的智慧医疗服务将是解决目前医疗行业痛点问题的有效方法。具体来说,区块链技术的引入将主要在以下三方面推动智慧医疗的发展:

助力药品溯源,保障药品质量

区块链分布式账本和溯源功能可以对市面上的药品进行溯源,从药品原材料的获取到药物的生产制作、储藏、流通销售,都可以进行适当的监控和追踪。消费者可以通过区块链平台看到所购买药品的生产厂家、日期数据及流通环节等是否符合标准,也可通过区块链技术配合物联网对药物或疫苗的贮藏温度、出入库时间等进行实时监控。保证药物的真实性与质量安全,在原本GSP 及 GMP 的强有力监管基础上,更进一步实现公开监管与追踪,打击假药劣药市场,保障各方权益。加密技术与智能合约的应用可以使招标采购的流程合规、透明、标准,记录整个交易过程。

加强医疗数据互通,提升共享效率

区块链技术通过构建多方协同可信环境,并配合使用可信计算等密码学技术,将有望建立安全、可靠的数据资产存储和共享平台,将数据所有者、数据提供方、数据使用者以及系统维护者等参与的各方联合起来,并明确各方权责利,实现数据的高效流通和共享。实时信息交换信息系统可以使任何医疗记录可以准确的被区块链技术所记录。如果同时两个交易发生冲突,那么交易记录的数据是不能被记录在账本中的,比如患者前后去的两家医院给的诊断结果不一样,那么这种数据就不能被记录在患者的病历中从而说明诊断是有问题的。

同时,以区块链为基础的健康IT系统能够解决许多技术问题,比如数据的完整性、安全性,通过加密技术可以防止数据被篡改。同时,用户可以随时查看患者的历史数据和用户数据,免去了数据调取的麻烦。

提升医疗保险透明度,精简理赔流程

在医疗保险领域,可以利用智能合约If和Then的工作机制,设计自动化或者半自动化的保险产品。这种操作机制可以由数据驱动,执行和交割都是由规则自动执行。传统的保险信息不对称,发生了很多保险公司被骗保或投保人被保险条款忽悠的案例,智能合约可信度高,理赔流程由以前的中心化组织移至分布式组织,公开透明防止篡改,合约的双方无法对保险进行干预。

精简流程也是使用区块链技术的另一个好处。由于智能合约自动执行,并在分布式网络中存储,因此它速度更快,成本更低,错误率小。自动化技术可以精简流程,理赔中既可以使用实时数据进行验证又可以使用布尔逻辑逐步代替后端工作量。这样可以为保险行业省下理赔,管理,法务等人工成本。

3.1.3 具体案例

阿里健康常州市“医联体+区块链”项目

2017年8月17日,阿里健康宣布与常州市开展“医联体+区块链”试点项目的合作,将区块链技术应用于常州市医联体底层技术架构体系中,预期解决长期困扰医疗机构的“信息孤岛”和数据隐私安全问题。

该方案目前已经在常州武进医院和郑陆镇卫生院实施落地,将逐步推进到常州天宁区医联体内所有三级医院和基层医院,部署完善的医疗信息网络。

阿里健康在该区块链项目中设置了多道数据的安全屏障。首先,区块链内的数据均经加密处理,即便数据泄露或者盗取也无法解密。其次,也约定了常州医联体内上下级医院和政府管理部门的访问和操作权限。最后,审计单位利用区块链防篡改、可追溯的技术特性,可以全方位了解医疗敏感数据的流转情况。

引入阿里健康的区块链的技术后,可以在医联体内实现医疗数据互联互通,优化了医生和患者的体验,同时也保证了分级诊疗、双向转诊的落实。通过区块链网络,社区居民能够拥有健康数据所有权,并且通过授权,实现数据在社区与医院之间的流转;医联体内各级医院医生,可以在被授权的情况下取得患者的医疗信息,了解患者的过往病史及相关信息;患者无需做重复性的检查,减少为此付出的金钱及时间。

产业区块链应用丨区块链构建智慧城市运转新内核

区块链技术实现了医院之间的信息互联互通,符合政府“让数据多走路,人只走一次路”的指导方针,但这样的技术应用,会减少患者检查次数,相应减少医院的收入,以及降低人事费用,可能会触犯到相关方的利益。因此,这样的技术应用,需要政府带头试点,自上而下地推行,并且需要推出新的商业模式,激励其他医院加入生态中,生态整体才能健康可持续地运行。

PokitDok开发医疗区块链技术解决方案Dokchain

医疗健康API平台PokitDok 与科技巨头英特尔达成合作,共同开发医疗区块链解决方案“Dokchain”。英特尔将为PokitDok提供其开源软件Hyperledger Sawtooth作为Dokchain的底层分布式账本,并将英特尔芯片用于区块链数据处理。PokitDok的合作伙伴不仅有英特尔,还包括亚马逊、Capital One,、Guardian和Ascension在内的40多家公司。

PokitDok为开发人员提供API接口,允许用户搜索PokitDok供应商目录,为企业实现线上的商店、预订、支付和保险等基本服务。同时,PokitDok也为如支付公司、公共卫生系统和医疗健康公司等第三方开发者提供App接口,开发者在平台上可以便捷使用包括支付处理、保险公司资格审核、转诊、保险赔付、病人身份管理和供应商搜索等功能的软件框架。

产业区块链应用丨区块链构建智慧城市运转新内核

Dokchain的医疗区块链解决方案可以提供身份管理,用来验证医疗交易的多方信息,信息验证成功后,交易便会按照既定的合同自动执行。将其应用在医疗索赔方面,将会大大提高赔付效率。另外,Dokchain还可以用于医疗供应链的验证,例如医生开处方的信息会被记录在区块链上,药物价格将更加公开透明,这也将会在医疗用品的库存和订单管理上产生深远影响。Dokchain的应用,将有

效缓解医疗行业信息不对称的现状,改善各个节点的信任问题,避免医疗欺诈发生,并且有效保护患者隐私。

京东智臻链医药追溯平台

京东数科推出基于区块链的智臻链医药追溯平台,通过该平台提供智慧疫苗管理软硬件解决方案,确保疫苗从生产、流通到使用等全流程的信息透明流动,对每一只疫苗的数据进行记录,对其来源进行追溯,保证疫苗的品质与安全性,让终端接种更安全,为消费者的医药安全保驾护航。

产业区块链应用丨区块链构建智慧城市运转新内核

以具体的产品应用场景来说,京东数科与海信生物医疗冷链达成合作,联合推出区块链疫苗追溯解决方案产品,将其应用在各级地市的疫苗接种点。通过区块链技术能够解决当前疫苗数据人工记录带来的弊端,如易被篡改、数据滞后等问题,以保证疫苗监控的真实性和安全性,解决了疫苗追溯难的问题。

在传统的疫苗流通过程中,存在着流通环节多、信息不透明、终端库存管理效率低、接种统计费时费力等痛点。京东数科通过区块链技术打通了疫苗生产中心、冷链物流、疾病中心、接种站等多个环节的信息流通,并能完成最终的接种情况、信息反馈的即时响应。另外,将智能冷柜应用于终端接种站,提供疫苗出入库、温控预警、自动盘点、缺货预警、追溯扫码等管理功能。通过疫苗信息数字化结合区块链技术,为消费者提供安心安全的服务,大幅降低疫苗接种站的人工成本,并提高其工作效率。

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通过该智慧疫苗追溯管理系统,消费者在接种疫苗时通过手机便可以了解到接种疫苗的真实流通信息,并且能及时接收到疫苗接种的结果反馈,更加踏实放心。

除了与海信医疗冷链的合作,京东数科在医药领域的防伪追溯平台正在逐步扩大其影响力,在2019年初与银川互联网医院达成深度合作,落地区块链疫苗追溯解决方案。截至目前,该方案已帮助接种站实现全部二类疫苗共14种、总量达1,089支的智能化管理,为517名居民的827次安全接种保驾护航,疫苗接种正确率100%。

3.2智慧交通

现代化的交通运输方式主要包括铁路运输、公路运输水路运输航空运输管道运输等。交通运输发展与全球经济和科学技术的发展密不可分。区块链、人工智能、大数据、数据科学等新兴技术的发展,为智慧交通建设赋予新活力。

3.2.1 行业现状

21世纪以来,各国政府积极助推现代化交通体系建设,尤其重视交通运输智能化与信息化建设。智慧交通、数字化信息的发展成功赋能集约化交通体系的构建,成为解决现代交通痛点的核心方向。信息化、网络化、智能化的交通运输系统建设能有力推动国家交通体系的跨越式发展,并进一步缓解资源与环境压力。近年来,在各国政府的支持推动下,全球智能交通产业得到飞速发展,2017年全球智能交通市场规模已达到2789.6亿美元。

全球智能交通市场正处于成长期,预计将在未来五年持续增长。2018年,欧洲投入智能交通系统的市场价值超过15亿欧元,并保持6.8%的年复合增长率,预计在2023年实现21.6亿欧元。同年,北美市场达到10.7亿欧元,预计以7.3%的增幅,在2023年实现15.2亿欧元。此外,Meticulous Research研究显示,智慧城市市场规模预计将在2027年突破5000亿美元,实现5457亿美元。

产业区块链应用丨区块链构建智慧城市运转新内核

2010年,中国将物流网发展正式列入国家发展战略,推动了RFID及物联网产业的飞速发展。RFID技术积极赋能我国智能交通管理系统,2012-2018年中国智能交通管理系统行业市场规模维持了23.33%的复合增长率,在2018年实现了约为720亿元的市场规模。

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同时,我国智能交通市场在2011-2017年保持10%以上的年均复合增速,在2017年达到6352.6亿元的市场规模、11.76%的年均复合增长率。基于持续增长的市场需求,前瞻产业研究院预计我国智能交通市场将在未来五年持续保持13%左右的增长速度,在2024年实现超过1.5万亿元的市场规模。

随着科技发展,我国的交通运输半径也不断扩大,运输规模日益增长。新工艺、新材料的出现与投入使用推动了运输工具的多样化与组合化,助推了我国交通运输能力和运输效率的显著提升,为国内居民生活提供了更多运输选择。

分析显示,提高交通基础设施质量、推动交通基础设施建设的最好方法是:充分发挥科技的作用。技术难题是阻碍交通设施落后地区发展的主要原因。若想克服困扰交通体系建设的技术痛点,主要需要依靠科技进步与创新发展,其中区块链技术的独特属性起着举足轻重的作用。虽说我国已在智慧交通运输行业取得显著进展,但在共享汽车、道路交通运输、汽车节能减排等领域仍面临许多困难。

共享汽车行业存在诸多隐患

近年来,共享经济得到迅猛发展,滴滴出行、共享短租(Airbnb、小猪短租等)、共享单车等诸多领域正快速渗入民众日常生活。在国家大力提倡绿色出行的政策号召下,共享汽车行业得到迅猛发展。

然而,加速推进的共享汽车市场也暴露出许多问题。2018年8月,共享汽车标杆企业滴滴出行发生顺风车事件,引起极高公众关注度,充分暴露了共享汽车行业内部的安全问题。曾盛极一时的共享汽车平台EZZY在面临高昂经营成本的境况下,也没有逃脱倒闭的结局。此外,还有一系列问题影响着共享汽车的发展,包括且不限于高昂的停车费、冗杂的车辆调配、不断上升的员工成本、难以避免的车辆保养费用。

道路交通拥堵影响居民生活出行

道路交通拥堵通常出现在节假日或上下班高峰期,常出现于世界各大都市区、都市间高速公路,及汽车使用率高的地区。汽车使用率的增加、道路容量不足或设计缺陷、道路交汇处过多等是导致城市交通堵塞的主要原因。交通堵塞问题不仅增加了通勤时间,造成驾驶人和区域经济损失;还会产生燃料浪费与空气污染等问题。此外,当突发紧急事件时,交通堵塞可能会加大应对难度。这一问题极大程度地影响了城市居民的正常生活与工作,民众出行、企业发展均受到一定程度的威胁。

汽车节能减排统计困难

目前,汽车节能减排市场主要有以下几个业务痛点:

(1)高难度的传统碳资产认证:以CCER为代表的传统碳资产认证体系不仅十分复杂,还需要经历漫长认证周期。此外,参与该类认证的企业、行业均较少,且没有形成广泛的社会影响力。

(2)企业在碳减排活动中参与度低:传统的碳减排活动主要由政府引导,通过行政而非市场化手段强制管理与推动。这类行为难以调动企业参与积极性,可持续性差。

(3)个体参与积极性低:减排行为无法实现以个体为单位的量化,因此无法统计与记录个体减排数据,并据此形成积极有效的奖励机制。奖励机制的缺失使得个体减排积极性没有得到充分调配和运用。

(4)对减排行为缺乏有效认证与监管;无论是对企业还是对个人,市场均还未形成统一的认证监管体系,减排源头数据的追溯难度与过程数据的存储难度双重作用导致造假与篡改现象普遍存在,市场缺乏有效监督与管理。

3.2.2 区块链赋能智慧交通

2016年12月,国务院印发《“十三五”国家信息化规划》,并将区块链列为战略性前沿技术。2017年8月,《关于进一步扩大和升级信息消费持续释放内需潜力的指导意见》鼓励政府部门和企业,利用开源代码开发个性化软件,积极开展基于区块链、人工智能等新技术的试点应用。《交通强国建设纲要》进一步提出具体指示,强调在前沿关键科技研发领域,推动智慧交通的发展进程。大数据、互联网、人工智能、区块链、超级计算等新技术与交通行业深度融合将显著改善现阶段各地区的交通网络建设与发展问题。

共享汽车用户数据上链

共享汽车用户数据数字化上链后,可以实现数据的不可篡改、可追溯,从而保证了数据的安全可信。运用区块链读取用户信用信息并规范征信过程,有助于实现与蚂蚁金服等信用平台的合作,推动信用免押金过程中信用风险问题的解决。若出现用户使用平台时违背规章制度的情况,可以运用区块链技术查询使用用户的影像数据,并打通用户行为的数据权限,实现与交通管理体系的互通。

助力智慧交通运输网络的优化

在智慧交通中引入区块链技术,有利于串联交通运输领域中的政府、企业等各行业主体,协助记录车辆、船只等运输设备、道路、桥梁、车站等基础设施。这有助于建立新时代交通网络,推动交通运输行业与政府部门的发展创新。此类区块链网络将推动交通运输领域信任危机的解决,建设真实可靠的交通运输信息系统,进而提升智能交通的社会运行效率。

汽车碳积分公链推动节能减排

在传统碳排放记录系统中引入区块链技术,有利于解决汽车行业既有的数据问题与难以认证问题。通过记录轿车、大型客车等车辆的驾驶与碳排放信息并整合上链,可以将碳排放追溯到个体角色,从而对驾驶员与相关企业作出评估。这不仅有助于调动企业与个体的参与积极性,并且可以通过对数据安全性与可信度的保证,防范篡改与造假事件于未然。

3.2.3 具体案例

“共享汽车+区块链”构建新型区块链联动平台——GoFun

2019年3月30日,北京首汽智行科技有限公司(GoFun 出行主体公司)通过国家互联网信息办公室第一批197个区块链信息服务的备案,成为国内第一家拿到区块链服务备案的出行公司,开始布局基于区块链底层技术的联动平台。2015年8月,GoFun由首汽集团成立,是首汽拓展移动出行业务建立的一款共享汽车产品,于16年2月25日正式上线运营。目前,其业务主要由C端和B端两部分组成,在C端,其构建以“能量方块”为代表的业务;在B端,其与广东佛山 “智信禅城”区块链政务应用合作,积极构建用户数字身份系统。

该联动平台利用以太坊开源,形成联盟链,已具备成熟的GFChain钱包技术。在利用区块链底层技术赋能授信的同时,它进一步改善供单,简便调度程序,从而减少了所需要的外包工作人员。除此以外,每台汽车的信息完成上链后,将形成完备的车联网数据系统,推动车辆数据走向公开透明。在B端,GoFun还构建了与北京环交所的合作关系,积极推动汽车尾气排放量等基础数据的上链,着眼于建设环保事业。在C端,GoFun针对用户租车中的闲置时间,创造性地提出了相应解决方案:当租车用户有8小时无需使用共享汽车时,可通过区块链信用机制,分享空余时间给其他用户,这极大增强了同一时间段内,共享汽车的使用效率和频次。

GoFun的B端业务亮点“能量方块”将开车等同为挖矿,激励租车用户多用多得。具体操作方式为:用户可通过完成租用车辆、每日签到、邀请新好友等任务获得不等数量的“能量”,积攒到一定程度的能量可用于兑换租车优惠券或其他可兑换礼品。除此以外,不同的车型、行驶里程、使用时间均会对用户挖到“能量”的大小造成影响,挖取“能量”的能力也可通过完成实名认证、驾驶证认证、支付押金等多种方式提高。这增加了用户租用共享汽车过程的趣味性,改善了平台用户体验。

除了提升用户体验外,GoFun平台将重点放在了应对行业信任危机上。区块链技术推动其建立智能合约体系,便于交易双方实现所有权、使用权以及各类风险与责任的清晰划分。此外,平台可以使用区块链查询用户的所有以往行为,作为是否继续授信以及授信多少的主要参考依据。

数据显示,2019年4月,GFChain实现超过180万的区块数,20.745kB的区块大小,每区块完成55笔交易。“能量方块”特色业务的上线大大提升了用户留存率,平均每位用户为其额外停留2分钟。截止2019年,GoFun出行已覆盖国内 84 个城市,拥有近千万注册用户,每车日均单量达到7单以上,月度活跃用户达到170万,最高日度活跃用户直逼75万。

区块链技术,将帮助共享汽车行业解决参与者间的信任和协作危机,打通资源流转,从而建立全新行业发展模式和生态系统。未来,GoFun出行将通过打造整体方案、创新数字权益流通模式、发布平台数字资产等方式,进一步完善其去中心化的共享汽车联动平台。

新型智慧道路交通应用模式——中国交通运输链

2017年12月12日,中国交通运输部通信信息中心、中国信息通信研究院、中国互联网交通运输产业创新联盟和西南交通大学综合交通大数据应用技术国家工程实验室、北京太一云科技有限公司、广州联合电服数据科技有限公司和深圳金溢科技股份有限公司六家单位正式确立合作关系,并成功建立面向交通运输领域的全国性区块链网络——中国交通运输链。

2019年9月,“区块链”三级交通信号诱导首次面世,体现了我国车联网的最新研究成果。此诱导标示运用区块链分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等先进技术,构建了智慧道路交通的新型应用模式。通过实时交互信息与数据的传导,显著提升了道路交通的安全性与高效性。其中,数据链的不可篡改更是使得设备传输与下发、云平台存储与计算,具有了更高的安全可信度。

第一级交通信号诱导是由数字、光带、文字图形组成的指路标志,主要用于呈现所在道路的实时交通流数据。道路所需行驶时间由高德地图等互联网平台收集实时数据,并传递给终端路网,经平台后台进行数学运算后形成。与此同时,光带LED像素屏将呈现不同颜色以表示不同拥堵情况(绿色代表通畅路段、黄色代表通行缓慢路段、红色代表拥堵路段)。

产业区块链应用丨区块链构建智慧城市运转新内核

第二级交通信号诱导是指包含两块可变信息在内的四块车道指示标志,主要用于呈现道路下游路段的交通流数据。第三级交通信号诱导即红绿灯(交通信号灯)。无论是车道标示箭头,还是数字指路标示,均可根据后台数据进行实时更新,从而指引车辆驾驶员合理规划路线,优化分配道路交通,改善城市拥堵现状。

产业区块链应用丨区块链构建智慧城市运转新内核

目前,该技术已实现在无锡市(立信大道和观山路交叉口)的试点,受到行驶车辆和行人的一致好评,极大程度地缓解了道路交通拥堵。此外,相关部门正积极开拓区块链技术在其他交通业务领域的应用,如:城市停车设施的建设、交通违章问题的处罚、车联网信息安全的保障。

基于区块链技术的碳银行(汽车)公链平台

2018年9月6日,比亚迪公布将与DNV GL、唯链合作,基于区块链技术开发碳银行公链平台的建设。唯链已经具备完善的汽车生命周期管理解决方案,善于处理汽车行业的数据问题。同时,比亚迪正积极建设汽车碳银行积分平台,整合轿车、大型客车及其他车辆信息进行上链。

碳银行系统首先记录车辆驾驶数据、碳排放量等信息,并对驾驶员进行评估,基于此形成碳积分奖励。当完成对驾驶员的碳足迹捕捉后,此信息将被上传至允许授权客户随时随地访问的唯链雷神区块链。上传后的数据对平台各参与企业公开,且它们均可便利地进行管理、共享、分析。不再零散、缺乏信任的数据库形态将推动平台的生态系统建设,助推全球碳足迹的追踪调查和绿色经济的发展。该系统建设所主要依赖的数字低碳生态系统解决方案如下图所示。

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作为系统主要数据提供者的比亚迪,通过4S店、汽车维修店收集整理了大量包括汽车行驶里程、车损维修、日常保养等在内的车辆基础与维修信息,并完成了此类信息的及时上链。作为独立的第三方认证平台,DNV GL负责设计认证流程并检查各个节点,并根据最新认证规章,完成平台数据的认证。其认证内容范围包括且不限于:客户KYC服务、比亚迪数据上传API、比亚迪区块链接口API、唯链碳减排智能合约。

链条上的其他企业与终端用户均有权查询与访问认证后的数据。以保险公司为例,明确清晰、真实有效的数据将有助于其提供精准服务,优化产品供给。通过新能源汽车补贴、保费下降等福利获利的汽车所有者,将进一步推动全国汽车市场绿色低碳的发展进程。

目前,已有包括中国人民财产保险有限公司(PICC)在内的多家保险公司与唯链展开合作。各企业将通力合作,共同建设更安全、智能、环保的世界。

3.3智慧能源

能够提供能量的资源被视作能源。这里的能量包括且不限于热能、电能、光能、机械能、化学能。按照能源来源可将其分为三类:(1)来自太阳的能量。包括直接来自太阳的能量(如太阳光热辐射能)和间接来自太阳的能量(如煤炭、石油、天然气、油页岩等可燃矿物、薪材等生物质能、水能和风能等)。(2)来自地球本身的能量。一种是地球内部蕴藏的地热能,如地下热水、地下蒸汽、干热岩体;另一种是地壳内铀、钍等核燃料所蕴藏的原子核能。(3)月球和太阳等天体对地球的引力产生的能量,如潮汐能。

3.3.1 行业现状

从全球维度来看,能源服务市场预计在2024年实现869亿美元,相比于2019年的520亿美元,取得10.8%的年复合增长率。MarketsandMarkets全球市场研究机构认为,此种市场规模的增长主要归因于公用事业收入流的增加、分布式能源资源的发展、可再生能源发电与存储解决方案成本的降低、能效项目的税收优惠等因素。按能源的服务类型划分,能源服务市场可分为能源供应服务、运营和维护服务、能源效率和优化服务。该研究机构认为,未来能源服务市场的最大贡献者最可能是能源供应服务部门,预计在2024年占据最大市场份额。

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针对北美、欧洲、亚太地区、世界其他地区这4个地区,该研究机构对能源服务市场展开了分析。预计预测期内最大的区域市场将是北美市场,主要原因是美国、加拿大、墨西哥等国家的公用事业公司正积极推动能效项目,并竭力降低能源发电成本。此外,该地区的市场发展也将得益于可再生能源发电与能效活动的份额增加。

基于此,预计可再生能源将成为未来全球能源消耗的主力军,并持续增长。国际能源署给出了类似预测:预计全球清洁能源占比将在2030年时超过30%,以化石能源为主的传统能源发展模式终将难以持续。全球能源发展的终极目标毫无疑问应该是持续开发清洁低碳的可再生能源。

产业区块链应用丨区块链构建智慧城市运转新内核

此外,研究表明,能源产业,尤其是可再生能源产业,主要在以下几个方面存在弊端:

新能源产业的信息孤岛

新能源产业目前正处于从补充能源向替代能源转换的关键时期,由于顶层规划落实到用户侧运营的过程中,存在上下游信息不对称、供需两侧协同效率低、源头数据真实性难以保证等问题,新能源规模化、系统化发展受到阻碍。若想打破信息孤岛,就必须实现多方数据的共享,从而协同高效地调配能源。

新能源行业主要存在以下三大痛点:第一,随着新能源在能源结构比例中的提升,能源供给侧日趋多元化,传统中心化能源管理模式已经无法支撑新能源的规模化建设;第二,新能源行业上下游企业间的协同效率低,源头信息的真实性无法得到保障,信息难以实现共享;第三,新能源供给侧与消费侧的信息不对称,使得新能源的消纳水平低,“弃风弃光弃水”现象愈发明显。

清洁能源的发展痛点

在政策与市场力量的双重推动下,分布式清洁能源快速发展。然而,由于新能源的输送不稳定、运送成本高、发电设施分散等问题,清洁能源的发展受到阻碍。在传统配电系统中,所有电能都统一接入高压配电系统,再由中心统一调度。反观新能源分布式发电,由于单个设备产生的电能较少,使得接入高压系统的成本很高。基于此,市场难以消纳新能源的供给,风力发电、光伏发电与水力发电均经历了初步发展后的逐渐没落。

一方面,清洁能源的生产波动性大,逐步被市场放弃。清洁能源的前期发展主要得益于政策支持,高额的设备成本在逐步萎缩的新能源市场环境下,即将付诸东流。另一方面,低压配电系统的存在,使得能源供应的门槛较高,而大部分清洁能源生产设备的配置趋于分散,不能并入供电网,产能浪费严重。

传统的能源数据记录方式易被攻击和操控

传统能源数据记录储存以中心化方式进行,能源价格、能源消费量、发电能力等各项信息由市场各方参与者发送到中心化组织后,进行统一储存,此后的查询则是先由用户提交查询请求,中心服务完成查询后予以反馈。这一数据运作方式存在被黑客攻击与操控的可能。单一的数据储存地址,使得即使中心机构设置非常严密的防控系统,一旦中心机构被攻击,仍然会带来无法挽回的巨大损失。由于中心化数据库有被攻击篡改的风险,若能实现公共事业数据的透明化,将有助于公众做出更明智的决策。

3.3.2 区块链赋能能源电力

区块链技术的引入将主要在以下三方面助力能源行业发展:

建设智能设备与智能代理

区块链技术具有可溯源的特征,智能设备可以通过获取家庭的过往用电量,对用户的用电需求予以分析。只要用户将私人行程分享给智能代理,智能代理就可据此预测其短期内的用电需求,帮助用户安排最划算的购买电量以满足日常需求。对于用户行程的分享,区块链通过加密技术保护用户隐私,提升其体验感与安心度。

与传统电力系统“只进不出”的管理模式不同,智能代理可以智能化地应对能源需求。对于自动恒温器、充电器、NEST等设备,智能代理可实现特定情况下的负荷运行,释放出可以满足用户家庭其他设备用电需求的电能。此外,智能代理也可通过微电网进行交易,实现一定收益,提高能源利用率,降低家庭的用电成本。

解决能源电力的发展痛点

首先,区块链技术平台的建设可以从多方面显著提高能源利用率。其次,点对点交易方式的实现,不仅有利于降低能源的交易成本,还助推了分布式发电系统的建设。此外,微型电网的成功建设,不仅避免了单点故障问题的频发,还有效降低了意外事件可能带来的巨大潜在损失。

提高能源数据的安全性

区块链的分布式记账,极大程度提高了能源上链数据的安全性、完整性、可追溯性和透明度。由于能源数据是关乎每个人的公共事业数据,数据安全的保障不可或缺。此外,向公众公开能源数据,不仅可以引导市场作出正确决策,还有助于提高公众对公共事业的信心,从而增强对政府的信任。

3.3.3 具体案例

国网电商打造区块链公共服务平台

国网电子商务有限公司是国家电网的子公司,致力于实现互联网与电网的融合,打造优质电网服务平台,并进一步推动电力能源互联网产业体系的稳定发展。

国网电商的全资子公司——国网区块链科技有限公司,瞄准区块链科技研发,推动电力物联网公共事业发展,为电力能源交易创建新型区块链服务生态。基于这一背景,国网区块链公司在原有电力系统中运用区块链技术寻求创新突破,形成了可行性极高的区块链解决方案。

国网区块链创建了电网系统里首个司法级可信区块链云平台,并与北京互联网法院“天平链”联通,保障平台用户身份信息真实可信。以传统电网为枢纽,区块链能源平台整合新能源产业全资源,将用户所有业务需求信息上链,实现了能源端与用户端的链上连接。管理方面,该平台不只着眼于能源调配的协同,还积极助推对内业务的质效提升,将科技、服务、金融等多方应用贯通上链,实现了多环节的共同发展。

产业区块链应用丨区块链构建智慧城市运转新内核

该平台具备区块链在节点信息共享、分布式存储、数据不可篡改、信息可溯源等方面的优势,对能源系统各环节实行上链管理,打破了数据壁垒。其具体操作包含可信身份认证、节点数据同步共享、隐私安全保护三个模块。

电网参与者,无论是电力用户,还是能源供应方,亦或是平台运营管理方,都必须在进入平台之前进行严格的身份认证,并结合“天平链”的身份确认,使并网身份认证具有法律效力。而这一身份认证体系又不同于传统强认证,它采用了区块链云端轻量级电子签名技术,通过跟踪电子签名,构建认证过程溯源链,既安全又方便,实现了多元化身份的统一管理。各方交易均在链上进行,用户身份、合同具体内容等关键数据都上链保存,并同步在链上所有节点。在确保身份信息安全的前提下,交易线上签约,链上保存的合同可以被随时查询,并且过去交易可溯源,有效解决各类合同纠纷问题。这一认证过程有效切除了线上交易的不信任疑虑,是平台能够系统化运营的基础。

节点数据同步共享,利用区块链的分布式储存特征,将监管部门、新能源供给方、电力用户、发电企业等主体重要数据链上储存,防止数据被篡改。各方也可以查询链上全部数据,解决数据保密问题与主体间信任缺失问题,达到各环节信息互通,提升主体间协同效率,构建全生态、全场景、高互信的新能源服务基础设施。能源供给侧与消费侧实现信息对称,通过区块链智能合约,提高新能源吸纳水平,解放中心化电网系统中的能源调度部门。

产业区块链应用丨区块链构建智慧城市运转新内核

隐私保护方面,该平台对认证用户达到唯一识别,通过加密技术,设置敏感信息权限,用户只需以唯一身份识别进行交易,既保护了用户的隐私安全,又保护了企业的商业机密。

目前,该项目已在多地进行试点,极大提升了当地新能源业务的办理效率,为该新能源云平台的全面推广积累了大量实践经验。截止2019年,区块链能源平台已累计接入130万座新能源电站、达到3.5亿千瓦的装机容量,实现1022家入驻供应商,突破350亿的交易规模,带动产业链上下游超过3000家企业协同发展,直接或间接带动就业超过100万人。

TransActive Grid-布鲁克林微电网(Brooklyn Microgrid,BMG)

美国初创能源公司L03 Energy,专注于能源利用效率的提高。2016年3月3日,L03 Energy与区块链技术创业公司Consensys合作成立TransActive Grid项目,在纽约布鲁克林开展新型微电网试验,是区块链在能源领域的首次应用,被认为将带来能源交易的重大变革。

起初,TransActive Grid项目只涉及十个分布在布鲁克林地区总统大道两侧的家庭。道路一侧的五户家庭安装了屋顶光伏发电系统,产生的电能在完全满足家庭用电需求之余,还有大量剩余;另一侧的五户家庭没有安装发电系统,因此需向对面家庭购买电力。据此,这十个家庭构成了一个微型的电力生态。因此,即便没有第三方电力运营商,家庭之间也可以通过区块链网络,采用P2P模式直接进行点对点的能源交易。

产业区块链应用丨区块链构建智慧城市运转新内核

智能电表作为这种电力交易模式的硬件基础,在底层应用了基于区块链的智能合约,可以采集包括发电能力、用电需求、交易电量等在内的用户信息。用户信息完成实时上链后,将同步至所有节点并分布式储存。不仅可以预测用电量从而智能化地应对能源需求,还能及时储存剩余能源并进行能源交易。

此外,区块链微电网还保证了即时交易的实现,消费者无需中间零售商便可进行能源批发的市场交易,随后使用智能设备实时自动地支付账单。这意味着,当智能代理完成能源交易价格的分析后,将结合其预测出的特定用电需求,为客户形成更明智的消费策略:在能源价格低时,增加能源购买量,并储存多余能源于家庭储电设备;在能源价格上涨时,减少能源购买,甚至出售部分储存能源。

产业区块链应用丨区块链构建智慧城市运转新内核

智能代理与智能合约的应用,形成了区块链微电网独有的分布式能源交易体系。该项目的优势可以简述为如下几个方面:

(1)点对点交易:能源供应方与需求方可以在项目平台实现即时自主交易。

(2)微电网:交易双方通过微型电力系统连接,形成微型能源生态系统,实现能源实时实地地产生、交易和储存,社区将更高效、更弹性化、更可持续地利用能源。

(3)分布式系统:操作员可以在分布式系统下访问各项消费者数据,运营商将以价格为调节代理指标,以协商价格方式管理能源利用情况,达到负载均衡和需求迅速响应。

(4)去中心化:纽约受飓风天气影响,电网常遭破坏。原有的中心化能源系统会因任何局部损坏陷入瘫痪,分布式电网有效避免这一情况的发生,并将损失降到更低。

即使该微电网试验显示出令人惊叹的种种优势,但目前仍无法实现微电网项目的大规模推广。点对点的交易方式确实对交易双方具有很强的吸引力,但对于开发团队而言,毫无利润可言。在布鲁克林局部地区试用的该项目,若无收益产生,在未来的推广中会给公司带来严重成本负担。资金上的顾虑阻碍了L03 Energy和Consensys双方的进一步合作,因此该项目陷入停滞。此外,由于纽约市禁止个人直接参与电网市场,该项目也一度被叫停。

尽管如此,TransActive Grid依然是能源市场的一次重要革新,为后续区块链在能源领域的应用提供了范例,所遇问题也是未来需改进的方向。

融链科技——智能微网综合管控系统

2017年6月,北京融链科技有限公司正式成立。其以区块链作为底层数据结构支持,结合大数据与人工智能技术,搭建智能化、去中心化、自主化的能源交易平台,创造了中国在能源领域应用区块链技术的首次试验。

融链科技自主研发区块链数据平台和AI大数据处理服务,针对能源细分领域分别创建了对应的智能化管理方案,目前已构建的产品有:分布式电力交易、智慧能源、智慧电网、智能氢能管控、微网能源管理等。其致力于应用已有区块链技术,解决新能源发展难题,并据此推出了智能微网综合管理系统。

智能微网综合管理系统,通过对于数据的分布式采集与分析,提供了一个新能源耦合运行平台,从而实现了能源供给需求双方的协同优化。不仅能够帮助用户选择能源类型和交易对象,实现点对点方式交易。而且,对于分布式清洁能源,可以实现在低压配电层面的合理利用,有效减少能源浪费,扩大新能源市场空间。此外,能源供需双方的关系进一步优化,能源供给方可将不同种类能源及短期预测供给量在微网发布,能源需求方则可使用智能设备预测用电量,并通过区块链微网达成交易。

产业区块链应用丨区块链构建智慧城市运转新内核

智能微网系统与传统电力交易系统的最大区别是:实现了电力分布式生产、储存、转换、利用,是一个可自我控制、自我管理的自治系统。各不同微型系统既可独立运行,也可多微网系统并网形成大系统运行。从微观层面来看,能增大消费者对清洁能源的偏好程度;从宏观层面来看,可实现高效能源的智能调度,确保提高清洁能源使用率的同时,保障用户用电需求,解决清洁能源产能不稳定等问题。在区块链的技术支持下,智能微网接入分布式能源,降低了能源供应门槛,有效提高了清洁能源的入网能力,实现低压配电层面能源的高效利用。

产业区块链应用丨区块链构建智慧城市运转新内核

智利国家能源委员会——使用以太坊追踪能源数据

智利国家能源委员会(CNE)隶属于能源部,具有能源监管职能。2018年2月,CNE声明将开展基于区块链网络的数据记录项目,旨在运用区块链技术保障数据安全。这将是区块链在拉丁美洲的首次应用。

区块链与传统数据记录方式最大的区别在于,其采用分布式记账,具有不可篡改、便于查询的特性。若将其应用于能源市场,市场内的任一交易信息,包括价格、时间、能源种类、能源量等都会载入区块链。此后,任一节点均可通过区块链进行信息查询。由于区块链中存在大量节点,黑客若只对一个节点或者部分节点进行信息篡改,都不会影响到整体的数据安全。这意味着:除非黑客同时攻击50%以上的节点(这是很难实现的),否则区块链上的信息都将保持安全。

四、区块链智慧城市落地现状

世界上很多城市仅仅只是开始用区块链去赋能智慧城市的发展。但是有一些城市已经在“区块链+智慧城市”建设上领先一步。有些是因为在城市建立之初就把区块链作为底层技术,有些则是因为该城市所在国家认识到区块链的重要性并通过政策和资金大力推动。这种区块链和智慧城市建设紧密结合或结合态势良好的城市,我们称之为区块链智慧城市。

同时,区块链智慧城市是指城市本身数据的存储和流转基于其自身的区块链网络,而且城市区块链系统的构建和发展是基于自身的驱动力,而非仅仅依靠引进外部机构和企业来推动。现阶段世界上落地情况良好的区块链智慧城市主要有:中国雄安、中国杭州、韩国首尔和瑞士楚格等四个城市。

4.1中国雄安

雄安新区是中国第19个国家级新区,也是首个由中共中央、国务院印发通知成立的国家级新区,位于河北省保定市东部,由雄县、容城县、安新县及其周边部分地区组成,于2017年4月1日正式成立。

雄安新区在建设起初,就开始积极运用区块链技术为自身的智慧城市建设进行了赋能。2018年4月出台的《河北雄安新区规划纲要》就已明确指出,“超前布局区块链、太赫兹、认知计算等技术研发及试验”,并在一个月后的2018年5月河北省委副书记、省长许勤在雄安新区全球推介活动上提出,雄安会运用大数据、云计算、区块链、人工智能等新技术,规划建设雄安智能城市大脑。未来雄安将在数字城市中模拟仿真,在现实城市中优化运行,真正实现城市智能治理和公共资源智能化配置。

可以说在政府的支持下,雄安是带着区块链基因诞生的智慧城市。经过持续不断地建设和发展,雄安利用区块链已在租房、环保、政务、工程资金管理等多个领域为城市发展积极赋能,并落地情况良好。

“区块链+租房”方面,雄安已建成区块链租房应用平台,也是全中国首例把区块链技术运用到租房平台的案例,由蚂蚁金服提供核心区块链技术,链家和中国建设银行提供房源租赁信息。雄安区块链租房平台依靠区块链的多方验证、不可篡改等特点,使得房源信息、房东和房客信息、房屋租赁合同大大提升真实性,有效解决了双方任意篡改合同信息等以往租房领域的顽疾问题。同时,在用户隐私问题上,对一些敏感信息会用加密算法进行加密,使用了多方安全计算和零知识证明等技术,在不会泄露用户信息的前提下,会用在租房相关的必要用途上。

“区块链+环保”方面,雄安新区市民服务中心建立了数十台用了LED屏和二维码以及区块链技术应用的智慧垃圾收集器样机。市民们可以通过下载APP,扫码后进行垃圾分类倾倒,给予垃圾投递者积分奖励。通过后台数据处理,实时将垃圾位置和承载量发送给垃圾运输公司,提高垃圾从公民到处理机构的效率。

“区块链+政务”方面,雄安新区在政府管理中引入了大数据高科技,对工程建设招投标等每一项决策,进行全过程信息留档,随时可以作为证据调取查看,一旦出现问题,依法问责。这些信息通过区块链技术进行储存,可以永久保存下来。

“区块链+工程资金管理”方面,作为雄安新区开发建设的主要载体和运作平台,雄安集团推出了区块链资金管理平台,利用区块链技术,对拆迁、安置、建设资金进行穿透式管理,实现工程项目管理优化,以有效保障新区建设者的劳动报酬权益,实现新区经济发展与社会治理体系完善、民生政务水平提升的有机统一。此外,雄安集团与光大银行已达成合作,光大银行正在通过“阳光区块链”这一金融工具,全面服务于雄安新区67个各类型拆迁、安置、建设大型项目。

“区块链+森林建设”方面,现代化智能化的“千年秀林”项目在2017年11月拉开大幕。在工商银行的技术支持下,雄安新区为这个项目搭建了区块链资金管理平台,实现生命周期多个阶段的资金透明化管理。在项目开始前,工人的相关信息就被记录到区块链平台上;项目执行中,各建设单位和相关参与单位的资金流动依托该平台进行记录和监控。截至2019年年底,该平台已经支撑“千年秀林”项目造林31万亩。

雄安新区在规划建设之初就已经将区块链的烙印深深印下,随着新区的发展建设不断为区块链开放了大量的落地场景,而区块链等现代化技术也将助力雄安建成一座新型智慧城市。

4.2中国杭州

互联网时代见证了杭州的崛起,作为在信息化领域遥遥领先的城市,杭州也是中国较早开始布局区块链相关产业的城市之一。

2015年12月中国区块链应用研究中心(浙江)在杭州成立。自2017年起杭州连续举办三次由政府主办的“全球区块链金融(杭州)峰会”,同时在2017年的峰会上,杭州市政府还进行了全国首个区块链产业园区的揭牌仪式。2018年2月,杭州率先将区块链写入政府会工作报告。2018年11月举办由杭州市人民政府主办的“重构世界2018区块链新经济杭州峰会”。2019年12月,区块链服务网络(BSN)发展联盟在杭州举办首次全体成员大会,并将其全球运维中心、全球合作伙伴大会永久会址落户杭州。政府对区块链的政策支持与这座城市本身的信息化产业积淀相辅相成,催生区块链在智慧城市的诸多领域的产业落地。

区块链基础设施方面,杭州市下城区与BSN积极合作,下城区的数字经济产业园区已经成为了BSN在全国的首个试点孵化基地。在引进区块链技术之前,杭州市就以下城区为依托布局构建城市大脑,为智慧城市的发展提供支持。在与BSN合作后,以区块链技术进一步强化了智慧城市在2C、2B以及2G三个方向的探索。2C方向主要指区块链上的数字身份,2B方向主要指酒店和道路的监测以及中小企业的融资信用链,2G方向主要指深化最多跑一次的改革。

区块链+能源方面,杭州聚能城的投资方和建设者之一万向公司利用区块链技术来解决牵引蓄电池的使用和回收问题,从而提升城市整体的电池利用率。牵引蓄电池的利用和回收之所以受到重视是因为成本较高,几乎占了电动汽车成本的一半以上。更甚的是,两年后电池的效率会下降80%,为寻找电池的二次生命,就需回收牵引蓄电池,并放在地下的储能设施中,从而实现可再生能源和电网连接,但这一运作过程中的关键问题是存在数据孤岛。而区块链通过去中介化、不可篡改、可追溯等特点来解决牵引蓄电池的数据孤岛问题。具体方法为,杭州聚能城利用数字金融设计分布式的数据库,运行于区块链上,每一个节点就是一个数据的所有者,如充电站、制造场、地下储能设施、汽车生产商等,以达成数据互通,从而掌握电池寿命数据的动态。

区块链+政务方面,杭州也有诸多尝试,以杭州互联网法院司法区块链为例。2019年10月24日,杭州互联网法院正式上线区块链智能合约司法应用,其基本理念为打造网络行为“自愿签约——自动执行——履行不能则智能立案——智能审判——智能执行”的全流程闭环,高效地处理违约行为,构建信息化的履约形态,减少不可控和认为因素影响,实现网络数据和网络行为的全流程记录、全链路可信、全节点见证、全方位协作。具体来说,杭州互联网法院的区块链智能合约应用主要针对使用智能合约签署的电子合同,目前已经在网络购物和互联网金融这两个领域应用智能合约。将电子合同内容、签署流程、合约代码即执行过程上链,通过“明文+代码”的嵌套部署形式,保证当事人可以审核签约内容,无需了解合约代码层,另一方面司法区块链又可以对电子合同的代码进行效验。2019年12月,杭州互联网法院宣判了首例应用司法区块链智能合约技术的案件。

区块链+卫生方面,2018年12月杭州移动校园直饮水系统落地上城区,上城区胜利小学的学生们开启“智慧饮水”模式。该项目由杭州市政府与中国移动(杭州)共建,形成基于区块链技术的“中小学直饮水系统”工程。该系统在管理海量物联饮水水表设备的同时,还为中小学直饮水机滤芯更换监控和进度管理提供一站式服务,并支持二维码扫描、短信、邮件等方式通知,处理过程实时监管。同时,该系统应用了区块链技术,做到了饮水的全程追溯、事后分析和统一报表管理,让饮水数据具备了安全性和不可篡改性,实现数字化监管校园饮水设备。

产业区块链应用丨区块链构建智慧城市运转新内核

在杭州,还有更多区块链+智慧城市在各领域的运用,如区块链信用证流转、区块链医疗电子票据服务等等。区块链的赋能下,杭州有望继续领跑全国智慧城市。

4.3韩国首尔

首尔是韩国的首都,也是韩国政治、经济、科技、教育、文化中心。韩国把首尔作为重点建设对象,一直致力于把首尔打造成智慧城市。

2011 年6 月,韩国以首都首尔为试点,发布“智慧首尔2015”计划,希望把首尔打造成全球信息通信技术领军城市,在政策和规划的支持下,首尔成为了4G信号覆盖率全球最高的城市之一。在区块链技术开始兴起之后,首尔积极推动区块链对城市的赋能。2018年10月,首尔市市长宣布一个在韩国首都发展区块链产业的五年计划,2018年至2022年区块链城市规划将涵盖五个领域的14项公共服务,政府预算总额为1233亿韩元(约1.08亿美元),目标是将首尔发展为一个由区块链驱动的智能城市。

现阶段,虽然首尔的区块链应用还没有大规模落地,但是在积极推进区块链产业五年计划。首尔近期计划推出3项区块链项目,分别是:城市积分S-Coin、首尔市民卡扩展服务和兼职工人权利计划。

第一,城市积分S-Coin。近期首尔计划推出基于区块链技术的城市积分S-Coin,用于推进公共服务。首尔市民可通过纳税和参加民意调查等公民义务和协助政府事物方面等活动来获得S-Coin,获得的S-Coin则可兑换奖励。同时,S-Coin积分系统将与ZeroPay整合。ZeroPay是首尔政府去年12月建立的一个二维码网络,它允许消费者用手机支付商品和服务,而且不向商家收取佣金。

第二,首尔市民卡扩展服务。首尔市政府计划加强首尔市民卡(Seoul Citizens Card)的区块链相关功能,让市民在使用公共服务时可进行数字认证或电子签章。

第三,兼职工人权利计划。首尔打算通过推出一种区块链技术系统,来助力兼职工人的权利。方法为兼职和临时员工与雇主签订简单的合同后,可通过区块链系统跟踪他们的工作历史并保留时间表,通过区块链技术的不可篡改的特点,可准确记录并无法篡改兼职工人的工作时间,这有利于改善小公司和兼职工人之间的信任和关系。

除了以上几项近期的计划,首尔还正在积极研究和推进区块链在智能医疗、捐赠管理和在线证书验证领域的应用落地。

4.4瑞士楚格

楚格是瑞士楚格州的首府及最大城市,位于瑞士中北部,也是瑞士最富有的城市。同时,楚格是世界上区块链技术研究最深入、应用最广泛的地方之一,被誉为瑞士“加密谷”,并被定位为加密技术的发展中心。因为良好的区块链研究氛围和人才聚集,吸引了很多区块链公司的入驻,目前楚格加密谷协会的成员已超过400家公司。

楚格早在2017年就开拓性地推进以区块链为基础的数字身份。这项革新引进的数字身份将充当一种单一的电子护照,被应用于城市服务、债务追偿、房屋租赁并提供居住证明等。该项目的合作伙伴之一ConsenSys公司产品数字身份负责人Rouven Heck表示:“该解决方案在安全性方面具有巨大的附加价值,因为私有数据始终在个人的完全控制之下,同时可以更无缝地使用数字服务。”

此外,楚格最有名的区块链+智慧城市的应用是名为“uPort”的区块链应用程序,是一种基于区块链的投票系统。依靠区块链匿名性、不可篡改的特点,使得不仅让投票真实可信,而且能满足投票者匿名投票的隐私需求。“uPort”的区块链应用程序在2017年11月进行了试点,这次有超过200名居民报名参加。并在随后的一次音乐节上,有70名公民参加了对烟花的投票。用户跳过了繁琐的登录过程,既不用任何第三方中介机构参与,也不用前往投票站,只需登录自己的uPort账户,进行投票并注销。

五、“区块链+新基建”,促进构建产城融合的智慧城市

5.1深入探索未来智慧城市的三项能力

2013年开始,国内智慧城市建设迎来爆发式增长。在2020年新冠疫情的冲击下,已建设八年的智慧城市所存在的诸如协同水平较低、数据共享不足等问题尤为突显。但存在这些问题并不能说明国内智慧城市建设是失败的,相反,这将是推动智慧城市建设的新起点。

5.1.1 未来智慧城市的三项能力

未来智慧城市建设一定是高标准、高规格、高站位的智慧城市。城市治理能力的核心是为了解决城市发展过程中的“城市病”,这仅仅是智慧城市建设的基础能力。我们认为,智慧城市深度发展的方向,是由过往重视建设智慧城市治理能力向推进“智慧城市治理能力、智慧城市服务能力、智慧城市创新发展能力”三大能力同步深化发展。

智慧城市治理能力方面经过智慧城市建设初期阶段的爆发式增长,依托物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术的快速发展,我国在智慧城市治理感知层面(如智慧交通、智慧安防)已发展的相对成熟。未来智能城市治理能力提升的关键是:如何进一步实现不同数据主体间的不断聚集、打通、流转,打破协同水平低、数据共享不足等问题,打造具备循证治理、协同治理相结合的智慧城市治理能力。

智慧城市服务能力是指以信息技术为手段,以为人们提供方便快捷和优质的智慧生活服务为根本目的,从医疗、健康、教育、政务等多角度、全方位的实现城市的智慧化、智能化。以人为本的治理理念是我国城市建设的根本落脚点和出发点。2018年12月19日,国家发改委、网信办发布的《新型智慧城市评价指标(2018)》将市民体验的权重从2016年的20%提高到了40%。可见,以满足人的需求为核心的服务能力将是未来智慧城市建设的核心。让人们能够足不出户便可解决网上购物、缴水电费等基本生活问题是智慧城市的基础服务能力,而提供更加优质的智慧医疗、智慧养老、智慧教育等民生服务、政务服务,是未来智慧城市服务能力深化建设的主要方向。

智慧城市创新发展能力是指以推动智慧城市可持续发展为目的,借助新一代信息技术,结合改革、科技、文化三方面力量,不断为城市发展寻找长效动力源。在创新驱动的高质量发展阶段,最重要的动力源就是高端人才集聚和促进网络协同的产业基础设施(如工业互联网)。发展高质量的智慧城市,首先能够提高城市生活品质,吸引高端人才。更重要的是,能通过不断推进的数字化、信息化、智能化,为城市带来与智慧城市相关联的创新产业,并为本地传统产业升级搭建好完善的产业基础设施。因此我们强调,注重智慧城市创新发展能力的构建,是带动城市新一轮经济发展、产业升级的关键。

5.1.2 智慧城市建设带动区域产城融合发展

在对抗新冠肺炎疫情过程中,以5G、大数据、工业互联网、人工智能为代表的新兴产业对城市治理、医疗服务、交通管制等方面的创新,让大众重新认识了新兴产业对未来经济发展的巨大潜力。

从地方政府的角度看,加大对新兴产业的招商引资力度,让沉淀已久的“数据孤岛”得到有效的开发利用,让更多的数据资产得以挖掘,使协同水平较低、数据共享不足、数据遭受威胁、运营成本较高等痛点得到高效解决,无疑会给未来智慧城市建设带来很大的积极作用。智慧城市的高质量发展,又将吸引更多的人才、技术、资本、产业等优质资源。实现智慧城市建设、区域产业升级的正向循环。

从区域产业发展的角度,传统产业技术落后、效率低、污染重等发展瓶颈日渐严重,通过开放传统市场,以“市场换技术、场景换技术”的模式引入新兴产业,加速智慧城市落地,在为本地经济发展注入新动力的同时,也将加快推动本地传统产业转型升级的进度。实现智慧城市建设、新兴产业导入、区域传统产业转型升级的正向循环。

产业区块链应用丨区块链构建智慧城市运转新内核

5.2

新基建”建设热潮,将加速智慧城市落地

5.2.1 “新基建”是智慧城市建设的基石

促进智慧城市三大能力建设,推动智慧城市高质量发展的基础,是国家近期高度强调的以5G、大数据为代表的“新基建”。数据是智慧城市建设的核心,是智慧城市的血液。新冠疫情期间,疫情实时数据更新、大数据追踪人口流动等,“新基建”作为数据搜集、流转、分析的核心技术工具,以各种智慧应用的形式,充分显示了未来城市建设在数字化、信息化、智能化方面的巨大成长潜力。

产业区块链应用丨区块链构建智慧城市运转新内核

5.2.2 各级工作会议频频点名“新基建”

2018年底中央经济工作会议首次提出“新基建”的概念,即“加快5G商用步伐,加强人工智能、工业互联网、物联网等新型基础设施建设”。2020年以来,国家高度重视“新基建”发展,仅1月到3月初,就有6次高层会议提到推进新型基础设施建设的工作任务。

2019年3月2日官方媒体央视新闻报道,提出“新基建”包括5G建设、特高压、城际高速铁路和城际轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能和工业互联网等七大领域。此次报道是官方对未来“新基建”投入方向的首次明确回应。其中,以发力于科技端的新一代信息技术为核心,带动科技创新、传统产业升级的配套基础设施建设将是未来“新基建”的重点建设任务。

2020年4月20日国家发改委新闻发布会明确“新基建”范围,提出新型基础设施主要包括信息基础设施、融合基础设施、创新基础设施三方面内容。此次发布会将卫星互联网和区块链纳入到新基建的范畴,并指出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。

5.2.3 “新基建”投资计划

据测算,七大领域新基建的年内投资规模可能达到1.2万亿左右(大约占2018年基建投资总额6.6%),且年内仍有可能继续上行。毋庸置疑,“新基建”将是2020年重点建设工作任务,而以“新基建”为核心技术基础的智慧城市也将迎来新一轮的爆发式增长。

产业区块链应用丨区块链构建智慧城市运转新内核

5.3区块链加持“新基建”,助力产城融合发展

5.3.1 区块链将成为新基建的底层技术

“新基建”的建设热潮,将在极大程度上促进数据挖掘、传输、存储、分析等方面的发展。但是在产城融合的智慧城市建设、运营过程中,涉及到政府不同部门、不同社会企业、大量的市民等多元主体。如果不能实现不同主体间数据的开放共享,不能实现不同主体之间的信任与高效协作,“新基建”的价值会大打折扣。因此,区块链作为数字基础设施建设的重要部分,若能与“新基建”的深度结合,将成为以数据为核心的智慧城市治理能力、智慧城市服务能力、智慧城市创新发展能力提升的重要保障。同时,政策上,2020年4月国家发改委的发布会中也提出以区块链等技术为代表的新技术基础设施是“新基建”的基础设施之一。

相比于已有互联网技术,区块链的最大优势在于其及时性与安全性。区块链的引入不仅省去了解析IP地址、查询与访问具体设备等多个步骤,实现登陆即可实时查询与更新最新数据;而且由于不可篡改、可追溯等特性,利用多个不可篡改的节点实现了数据的高度安全,提高了交易环境的可信度。此外,区块链中利用的智能合约更代表着未来数字经济时代的新型契约体系,为商业交易主体提供了更为便捷的数字法规系统。

5.3.2 区块链在新基建中的具体应用

区块链不像5G、人工智能、工业互联网、物联网等技术,它们是目的明确的、垂直性的,而区块链技术是横向的、连接性的。正因如此,区块链技术可以发挥其桥梁作用,推动各行业、各领域之间的互通互联、互惠互信,构建多层次的新型应用场景,从而实现新兴基础设施建设行业与领域间的互通式发展。

产业区块链应用丨区块链构建智慧城市运转新内核

将区块链技术引入5G网络将推动万物交易网络的构建,具体来说:区块链不仅将对通信网络系统上的验证、地址、资源共享等产生较大影响,还会推动信息网络商业模式与体系的创新发展。通过构建新型互通关联模式,区块链将改变传统运营商间的信任机制,构建全新的5G链网。与此同时,数据资产化的实现将得益于大数据中心与区块链的结合,这主要体现在分割、确认产权与唯一分割数字资产上。数字经济时代下的安全经济交易与价值交换都与可靠的区块链技术密不可分。

在人工智能中应用区块链技术将加快智能商业2.0时代的到来。人工智能的发展离不开大数据的实时共享,而区块链的引入不仅有利于其更安全地分析开放数据,还能显著提高网络上的信任级别,从而实现更值得信赖的AI发展模式。

此外,区块链赋能充电桩建设是建设分布式能源价值网络的关键。共享的充电桩互联互通平台需要借助区块链去中心化的特点,合理分割业务主体间的权益与责任,提升资源共享效率,从而推动产业流量的显著增长。与此类似的是能源区块链的建设,这一产业的发展将主要得益于区块链在特高压体系中的突出作用。

“城际高铁+区块链”是交通区块链建设中的必经之路。虽然区块链技术目前还主要应用于解决城市拥堵、构建车联网等交通相关领域,但是在不久的将来,区块链将凭借其可追溯、不可篡改以及公开透明等属性在交通信息化建设中脱颖而出,积极赋能交通领域各应用。因此,区块链与城际铁路和高铁的结合是可以预见且值得期待的。

5.3.3 新基建发展将催生区块链新应用

从长远来看,企业数字化与云端化的大趋势是不可避免的。结合新基建“数据中心”的建设指导意见可以得出;在不远的将来,以区块链技术为代表的新型数据中心、新型存储技术、新型云端技术等,将全面进入企业的实际应用层面。将区块链应用于防止数据丢失只是一个小小的开始,未来企业的技术升级与发展必将离不开区块链技术的赋能作用,也将由此催生出对于区块链的新要求与新型应用方式。

互联网的发展历史启示我们:新型基础设施的发展必将催生出对于新兴应用模式与商业模式的需求。正如应运而生的电商平台——淘宝、社交平台——QQ、微信以及搜索引擎——百度一样,区块链的新型应用平台也将随着新兴基础设施建设的持续推进而逐渐孕育并不断壮大。因此,新基建设施带来的区块链应用繁荣,将在整体生态建成后大大拉动经济的发展,形成良性闭环,为中国经济的发展形成更加强劲的推动力。

六、展望

区块链技术凭借其技术优势,将显著提高数据的共享能力与安全程度,同时提升传统产业与新兴产业的交易效率,降低产业中企业的经营成本,从而推动智慧城市建设,提升城市中政府部门、企业、社会机构的协同能力。这既充分展现了智慧城市建设与发展过程中区块链技术的推动能力,同时也对区块链自身技术创新发展提出了进一步要求。为持续赋能新兴基础设施建设与智慧城市发展,区块链技术将进一步与5G、人工智能、物联网、大数据等新兴技术协同发展,激发深层潜能以推动技术突破,促进社会经济的持续健康发展。

6.1区块链将与其他技术进一步深度结合并寻求突破

现阶段,区块链技术在数据传输速度与跨链等方面还有待实现进一步的技术突破。这主要体现在采用不同区块链技术的智慧城市部门,对于交换数据和信息的需求。如果部门间想实现真正意义上的智慧城市,就必须先解决不同区块链平台之间跨链技术的互通。虽然智慧城市里的大部分区块链应用都统一采用联盟链,但是未来不同的联盟链之间、公链和公链之间、公链和联盟链之间的数据交互,也将出现并不断壮大。因此,打通跨链技术是智慧城市的必然需求,也将会是未来区块链技术进行突破的重点方向。

此外,区块链在助力智慧城市建设,解决数据的安全、可用和共享等问题时,依靠的并不仅仅是自身,而是通过与人工智能、大数据、物联网、云计算、5G等先进技术深度融合,从而应对相应问题。因此,在未来,区块链将进一步与其他新兴技术深度结合,这不仅将催生新的创新技术,也将创造出全新的提供“区块链+大数据+物联网”等一站式智慧城市应用项目的技术公司。

6.2区块链将成为智慧城市建设的标配

随着区块链技术的持续突破,以及国家在战略层面上的全力推进和相应政策红利,区块链将进一步加强在智慧城市建设中政务、医疗、交通、能源、工业等各领域的大规模应用。同时,“区块链+”的发展模式将在各城市建设领域持续探索,助力 “产业区块链”这一发展趋势的形成。未来,区块链将进一步与5G、物联网、人工智能等技术协同发展,成为未来智慧城市的标配。

区块链技术作为核心技术自主创新的核心突破口,在解决数据的可信度的同时,将利用其异构分片技术提高通信领域的信誉与高效程度。当区块链技术实现多种应用场景与多种类型数据的协同操作应用后,将推动城市建设更为包容互通。开放的可信信息系统将为政府、企业、社会机构与居民个体建立全新的信息沟通共享渠道,实现数字经济时代的智慧城市与智慧工厂。

6.3区块链赋能新基建

未来,区块链将进一步促进智慧城市治理能力、服务能力和创新发展能力的持续发展,从而赋能新兴基础设施建设。智慧城市的建设,不仅需要较高的城市治理能力,更需要形成高质量的城市服务能力与城市创新发展能力。在过去,智慧城市的数据来源与协同更多停留在城市治理阶段,以政府的相关部门为主体。然而,随着未来城市服务能力和城市创新发展能力的持续提升,会涌现出大量企业和个人用户争相加入到智慧城市体系建设中,以贡献数据、推动协同。在这一发展过程中,区块链将起到助力作用,赋能数据的实时共享与协同。

政府对于“未来智慧城市+区块链”的进一步投资,将更大程度地促进城市产业发展,尤其是5G、人工智能、物联网、工业互联网等新型基础设施建设的发展。然而,这类产业的发展将对于可靠且真实的大数据场景提出更高要求,以实现产业中企业对于训练、迭代的需求。此外,柔性生产、供应链金融等传统产业的升级,最缺乏的也是可靠的、真实的大数据。未来,智慧城市与区块链技术的融合与发展,将成功实现一个广泛共享、可靠的数据池和协作网的构建。这将显著提高本地对于高新产业落地的吸引能力,同时促进传统产业的升级发展。数据系统的发展将有力推动经济社会的数字化转型,进一步加快数字经济时代的关键新型基础设施建设。

参考文献

1.中国电子技术标准化研究院《中国智慧城市标准化白皮术》

2.赵大鹏《中国智慧城市建设问题研究》(博士论文)

3.德勤《超级智能城市》

4.中国通信院《区块链赋能新型智慧城市白皮书》

5.新京报网:《阿里健康联合常州医联体构建国内首个医疗“区块链”落地》 http://www.bjnews.com.cn/health/2017/08/18/454781.html

6.京东物流:《“链上签”是个什么签》

http://baijiahao.baidu.com/s?id=1640391376999435622&wfr=spider&for=pc

7.新华网:《光大银行支持雄安新区区块链应用探索》

http://www.xinhuanet.com/2019-10/31/c_1125177447.htm

8.夏志强 谭毅《城市治理体系和治理能力建设的基本逻辑》(《上海行政学院学报》2017年第20175期)

9.中国工业互联网研究院副总工程师 田野《布局新基建,着力点在哪里》

10.腾讯云:《基于区块链的PKI安全基础设施》

https://cloud.tencent.com/developer/news/391190

11.中国信通院:《区块链赋能新型智慧城市白皮书》

12.美通社:《比亚迪与DNV GL和唯链合作,为碳减排做出进一步努力》

https://www.prnasia.com/story/221781-1.shtml

13.区块链网:《国家电网基于区块链的新能源云平台》

https://www.qklw.com/top/20200114/48348.html

14.融链科技官网:能源交易解决方案https://www.mixislink.com/fenl.html

15.搜狐网:《融链科技智能微网管控体系促进分布式能源灵活高效消纳》

https://www.sohu.com/a/315466681_120108456

作者介绍

袁煜明先生是火币中国CEO、火币研究院院长

彭锐先生是和君产城发展事业部主任、和君咨询资深合伙人

党晓刚先生是和君产城发展事业部副主任、和君咨询业务合伙人

李宗赫先生是火币研究院研究员

赵文琦女士是火币研究院高级研究员

秦慧娟女士是和君产城发展事业部高级咨询师

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