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“新基建”的内涵与特征分析

下一代创新研究 李晓华 / 2020-05-24 19:32:08
 
随着中央相关会议中密集提及“新基建”,社会各界对“新基建”的关注急剧升温。2020年1月以来,新冠肺炎疫情的暴发对经济产生严重影响,全国第一季度经济增速同比下降6.8%,大量企业停工甚至关闭,3月份全国城镇调查失业率为5.9%。面对新冠肺炎疫情的冲击,加大固定资产投资力度成为应对经济下行、实现“六稳”“六保”的重要手段,也为社会各界所期盼。一时间“新基建”成为舆论热点,涌现出大量关于“新基建”的讨论,但现阶段各界对于“新基建”的理解莫衷一是。这些讨论大致从窄口径、宽口径、中口径三个维度来认识“新基建”,每个维度又有不尽相同的看法。一是对“新基建”的窄口径认识。这种观点基于中央相关会议提到的人工智能、工业互联网、物联网、信息网络、5G网络、数据中心等内容,认为“新基建”是与数字技术、数字经济相关的基础设施。田杰棠认为,数字经济相关基础设施是对“新基建”最准确的理解;闫德利认为,新型基础设施与信息基础设施基本同义。二是对“新基建”的宽口径认识。国家发展和改革委员会有关负责同志在2020年4月20日召开的新闻发布会上回应记者提问时指出,新型基础设施包括信息基础设施、融合基础设施、创新基础设施三个方面(见表2),该观点甫一提出就产生了广泛影响。刘多的观点虽然也属于宽口径,但与国家发展和改革委员会的看法又不尽相同。他认为,新型基础设施的关键是以新一代信息技术和数字化为核心形成的基础设施,主要包含信息网络融合创新演进形成的新型数字基础设施(5G、工业互联网、卫星互联网、物联网、数据中心、云计算等)与信息技术赋能传统基础设施转型升级形成的新型基础设施(如智能交通基础设施、智慧能源基础设施等新型经济性基础设施,以及智能校园、智慧医院等新型社会性基础设施)。潘教峰、万劲波对“新基建”的理解更为宽泛,提出智能化数字基础设施、数字化科技创新基础设施、现代资源能源与交通物流基础设施、先进材料与智能绿色制造基础设施、现代农业和生物产业基础设施、“现代教育、文旅、体育与卫生健康等基础设施”、生态环境新型环境基础设施、空天海洋新型基础设施、国家总体安全基础设施、国家治理现代化基础设施等十大“新基建”的战略方向。三是对“新基建”的中口径认识。这种观点认为“新基建”的范围介于窄口径与宽口径之间,比新型数字基础设施的范围要大,但是又不包括创新、社会等领域的基础设施。2020年3月1日,中央电视台中文国际频道“新基建”专题提出5G、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、工业互联网七大“新基建”领域,除包括数字基础设施外,还包括其他新科技发展所推动的新能源、新材料等。由于这种观点在中央电视台专题节目中提出,因而也有比较大的影响。中国工程院院士张平的看法与中央电视台相关专题节目中的观点类似,但作了进一步的分类,他认为“新基建”的核心层是数字基础设施(如5G基站、IDC数据中心),第二层是用智能化软硬件对现有技术进行智能化改造(如工业互联网),第三层是新能源、新材料,如特高压、城市轨道交通的建设。
 
虽然关于“新基建”或“新型基础设施”的讨论已经不少,但人们对于其内涵和外延远未形成共识,比如有人认为中央电视台相关专题节目所提出的七大“新基建”领域中的特高压、城市轨道交通早已被提出,属于传统基础设施。从理论上看,这些已有的讨论缺少基础设施理论的支撑,造成理论深度不够、界定标准与具体类型划分不够科学等问题。因此,对于理解“新基建”的内涵与内容仍有很大的学理探讨空间,“新基建”在经济增长效应之外还有何更深入、长远的影响也值得探究。本文在对有关基础设施理论进行梳理的基础上,剖析“新基建”的内涵、特点和类型,从构建智慧社会的视角分析“新基建”的重要作用及其助力智慧社会发展的机制,最后提出“新基建”需要注意的问题与推动“新基建”的政策取向。
 
准确把握“新基建”的内涵,有必要深入了解有关基础设施的经济学理论。基于基础设施的一般标准并通过与传统基础设施进行比较,才能够科学界定“新基建”的内涵、特征与具体内容。
 
(一)基础设施的界定标准
 
提到“基础设施”,人们通常想到的是为大众所使用的大规模公共物质资产。在我国,由于交通基础设施的持续大规模建设和突飞猛进的发展,人们往往把基础设施与“铁公机”即铁路、公路、机场联系起来。《现代经济词典》将基础设施定义为“为了使社会、经济活动正常进行所必需的基本建筑和基本设备”,是“一国社会、经济活动的重要物质基础”。但实际上,基础设施所涉及的内容要比建筑、设备特别是“铁公机”宽泛得多。Underhill认为,基础设施包括运输(道路、桥梁、隧道、机场、铁路系统、海港、运输、物流中心、城市公交)、通信(电话系统、蜂窝通信发射塔、有线网络、WIFI、卫星、电视、无线电广播)、能源和公共设施(电力生产和输送、燃气储存和输送、供水、废水处理、可再生能源)、社会基础设施(大学、学校、医院、运动场、社区设施、公共住房、监狱、惩教中心)。Weber et al.认为,基础设施包括运输、能源、水、垃圾、通信在内的经济基础设施与包括健康、教育/文化、运动、公共行政、安全在内的社会基础设施;也可划分为由物质资产、设备构成的物质基础设施,由随时间推移在社会中发展并确立的规范、规则所构成的制度基础设施,以及由市场经济中人员的数量和质量构成的个人基础设施。
 
Frischmann把基础设施划分为商业基础设施、公共基础设施和社会基础设施,同时指出这三类基础设施并不完全排斥,现实世界的基础设施常常同时分属于多个类别。例如,因特网同时属于商业、公共和社会基础设施。任泽平等认为,基础设施包括三个层次:狭义上是指交通运输(铁路、公路、港口、机场)、能源、通信、水利四大经济基础设施,更宽泛意义上还包括社会性基础设施(教育、科技、医疗卫生、体育、文化等社会事业)、油气和矿产;最广义还可延伸至房地产。
 
上述学者或机构列出了基础设施的范围,但是科学界定一项资产是否属于基础设施需要有一个统一的标准。Frischmann提出,基础设施资源需要满足以下标准:第一,对于一定范围的需求,资源的消费是非竞争性的。消费上具有非竞争性或部分(非)竞争性对应的是纯公共物品或准公共物品。第二,对资源的社会需求主要由以该资源为投入的下游生产性活动所驱动。这一标准强调基础设施资源是资本品,在用于生产用途时能够创造社会价值。与原材料、中间商品或衍生出的投入不同,基础设施在使用时不会用尽、枯竭,也不会被改变或被嵌入其他最终产品。第三,资源可用作广泛范围的商品和服务投入,其产出范围包括私人、公共和社会物品。它不是特定目的资源,不会为了迎合特定下游市场所产生的需求而针对特定用户或用途进行优化,相反,它提供的是基础的、多目的的功能。以上标准并不涉及基础设施的具体形态。从这个意义上说,无论是物质资产,还是支持人类活动的复杂且相互关联的物理、社会、经济和技术系统,无论是实物资产、设备和设施,还是其底层结构、组织、商业模式和规则、法规,都有可能属于基础设施。
 
从基础设施的三个标准还可以推论出,基础设施是动态演化的。从基础设施内在的技术看,由于技术产生之初的应用领域非常单一,如早期的因特网主要用于军事和科研机构,但随着技术的发展和成熟,该技术的应用范围会逐步扩大,与该技术相对应的资产就可能转变为基础设施。从基础设施的应用领域来看,一项资源的应用领域从多个缩小到一个,该资源就会从基础设施(通用目的投入)转变为非基础设施(特定目的投入);当应用领域从公共产品、社会产品、私人产品等多种类型转变为只有私人产品一种类型时,该基础设施就会从混合型基础设施转变为商业基础设施。
 
(二)“新基建”的内涵
 
新型基础设施并没有改变基础设施的一般特征和标准,它的“新”是相对于传统基础设施而言的。中央相关会议提到的新型基础设施具体包括人工智能、工业互联网、物联网、信息网络、5G网络、数据中心,这些都属于新一轮科技革命和产业变革的主要领域。由此可见,“新基建”与“老基建”最大的不同就是技术的先进性。当前,新一轮科技革命和产业变革正在全球范围兴起,其核心驱动力是以新一代信息技术或数字技术为代表的新技术簇群。可以认为,新型基础设施是随着新一代信息技术的发展而形成的,经济生产、居民生活、公共服务和社会治理开展所必需的基础设施,包括设备设施、算法代码、软件系统、标准规则等。从中央相关会议提出的“新一代信息基础设施建设”、“信息网络等新型基础设施建设”等表述中,也可以看出当前语境下新型基础设施主要是数字基础设施或信息基础设施。
 
数字技术之所以能够发展成为新型基础设施,一个重要的原因是它是典型的通用目的技术(General-Purpose Technologies,简称GPT)。“通用目的技术”是相对于特定技术而言的,从整个生命周期的角度来看,它是最初具有很大的改进空间、最终会被广泛使用并具有许多溢出效应的一种通用技术,具有广泛应用、持续改进、促进创新三个特征。作为通用目的技术,数字技术在广泛的领域得到应用,成为一些行业发展不可或缺的投入。许多数字技术及其形成的产品或服务在生产上具有边际成本为零或趋近于零的特点,在消费上具有非竞争性或部分(非)竞争性。5G网络、数据中心等作为基础设施的数字技术、产品虽然以资本品的形式存在,但通常是以服务的形式向其用户提供,不会因作为投入品经过生产过程转变为其他最终产品而耗竭。
 
通用目的技术与基础设施又不完全等同,许多通用目的技术并不满足基础设施的三个条件。例如,铁路、因特网等通用目的技术属于基础设施,但蒸汽机、计算机因为不具有非竞争性或部分(非)竞争性,就不属于基础设施。Hogendorn & Frischmann指出,在需求侧的特征方面,基础设施与通用目的技术非常相似,都可以赋能广泛的生产性活动并对其他经济部门产生显著的溢出;但是在供给侧,基础设施与通用目的技术有明显不同。以计算机与因特网为例,二者都属于通用目的技术,但因特网基础设施的特征更为明显。其主要原因在于,二者虽然在需求侧都获得了广泛使用,但是从供给侧来看,提供因特网的设施的竞争性比计算机弱得多。有的时候,供给侧具有非竞争性但是需求侧具有特定用途的技术也被称为基础设施。Hogendorn & Frischmann认为这主要是为了强调该技术的重要性或者对于生产活动是必不可少的,为了区别可以把基础设施区分为专用目的基础设施(special purpose infrastructure)和通用目的基础设施(general purpose infrastructure),但他们认为基础设施一词应仅用于指后者。当一项通用目的技术被看作基础设施时,不是指该技术本身,而是包含了该项技术产品化之后支撑该技术赖以运行的设备、设施或者系统。当我们说电力是基础设施时,不是特指电力技术,而是指发电厂、输电线路、配电站以及相应控制、调度软件所构成的整体;因特网是基础设施,不是特指因特网相关技术,而是包括支撑因特网运转的各种协议、服务器、传输线路或者无线基站、ISP等。Frischmann认为,因特网由五层构成(见表3,下页),分别是物理基础设施、逻辑基础设施、应用、内容和社会关系。其中,物理基础设施与逻辑基础设施一起构成因特网基础设施,而应用、内容和社会关系只是因特网基础设施的下游产出。
 
(三)“新基建”的特征
 
新型基础设施除了要符合基础设施的基本标准外,还呈现不同于传统基础设施的如下特征:
 
第一,以数字技术为核心。交通、能源、市政、社会等领域的传统基础设施主要以机器设备、建筑、设施为主,其中虽然也有数字技术产品或服务的投入,但规模不大、占比相对较低。新型基础设施的核心支撑技术是数字技术,是数字技术形成的产品或服务。从产业分类的角度来看,作为新型基础设施的投入品虽然也有部分属于机器设备或建筑物,但主要属于电子及通信设备制造业、软件业、通信业、互联网和信息服务业;从产出来看,新型基础设施提供的是数据采集、存储、传输、处理以及各种软件应用服务,属于软件业、通信业、互联网和信息服务业。
 
第二,以新兴领域为主体。改革开放40多年来,我国基础设施建设取得了突飞猛进的发展,具体表现在:2018年铁路营业里程、公路里程分别是1978年的2.6倍和5.4倍;高速公路和高速铁路从无到有,2018年高速公路里程达14.3万公里,居世界第一,高铁运营里程2.9万公里,比全世界其他国家的总和还要多;全球十大港口中有七个来自中国;2018年固定长途电话交换机容量是1978年的2065.4倍,我国是4G移动网络覆盖率最高的国家之一,移动电话普及率达到114.4部/百人。可以说,我国传统基础设施的主体架构已经完成,在部分领域、部分地区甚至已经饱和乃至过剩。虽然基础设施的建设不一定非要追求直接受益,对经济社会发展的溢出效应完全可以弥补甚至超过基础设施本身的建设运营成本,但随着人口、经济活动密集地区的基础设施逐步完善,建设的重点从“热线”转向“冷线”,基础设施的社会收益也会不断递减,直至完全失去经济价值。因此,传统基础设施建设的任务主要是查漏补缺和改造升级,新兴领域将成为基础设施建设的重点。
 
第三,以科技创新为动力。交通、能源等传统基础设施建设、运营中使用的技术较为成熟,以增量型、渐进式创新为主,因此传统基础设施的发展水平、质量主要取决于投资的规模。新型基础设施建设运营中投入的主要技术具有先导性,而且颠覆性创新不断涌现,其发展水平和质量不仅取决于投资规模,而且受制于科技创新的进展。科技创新的颠覆性越强,新技术工程化和产业化的速度越快,就会有越多的新技术获得应用,新型基础设施的发展水平也就越高。
 
第四,以虚拟产品为主要形态。传统基础设施虽然也包括规则、规范等制度基础设施,但主要是以物质产品的形态存在。物质产品是人类社会运行的基础条件,新型基础设施同样需要以物质产品为载体,例如数据中心需要建筑物、服务器群、网络交换机、电源设备和数据传输网络等,但数字基础设施是物质或非物质/虚拟的基本深层结构,这一结构将软件、内容、数据、设备连接起来从而实现分布数据的处理、储存、传输和共享,呈现软硬结合、虚实结合的特征。在新型基础设施的硬件架构中运行着各种软件、APP,包含着海量的代码、算法、数据,并且遵守行业共同的技术规范和技术标准,更多地体现为虚拟形态。
 
第五,以平台为主要载体。传统基础设施特别是交通、通信、电力基础设施具有典型的网络特征,无数的社会经济活动主体成为网络的末端节点。在经济社会活动中,公路、铁路、光缆、电线主要起到通道的作用。闫德利认为,基础设施主要由通道及其节点组成,连接是其本质特征。连接以及数据的传输对于数字经济非常关键,因此仍然需要物联网、5G等起到泛在连接、通道作用的网络型基础设施。但是随着数据成为重要的生产要素,数据的存储、清洗、处理、应用的重要性大大提高,数据中心、云计算中心、工业互联网等基础设施成为提供数据、算法、算力的平台,负责提供标准化的数据相关服务,这类服务也被称为基础设施即服务(Infrastructure as a Service,IaaS)。此外,在数字经济进入下半场后,平台成为许多企业广泛采用的商业模式。这类双边平台一边连接最终用户,一边连接供应商。大量供应商的加入将打破平台企业可以利用的资源范围,平台企业成为供应商开展业务的基础条件。
 
(四)“新基建”的类型
 
对于新型基础设施包含的具体内容及其类型划分,国内已有一些初步的探讨。李毅中认为,“新基建”包括数字基础设施建设(数字产业化)和产业数字化两个方面,前者包括5G网络、数据中心、计算中心、工业互联网、信息网络安全、重大研发机构和基地;后者包括利用数字技术提升已有基础设施效能、新兴产业的基础设施、传统产业数字化转型、城市公用基础设施。辛勇飞将新型基础设施分为网络基础设施(如5G)、计算基础设施(如云数据中心)、融合基础设施(如工业互联网)。刘松认为,数字基础设施包括数字技术基础设施(如人工智能)、数字平台基础设施(如购物平台)、物理基础设施智能化。国家发展和改革委员会将信息基础设施分为通信网络基础设施、新技术基础设施、算力基础设施三种子类型。我们认为,对于哪些资源属于新型基础设施,除了要根据其技术属性进行判断外,还需依照基础设施的三个标准。从数字技术应用领域的差异角度,可将新型基础设施划分为三类:数字创新基础设施、数字的基础设施化、传统基础设施的数字化。
 
数字创新基础设施,是指支撑数字经济领域技术创新的基础设施。在传统产业,大学、科研机构、公共创新平台等能够为社会创造新科技、新知识,为企业提供研究开发活动的基础条件。数字经济领域的颠覆性创新更加频繁,同时数据产品和服务的创新还具有代码量巨大、高度模块化、后向兼容、以数据为基础等特点,因此数字领域的科学研究和产业创新活动需要新型的创新基础设施作为支撑。例如,为了训练人工智能算法建立的类似ImageNet的人工智能素材数据集,针对各种应用场景开发的类似TensorFlow的开源社区与开源软件库,这些数据集、软件库成为大学、科研机构、企业甚至创客进行创新的重要基础。
 
数字的基础设施化,是由新一代数字的工程化、产业化所形成的设备、设施等物质资产和标准、算法、软件、系统等无形资产,是科技创新、产业发展、居民生活、公共治理活动开展不可或缺的基础条件。按照在数字经济体系架构中应用的层次又可进一步划分为四类:第一类是通信网络基础设施。它突破了固定网络、3G和4G移动网络等传统通信设施在连接和信号传输方面的瓶颈,使泛在连接、端到端实时响应成为可能,具体包括5G网络、卫星互联网、物联网等。第二类是数据应用基础设施。随着数据成为重要的生产要素,对数据的存储、处理、分析就变得非常重要,相关市场需求规模不断壮大,专业化的数据存储、处理和分析具有规模经济性,从而出现了可供全社会使用的数据中心、超算中心。第三类是系统服务基础设施。它建立在通信网络设施、数据应用基础设施之上,向下游用户提供系统架构、开发工具和应用软件。对于下游用户来说,不再需要投入大量的资金和人力从头开始构建系统架构和各种应用软件,只需要按需向数字服务提供商购买或租用相应的服务。第四类是商业应用基础设施。它往往以双边数字平台的形式存在,为参与各种具体业务、各种商业模式的平台供应商提供了一个即插即用的商业化运营环境。需要注意的是,一些数字基础设施在不同的应用场景下也可以归属于不同的类型或多个类型。以工业互联网为例,在物理资产的基础上,工业互联网平台由边缘层、PaaS层和应用层三个关键功能组成。其中,边缘层提供海量工业数据接入、转换、数据预处理和边缘分析应用等功能;PaaS层提供资源管理、工业数据与模型管理、工业建模分析和工业应用创新等功能;应用层提供工业创新应用、开发者社区、应用商店、应用二次开发集成等功能。工业互联网平台的边缘层可划分为通信网络基础设施和数据应用基础设施,PaaS层属于系统服务基础设施,应用层根据其具体业务不同可划入系统服务基础设施、商业应用基础设施或数字创新基础设施。
 
传统基础设施的数字化,是指通过数字技术的深度应用,使传统基础设施具有高度数字化、智能化的特征。中央相关会议在提出“新型基础设施”的同时,也提到了传统基础设施的建设,由此可见传统基础设施的数字化同样重要。在物联网、移动物联网、大数据、云计算、人工智能、机器人、区块链等数字技术的推动下,交通、能源、通信、市政、社会等领域的传统基础设施正在发生根本性的改变。智能基础设施能够向其运营者实时反馈自身的状态,从而实现“预测性维护、方案规划和投资决策,以满足不断变化的需求并优化整个生命周期的资产价值”。更为重要的是,智能化的基础设施能够适应产业发展、居民生活、公共服务和社会治理更高的要求。例如,能源基础设施的智能化有助于高效调配能源的生产和传输,提高能源的综合利用效率;交通基础设施的智能化能够缓解交通拥堵、减少交通事故、降低交通领域的能耗和污染物排放。再如,无人驾驶的发展不仅要求车辆通过加载定位导航系统、相机、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达而具备周边环境感知与自主决策的能力,而且要求对道路、路边标志、交通信号系统等传统基础设施进行数字化智能化改造,实现车辆与道路的实时通信。数字的基础设施化在连接、数据、决策等方面的能力也使其成为传统基础设施数字化的基础。
 
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