互联网 3.0 是一个具有高沉浸式交互体验的虚实融合的三维空间，将极大地提高人与信息的交互体验和经济活动效率，高度的智能化和虚实融合发展是其主要特征。互联网 3.0 范畴包括了虚实融合的高沉浸感官体验和虚实贯通的经济活动体验，涵盖了元宇宙和 Web3 的内涵，其概念体现了人类社会和经济形态由实向虚、以虚赋实、虚实融合这一发展趋势。
当前互联网 3.0 应用场景由于技术成熟度低、制作和运营成本高、商业模式不明确等限制，在应用场景的品质、互动性、体验感受、用户粘性等方面仍有待提升，对实体业务的促进作用有较大提升空间。
2022 年以来，大模型、生成式 AI 等技术快速兴起，XR 终端产品不断推陈出新，包括北京在内的各大城市迅速涌现出一批特色鲜明的互联网 3.0 应用场景。本报告主要关注场景方在原有载体或业务的基础之上，通过互联网 3.0 技术的导入，实现管理模式、运营模式、商业模式升级与用户体验提升的创新应用。
报告基于前期对北京互联网 3.0 应用场景的调研情况，从行业分类、主要技术等维度，将应用场景分为智能制造、智慧交通、数字人直播等 12 个类别，对 12 类应用场景的成熟度作出了初步判断，并从应用场景的行业痛点、解决方案等角度展开系统分析。
一、互联网 3.0 应用场景评价维度
尽管互联网 3.0 应用场景众多，但总的来看，可从创新性、示范性、经济与社会效益性、可推广性等 4 个维度对其进行评价。
◇ 创新性：应用的内容、模式、方案具有创新性，运用了先进的技术或实现了关键技术的突破与创新。
◇ 示范性：应用案例具有显著的应用效果，对同类型场景可提供表率与经验借鉴，具有较强的示范意义。
◇ 经济与社会效益：应用实施有机会产生可观的经济价值与社会价值，对场景业务发展、产业发展、社会发展具有带动促进作用。
◇ 可推广性：应用案例中的应用内容、模式、方案、技术等，具有较强的可迁移性与可复制性，应用空间广阔，可以向更多场景进行推广。
二、互联网 3.0 应用场景
本报告对北京市互联网 3.0 的典型应用场景做了梳理：
图1 北京市互联网 3.0 典型应用场景
从应用行业看，互联网 3.0+ 工业领域以智能制造场景为代表；互联网 3.0+ 城市领域主要有城市管网运维、智慧建筑管理、智慧交通等场景；互联网 3.0+ 产业领域主要有智慧医疗、数智体育、智慧教育、智慧金融、文化传播、沉浸式文旅等场景；互联网 3.0+ 消费领域主要有沉浸式消费、数字人直播等场景。
从技术维度看，互联网 3.0 场景多采用数字孪生、智能交互、虚拟数字人/物/场三类技术。其中，数字孪生技术强调实时计算，技术成熟度较低，智能制造、智慧医疗、数智体育等相关应用亦多处于起步阶段；智能交互技术目前相对成熟，城市管网运维、智慧建筑管理、智慧交通、智慧教育、智慧金融、沉浸式消费等相关应用已初步成熟；虚拟数字人/物/场等内容制作技术近年来迅猛发展，不断推陈出新，文化传播、沉浸式文旅、数字人直播等相关应用较为成熟。
1. 智能制造
中国智造正引领着制造业的新时代，从家电到交通工具，从建筑到国防军工，智能制造正在推动着传统产业的转型升级，开创了全新的生产方式和商业模式。
智能制造，作为新一代制造业的核心理念，借助新技术革命和产业变革，实现信息技术与制造技术的深度融合，构建全生命周期的智能化制造体系。从工厂生产到产品设计、制造、销售，再到售后服务，智能制造贯穿整个产业链，实现了全方位、全流程的数字化、智能化升级。
行业痛点
（1） 在工业制造场景中，因涉及到供应链上下游众多参与主体，需要进行大量数据整合与呈现工作，是一个高度复杂的系统，面临着无法实时掌握资源使用情况，难以全面掌控，全局性管理难度极大等问题。
（2） 在全球商业环境不确定性、工业领域制造过程复杂度日益提升的大背景下，制造业企业的管理与决策挑战也显著加剧，传统依赖人工经验的管理决策模式不仅消耗大量人力、时间、精力，而且在全局性、精准度、精细度、稳定性方面都难以满足现代制造业的需求。
（3） 技术方面看，主要面临信息多源异构、异地分散形成信息孤岛，难以发挥数据价值；涉及生产过程工序复杂、成本高、周期长、质量难以保证；生产控制不精确、处理响应能力和综合感应能力不足等问题。
互联网 3.0 解决方案
互联网 3.0 技术可在工业制造场景的众多环节展开多样化应用。如在研发环节，3D 建模、渲染、仿真技术结合 AIGC，可快速、可视化的进行产品设计与呈现；在生产环节，企业可通过工厂的数字孪生体进行生产过程监督，结合仿真模拟、人工智能技术进行生产工艺参数优化、资源调度优化、设备故障预警，运用区块链技术提升供应链管理的透明度和可追溯性；在售后服务环节，基于 XR 技术的运维方式，可让前端工人和后端专家打破地域桎梏，开展高效协作等，降低运维成本。
互联网 3.0 相关技术在工业制造场景的应用内容与前景广阔，不仅可作为工业互联网、智能制造的发展的重要技术支撑，也将为其提供了更加丰富的展示形式与交互体验，将帮助工业制造业实现降本、增效、提质。
案例 #1：小米打造智能工厂
小米通过实践、投资和合作的形式，参与制造业转型升级，如参与智能工厂生态圈技术的研发，包括智能设备、智能工厂运营系统等。2020 年，小米在北京亦庄投产了第一座智能工厂。该工厂通过采用 AI、物联网、边缘计算、云计算、大数据、5G 等技术的集成，可实现全厂生产管理过程、机械加工过程和包装储运过程的全程自动化黑灯生产。
2021 年，小米智能工厂二期项目启动。本年度，小米智能制造体系向制造行业不断输出、持续赋能，部分供应链合作企业已经启用了小米的整套产线设备和智能工厂系统，综合运用数字孪生动态调优等技术，完成低能耗、高效益智慧工厂的全面升级。
2. 智慧建筑管理
随着商业综合楼宇、文化、媒体、学校、体育场馆、医院、交通、工业建筑、住宅小区等新建、扩建或改建工程的大量推进，以及建筑管理者对于高效、安全、节能、舒适、环保和可持续发展的要求不断提高，智慧建筑的需求持续增长。根据华经产业研究院数据，中国智能建筑市场规模由 2017 年的 1094.9 亿元增长至 2021 年的 2143 亿元，年复合增长率为 18.3%，预计 2023 年中国智能建筑市场规模将上涨至 2781.4 亿元。
行业痛点
（1） 随着建筑复杂度的提升，大型建筑场馆中能源、安防、停车等多个分散的管理系统孤立存在，导致存在“数据孤岛”问题，大量数据整合与呈现复杂，资源使用情况无法实时掌握，建筑场馆的管理者难以从统一视角进行全局性的管理。
（2） 复杂建筑内，难以预警设备故障、预测用能需求，无法实现对系统运行的光伏、电、热等系统的智能化调节，存在运维成本高、效率低、能耗高等问题，无法满足建筑绿色环保的需求。
（3） 建筑设备难以掌握：场馆建设规模愈加庞大、物联设施复杂多样，老员工都很难熟悉所有房间结构，不利于场馆维护及未来新系统建设。
互联网 3.0 解决方案
互联网 3.0 技术的应用，为场景方解决管理、运营难题提供了新的思路与可能。
利用物联网、数字孪生、仿真模拟、人工智能等技术，建筑场馆的管理者可以实现对建筑的数字化描绘，并在三维空间基础上叠加物联感知数据与运营业务数据，实现全面感知以及智能决策，帮助场景方在建筑场馆的能源管理、环境管理、安全管理等方面更加精细化、智能化，并对建筑场馆内空间、人员、活动进程进行可视、可控的监督运营，提高管理水平与效率。
案例：国家科技传播中心打造互联网 3.0 建筑智慧运维平台
国家科技传播中心由中国科协科学技术传播中心负责建设和运营，依托盛隆电气（北京）有限公司打造互联网 3.0 建筑智慧运维平台，实现了沉浸式、智能化的建筑运维管理。
- 一是运用国产自主物联网技术，实现对电力、能源、动力、安防等设备的数据采集、通信和存储，并采用物联控制模式，为多维数据展示、智能分析与控制奠定基础。
- 二是通过 BIM 的多源数据融合技术，将多个子系统集成，并结合数字孪生技术，重建设备、管线网络等，对电力、空调、排水等系统进行可视化展示、监控与管理，实现全楼联调联控。
- 三是通过分析历史数据，研究机电设备运行规律、能源及负荷的变化特点，采用回归、神经网络等方法，建立基于 AI 的预测决策模型，预警设备故障、预测用能需求，实现对系统运行的光伏、电、热等系统的最优调节。
国家科技传播中心互联网 3.0 建筑智慧运维平台的应用，帮助国家科技传播中心实现建筑全生命周期的绿色低碳、节能高效的管理，提升了楼宇建筑的智能化管理效率和用户体验，通过可视化的运维与智能化的调配方案，预计降低运维成本 50%， 降低能耗 15%。
图3 国家科技传播中心互联网3.0建筑智慧运维平台
3. 智慧交通
在 2022 年 5 月北京市交通委发布的《北京市“十四五”时期智慧交通发展规划》中，计划推动停车、道路、枢纽等九大领域场景应用创新。随后，相关部门编制并发布了《智慧停车系统技术要求》等北京市地方标准，对智慧停车、智慧交管、公共交通智能化建设等智慧交通领域提供了支撑。
随着人们对交通优化的需求越来越高，智慧交通在未来的市场空间巨大。当前城市化进程加速，城市交通的运行效率面临严峻挑战。因此，各地正在积极构建智慧交通体系。根据中国智慧交通协会公布的数据，2011-2020 年，我国智慧交通市场总规模由 420 亿元增至 1658 亿元，年化增长率近 20%。预计到 2026 年，智能交通行业市场规模将突破 4000 亿元，年均复合增长率在 16% 左右。随着我国交通智能化应用的不断推进，行业整体处于成长期，智慧交通的需求增长明确且空间广阔。
而随着北京市机动车保有量的持续增长，停车管理也成为城市交通管理的重要内容。北京市备案公共停车场共计 3079 个，比上年下降 0.8%，停车位 822731 个，比上年增长 4.6%，分区域看，全市 69% 的备案公共停车场集中在中心城区，67% 的停车位分布在中心城区。
行业痛点
随着机动车、新能源车保有量不断上升，人们出行率日益增高，对停车场、公共交通、交通枢纽等方面提出便捷、高效的优化需求，提升管理效率和人们出行体验成为主要的待解决问题。
（1） 私家车出行便捷性差：通常使用私家车出行的目的是节省道路上所花费的时间，但实际上在到达目的地后，尤其是在大型商场、大型交通枢纽附近的停车场，寻找停车场及停车位，以及返寻车辆时均会消耗大量的时间，与原本出行的便捷性目的相悖。同时，在地下/ 室内停车场环境下，存在导航定位不准确、指示不明确等问题。
（2） 交通枢纽管理效率有待提升：在停车管理方面，目前停车场普遍缺少对使用情况、车流量、收入等进行统计和分析；路侧停车的识别准确性和效率不高，需要投入人力、时间成本进行人工校正与管理。在如机场、车站等大型交通枢纽场景中，缺少有效交通运行态势的实时监控、可视化方式、周期性评估、数据可视化展示、多目标物体追踪以及面向突发应急情况的智能化管理决策等。
（3） 交通数据利用率差：传统的城市交通管理中，所采集的车辆与路网数据主要以二维视角呈现，无法满足部分场景（如应急指挥、交通规划）的推演及决策需求。此外，对采集到的交通数据未能有效开发利用，未能有效发挥数据对于辅助决策、对城市居民便民服务的重要作用。
互联网 3.0 解决方案
在交通管理方面，大数据技术、数字孪生技术在交通领域通过对城市三维地理信息场景的直观呈现，能够搭建智慧化的交通与停车管理系统，结合交通路况、环境天气等数据，可进行交通情况的模拟、监控、诊断、预测和控制，从而优化交通路网与停车场的规划、布局与管控。
随着 AIGC 的飞速发展，智能交互算法从感知智能向认知智能转变，这将更好拓展智能交互技术在智慧交通领域的应用范围。例如，智能交互的一体化导航系统、大型场景中多目标物体的数据筛选处理、智能化监测管理等。结合 3D 场景重建、数字孪生、虚拟现实等技术，可大幅提升交通领域的智能化与可视化管理。
案例：51WORLD 推出数字孪生交通云控平台自动驾驶解决方案
51WORLD 利用数字孪生大交通底座，为公交站、高速服务站、高铁站、机场等重要交通枢纽提供数字化服务，采用“运营+仿真”双模驱动，既可以通过数据驱动来监控枢纽站实时运行状态，也可以通过云计算实现交通流等仿真在线推演，构建虚实共生的数字交通。
面向未来交通，无人驾驶、车路协同 V2X 的落地方案，51WORLD 通过自动驾驶训练仿真平台、车路云协同云控平台的“镜像世界”以及虚实融合技术来帮助 AI 开发者实现 L2—L5 级别自动驾驶算法仿真测试，并且其云控平台帮助运营管理者实现了对交通基础设施、智能传感器与车载信息系统间多时空、多维度、多要素的实时监测与运营管理。
5. 智慧医疗
随着互联网 3.0 的快速发展，互联网 3.0 相关技术在智慧医疗领域崭露头角。智慧医疗产业链以患者健康数据为基础，以人工智能、大数据、数字孪生等技术为支撑，构建智慧医院、家庭健康等系统，应用场景包括临床手术、医疗机器人、医疗教学、药物和医疗器械研发、AI 超级医生。目前互联网 3.0 相关技术在医疗健康领域的应用已有雏形，越来越多企业及资本涌入赛道。智慧医疗是提高医疗品质、效率与效益的新型医疗模式，已经成为推动我国数字经济飞速发展的“新动能”。数据显示， 2022 年我国智慧医疗应用规模约为 780.5 亿元，预计未来行业将继续高速发展，到2023 年国内智慧医疗应用规模可达到 936.6 亿元。
行业痛点
（1） 教学方面，高水平医疗人才培养教学模式和手段过于传统且培养周期长，与社会对高水平医疗手术人才的需求形成巨大矛盾。
（2） 实操方面，复杂手术高度依赖于医生个人的手术水平，治疗效果受到患者所在地医疗资源和能力的限制。
（3） 医患关系方面，手术治疗效果在医患认知方面存在鸿沟，缺乏科学、客观的评判标准，导致医患矛盾已成为影响社会和谐的重要因素之一。
互联网 3.0 解决方案
（1）智能交互 + 医疗教学
医疗培训增强教学：使用虚拟实景来培训医务人员或学生，VR/AR 可穿戴设备可以提供患者疾病的 360° 视图，通过加强教学进行学习和临床训练，让学习者更有代入感；同时由于手术在虚拟中进行，学生拥有自己动手及试错的机会，并能得到老师的即时反馈，以便再次尝试和修正。
解剖教学：VR 技术应用于指导学生进行人体解剖，通过 VR 影像对器官进行 360° 无死角的观察，轻松透视各器官组织之间的比邻关系，同时解决了实体标本供给不足的难题。
数字医学图书馆：结合 VR+AI 技术，一方面利用 VR 技术帮助用户以沉浸式的方式观看医疗教学及真实手术过程；另一方面利用 AI 技术智能分析读者需求和思维，实现数字图书馆的人性化和智慧化。
（2）智能交互 + 临床手术
手术预案制定及术前模拟：术前根据患者数据模拟结构解剖图，清楚展现各个部位并解决视角盲区，同时可将整个手术过程在术前模拟进行，减少手术时间、并发症的发生率和辐射暴露。
- 医患沟通：3D 视觉平台为家属提供模拟解释，病人能够根据细节随时咨询情况，从而更加科学地了解疾病并克服内心恐惧。
- 术中实时成像：借助 AR 设备实现患者导航影像和人体结构的实时投影，帮助医生更加关注于手术和患者本身，降低医生和患者受辐射照射的风险。
- 术中操作辅助：通过手术机器人与 VR 技术相结合，两条手术臂映射外科医生自己的手臂，医生将拥有更高的施展空间，提高手术灵活度与精确度；同时减少参加手术的人员，提高手术效率。
- 远程手术：5G+VR 技术实现零延迟远程手术，跨越地域的界限，平衡不同地方医生资源不匹配的现状。
案例：触幻科技研发基于混合现实技术的微创手术导航系统
北京触幻科技有限公司围绕人工智能重建技术、几何阵列光波导技术、全息影像叠加技术、全息手术导航技术等开展研究，创新研发微创手术导航系统，集成AR 显示、 SLAM 视觉定位、高精度手术导航系统、远程医疗指导系统等功能模块，在穿刺手术中，可为医生提供彩色立体模型，实时指引穿刺入针的角度和入针长度，保证医生在 CT 只拍摄一次的环境下，准确进入靶区，减少了传统穿刺术需要多次借助 CT 拍摄辐射大以及穿刺针反复调整对患者损害大的问题；改善了穿刺类手术高度依赖医生个人水平、治疗效果受地区医疗资源和能力限制的问题。
6. 智慧教育
智慧教育指的是基于人工智能、大数据、虚拟现实等新一代信息技术，构建以学习者为中心，贯穿“备课－教学－练习－考试－评价－管理”教育全流程的智能化教育环境，形成精准、个性、灵活的教育服务体系。《中国教育现代化2035》明确提出“加快信息化时代教育变革”，并给出具体实施路径建设智能化校园，统筹建设一体化智能化教学、管理与服务平台。教育与信息技术结合已经成为推动教育高质量发展的重要途径，智慧教育将对我国推进教育改革、建成教育强国起到重要的促进作用。
行业痛点
（1） 基础技术设施不完善：我国幅员辽阔，各地区经济、数字化发展程度不一致，智慧教育发展基础存在着明显的差异。部分学校尤其是农村地区的学校，缺乏必要的硬件设备和网络基础设施，对智慧教育的推广造成了阻碍。
（2） 教师群体存在习惯差异：部分教师习惯于传统教学模式，不适应甚至不会使用智慧教育工具。同时，由于部分智慧教育工具操作复杂，与教师的教学习惯不符合，导致教师最终难以真正将其应用到日常教学中。
（3） 优质教育资源不足：虽然互联网为教师、学生提供了丰富的教育资源，包括课程视频、讲义、作业等，但质量参差不齐，无法满足不同地区、不同学习程度的学生学习需求。
互联网 3.0 解决方案
智慧教育主要包括虚拟仿真、XR 教学、智慧教学和管理平台四类应用场景。虚拟仿真场景是指通过计算机生成的虚拟环境，用于创造新的虚拟世界情境或是模拟真实世界的场景。XR 教学场景是指利用扩展现实技术构建的教学环境，通过沉浸式的虚拟体验来支持和增强教学过程。智慧教学场景是指运用先进的信息技术和数据分析技术，结合教学活动和学习过程，在传统教学场所如教室、实验室、实训室、图书馆基础上升级的智能化的教学环境，以提供个性化、高效和优质的教育体验。管理平台是指基于互联网、大数据、云计算、人工智能等信息技术构建的教育管理系统，旨在支持教育教学管理和决策。
案例: 好未来智慧作业助力北京中法实验学校精准教学实践
北京世纪好未来教育科技有限公司融合人工智能、大数据、知识图谱等技术，打造智慧作业综合解决方案。智慧作业作为智慧教育中关键一环，以低成本、易落地、见效快等特点，正成为很多学校落实“双减”政策、发展数字化校园的重要抓手。智慧作业，指的是通过“内容 + 工具 + 服务”作业综合解决方案，支持学校借用数字工具开展统一作业、分层作业以及“千人千面”的个性化作业，从而加强学生的学习效果，减轻学生的学习负担，最终提升教育教学质量和效率。
7. 智慧金融
互联网 3.0 中金融实践的探索包括两类：一是在元宇宙中发展与元宇宙经济相适应并支持元宇宙经济运行的金融工具，根据 Grayscale 的研究，全球虚拟物品交易带来的虚拟游戏世界收入可能会从 2020 年的约 1800 亿美元增长到 2025 年的约 4000 亿美元；二是在金融机构中探索利用元宇宙技术提升客户体验，给客户提供更具科技感、沉浸感的服务和产品，如“数字人”员工、虚拟营业厅、数字产品等，重塑金融产业的模式和生态，推动金融机构在理念、组织、业务、技术、数据、合作等多方面的深度变革。本报告重点关注第二类技术应用。
行业痛点
随着技术的不断发展，科技在金融领域的应用日益深入，在过去几年的探索中，金融科技主要围绕面向机构内部的日常运营与风险管控、面向客户的营销服务开展应用，而在客户体验方面的技术应用还处在初期阶段。当前，金融用户群体年轻化，更加看重在金融场景中的感受，金融机构也需要探索新技术应用模式，丰富用户体验，并提高内部运营的效率与水平。
互联网 3.0 解决方案
互联网 3.0 技术在金融行业的场景应用，主要体现在金融机构运用互联网 3.0 技术进行数字化转型，重构金融机构的渠道、营销、产品、风控及服务方式。互联网 3.0+ 金融是金融机构的数字化转型的高级阶段，互联网 3.0 为金融业数字化转型带来新的想象空间。
目前，一批银行、证券、保险机构已开展相关技术应用探索：如运用语音识别、知识图谱等技术打造数字员工，可全天候不间断在岗，为客户提供业务咨询、产品推荐；运用3D 建模渲染等技术打造虚拟营业厅，增强客户线上办理业务的体验感与趣味感；运用区块链、智能合约技术在资金管理、贸易金融、供应链金融等场景中解决信任问题，以及发放特色数字藏品、创新玩法来吸引年轻客户等。互联网 3.0 技术与金融行业的结合，在创新客户服务体验与提升运营管理效率方面，具有广阔的应用空间。
案例：中信银行打造沉浸式 3D 场馆与数字与员工
中信银行坚持科技创新、智慧发展，依托大数据、人工智能等金融科技新技术，基于沉浸式交互体验构建信用卡智慧生活新场景，打造跨越虚拟与现实的多人在线互动空间——动卡元空间，帮助观众全方位体验中信银行亿级发卡“元宇宙”。在“动卡元空间”中，用户不仅可以定制个性化的角色形象，在各场馆间快捷传送，与朋友一起畅游信用卡大楼的场馆空间，还可以观摩体验中信银行 HuaweiCard 数字信用卡、小米数字联名信用卡、颜卡等多个卡种介绍，探索游戏化、娱乐化的酷炫体验。此外，依托中信大脑开发的“数字员工”可实现重复工作自动化，现已广泛应用于中信银行运营、管理等众多领域，落地场景达到 1000 余个。
本文摘编自北京市科学技术委员会、中关村科技园区管理委员会发布的《北京市互联网 3.0 应用场景研究报告（2023年）》。
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