智慧城市正逐渐走向现实

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如果把数字化比作智慧城市的大脑,通信技术、智能科技能让这颗大脑运转得更高效。那么绿色、可持续的建筑物、公路、桥梁、发电站就是这座智慧城市的身体、肌理和器官,它们构成了“城市”这一实体的存在。

智慧城市的数字化革命不再仅仅只是幻想。随着物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术的快速发展,智慧城市概念逐渐落地。如今的智慧城市不再是空有华丽外表的躯壳,它已经逐走向人们的日常生活,赋能我们生活中的方方面面。

千百年来,从柏拉图到莫尔,人类始终希望建成乌托邦。从某个角度来说,智慧城市将成为最接近人类对于美好生活幻想的存在。绝不仅仅体现在网络与探头的覆盖上,智慧城市是城市管理者利用最先进的技术,对城市有机体的持续升级,以温暖的科技赋能生活的方方面面,让未来更幸福。

从概念到落地,离不开技术的支撑。智慧城市的服务体系架构随着信息化技术的成熟而不断完善,实现可持续发展的目标。打造智慧城市离不开哪些关键技术?具体来说,包括信息与通讯、物联网、传感器、地理空间技术、人工智能、区块链等技术。

1、信息与通讯技术

建立双向的沟通渠道对于城市智能化十分重要,而信息通信技术相当于一座民众与政府之间的桥梁,达到综合民众诉求建设智慧城市的目的。通过信息与通讯技术建立网上资源库,创建一种集体智慧,进行分析和深度学习,部署优化资源。

2、物联网技术

万物互联的物联网技术好比血管脉络遍布着整座城市,使智慧城市得以相互连接,进一步交流,更适合管理大都市人口资源。当然,智慧城市所有智能解决方案都基于互联网,有了互联网才能联系起来并且足够智能地决策自身的行动。

随着5G时代的来临,大容量、低延时的网络传输将变为现实,人类将进入万物互联时代,智慧城市建设也将不如一个崭新阶段。

3、传感器技术

隐藏在城市景观中的传感器无处不在,它是智能控制系统的重要组成部分。对于控制系统而言,为了对其环境进行了解通常会配备一系列的传感器,来采集所需要的数据,再相应调整其操作。传感器类似于一个将物理性质的参数转换成电子信号的转换器,该电子信号可以由人类来解释,也可以被传送到一个自动系统中,光、压力、温度、空气湿度、降雨量和各种其他参数都构成传统传感器的信号。

4、地理空间技术

无论建立怎样的智慧城市都必须保证准确,而为了正确的建立就需要正确的方案,这项方案必须是可持续的,这就需要精确简洁的细节性数据进行支撑。而地理空间技术恰好提供这些底层基础,以及最终方案的决策支撑。这项技术提供的定位服务能精确找准需求,使其能获得更好的解决方案。地理空间技术为收集数据和转化数据的观测提供了一个必要的框架,以促进基于软件的有关智能基础设施的解决方案实现。

5、人工智能技术

智慧城市是一场数字化革命,在这个过程中产生了大量的数据,大量数据的生成体现了人工智能的作用,即赋予这些数据意义。AI技术,即人工智能,其目的是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。

目前,AI技术已经渗透到智慧城市众多领域,在安防、医疗健康、个人助理、金融等领域有着诸多应用,开始涉足到智慧城市的众多细分领域,更好地管理电力网、智能交通和医疗设施等中。

6、区块链技术

区块链的应用是智慧城市中产生的新概念。区块链技术可以获取数据流。它与智慧城市的融合可以更好地连接所有城市服务,同时提高安全性和透明度。在某些方面,区块链将通过智能合约影响城市,包括协助记账,处理事务和控制设施管理。智能合同是一种自我执行合同,其条款由买方和卖方直接写入代码。它允许在不同的对象之间进行可信的交易和协议,而不需要第三方的调解,使整个过程更安全、便宜、迅速。区块链还可以用于智能电网,以促进实现能源共享这一目前正在流行的概念。

高效、深入的数字化应用

数字化大大提升了智慧城市的连接性,数字化工具让社会活动的各个层面都变得更高效。

智慧城市的终极目标是,通过优化城市功能,提升个人在城市中生活的质量。在这个目标之下,通过收集和开发城市居住者在使用城市基础设施时产生的大量数据,形成城市大数据,在挖掘和分析之后将结果反馈到城市管理的各个领域,也将是智慧城市的有效支撑。

在城市生活上,广泛在车辆上安装的GPS定位系统是智能地图的数据来源,反映在用户的终端上,可以提供道路实时拥堵状况的参考;家用安全系统能检测室内湿度、温度、天然气浓度,以及摄像头记录到的异常信息,并通过手机终端提醒户主;一座城市的医生能通过高度发达的信息系统和智能技术操控另一座城市手术台上的机械手臂完成手术……

在工业上,数字化工具和物联网正在成为数字工厂的基石。数字工厂中每一台设备都是数据接收器,通过数据收集并加以分析,可有效优化生产流程;而将VR(虚拟现实)、AR(增强现实)与生产制造结合,也可降低能源消耗和生产成本;数字商业模式可为销售新型服务带来机遇,为客户提供前所未有的互动体验;在研发领域,数字化在产品设计、测试等方面可以提供更高效的辅助,缩短新产品的研发时间。

现代信息技术、互联网、数据及所有这些元素交融后产生的技术变体,比如物联网、大数据、区块链、人工智能等,足以令城市进化成一处更理解和适应人类需求的居所。

但是信息技术和数字化并非智慧城市的全部,绿色的、与环境相适应的、可持续的实践也是城市的“智慧”。

无论是通过化学等人类基础学科探索的绿色、可持续的解决方案,还是通过信息技术想要提升的效率,目的都在解决关于人类生存环境的棘手难题,打造一座“智慧城市”。

02,可持续的智慧出行

交通是城市发展的物质基础。如果一个城市的运转,最终追求的是效率和舒适,那么智慧化应该是这个时代所能给出的答案之一。

在道路交通管理上,智慧城市正在广泛应用大数据分析来提升交通效率。借助软件管理系统,交通管理部门能够通过临时开启应急停车道和调整限速等手段来处理交通问题;导航系统则可帮助驾驶者避开拥堵路段,在危险情况下发出警报以保护驾乘人员的安全。互联网和WiFi覆盖奠定了技术基础,而车载环境传感器、雷达和摄像头等则是这些辅助系统的数据来源。

在汽车模式创新和技术创新方面,各汽车企业纷纷在产品、服务等方面加快创新,以满足市场需求。于是,人工智能、物联网、5G时代的技术机遇,叠加了新能源车市场迅速扩张,越来越多的人把目光投向智能电动车。未来的汽车将不仅节能环保,还将带来数字化的驾乘体验,比如成为一个通信的平台。

要实现可持续的智慧出行,除了以上方式,关键还在于能源的智慧应用,包括提高交通运输的能源效率,改善交通运输的能源结构。

为了实现获得可持续性,人类想到的集体策略是减少碳排放。在实现碳排放的路径上人类面临多种选择:一是让生产和生活方式更集约,直接减少能源的使用;二是提高能源使用效率,在排放更少的前提下获得同样能量;三是不断寻找替代能源和材料。

想要达到这些目标,就离不开化学创新,它将成为推动未来交通发展的一大动力。

在减排上,欧洲、日本,美国以及其它各国政府都先后出台了更为严苛的排放控制法规。作为全球第二大汽车消费国,中国近年也在排放标准上也逐渐向欧美看齐。利用催化剂技术,即可有效减少汽车尾气中一氧化碳和氮氧化物等有害物质的排放。为了提高能源使用效率,汽车轻量化成为一个重要突破口,采用新材料的车身和内饰将大大减轻车辆自重并增强坚固性能。在新能源开发上,目前最受瞩目的是电动车的开发应用,而新材料的研发和使用能够突破电池能量密度的技术瓶颈。当然,除了电能,氢能源和天然气未来也将成为更多汽车的替代能源。

03,绿色的城市建设

不同于过去的城市建设思路,建筑和公共基础设施在智慧城市的场景中已经成为城市数据的采集器,比如埋在十字路口地面下的感应器,放置在城市各个角落的空气颗粒物检测传感器。

但是,鉴于多数自然资源消耗的不可逆性,决定未来人类居住形态的智慧城市更应当以可持续性为目标描绘城市规划蓝图,让城市朝着更集约、高效、可持续的方向发展。

在这一背景下,可持续建筑孕育而生。可持续建筑的核心理念是追求降低环境负荷且有利于居住者健康。

城市的活力来源于多样性。城市规划的目的在于催生和协调多种功用来满足不同人的多样而复杂的需求。新建筑能为城市增添靓丽的风景线,而老建筑则能记录城市的历史变迁。创新材料既能让新建筑更节能环保,也能令老建筑重新焕发生机。城市基础设施也将因先进材料变得更耐用,更长时间地持续服务于居民。

如果把数字化比作智慧城市的大脑,通信技术、智能科技能让这颗大脑运转得更高效。那么绿色、可持续的建筑物、公路、桥梁、发电站就是这座智慧城市的身体、肌理和器官,它们构成了“城市”这一实体的存在。只有创新、可持续的城市建设才能保证智慧城市更长时间地运转如新,人类也才能充分应用这颗更聪明的大脑,将所有关于美好生活的想象在这里孵化成为现实。

(原标题:智慧城市的数字化革命,还只是想象吗?)

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