深度探析 | 从智慧城市到智慧国家

来源:千家网

伴随着物联网的发展与应用,同时也催生了一个姊妹概念:智慧城市……

By Mark Cummings, Ph.D., Bill Yeack

深度探析 | 从智慧城市到智慧国家-BIMBANK

在智慧城市中,城市的所有基础设施都是经过仪器检测、自动化运,并与城市居民互连。在世界许多地方,智慧城市还只是一个被广泛讨论话题,但是在另外一些地方,已经有一些早期实践。一些城市正在部署自己的相互不兼容解决方案。但随着时间与空间的成熟,都将会发生转变。

现如今,在智慧城市逐步走向成熟的早期阶段,创新至关重要。这意味着不同的城市会尝试不同的方法。随着成熟和创新的发展,电信公司必须确定此机会是否代表新的、有利可图的收入来源,还是将机会让给AWS、Google和新兴的专业IoT通信服务提供商等超大规模企业。

在这场竞争中,电信公司具有四个关键优势。首先,他们被认为在维护隐私方面更值得信赖。其次,它们被认为具有最高的可靠性。第三,他们还与该领域的主要客户保持着重要的现有关系。最后,电信公司在部署、维护和运营地理上分散的资源的超大型网络方面展示了经验。

安全和隐私将是关键问题。为了成功抓住这个机会,电信公司需要添加业务流程覆盖技术。这种技术将满足成本效益、安全性和隐私性的要求,并在尝试不同事物时将城市联系起来。建立此技术需要软件创新供应商生态系统。这需要进行更改,而更改绝非易事。但是,如果要保持电信运营商的生存能力,那么在瞬息万变的世界中,他们需要找到与客户变化一样快的变化方法。

机会

如今,曾经历史上与世隔绝的地方政府都已经开始谈论和开展智慧城市建设。拉斯维加斯就是一个城市讨论可能的智慧城市原型项目的例子。多伦多开始了,然后又停止了。新加坡一直是智慧城市项目的早期部署者。由于新加坡既是城市又是国家,因此避免了城市间互操作性的问题。尽管澳大利亚人撇开了地区差异,以推动全国智慧城市的采用,但各个城市可能已形成了各自的优势。但是,很明显,澳大利亚的主要城市正在努力协调其发展。

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成熟阶段

如今,向智慧国家的演进与网络的发展突飞猛进。要了解此过程,有一个有关此演进阶段的参考模型会很有帮助。以下部分从两个角度说明了成熟度:个人获取信息的权限和系统范围内对基础结构的改进。还有许多其他观点。在后续文章中将讨论这些观点的更广泛范围。

第0代

第0代需要简单地共享来自各种城市基础设施的信息,并增加安全性。居民可以安全地以电子形式访问信息,同时保持隐私。例如,他们可以在线查找用水量数据。

第一代

在第一代中,安全的双向可行数据以及链接信息源的编排可用。目标是提供可操作的数据,以非常安全的层来影响结果。例如,居民可以在线互动以帮助降低电费。

第二代

这个成熟阶段包括编排以部署大规模的传感器和执行器,以及“整个城市”的整合。目标是对所提供的所有服务进行合并的市民视图,以及具有详细的基础结构粒度的实时视图。例如,公民将在一个易于使用的地方对其消费的服务有一种看法。他们将能够根据交通高峰和低潮、事件和紧急情况的类型和方向查看自适应交通信号。

第三代

这个阶段代表了从基于服务的交互(从任务到基于目标的操作)向基于用户的交互的演进。有用于优化和安全的自动化编排。可从个性化门户网站进行无缝交互,门户网站将公共和私人实体集成在一起,为市民提供其数据的单一视图以及与社区的交互。城市基础设施高度安全高效。例如,一个公民可以订阅一个街头停车计划,该计划允许他们通过电话付费。借助新技术,它们将被定向到该应用已保留的路边停车位。付款是自动的。在另一种情况下,可以根据交通流量对流行病进行早期有效的监控。

第四代

最终成熟阶段的标志是智慧国家的出现。业务流程和自动化正在全国范围内进行。国家基础设施是高度安全和高效的。无论公民居住在何处,定义和互动都是共同且持续的。例如,如果一个人从阿德莱德到墨尔本旅行,他或她将与整个地方、区域和国家基础设施建立单一接口。这种基于用户的行为模型代表了公民服务而非消费服务的兴起。

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早期,人们一直非常关注隐私。这种担忧是有道理的。最初,关注点集中在政府监视上。随着人们对数据的使用有了更好的了解,对隐私的关注也越来越广泛。 Google和多伦多开始了“智慧城市”项目,但由于公众对隐私的担忧而面临强大的阻力(这也是电信行业的优势之一)。

尽管现在对隐私的关注已成为首要问题,但网络安全将被视为同等或更重要。这是一个关键的故障点。有许多新的不良行为者,网络安全是防止重大故障的关键。除了智慧城市遭到破坏之外,整个智慧国家都可能被扣为人质。以色列的观点在这方面特别有趣:“智能传感器和其他物联网设备可以极大地提高城市服务的效率和有效性,但它们也增加了攻击面和风险。

事实上,Gartner预测CIO和CISO与几年前相比,其保护的端点数量将很快是之前三倍。而且,与台式机和服务器不同,IoT设备不支持代理,使代理无法管理,不打补丁且对IT团队不可见,勒索软件和针对性攻击可能导致破坏关键的城市服务和基础设施,可能导致安全事故以及重要的社会和经济系统崩溃。因此,智能城市的部署应始终伴随着结合了无代理、网络层安全性的物联网安全策略,以提供连续的物联网资产管理、风险和漏洞管理以及威胁监控。” Omer Schneider,前国家情报官员兼CyberX首席执行官表示。

思想领袖认识到使用智慧城市技术增加攻击面会带来严重的潜在威胁。因此,人们逐渐认识到,除了商业安全之外,国家的安全和情报组织还需要扩大其领导作用。

例如2018年,澳大利亚政府实施了《关键基础设施安全法》,旨在管理外国介入澳大利亚关键基础设施所造成的破坏、间谍活动和胁迫所带来的复杂而不断发展的国家安全风险。澳大利亚将关键基础设施定义为:那些物理设施、供应链、信息技术和通信网络,如果长期被破坏、退化或变得不可用,将会严重影响国家的社会或经济福祉或影响澳大利亚的国防和确保国家安全的行为能力。该法案确保澳大利亚政府有权获得进行风险评估所需的信息,以及如果未通过与关键基础设施所有者的合作来实施缓解措施,则有权执行缓解措施。

智能城市技术可能还会对单个攻击面产生影响。犯罪分子可以使用有关个人在何时何地做什么的数据。因此,保护基础架构是必要的,但还不够。个人也必须受到保护。 Bace网络安全研究所执行董事Diana Neuman指出:“网络的发展遵循类似的模式,并且添加安全性和隐私的时间太晚了,无法集成到框架中,需要花费数十年的时间和数十亿美元才能修补针对个人风险的解决方案。”

抓住机会

智慧城市的基础是使用小型、低成本的传感器和执行器对基础设施进行检测。然后,将数据用于智能应用以做出使事情做得更好的决策。将所有这些连接起来是一个基本要求。无线通信被认为是关键的,因为涉及大量的传感器和执行器,以及放置类型的范围。这些传感器和执行器中的许多将无法访问电网。因此,低功耗操作被视为基本要求。低功耗要求非常有效的通信。同样,由于涉及的数目,每个节点的通信成本必须非常低。

电信公司在部署无处不在的无线连接方面拥有丰富的经验基础。但是,要在智慧城市领域取得成功,他们必须大幅降低成本和功耗。有些人也将延迟视为一个问题。在这些方面,将5G核心功能添加到4G网络以及其他举措的经验显示出一些希望。

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城市将面临的关键问题之一是部署和配置大量节点。手动执行此操作很棘手。自动化编排是唯一可行的方法。自动化业务流程还可以大大降低电信基础设施的成本。Neuman女士的见解特别重要:“配置管理是当今的麻烦之一。随着系统变得越来越复杂,错误地配置错误或忘记设置关键选项会变得越来越容易发生,导致失败或危害的风险更高。”

尽管基本的连接性可能很有价值,但真正的获利领域将是提供信息情报。大型中央站点系统具有主导作用。但是真正的机会在于分布式智能。这是因为节点数量众多,并且需要在本地快速进行操作。在这个分散的区域中,竞争环境更加平坦,基站网络的电信经验可能会给电信运营商带来些许优势。

因此,在城市一级成功的道路是业务流程和分布式智能的结合。那么,转向智慧国家呢?从历史上看,确保将智慧城市整合到智慧国家中的方法是在此过程的早期实施严格的标准。问题在于它抑制了创新,也阻止了不同城市尝试不同的方法、技术、商业模式等。

除了压制创新之外,每个城市都很难设计出满足其独特情况的系统。例如,像阿姆斯特丹这样的港口城市可能与法国巴黎有不同的要求,或者像美国内布拉斯加州的科尔尼那样的农业枢纽。

另一种方法是让一家公司在所有城市开展业务。

在当今以软件为中心的世界中,不需要那些旧方法。肯定会有那些出于个人兴趣或老习惯推荐他们的人。但这不是必需的。可以允许城市尝试完全不同的方法,并使用业务流程覆盖对其进行规范化并提供统一的国家视图。实际上,这样做非常重要。正如Neuman女士指出的那样:“将智慧城市的兴起与类似的互联网发展进行比较,完全同质的解决方案导致了一些最大的妥协和最不灵活的解决方案。”

为了消除所有这些,关键的推动因素是具有分布式智能的以软件为中心的编排系统。在以软件为中心的世界中,超级扩展程序具有很大的领先优势。但是,他们因缺乏信任和缺乏广泛分布的节点经验而负担沉重。

因此,电信公司可以占领这个有价值的市场!为此,他们必须开发业务流程和分布式智能方面的创新软件功能。 当前的电信供应商生态系统无法提供此功能,但是电信公司有可能开发这种软件驱动的创新生态系统。

抓住这个机会将需要改变,而改变绝非易事。 然而,变化是在如此迅速发展的世界中前进的唯一途径。(编译/蒙光伟)

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