智慧城市 未来已来

文章转载自今日头条,来源:中国网,作者为贵州省科学技术情报研究所副研究馆员,版权归原作者及刊载媒体所有。

近日,全国很多地方都在举办关于“智慧城市”的论坛和博览会。智慧城市是人们十分热衷谈论的话题,而智慧城市建设的各种成果,也在我们身边越来越多地涌现。

根据麦肯锡全球研究院评估数据,智慧城市应用可将应急响应时间缩短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,帮助城市在各方面取得进步和发展。今天我们就来聊聊智慧城市究竟是什么样。

1 中国试点建设数量全球最多

智慧城市综合运用大数据、互联网、物联网、云计算等现代信息和通信技术感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息,实现人口、环境、社会生活和公共服务等领域智能化管理的新型城市形态,是信息化、工业化和城镇化的深度融合。

智慧城市最早是由IBM公司提出,他们认为城市是主要由组织(人)、业务/政务、交通、通信、水和能源六个核心系统组成并协同运行的宏观系统。2009年,迪比克市与IBM合作,建立美国第一个智慧城市。迪比克市利用物联网技术,在一个有六万居民的社区里将水、电、气、油、交通、公共服务等各种城市公用资源连接起来,监测、分析和整合各种数据,智能化地响应市民的需求,提高服务水平。另外,迪比克市对所有住户和商铺安装数控水电计量器,其中包括低流量传感器技术,防止水电泄漏造成的浪费。同时搭建综合监测平台,及时对数据进行分析、整合和展示,并向个人和企业公布信息,促进城市的节能降耗。

十年多来,智慧城市的发展已经从1.0时代步入3.0时代。

智慧城市1.0时代:主要以技术为驱动,以信息化建设和应用为主要模式,但是不同技术、不同领域是相对分割的,不能实现数据的横向打通和交换共享,多为智慧城市碎片化应用。1.0时代的核心是信息化;

智慧城市2.0时代:随着大数据、互联网、物联网、云计算等技术的大规模应用,智慧城市已逐渐发展为集多行业、多需求、数据融合共享的场景式应用,典型的场景式应用为“互联网﹢”政务。2.0时代的核心是平台化;

智慧城市3.0时代:海量的政务数据和社会数据被实时汇聚、共享和在线计算,衍生出新的需求和解决方案。3.0时代最显著的特征是智能化。

当前,世界许多国家纷纷开启智慧城市建设之路。根据德勤发布的《超级智能城市》报告,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。从在建数量来看,中国以500个试点城市居于首位。

2 智慧城市分为四层构架

智慧城市体系构架主要分为感知层、通信层、数据层与应用层四层,同时各层之间信息联通。

感知层:该层是智慧城市技术体系的首要环节,主要是利用RFID电子标签、传感器、摄像头、二维码、遥测遥感等传感设备和技术进行信息的采集处理,实现对城市中人与物的全面感知,为智慧城市的高效运行提供基础信息。主要的感知方式有身份感知、位置感知、多媒体感知和状态感知。通过这些感知方式的多种结合,实现信息汇聚向信息的协同感知和泛在融合发展。

通信层:该层是支撑通信和数据的载体网络,主要分为接入层和传送层。主要通过各种通信网络工具完成感知层网络的接入,将感知层收集和储存的信息及数据连接起来,同时提供安全、准确、及时的数据传送,实现交互与共享。

数据层:该层主要将感知层获取的原始数据,如温度、湿度、定位等各类信息,按照智慧城市领域模型,整合到相应的领域数据库中,同时按照时间、空间维度建立城市信息仓库,并运用数据仓库、大数据分析和云计算等信息技术,实现数据的存储、处理和分析。

应用层:该层直接面向智慧城市的最终用户,并提供多样化的应用与服务,如智慧政务、智慧交通、智慧安防、智慧金融等。

3 需要多种信息技术支撑

智慧城市的发展需要多种信息技术的支撑,如物联网、云计算、区块链、人工智能、5G等。其中,物联网是智慧城市的基础。通过物联网技术在智慧城市的应用,可以收集城市的空气状况、天气变化、污水排放、照明、停车位、充电站、车辆交通、物流等实时数据,实现对物理城市的全面感知。例如,北京市通州区所有路口信号灯,已经全部实现联网联控;155平方公里范围内199处路口已经实现信号配时自适应;通过视频智能分析,还可对渣土车闯限行、工地未苫盖等违规事件进行自动识别、实时警告;甚至垃圾分类质量也可认定,源头可追溯。

云计算是分布式计算的一种,是通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序,然后,通过多部服务器组成的系统进行处理和分析,并将结果返回给用户。通过云计算可以解决智慧城市中海量数据的及时更新、动态响应等计算问题。

区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。区块链技术的“去中心化”以及不需要第三方提供信用的“去中介化”等特点,使得区块链技术在智慧金融、智慧医疗、智慧交通、智慧园区、社会治理等领域得到推广应用。在我国,南京上线全国首个基于区块链的电子证照共享平台,提升数据防篡改能力,助力行政事项全程网办。

人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。在智慧城市建设中,人工智能在交通、物流、安防等领域扩展应用。例如在物流的仓储和装卸环节当中,人工智能机器人能感知、判断和自行解决物流中的某些问题,实现高效分拣抓取和无人货物配送。

5G是智慧城市发展的新引擎,具备更高速率、更强能力的空中接口技术,能为城市中的人、物、组织提供随时随地的连接能力,实现实时连接、交换,满足城市中不同个体的需求。比如,中国人民解放军总医院借助5G技术完成跨越3000公里的远程人体手术,成功实现对帕金森病患者的紧急救治。

4 运用先进技术解决“城市病”

智慧城市运用上述各种现代信息技术,围绕社会生活各领域开发了许多智能应用系统,如智能交通、智能安防、智慧医疗、智能家居等,用以解决交通堵塞、公共安全等城市病问题,优化城市运行效率。

智能交通,是通过监控、监测、交通流量分布优化等技术,完善公安、城管、公路等监控体系和信息网络系统,建立以交通诱导、应急指挥、智能出行、出租车和公交车管理等系统为重点,建设实现交通信息的充分共享、公路交通状况的实时监控及智能化管理的城市交通综合管理和服务系统。据报道,在杭州,基于人工智能的智慧交通帮助减少了15%的交通拥堵状况。

智能安防突破了传统安防的界限,进一步与IT、电信、环保、物业等多领域进行融合,有效降低犯罪率,维护城市公共安全。例如,北京警方在朝阳区石佛营社区推广的可视门铃系统,可以自动监控记录家门前徘徊、异常逗留的陌生人,并第一时间将消息推送到主人手机APP上,识别距离可达3.5米以上。

智能医疗是通过打造健康档案区域医疗信息平台,利用最先进的物联网技术、人工智能、传感技术等,实现患者与医务人员、医疗机构、医疗设备之间的互动,逐步达到医疗服务智能化。

智能家居是通过物联网技术将家中视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、网络家电等各种设备连接到一起,提供家电控制、照明控制、窗帘控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制等多种功能和手段,为人们营造高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。

未来,随着城市人工智能在各行各业普遍应用,无人驾驶、AI医疗、AI车间不断普及,智慧城市的“大脑”将会具备主动思考能力,并变得越来越智能,以高效、节能、环保为主旨的智慧城市将彻底融入我们的生活。

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