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智能城市之路,我們還有多遠?

2011-04-11 11:22 北京郵電大學

導讀:本文首先以廈門、珠海、廣東為例闡述新一代無線城市(或無線城市2.0)規(guī)劃在中國已經取得了初步成功;接下來指出隨著云計算、物聯網等技術的日趨成熟,三網融合規(guī)劃的不斷實施,以及智能管道暢想的提出,為智能城市(或智慧城市)的發(fā)展注入源動力;最后筆者提出了智能城市發(fā)展的五大愿景,并結合以“人”為核心的五大民生系統(tǒng),對于城市的智能之路給出一個初步的規(guī)劃。

  鳥語花香、水清天藍、出行安全通暢、醫(yī)療便捷溫暖、公共服務高效熱情、無線網絡無處不在……隨著新一代無線城市的逐步發(fā)展,這樣的智能城市不再是遙遠的“烏托邦”,我們賴以生存的城市將會像一個具有“智慧”的生命系統(tǒng),越來越多的人們將以前所未有的自由度來構建、匯聚、整合和鏈接存在于任何地方的各類資源,讓每個個體,每個企業(yè),每個組織和機構,每個城市更好、更高效的溝通運作。

  新一代無線城市初戰(zhàn)告捷

  上海世博會的“城市光網”、“無線寬帶”和“下一代互聯網”于無形中為眾多城市描繪了生態(tài)、生活、科技、低碳的精彩場景,全球以及國內的眾多“新一代無線城市”建設初期探索取得成功,并進入到實質應用推廣階段。筆者特別甄選出在應用現代信息通信技術、打造新一代無線城市方面,走在前列的幾大城市進行分析,希望其示范作用和影響力,給更多的城市邁向“智能化”,提供寶貴的經驗。

  廈門:首個以TD-SCDMA為主導技術的“無線城市”

  廈門作為中國首個以TD-SCDMA為主導技術的“無線城市”,早在2008年5月就開始籌劃整個城市規(guī)劃,在各級政府部門的高度重視和大力支持下,以及中國移動勇于創(chuàng)新的協(xié)助下,現已建成以TD-HSDPA網絡作為建設廈門“無線城市”的主體網絡,為用戶提供廈門區(qū)域的連續(xù)覆蓋以及最高2.2Mbps的接入速率,使用戶可以隨時隨地接入互聯網及企業(yè)網,從而協(xié)助政府提升了城市服務管理的效能。

  珠海:無線城市2.0,里程碑式的創(chuàng)新

  2009年,珠海無線城市建設開啟了智能城市發(fā)展的新篇章。在學習廈門經驗的基礎上,珠海創(chuàng)造性的提出了無線城市2.0的概念:利用多種無線接入技術,為整個城市提供隨時隨地隨需的無線網絡接入,并建設與政府工作、企業(yè)運行、群眾生活密切相關的豐富的無線信息化應用,為市民、企業(yè)、投資者、旅游者和政府機構提供安全、方便、快捷、高效的無線應用服務。這一概念并非傳統(tǒng)意義上的強調無線寬帶接入;而是同時強調了無線接入與移動信息化應用兩個方面,尤其是應用更為重要。無線接入方面也不僅僅是無線寬帶接入,而是包括了無線寬帶和無線窄帶,是由2G+3G+LTE+WLAN共同形成的無線網絡接入模式。在技術層面上,無線城市基于云計算的技術,融合了移動互聯網、物聯網、三網/三屏融合、移動電子商務等嶄新科技和綜合應用;在應用層面上,珠海無線城市打造了政務、民生、產業(yè)、文化四大類系統(tǒng)應用,形成無線城市建設的規(guī)范框架。珠海無線城市概念與建設模式的創(chuàng)新讓廣大企業(yè)與市民不僅感受到“看不著的網絡接入”,更重要的是享受到“看得著的移動互聯網應用”,使無線城市成為繼水、電、氣、交通外的城市第五項公共基礎設施,從而推動了珠海城市信息化程度和服務能力的快速提升,為經濟發(fā)展模式的轉變提供了信息化支撐。

  廣東:“無線城市群”給力幸福廣東建設

  在廣東,無線城市建設已經和“幸?!睊焐狭算^,“幸福廣東”成為了2011年一個很響亮的口號。中國移動廣東公司更是在珠海、東莞、中山等城市試點的基礎上,提出了“加快無線城市群的建設,推進信息惠民,進一步豐富幸福廣東的內涵與應用”的具體實施策略。早在2009年廣東移動就開始進行無線城市群建設的實踐,目前已形成了統(tǒng)一的平臺和多樣的服務,建成WLAN熱點1萬多個,接入服務超過1400項,接入商家4300家,注冊用戶數超過200萬[7]。接下來廣東將要進一步加快無線城市群建設,打造“幸福廣東”民生服務平臺,通過豐富便捷的信息化應用于服務民生,提升民眾的幸福感。

  新技術為智能城市發(fā)展注入源動力

  在新一代無線城市的發(fā)展之路上,科技創(chuàng)新、技術進步一直起著舉足輕重的作用。目前,物聯網、云計算技術已經日趨成熟,三網融合規(guī)劃也已經在緊鑼密鼓的進行中,“智能管道”的暢想也在一步一步細化中。有這么多新技術作為支撐,我們的“智能城市”之路還會遠嗎?下圖1展示了這些新技術與智能城市間的關系。

 

  新技術與無線城市的關系

  新一代無線城市的發(fā)展實際上是將物聯網和互聯網融合,把商業(yè)系統(tǒng)和社會系統(tǒng)融合,打造出更加全面,更加智能的生態(tài)系統(tǒng),并且達到“智能運作,和諧共生”的狀態(tài),提高資源利用率和生產力水平,改善人與自然間的關系。同時,云計算作為一種更加綠色、更加動態(tài)、更加智能的計算模式,為物聯網資源的收集、整合、分析提供了全面的支撐,并為物聯網和互聯網的智能融合,構建新無線城市提供強大的基礎支撐。當然,云計算的架構、服務模式將會滲入智能城市的建設和發(fā)展中,并與其共入“智能城市”的殿堂。

  1. 云計算為智能城市打造智慧的基礎設施

  云計算可以隨時隨地提供大規(guī)模擴展的計算資源,簡化服務交付,實現新商業(yè)模式的快速創(chuàng)新,還可以為新一代數據中心提供動態(tài)基礎設施。云計算的這些優(yōu)勢可以使無線城市的規(guī)劃更加簡潔,運作更加有效、節(jié)能和環(huán)保。

  2. 物聯網成為智慧城市發(fā)展的基石

  通過物聯網可以用信息技術對機器、設備、人員進行集中管理、控制,并且通過更加精細和動態(tài)的方式優(yōu)化生產和生活,實現人類社會與物質世界的有機整合和諧相處。構建無線城市,將物聯網和互聯網進行融合,不是簡單的物物連接,物人連接,人人連接以及數字化、信息化,而是需要進行更高層次的整合,實現更加透徹的感知,更加全面的互聯,更加深入的智能化[4]。

  3. 三網融合助力智能城市全面發(fā)展

  移動通信網、廣播電視網和互聯網互相兼容、相互滲透,實現網絡資源的共享,避免了低級別重復建設,形成適應性廣、容易維護、費用低的高速寬帶多媒體基礎平臺,實現無線領域的三網融合。為智能城市規(guī)劃,在網絡層上實現互聯互通、優(yōu)勢互補,形成全城全域無縫覆蓋;在業(yè)務層上互相滲透和交叉,互相提供資源支持;在應用層上趨向使用統(tǒng)一的IP協(xié)議,發(fā)揮各自優(yōu)勢,提供多元多樣個性化的服務;在經營上實現交叉滲透,互相競爭、互相合作,共同利益最大化。

  4. 智能管道暢想城市“智慧”未來

  愛立信公司首先提出的智能管道解決方案,雖然還處于初步探索階段(僅有個別方案已商用),但是其“基于區(qū)分忙閑時的優(yōu)先級策略”,“基于位置的優(yōu)先級策略”,“基于業(yè)務的優(yōu)先級策略”,“基于終端類型的業(yè)務優(yōu)先級側率”以及“流量續(xù)訂”等設想,使得運營商可以針對不同用戶的差異化需求,設計出更有針對性的服務;使得用戶可以得到更加個性化、更加豐富的服務,進而作到網絡資源的公平使用和按需分配。筆者相信在不久的將來,智能管道必將成為“智能城市”的重大推動力,為城市的智慧之路的鑄就添磚加瓦。

  智能城市發(fā)展的五大愿景

  在中國,新一代智能城市已經初步取得了階段性的成功,作為人類愿景的“智能城市”,也正在一步步登上城市規(guī)劃的舞臺。相信在物聯網、云計算、三網融合和智能管道等新技術的強大支撐下,在不久的將來,智能城市的愿景必定能夠實現。

  智慧愿景1——充分互聯

  互聯互通是指通過各種形式,各種智能傳感設備以及高帶寬的通信網絡工具,將個人電子設備、組織和政府信息系統(tǒng)中收集和存數的分散的信息及數據連接起來,進而形成公共設施物聯網,使多方的信息進行交互和共享,從而更好的對環(huán)境和業(yè)務狀況進行實時監(jiān)控,從全局的角度分析形勢并實時解決問題,使得工作和任務可以通過多方協(xié)作以遠程完成,從而徹底地改變整個世界的運作方式。

  智慧愿景2——全面感知

  “全面感知”已經超越了使用傳統(tǒng)傳感器、二維碼和RFID等設備進行基礎感知信息的回傳、匯聚和存儲的理念。主要是指,隨時隨地利用任何可以感知、測量、捕獲和傳遞信息的設備、系統(tǒng)或流程。通過使用新型設備,可以作到對于人的血壓、公司財務到城市交通等任何信息,都可以快速捕獲并分析,以便于立即采取應對措施和進行長遠規(guī)劃[4]。

  智慧愿景3——協(xié)同整合

  無線城市下的“整合”主要涉及兩個方面:1.“物聯網”與互聯網實現完全無縫的鏈接和融合;2.感知數據匯集后整合為城市核心系統(tǒng)的運行,提供智慧的基礎設施。網絡和數據的全面協(xié)同整合,必將為政府的精準決策提供強大的數據支撐,為人民的便利生活提供一站式的服務。

  智慧愿景4——深入智能

  通過深入分析整合的數據,以獲取更加新穎、系統(tǒng)且全面的洞察力來解決特定問題。使用數據挖掘、分析工具、科學建模和功能強大的運算系統(tǒng),來處理復雜的數據分析、匯總和計算,以便實現海量的跨地域、跨行業(yè)和職能部門的數據和信息,并將特定的知識應用到特定行業(yè)、場景和解決方案中以更好的支撐決策[4]。

  智慧愿景5——開放創(chuàng)新

  構建開放平臺,有效匯聚多方資源,為第三方提供智慧的基礎設施,鼓勵政府、企業(yè)和個人在平臺上利用現有資源進行科學技術和業(yè)務模式的創(chuàng)新,產生大量新應用,為城市發(fā)展提供源源不斷的動力。

  智能之行,始于足下

  秉承以“人”為核心的城市發(fā)展理念,圍繞水、電、食品、醫(yī)療、交通這五大民生系統(tǒng)(如圖2所示),開展智能城市規(guī)劃之路,為人類構建健康、節(jié)能、安全、便利、實惠的和諧家園,實現城市的可持續(xù)發(fā)展。

 

  城市核心系統(tǒng)關系圖

  智能的水:全體動員,綜合治理

  長期以來,我國水資源利用方式“粗放“、使用效率低下和嚴重的污染問題制約了社會的可持續(xù)發(fā)展,水管理和治理的問題大大擺在我們面前,迫在眉睫。采用先進的傳感設備,實現大規(guī)模、高復雜度數據的集成、分析,并實現靈活、開放的高性能平臺,創(chuàng)造強大的數學運算和分析能力。使得水務鏈條上各個相關部門借助于豐富的信息,參考大量的數據,做出更加精準的決策,實現資源的動態(tài)調配和綜合治理。

  智能的電:清潔合理,高效動態(tài)

  電力行業(yè)是關系到國計民生的重要行業(yè),電力能源的清潔發(fā)展關系到國家是否能夠實現可持續(xù)性健康發(fā)展。智能電網的理念是要能夠把電能流、信息流結合在一起,實現傳輸能源的同時采集數據。并對采集上來的數據進行深度挖掘和分析,預測電能流的情況和用電量分布,為發(fā)電、輸電、配電、用電各方及監(jiān)管單位提供信息決策,最終解決電力資源和用電量分布不均,實現清潔發(fā)電、高效輸電、動態(tài)配電、合理用電。

  智能的食品:標準監(jiān)控,安全保障

  民以食為天。中國近年來接連出現的食品安全事件,引起了社會各界的廣泛關注。針對城市中的個人,企業(yè)和政府對于食品安全同一鏈條上的不同層面的訴求。追蹤系統(tǒng)、生產評估系統(tǒng)和應急制度的實施可以幫助生產,流通和監(jiān)管部門優(yōu)化管理。首先,通過追蹤系統(tǒng),從農、林、畜、牧、漁,食品的生產,到食品和原料加工,中間的運輸物流環(huán)節(jié),食品的銷售環(huán)節(jié),再到市民的餐桌上,對于這一閉合圈進行全程監(jiān)控,并實時通過網頁和各種標簽、條碼上查看記錄信息。從而幫助供應鏈上的各個企業(yè)明確責任,建立一整套行之有效的生產評估系統(tǒng),原材料生產企業(yè)、食品加工和深加工企業(yè)可以通過數學建模的方式把食品質量和每個生產工藝聯系起來,分析每個工藝背后的風險,根據內部管控措施,判定最后食品安全風險有多高,嚴格符合行業(yè)標準和國家的要求。第三是制定食品行業(yè)應急機制,包括:食品安全早期預警和食品安全突發(fā)問題應急管理[1]。

  智能的醫(yī)療:資源配置,實踐創(chuàng)新

  目前,城市醫(yī)療資源分布不均衡,人們都想上大醫(yī)院,社區(qū)醫(yī)院沒有人去。結果造成,一方面大醫(yī)院人滿為患、一號難求,另一方面社區(qū)醫(yī)院資源閑置。解決醫(yī)療資源分布不均衡的問題,要使得分布在各個地區(qū)不同醫(yī)院之間實現信息對接。當健康信息可以跟著個人流動在不同醫(yī)療和醫(yī)護機構,所有相關信息無需重復采集。

  遠程醫(yī)療系統(tǒng)、電子病歷系統(tǒng)的建設和互聯互通、數據共享平臺的實現,可以在更大的范圍內合理配置醫(yī)療資源,并通過專家信息庫、病歷庫、醫(yī)療診斷和臨床治療庫的智能搜索,輔助醫(yī)師對患者病情做出準確的診斷和治療,為城市居民提供更為完善和及時的醫(yī)療服務,讓社區(qū)衛(wèi)生服務中心發(fā)揮更大的作用,徹底解決“看病難、看病貴”等問題。

  智能的交通:整合疏導,節(jié)能減排

  采用智能交通解決方案,管理部門可以通過監(jiān)控攝像頭、傳感器、通訊系統(tǒng)、導航系統(tǒng)等實時了解交通狀況,并進行模型預測分析,加上同其它相關部門系統(tǒng)的協(xié)同集成,有效緩解交通擁堵等事件的發(fā)生,并快速響應突發(fā)狀況,為城市大動脈的良性運轉提供科學的決策依據和管理服務工具。

  在智能城市的規(guī)劃之路上,我們任重而道遠,但只要堅定發(fā)展方向,不斷探索符合自身特點的發(fā)展思路,相信不久的將來,我們一定可以攜手建立其更加美好的智能城市家園,讓人民的生活更幸福!