导读:伴随数字化、信息化技术的飞速发展,智慧城市建设也加快步伐。国内外都已有很多相关研究和实践,当然不可避免地也出现很多挑战,譬如如何综合智慧城市各个领域、各类应用、保障数据私密性和安全性、激发全社会的参与度等。今天与大家分享一些国内外有关领域同行们的最新观点,希望可以引发更多的思考。
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智慧城市的构成
01
智慧城市是一个极其复杂的体系,可以覆盖到城市各个领域。从技术角度看,为了实现诸如城市交通、安全监管、能源消耗、环境管理等应用和服务,智慧城市至少要具备以下四个要素:
基础设施
实现智慧城市应用的前提是构建良好的基础设施。与已有城市设施相比,新建更加简便易行,所以很多开展智慧城市建设的放在较为新兴的地区和城市。但是我国城市化进程快,更多的应当围绕老旧城市已有的硬件基础,进行软件配置或改造,加大力度做好基础设施环境的建设,才能保障智慧城市的可持续性。
城市数据
通过信息基础设施可获得大量的、类型繁多的城市数据。如果城市应用中没有用到这些数据,很可能造成大量数据闲置甚至遗失。现在智慧城市理念日益普及,应用开发逐渐增多,从已有的城市应用挖掘和设计更多的应用场景,有助于提高城市数据的利用率。因此城市大数据的收集、存储、处理、分析利用成为至关重要的课题。
智慧应用
一般认为,智慧城市就是综合了多个智慧城市应用和服务,这些应用服务解决了城市发展出现的各种问题,比如城市道路堵塞问题,通过控制交通灯疏散车流,快速制定通畅的交通路线方案;对于城市犯罪问题,可以根据需求在城市部署监控等设备实施监控,为城市安全和救援提供保障。
智能设备
在应用层面,需要借助智能设备才能发挥智慧城市提供的各种功能。通过智慧城市基础设施,将应用所需的设备进行关联。技术的进步促进智能城市设备向着小体量、低消耗、低成本发展,硬件条件的改良带来数量和类型更多的城市数据,进一步促进智慧城市应用的多样化。
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由于大数据技术和智能城市设备的发展,很多智慧城市建设项目开始出现。面对更多的新技术、新应用,如何将他们有效融合进智慧城市设计和建设,成为当下要关注和解决的问题。
智慧城市体系
02
如上所述,智慧城市可以划分为四个层面:设备、应用、数据和基础设施。有研究针对四个层面总结如下:
层级
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类别
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定义
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举例
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设备
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/
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用于使用或接收智慧服务的设备
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智慧交通工具、电动汽车充电、机器人、智慧路灯等
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应用服务
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信息
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经设备传递的各类信息
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广告广播、互动式信息等
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应用系统
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实现应用的各类系统
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交通流量分析系统、智能建造系统、车联系统等
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服务平台
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可支撑各类系统和信息的平台
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城市数据平台、物联网平台、收费系统等
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数据
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数据中心
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可分析、利用和共享数据的服务设施
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基于人工智能的交通数据分析
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数据存储
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包含空间数据、运营数据、感知数据等的基础数据库
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云服务、云计算等
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基础设施
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运营中心
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支持运营的物理设施和系统
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交通信息中心、无人机控制中心、数据中心等
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物联网
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通过物联网感知和采集数据
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公共停车传感、智能测距、道路感知等
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信息通讯
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用于有线、无线通讯的设备、系统和服务等
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5G、公共WiFi
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社会资本
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实现智能化的城市基础
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智能电网、智能水务治理、智能高速等
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按照时序来划分,智慧城市可以分为建设阶段和运营阶段,每个阶段内容如下:
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智慧城市建设模式
03
综合考虑四个层面建设和阶段,较为粗略的建设模式分四类:
模式1:基于已有的基础设施开展智慧城市应用;
模式2:通过建设新的城镇实现;
模式3:利用已有城市,升级和补充基础设施来建设智慧城市;
模式4:开发新的城市建设,并以基础设施建设为重点。
由于智慧城市建设较为复杂,实际情况可能出现难以区分边界。譬如建设和运营阶段可以是串联关系,但是更有可能是并联的关系,因此上述分类方法存在改进空间。
智慧城市前沿技术及研究
04
智慧城市建设离不开物联网、大数据、人工智能等前沿技术,只有融合应用才能充分发挥其技术价值、提升城市运营和生活品质。
物联网通过关联的设备和传感器来实时采集数据、分析数据,实现信息的流动。
大数据分析从海量数据中提取有价值的信息,用来辅助决策、提升城市服务。
人工智能实现过程的自动化处理、优化资源配置、提高城市服务效率以及个性化。还能降低网络成本、提高性能、拓宽电信服务范围以及应用。
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前沿技术对智慧城市建设起到了极其重要的作用,同时也对社会的方方面面产生深刻影响。有观点提出,为了保障长期的、可持续性发展,智慧城市建设当中应制定明确的任务,准确评估对环境、社会和管理的影响。为此,以人为本的建设方式和设计思维显得尤为重要。
围绕智慧城市新技术研究已经成为学术界的研究热点,可以看到智慧城市发展的包容性,建筑、市政、环卫、交通等各个领域的新技术、新理念都有“一展身手”的机会。譬如:
物联网的混合仿生入侵检测,采用先进算法来检测安全威胁,并做出反应,提高城市的安全性和可恢复性。这项研究开发的检测系统,主要采用正弦余弦算法和salp群算法,识别和确定网络流量特征,再经机器学习检测和归类侵入流量。
预防物联网攻击的区块链访问控制技术,在智慧城市的用户权限和访问控制方面,提供一种分散和防篡改机制,降低网络攻击风险,保障数据安全和完整。
智慧城市的实时视频摘要技术,实时视频摘要技术在智慧城市监控方面,可以管理和提取大量的视频数据,尤其是异常检测应用,对智慧城市建设运营发挥重要作用。
写在最后
0 5
智慧城市建设运营,最终将以城市大数据与城市管理紧密结合起来, 融 合 贯通 ,形成坚韧、可持续的整体。回归到工程建设领域,扎实做好建筑数字化是关键的第一步,工程建设全过程通过数字技术综合应用积累数据基础,从建筑本身衍生数字家居、运营、智慧医疗、养老等场景应用,逐步融汇进入智慧城市体系里。
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