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建设智慧城市的10个必备要素

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在今年上半年移动世界大会(Mobile World Congress)和物联网世界大会(IoT World)召开之后,大家对5G、智能移动、通用物联网和智慧城市的看法,众说纷纭。这让人觉得我们已经身处未来,对于这些新事物的出现我们惊喜万分。

智慧城市的建设需要一个完善的框架。未来的智慧城市不仅仅需要拥有简单的连接功能、传感器和设备。渐进主义对智慧城市的建设没什么好处,远见和规划才是关键。

下列10个要素是智慧城市的必备要件。

1 :强大的连接功能

缺乏冗余、高速、低延时无线通信的城市称不上智慧城市。这就是为什么5G的发展万众瞩目,让人激动的原因。

为了充分发挥5G的作用,我们需要将5G引进建设地附近,而不是目前大部分4G用户的居住地。在街上也可以使用5G,因为自动驾驶车辆需要实时决策。它需要直接与路边摄像机、传感器和处理器配合,实时支持高速车辆的行驶。

智慧城市的架构必须包括低功率无线端口(LPWA),支持功率受限的设备。对于类似浮在井面每日报告水深的电池供电设备,高能效的通信协议是重中之重。

2 :先进的能源

智慧城市需要先进、可持续、安全、动态、有弹性的能源网。这对于智慧城市是不可或缺的。

就像所有IT工程师都会给数据中心配备不间断电源和后备电源一样,智慧城市也当如此。当灾难或特殊事件发生的时候,仅有通信和情报系统正常工作,而电网无法正常供电,那么这样的城市不是理想的居住地。

3 :安全和隐私

从建设智慧城市之初,我们就要将安全性纳入考虑范围。访问协议和通信要求先进的安全体系结构,防范恶意代理商。将代理佣金和强制升级路径嵌入架构中,防止或减轻网络攻击产生的不良影响。

为了保证安全性,我们不仅仅需要考虑保护体系和保护区域,还需要考虑公民隐私的保护。尊重公民的建设方案才是明智的选择。

4 :传感器和测量

数据采集一直以来都是智慧城市工作的重点。不夸张地说,智慧城市可以测量一切数据,并不断增加新数据的采集功能。天气、风向、风力、地表温度、路况、空气质量、辐射、污染指数、行人交通、车辆交通、野生动物、土壤湿度、噪声分贝、光的强度、水质、水深、振动幅度、倾斜角度、污水流速等只是智慧城市需要收集的一部分数据。

只有数据还不能成就一个智慧城市。它还需要相应的分层架构用来处理数据并按照处理结果做出相应反应。

5 :路边数据中心

在未来的城市,我们需要处理大量的数据,解决决策速度问题,这意味着我们不能把所有数据发送到云进行集中处理。就像在目标移动得太快的情况下,从上级接收报告,做出判断,下达指令,射击手接收命令这段时间里,目标早已出了射击范围。未来的自动驾驶汽车和无人驾驶飞机,就需要实时决策。

依赖智能核心的节点不能作为市政系统。我们必须借助当地处理资源建立高价值的节点,让这个节点作为分层参与者在分散网络中无缝运行。所有市政设施必须联合成一个高效的分散式处理系统,这个庞大的系统是具有生命力的,并与丰富的数据相连接。

为了满足动态交通管理、AR等需求,设备必须保证高效、低延迟的实时决策,所以智慧城市需要在关键位置和节点部署计算中心:路边数据中心。

6 :存储和缓存

数据的存储与计算要齐头并进。智慧城市需要在我们的通信基础设施边缘区域设置存储中心,作为分层存储和缓存网络的一部分。由于每分钟都有海量的数据储存下来,这就要求相应的本地存储能够避免不必要的网络拥塞。

每辆自动驾驶车辆预计每天产生大约4 TB的数据。除了车辆,还有城市里成千上万的节点上大量摄像头也会产生大量数据。因此本地存储和处理需要相配合,动态提取有用信息,选择保留信息或者转存到云资源。

对于信息的传递,缓存也很重要。AR和VR不能出现信息传递延迟的情况。无论在何处,缓存的信息必须可以瞬时提取。

总之,智慧城市须将人行道上产生的数据纳入存储范围。我们需要建设以高度分散的动态存储阵列为特色的智慧城市。

7 :硬件维护和升级

智慧城市基础设施需要维护和升级,这是毋庸置疑的。但是资源的限制使升级改进无法过于深入或者花费太多时间。

我们需要建立和规范智慧城市街边的“服务点。”工会和市政府可以签订协议来规范具体操作,订立津贴标准。

8 : API (应用程序界面)和第三方开发

分散缓存和计算意味着第三方平台的发展。智慧城市技术供应商与市委领导应该在安全的基础上进行合作。他们必须以适合的方式公开访问资源、数据和API,借此收集情报,获得经验,研发APP。

创新是所有公司的权利。即使是史蒂夫·乔布斯也没有预见到从iPhone平台涌现的应用程序的多样性。苹果依靠第三方和大量研发人才研发各种应用程序,例如Instagram、Lyft和Airbnb 。在第一款iPhone发布的时候,这些APP超出人们的想象之外。

当然,我们不能简单地创建一个允许开发人员自行发布APP的智慧城市“应用程序商店”。我们需要建立先进的审批程序,这样的程序可以快速高效而地确保审批 “产品”的安全性。

9 :用户接口

真正的智慧城市可以将公共空间转变成接口。

智慧城市将通过语音和AR定义周围“环境”互动策略。未来的智慧城市可以成为无缝交互空间,而且值得一提的是,让空间转变成接口这个想法对建筑师和城市规划师产生了深远的影响。

10 :更好的设计

纵观古今,市政设施和公共基础设施的设计遵循功利主义,但这样的设计不如人意。我们可以而且必须建设更符合居民需求的公共设施,让居民的生活更加美好。

只有改变对公用设施设计的态度和初衷,智慧城市才能充分展现自己的魅力与潜力。


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