利用物聯網技術 城市讓環境更美好
http://www.debgrams.com 2011-08-16 10:17 來源：中國貿促會電子信息行業分會供稿
目前，世界各地都在推進物聯網城市的建設，這些行動也都是物聯網技術的展示。物聯網城市也就是環境友好型城市，可以說在城市開發中物聯網技術應用的潛力是無限的。因此，城市建設與物聯網技術的關系將愈發接近。
為了實現能源效率較高的環境友好型城市建設，物聯網技術是不可或缺的。這是因為通過物聯網技術可以管理城市所產生的海量且多樣的信息。更重要的是，通過對這些信息的匯集、整理與分析，可以培育出促進社會進步與改善居民生活的新型服務。
一、“生態”是未來城市建設的關鍵字
世界城市人口不斷快速增多。根據聯合國的預測，2050年全世界69%的人口，也就是將有63億人將在城市居住。一些新興國家的農村人口將不斷外出務工，走向便于生活與工作的城市地區。城市作為收納人口的容器，未來的開發建設將更多更廣泛。
旺盛的城市開發需求之下，世界各國擁有共同的著眼點，即：將城市建設的關鍵字定位為“生態”。例如，阿聯酋的阿布扎比推進了號稱“零排放城市”的“馬斯達爾生態城”建設，旨在打造一個二氧化碳零排放的生態城市。我國也將環境友好城市、生態城作為新城市開發的標準，計劃將600多個大城市中的100個建設成生態城。
生態城應運而生的背景之一是全世界實現低碳社會的共同目標與愿景。2010年3月召開的世界城市論壇上，聯合國環境規劃署(UNEP)、聯合國人居署(UN-HABITAT)與世界銀行公布了二氧化碳排放的測量方法。在人口與工業活動不斷集中的城市地區，溫室氣體減排已經上升到了一個城市重點課題。
同時，為了應對人口快速增加與城市化，確保城市能源、水資源等生命線至關重要。為了既能夠控制溫室氣體排放，又能確保人口增加下的生命線，就必須盡可能提高城市的能源使用效率。具體而言，需要摸索城市功能的最佳規劃、現有基礎設施的升級改造，進而通過解決城市問題提升居民的生活質量。
二、提升城市效率不可缺少物聯網技術
不管是新興國家、發達國家，為了實現高效率的城市，物聯網技術都將成為不可或缺的要素。世界各地均將物聯網技術定位為實現城市管理的工具。其中一個例子是美國IBM在馬耳他島開展的示范項目。
馬耳他自然資源匱乏，長期以來其能源需求全部依靠進口，進口石油目前仍是馬耳他用來發電的唯一能源來源。近年來國際市場石油價格持續走高，使馬耳他政府面臨巨大挑戰。2009年2月4日，馬耳他公布了和IBM達成的協議，雙方同意建立一個“智能公共系統”，實現該國電網和供水系統的數字化。IBM及其合作伙伴將會把馬耳他2萬個普通電表替換成智能電表，這樣馬耳他的電廠就能實時監控用電，并制定不同的電價來獎勵節約用電的用戶。這個工程價值高達9100萬美元(約6億元人民幣)，其中包括在電網中建立一個傳感器網絡。這種傳感器網絡和輸電線、各發電站以及其他的基礎設施一起提供相關數據，讓電廠能更有效地進行電力分配并檢測到潛在問題。IBM將會提供搜集分析數據的軟件，幫助電廠發現機會，降低成本，并減少該國碳密集型發電廠的排放量。
該島上的試點實驗中引進了智能電表與客戶信息系統，將這些運用于社會基礎設施的有效管理。通過構建水、電的高效管理方式，控制能源消費的同時，可以產生減少基礎設施投資財政負擔的“實際效益”。從馬耳他島的案例能看出，城市中物聯網技術發揮的幾個作用。其中之一是，能源與資源的合理分配。監控電力、供水等利用情況，優化供給。例如，電力領域，通過智能電表感知使用情況，電力公司和每棟建筑通過最佳控制來設置太陽能電池或蓄電池供給，整體提升城市的能源效率。第二是可以直接控制需求。感知基礎設施的復雜情況，控制需求進行引導。其代表案例是汽車導航與道路收費等機制。為了把握服務利用情況，有必要感知城市活動，為此需構建傳感網絡。通過應用傳感網絡采集的信息，能夠以更為動態的方式管理整個公共服務基礎設施，從而實現新型服務，解決城市課題，推出提升生活質量的措施。
三、物聯網技術從三個層面提升城市管理
嵌入式網絡設備(Network Embedded Devices)等傳感器部署于城市各個角落，能夠采集大量的監測數據信息。由于這些數據具有時間與空間屬性，所以可以將城市現實活動反映到網絡虛擬空間上，進而將這些信息匯集，通過數據分析，能夠挖掘新的價值。由此，將所有城市中的現實事物在互聯網上聚合的概念就構成了物聯網。概括來說，城市建設中主要采用五項物聯網技術(圖1)。
圖：城市建設的五項物聯網技術
l通過傳感器把握能源消費、交通、生產與消費等各種城市活動信息；
l匯總采集的數據；
l分析匯總的數據；
l將數據分析結果“可視化”并發送給居民，讓居民的生活更便捷、生活質量更高；
l基于對數據的分析，優化控制城市的各項活動與基礎設施。
這五項物聯網技術在城市建設與管理中的應用，具體可分為三個層面。即：“網絡基礎設施建設”、“信息加工與增值化”、“培育新服務、新產業”。
首先是“網絡基礎設施建設”。不僅要在上下水道、水電燃氣、交通等城市基礎設施中部署傳感器，還要實現各個城市公共運營系統間的互聯。按照運營系統的相應需要進行整體的優化控制，有效調整能源供給。
其次是將分布于城市各個角落的傳感器所采集的數據進行“信息加工與增值化”。使城市的海量數據變為培育新服務的“信息”。為此，需要從采集到的數據中，進一步篩選、分析、加工，并將數據分析結果可視化，實時提供給居民或反饋給城市公共運營系統。
最后是應用分析后的數據與信息“培育新服務、新產業”。主要面向居民，開發可以提升居民生活質量與便捷性的新服務，讓加工挖掘后的信息不斷產生附加值。其中，遠程診療、偏遠地區醫療、老年人護理等領域，都可以說通過物聯網技術應用有效提升了居民的生活質量。
四、利用物聯網技術，城市讓環境更美好
“利用物聯網技術，城市讓環境更美好”。從物聯網技術角度看城市建設的話，將與傳統城市建設概念完全不同。規劃中所需要的不僅僅是新技術、新設計、新解決方案，還需要城市活動中公共運營主體——電力、交通等基礎設施產業以及各研究機構抿棄行業門檻，緊密協調，既要實現軟硬件的兼容，又要實現各種接口的數據格式標準化。從而能夠在城市信息資源充分共享和集成的基礎上，優化控制并管理和運營城市資源，開創解決資源約束問題的創新途徑。
目前，世界各地都在推進物聯網城市的建設，這些行動也都是物聯網技術的展示。物聯網城市也就是環境友好型城市，可以說在城市開發中物聯網技術應用的潛力是無限的。因此，城市建設與物聯網技術的關系將愈發接近。
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