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中图分类号:TP39 文章编号:1009-2374(2016)07-0009-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.07.005
目前,在世界范围内,智慧城市建设工作开展得如火如荼,涉及交通、安防、政务管理、安全应急、公共服务、医疗、教育等城市运营管理的各个系统。其中智慧交通既是智慧城市建设的重要组成部分,也是提升政府有效治理能力的重要手段,因而对智慧交通的研究也成为我国城市交通治理和建设中的热点问题。本文通过检索中国知网的相关文献并进行梳理,归纳近五年智慧交通研究的主要内容,并对当前针对智慧交通研究的成果加以总结评价,指出其不足及未来研究发展趋势,以期推动智慧交通研究的发展和促进智慧交通建设的完善。
1 智慧交通的概念
智慧交通系统(Smatr Transportation System,简称STS)是智慧城市的核心部分,是整合能源、环境、土地资源,实现可持续发展的重要手段之一(曹小曙、杨文跃等,2015)。目前,我国对STS的研究尚处于初始阶段,未形成标准的定义。王庆滨提出,智能交通系统(Intelligent Transportation System,简称ITS)是指利用先进的信息、通信技术将信息监控数据导入地面信息管理系统中进行管理而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合交通运输管理系统(王庆滨、钟荣华,2015)。然而,陈琨提出,智慧交通是智能交通从量变到质变的结果,智能交通是通过非常先进的通信和控制技术,以解决各种交通问题的重要手段,是对信息技术本身的运用,而智慧交通是智能交通发展的更高阶段(陈琨、杨建国,2014)。智慧交通与原来意义上的交通管理与工程有着本质的区别(蔡翠,2013)。智慧交通更强调如何将交通系统全面融合到城市总体发展和建设中,不局限于智能交通系统的现有功能,而是将海量交通信息进行挖掘、分析,强调系统的实时性、人机交互性和服务对象的广泛性(张盈盈、陈燕凌等,2014),强调以人为本、智能化决策分析(李础⑼跗缴等,2014),促进交通向更先进和谐的方向发展(张轮、杨文臣等,2014)。
从上述文献所反映的情况看,目前智慧交通的概念主要是从城市建设角度出发,包含所应用的技术、提供的服务和服务对象。其不足之处在于:一是智慧交通所要运用的技术概念理解不清,将不同层次的技术归并在一起,理论知识体系较混乱;二是服务对象不全面,受益主体范围有一定的局限性;三是智能化、智慧化无严格界定,客观上造成概念混淆。
2 智慧交通研究的重点领域
智慧交通是在国家大力推进综合交通运输体系建设的背景下提出的,其研究的对象主要涉及:一是与交通运输密切相关的执行层,如客货、交通基础设施、运载工具装备以及智能公路、车辆的运营管理等;二是政府的宏观决策层,如综合统计、规划与设计、建设、市场秩序管理、交通秩序管理、票务与支付服务、公共信息服务和安全应急等。
2.1 与交通运输密切相关的业务
治理超限超载是一个世界性难题。张新从顶层设计角度,提出科技治理超限超载的6大系统:监督考评监测系统、源头末端监测系统、重点路面监测系统、检测站监测系统、行政执法及电子监察系统、智能分析和决策支持系统(张新,2014)。
陈向东、杨斌分析了智慧轨道交通中“更透彻的感知”的发展方向与趋势,从“敏锐”“快捷”“可靠”“高效”“全面”和“智能”多个角度探讨了如何在智慧轨道交通行业运作和智能轨道交通系统中实现“更透彻的感知”(陈向东、杨斌,2012)。曾华觥⒅旎撤继岢隽恕爸腔酃斓澜煌ㄏ低臣芄埂保对智慧轨道交通系统理念、技术内涵及其构成进行了探索和概括(曾华觥⒅旎撤迹2012)。王健通过分析公共交通现状,对智慧巴士系统的运用和推广进行了介绍(王健,2012)。石文先提出了智慧空管系统总体框架,该系统主要由感知层、基础设施网络层、应用服务平台层、专业应用与决策支持层组成,并对系统所需的关键技术、支撑平台和应用前景进行了分析(石文先、朱新平,2013)。杨静指出将互联网技术引入地铁,在发挥地铁载客、聚客功能的同时,让乘客在运动中与城市各类信息交流、互动,为乘客呈现运动中的城市全景图,另外实现轨道交通媒体价值增值、转型,是轨道交通互联网时代的发展方向(杨静,2015)。史晓平、李华光以上海为例,分析了港口空间地理信息系统建设的必要性和可能性,并提出上海港空间地理信息系统建设的对策建议(史晓平、李华光,2015)。
黄敏以深圳为例,提出要以大交通为依托,以大数据为基础,以大监管为主线,以大信息为核心,推动智慧型、效能型、服务型交通运输部门的建设(黄敏,2015)。陆荧洲等对道路监控系统在城市智慧交通建设中的运用进行了研究(陆荧洲等,2015)。
2.2 政府宏观决策层面的研究
智慧交通是缓解交通拥堵、节能减排的有效手段之一。在智慧交通顶层规划上,我国主要是独立建设模式和数据大集中模式两种(李吹龋2015)。赵俊钰等提出了一种可落地的智慧交通总体架构建设思路(赵俊钰、刘芳玉等,2013)。
在智慧交通系统开发与设计上,徐蔓青、张滔、尹克坚、王雅琼等对智慧交通所依托的大数据平台的开发进行了研究,谭晓琳、顾慧、梁展凡等对智慧交通应用软件技术进行了研究,王峰、韩丽、徐波、马士玲等则从物联网角度对智慧交通系统设计进行了探究。
在公共信息服务上,信息安全应是智慧交通建设的前提(陈楠坪)。目前,我国智慧交通信息服务主要有四种模式:针对政府的交通管理系统平台,用户车联网(企业及个人),导航地图、打车软件等APP(企业及个人用户),智能汽车制造(个人及企业级用户)。但是,信息如何与业务实现深度融合才能发挥信息服务核心价值(阮晓东)。因此,孙斌提出了利用三维业务模型来促进智慧交通信息化建设。刘源设计出“智慧出行”系统架构,并可实现GPS浮动车交通信息采集、信息推送与语音播报、动态信息融合实时处理以及车辆协同交互优化,会产生积极的社会效益,提升城市智能交通的水平。张志宇、阮永华提出利用号牌识别技术、RFID电子车牌技术相结合的交通信息采集与服务系统方案,对城市交通信息采集点的布设模式进行深入研究。
在安全应急管理上,陈龙、樊博将物联网相关技术和管理学中相关理念相结合,提出了智慧城市交通安全监控管理的构架。
3 其他领域的研究
在其他方面,主要集中在对北京、上海、广州、南宁、镇江、扬州等经济较发达的城市智慧交通建设的实证研究,对二、三线城市如何推进智慧交通平台的搭建甚少,另外对国外智慧交通建设比较成功的国家或地区的研究也还不多。
另外,在对智慧交通人才培养方面,赵竹以交通安全与智能控制专业为例,就专业如何对接智慧交通产业的校企合作课程开发进行了研究,丰富了高职课程理论体系和智慧交通建设人才的培养方向。
4 评价和启示
综上所述,近五年,交通运输业界和学术界对智慧交通的研究主要集中在应用技术的研发与设计领域:一是交通信息网络平台,如地址匹配技术、车联网技术、交通传感网;二是动态车辆智慧化管理与服务,如车辆识别系统、行车引导系统、智能停车与诱导系统技术、智能公交系统、智能交通监控与管理系统;三是静态车辆智慧化管理与服务,如智能停车场、位置服务等。但对智慧交通建设的相关技术研究未形成鲜明的层次结构。总之,目前对智慧交通概念体系和应用价值体系的研究较少,缺乏全面、标准的理论体系。
另外,从研究的领域来看,目前对交通运输密切相关的公路、轨道交通、城市公交关注较多,而对航空、海运交通智慧化管理研究较少;对政府宏观规划与建设、信息服务、交通秩序管理关注较密切,而对智慧交通大数据的综合统计、交通基础设施建设、市场秩序的管理、票务和支付服务、安全应急研究、人才培养研究不多。从人本管理角度,目前对技术应用研究较多,对居民的出行需求、法律环境等的研究甚少。
因此,未来对智慧交通的研究还可进一步开拓和深化:一是强化理论研究,完善相关理论体系建设,对智慧交通的基本概念和原理做更深入的探讨,为智慧交通实践提供有效指导;二是加强对智慧交通建设和应用信息技术的创新研究,进一步探讨网络信息安全保障体系;三是扩大智慧交通研究视角,关注居民出行需求;四是加强交通运输类专业人才培养对接智慧交通产业的研究,重视跨学科人才教育。
参考文献
[1] 曹小曙,杨文越,黄晓燕.基于智慧交通的可达性与交通出行碳排放――理论与实证[J].地理科学进展,2015,34(4).
[2] 王庆滨,钟荣华.智慧交通与城市发展研究[J].城市道路与防洪,2015,(6).
[3] 陈琨,杨建国.智慧交通的内涵与特征研究[J].中国交通信息化,2014,(9).
[4] 蔡翠.我国智慧交通发展的现状分析与建议[J].公路交通科技(应用技术版),2013,(6).
[5] 张盈盈,陈燕凌,关积珍,等.智慧交通的定义、内涵与外延[A].2014第九届中国智能交通年会大会论文集[C].2014.
[6] 李矗王平莎,张春辉,等.国内智慧交通总体架构建设模式分析[J].交通节能与环保,2014,(2).
[7] 张轮,杨文臣,张孟.智能交通与智慧城市[J].科学,2014,(66).
[8] 张新.基于智慧交通的治超模式研究[J].中国交通信息化,2014,(9).
智慧城市可以定义为将技术融入到可持续发展、公民福利和经济发展的战略方针,它是一系列的智慧计算技术在各种关键基础设施和服务上的应用,比如城市管理、教育、医疗保健、公共安全、房地产、交通和公用事业等。通过采用提高城市系统的使用效率和有效性的智慧技术,生活在这些城市的人的生活可以得到改善,而这种增长对环境的影响会减少。
派克研究预测,2010到2020年间对智慧城市技术基础设施的投资总额将超过1000亿美元。智慧城市技术市场将从2012年的每年61亿美元增长到2020年的每年202亿美元。智慧城市市场涉及的主要行业包括智慧建筑、智慧家庭、智慧交通、智慧电网、智慧医疗、智慧教育、智慧安防、智慧工业自动化等。
目前智慧城市模型还处在起步阶段,在世界各地的不同地方,智慧城市将会有多种不同的形式。正在进行中的试点项目可以为亚洲、中东的新城市中心设计提供模板,也可以为欧洲和北美的古老城市提供覆盖基础设施的框架,让它们变得更智慧。从数字城市(digital city),到智能城市(intelligent city),再到智慧城市(smart city),这是一个必然趋势。
发展意义和侧重点
就全球来说,城市消耗了75%的能源,60%的水资源,排放了80%的温室气体。随着城市的扩张,现代城市面临着巨大的挑战。
在发达国家,比如欧洲,其城市和区域政策中已经确定将未来数年的三个主要的城市和区域目标作为第一要务(欧洲委员会,2008):第一,竞争力将继续成为欧洲区域政策的核心,由研究、创新和技能提升来维持的竞争力要全力走向知识经济;第二,维持就业、减少贫困风险的积极的劳动力市场也同样具有优先级,因为在很大程度上,失业的后果是贫困;第三个目标是环境的可持续性发展,包括节能的需要、使用替代能源、确保降低二氧化碳排放、减少城市和建筑的碳足迹以及维持有活力的生态系统。
智慧城市将有助于应对发展中国家面临的挑战,并且提供更有效的解决方案;维持发达国家的知识经济,为发展中国家的快速城市化进程提供解决方案。
各国发展智慧城市的侧重点不同。比如美国智慧城市的建设以IBM、Cisco等大的信息企业集团为主导。政府用财政资金推进重点智慧城市基础设施的投资和建设,而企业作为主体,在上述基础上进行业务和产业模式等的创新。以IBM为例,它在2008年提出了智慧地球的概念,其后于2009年公布了智慧城市的概念并先后推出多项软件解决方案,包括智慧医疗、智慧电网、智慧企业等。目前,IBM的智慧交通系统已经在斯德哥尔摩、布里斯班、新加坡等地应用,而智慧安防系统也在纽约、圣巴巴拉等地应用。
自20世界90年代起,欧洲的一些城市就开始了智慧城市的建设,如阿姆斯特丹、斯德哥尔摩等。它们关注的重点是绿色、低碳。目前欧盟的政策也对智慧城市表现出越来越大的兴趣。主要的关注是源于欧盟的未来互联网计划:智慧城市是未来互联网计划的催化剂,因为密集的社会生态系统严重依赖于对社会互动的回报有深刻影响的互联网技术。在多个欧盟计划中,思路和策略正在形成中,包括“生活实验室”。
各国智慧城市案例
“智慧城市”最初是指在田野上或者沙漠里建立一个闪亮的新的大城市的雄心勃勃的项目。最著名的是要在阿布扎比的马斯达尔的一个巨型的台子上建立一个最终成为4万人的家园的城市。另一个同样雄心勃勃的项目是韩国首尔附近的松岛市(Songdo City),它曾被称为一个奇幻的房地产项目。虽然现在说这些项目失败还为时过早,但他们确实都遇到了问题。比如完成马斯达尔的时间已被至少推迟到2025年,这不仅是因为受金融危机影响,更是很少有企业和个人愿意搬到那里。
虽然这些所谓的全面性的试点项目效果不尽如人意,但却有很多已有的城市在智慧城市的发展上取得了良好的成果。
在瑞典的首都斯德哥尔摩建立的智慧交通系统可以根据拥堵级别对车辆收费。该系统由IBM实施,于2007年1月开始运行,至当年7月短短半年的时间,斯德哥尔摩的总车辆使用降低了22%。由于系统的实施,人们的出行模式相应地发生了改变,公交用户增加了4万,碳排放量减少了12%,并且对环境保护和减少污染产生了出乎意料的影响。斯德哥尔摩的人均碳排放量已经降低到了4吨/年,是欧洲的领先者。欧洲平均每人每年是6吨,美国是20吨。经过公民投票,瑞典政府决定从2007年8月起,该城市正式永久性地运行这个城市拥堵收费系统。
荷兰首都阿姆斯特丹的“阿姆斯特丹智慧城市”是一个阿姆斯特丹居民、企业和政府之间独特的合作,旨在说明在现在和未来如何节省能源。阿姆斯特丹的“智慧城市平台”是帮助企业和公民开发和测试绿色项目的机构和基础设施的组合。在项目的倡议网站列出了30个项目,从安装智能电表到船舶电网连接,从而在城市的港口停泊时不再需要使用柴油发电机。其他想法包括一些所谓的“气候街道”,其目的是减少整个的购物街的能源使用。据统计,在直辖市中,40%的能源开支是路灯。智慧公共照明网络可以将路灯的能源消耗减低40%,并且将整体系统成本降低30%。通过阿姆斯特丹智慧城市项目,该市期望到2025年,二氧化碳排放量比1990年减少40%,能源使用比1990年减少20%。
哈德森河(Hudson River)从北向南贯穿纽约的曼哈顿。这条520多公里长的河流沿岸有超过1200万人居住,是美国东部最富庶的区域。但是在过去20年里,河水污染日益严重。为保护和重建哈德森河的生态系统,纽约市政府推出了在河上全面安装传感器的新一代水资源管理项目。传感器将监测到的实时的、不同水位的各种物理、化学和生物数据传回计算机中心,科学家、教育工作者和政府决策者可以通过这些数据了解生态系统、观察沉积物和污染物,从而深入了解人类生活对水质和鱼类迁移的影响,最终修订区域发展政策和发展模式。
2011年8月,美国的帕塔鲁马市(Petaluma)的水资源和保护部(WRC)开始推广“智慧后院项目”,旨在实现帕塔鲁马市水资源的可持续利用。该项目将为房主提供高效用水的技术,可以让房主很容易地优化景观健康,同时减少户外用水。水资源和保护部的目标是在未来5年,提高灌溉水利用效率,节约超过4500万加仑的水。
到目前为止,世界上最智慧的城市很可能是新加坡。地理环境的限制迫使它较早地朝着这个方向发展。20世纪70年代初,城市中央区变得太拥挤,新加坡随之推出了世界上第一个手动城市道路收费系统。1998年它成为第一个自动化系统。在新加坡,人们像听天气预报一样可以随时知道交通拥堵预报。通过地下传感器和交通信号灯上的摄像头,司机不仅可以知道哪儿有交通堵塞,而且可以提前10到20分钟就知道哪儿有交通堵塞,从而选择一条更顺畅的路线。现在它正在规划打造更高级的版本,将使用卫星来确定车辆的位置。从2006年开始,新加坡启动并实施《智慧国2015计划》,以期提升新加坡的创新能力,并利用无处不在的ICT将新加坡打造成一个智慧的国家,一个全球化的城市。
发展障碍
智慧城市将创新的方案汇集在一起,为解决现代城市面临的问题提供了一个远景,但是,仍然有许多挑战需要解决。如果智慧城市要真正成为城市发展的蓝图,将会有大量的技术、财务和政治上的障碍需要破除。
发展智慧城市的一个主要障碍是资金缺乏。尽管发展人力越来越被证明大大有利于经济增长,但不幸的是,许多投资者和机构都不愿意为发展人力投入大量资本。其次,大量的政府问题也需要加以解决。今天的税收、监管和组织结构已经远远过时,迫切需要改革。
另外,缺乏标准化阻碍了智慧城市的发展进程。尽管全球有100多个城市在测试智能基础设施,但对于到底是什么构成一个智慧城市仍然没有全球的共识。智慧城市的定义被那些在智慧城市的概念下营销其产品和服务的公司进一步模糊化。目前,许多企业只是将智慧城市的发展当成销售其产品的一种手段。最后,是智慧城市的使用者——居民——对智慧城市的认识不足,他们对解决方案的有效性没有信心,因此不采取行动。毕竟,智慧城市归根结底是为了人。
发展方法及发展趋势
人们一直很困惑智慧城市到底由什么构成,因为大家大多数都是关注不同的结果。比如,知识型城市更关注教育,终生学习,个人成长,创新和知识资产的发展。而数字城市更多的是由大的ICT提供商驱动,比如Cisco、IBM和Siemens等,旨在让每个人、每件物品都可以通过高速网络、服务器和仓库的复杂排列而相互联系起来。生态城市更关注的是通过大量的使用可再生能源实现环境的可持续发展。实际上,真正的智慧城市需要三个方面有机地、系统地结合起来。任何适当的智慧城市的模型都必须是多维度的,涵盖不同方面的智慧,并强调跨多个领域的融合和互动的重要性。城市是一个系统的系统,任何试图界定其动态特征的模型必须能够代表这些元素的多样性。
建设智慧城市,需要相应的技术支持。一是无处不在的信息通信技术(ICT)基础设施,包括有线和无线的高速互联网接入以及无处不在的传感器和执行部署。二是ICT服务支持套件,包括智能媒体服务引擎和城市范围内的对传感信息的开放式访问。要实现这些,必须要推动整个ICT基础设施的水平化,同时需要创建跨产业的交汇点。实行标准化的时候,必须考虑多个行业和应用领域,可能需要交叉标准化组织甚至是产业联盟。另外,需要推动涉及不同的配套产业的范例、试点和实地试验的展示,从而创造合作并推动“想要如何”的水平化案例。
智慧城市必须在经济上可行,这意味着要在全球知识经济中竞争。达到和保持世界一流的水平需要一个根深蒂固的创新、学习、合作的文化,以及吸引和留住不同的知识工作者和创业者的氛围。
最终,智慧城市项目的成功在于社会参与。如果公民不准备使用它,最先进的智慧基础设施将一无是处。专家们认同,发展的道路上的第一步应该是让人们认识到智慧城市的优点。完成了这一步,公民、企业和政府官员将会在智慧城市的愿景下团结在一起。
达到智慧城市要注意三点:一是改善经济和政治效率,促进社会文化和城市发展中网络基础设施的利用水平;二是通过多角色、多领域和多层次的城市发展,创建有竞争力的城市的愿景和战略;三是重视城市进步的社会资本,创建一个可持续发展的、有包容性的城市的方法。
信息产业机遇空前
在中国的产业结构调整中,信息产业可以做什么?IBM认为,在交通、石油、医疗、食品系统、水资源、供应链、电网、金融、城市等社会的各个方面,信息产业都大有可为,机遇空前。比如,由于瑞典斯德哥尔摩市采用了智慧交通的方案,大幅度改善了交通拥堵的状况,使得人均碳排放量降低到4吨,而临近的国家是6吨,美国则是22吨。即便是最传统的产业也可以更加现代化。比如IBM与全球著名的石油公司一同将油田效率从20%提升到40%;在钢铁企业可以利用智慧系统预估炼钢流程,从而大幅度提升产值;又比如传统电网升级成为智慧电网,降低电力传输中电量的流失。
信息化可以协助中国传统企业转型提升,也协助新兴产业获得突破。今天在很多新的服务业中也可以应用智慧的方式大幅度提升服务能力。比如航空业,航空公司如何更有效地利用物联网提高服务水平?今天的信息技术甚至可以通过数学模型模拟飞机货品装载流程,帮助飞机装载平稳,大幅节省油费。
彰显信息技术效益
今年6月,IBM举办了一个大型高峰论坛,聚集了全球46个国家和地区的来自不同行业的400多位企业领导者。与会人员谈愿景谈未来时都非常认同通过信息技术来实现企业转型,并更为关注信息技术如何落地。我们认为在运营、社会、品牌、战略四大方面都可以全面彰显信息技术效益。
第一,运营效益。领导者非常关注项目的成本和产出。比如智慧交通,一个城市是否需要花费资金来改善交通状况,或者花费了人力、物力、财力后能否取得应有的效果。比如新加坡政府在决定投入物联网、启动智慧交通乃至智慧城市项目的时候,需要看到相应的效果。在应用了智慧交通系统连接新加坡城市1000多个信号灯后,每个人在出行前根据实时路况合理选择最快路径不再只是一个愿望。
第二,社会效益。今天在从传统产业向现代服务业转型的过程中,信息技术带来的社会效益也非常明显。比如随着高速铁路的建设,南京市会迎来更多从上海来的短途观光游客。以前他们需要在南京住宿一夜才能轻松游览当地重要的历史文化古迹,而现在可以做到当天游览,这对于南京的服务业是全新的改变。
如何用信息技术让服务业转型带来社会效益是一个重要挑战。又如以观光旅游业为支柱产业的水城威尼斯,平均每年迎来2000万游客,大量游客的到来使得很多景点接近饱和,这加快了对历史古迹的破坏速度,但游客数量不足将会影响整个城市的财政收入。通过智慧城市的建设,威尼斯旅游局可以合理预估各个景点的游客量,疏导观光游客的游览路径,甚至可以预估第二天、第三天的游客量,带来了巨大的社会效益。
第三,品牌效益。比如以软件外包业为主导的爱尔兰,关注如何将国家发展计划与信息科技结合起来,打造一个新的爱尔兰国家品牌形象。
第四,战略效益。中国的很多企业在展望未来愿景的时候都需要和信息技术联系起来,与感知的世界结合起来,发展未来战略。
创新的领导力
中国企业能否顺利转型是“十二五”规划落地的关键因素之一,IBM希望用自身的转型经验帮助中国企业成功转型。其中,如何塑造和培养创新的领导力至关重要。IBM针对全球1000多家企业领导者进行调查后发现,产业协作需要展现创新的领导力。IBM认为这其中有三大要素需要强调:今天的领导力是协作创新的能力,而不是独善其身的领导力。因为所有的产业变革不可能只来源于某一家企业的创新,今天的智慧交通、智慧医疗、智慧电网都需要信息技术与不同产业的转型调整结合起来。
中图分类号: U4 文献标识码: A 文章编号: 1673-1069(2016)18-107-3
0 引言
交通作为城市基础设施的重要组成部分,在日常生活中发挥了极为重要的作用,同时,城市交通的发展程度也是一座城市现代化程度体现。城市交通的发展状况直接影响着城市生活、工作效率。
但是,随着经济的快速发展和城市的持续繁荣,使得非农产业向城镇集聚、农村人口向城镇集中,这对原有的城市交通系统造成了巨大压力。当前全国大、中、小城市均面临着不同程度的交通拥堵、交通安全、能源消耗、环境污染等问题,这些问题严重制约着城市的可持续发展,日益严峻的生态和生存环境不断考验着生活在城市的人们。如何缓解并提升城市交通服务水平和服务效率成为关注热点。
1998年原美国副总统戈尔提出“数字地球”从而引发了将其概念应用到“数字城市”的社会信息化运动,2008年,IBM总裁兼首席执行官彭明盛提出了“智慧地球”的概念,引发了世界上国家和地区建设“智慧城市”的建设热潮。
1 智慧交通的特点
智慧交通是在以人为本、可持续发展的理念指导下,将物联网、云计算、大数据、移动互联网等技术为代表的智能传感技术、通信传输技术、数据处理技术和信息网络技术等有效集成,并运用到交通系统中,以提高交通管理服务效率、提升人们的出行体验为目的,以更精确的信息在更广的时空范围内构建的智能化、人性化、立体化的综合交通体系。具有如下特点:
1.1 高效省时
智慧交通通过实时跨网络交通数据分析和预测,避免不必要的时间、能源等浪费,提高车辆的运输效率,使交通流量最大化满足人们的出行需求。
1.2 安全便捷
智慧交通利用物联网等技术,向各交通行驶主体及相关部门提供实时、有效的交通信息,使其避免产生交通事故,防患于未然,力图做到安全出行。通过移动通信提供最佳路线信息和车辆实时运行信息,以及一次性支付各种交通费用,为旅客提供便捷的出行服务,增强旅客体验。
1.3 以人为本
智慧交通面世以来即秉承着以人为本、服务民生、需求引导、开放创新的理念,“智慧”落脚于人们的出行需求得到高水平满足。
1.4 节能环保
新能源汽车等智能应用技术的不断发展,将会大幅度降低碳排放、减少能源消耗和各种污染物的排放,从而提高人们的生活品质。
2 智慧交通的发展现状及趋势
2.1 国外智慧交通发展现状
从西方发达国家的经济发展里程来看,各国交通发展均经历了以下几个阶段:大力增加公路通车/通航里程;提高公路/航道等级;综合运用各种运输方式;从可持续发展的角度去优化各交通运输方式;交通信息化、智能交通/智慧交通。由于智慧交通是近年来才兴起的概念,是智能交通在新时期的趋势和最终目标,因此本文主要以智能交通的发展为主要论述对象。
1995年,日本的通产省、运输省、邮政省、建设省和警察厅五部门制定道路、交通、车辆的信息化方针,拉开了ITS系统研究开发和实施的序幕。日本心交通系统是实现智能交通的关键之一,在“日本ITS框架体系”的指导下,该系统有一个具有高性能的核心性综合交通控制中心和10子系统组成。这些系统包括:公交优先系统、交通信息提供系统、综合智能图像系统、安全驾车辅助系统、行人信息通信系统、紧急车辆优先系统、不停车收费系统、动态车辆导航系统、车辆行驶管理系统等。
英国对智能交通系统的研究一直处于世界前列,其拥有世界最多用户的SCOOT系统一直是智能交通系统的主要组成部分。另外英国交通信息高速公路(Travel Information Highway,TIH)和视频信息高速公路(Video Information Highway ,VIH)是世界领先的交通信息网络平台系统。
2.2 国内智慧交通发展现状
20世纪70年代,我国开始在交通运输和管理中应用电子信息及自动控制技术,并在全国主要的大城市如北京、上海等地使用单点定周期交通信号控制器和线协调交通信号控制系统。20世纪80年代初,我国陆续从国外引进了先进的城市道路交通控制系统,如英国的SCOOT系统、澳大利亚的SCATS系统等。
进入21世纪,随着我国城市道路资源的利用趋于饱和,合理配置交通资源,加大城市智能化交通系统建设,成为各地智力交通问题的首要任务。特别是结合了2008北京奥运会、2010年上海世博会、2010年广州亚运会等重大活动的举办需求,实施了国家综合智慧交通技术应用示范等重大项目,并且围绕国家高速公路网不停车收费和服务系统、北京奥运智能交通集成系统、上海世博智能交通技术综合集成系统、广州亚运智能交通综合信息平台系统、远洋船舶与战略物资运送在线智能检测系统五个方面开展了系统的研究,并取得了显著的成果。
科技引领是我国智慧交通的一个重要特点,从“十一五”开始,“863计划”将现代交通技术列为一个单独的领域来开展研究;2011年4月,交通运输部颁布的《交通运输“十二五”发展规划》中明确指出在“十二五”期间要重点研发包括智能车载终端设备、公共交通信息采集监测于服务、运营监管和应急保障等城市智能交通关键技术。2012年国家《交通运输行业智能交通发展战略(2012-2020)》,将智能交通提高国家战略地位,成为我国第一部以政府文件形式的智能交通战略。另据“中国城市智能交通市场研究报告”统计,2008年至2013年期间,城市智能交通复合增长率达到了20.2%,而受益于公安部《道路交通安全“十二五”规划》、《道路交通科技发展“十二五”规划》等多项政策,预计未来10年内智能交通的资金投入将超过1700亿元。
从整体上而言,我国智慧交通未来的发展呈现三大态势:一是城市化进程加快给智慧交通产业创造巨大空间;二是世界智慧交通系统将进入一个创造新一代移动社会的崭新阶段;三是智能交通技术应用方面,利用智慧交通技术来减少交通污染,发展低碳和绿色交通,促进城市交通的可持续发展成为重要方向。
3 智慧交通总体构架
传统智能交通系统包括交通管理系统、交通信息系统、公交信息系统、车辆管理系统、泊车系统、车辆控制系统六大子系统,其核心在于控制,即将控制技术、信息技术、通信技术融入交通领域,形成完整的控制体系。
智慧交通是在智能交通的基础上,融入人的智慧,实施及时、便捷、安全、高效的交通控制。智慧交通的核心在“智慧”,即给交通安装大脑,使之能够及时看到、听到信息,并及时作出反应,从根本上解决城市交通拥堵、资源浪费、安全事故频发、难以实时控制事态等难题,使城市交通发展走上良性发展的轨道。智慧交通系统是将电子、信息、通信、控制、车辆以及机械等技术融于一体,应用于交通领域,并迅速、灵活、正确地理解和提出解决方案,以改善交通状况,使交通发挥最大效能的系统。
智慧交通系统是一个开放的复杂的巨型系统,由许多关系密切的不同领域、不同功能的子系统综合集成。其中,人、车、路和环境是交通的四大基本要素;管理者、行人与驾驶员构成交通中人的要素;公交车、地铁、出租车、自行车、商用车、特种车辆等构成交通工具要素;普通公路、高速公路、轨道、航线、公交站、停车场、综合交通枢纽等构成交通基础设施要素;自然灾害、天气状况等构成交通中的环境要素。这几者之间依靠互联网、物联网、移动互联网等互联构成以车联网为中心的交通信息广泛采集、即时传输的网络,将交通流信息和气象信息等输送到城市交通云中心,利用云计算等新兴技术手段对交通信息进行储存处理,并进一步利用大数据、人工智能等手段对交通数据进行深度处理,将结果输出给公众,向管理者、出行者提供随需而变的服务。最终形成集节能环保、绿色低碳、智能高效于一体的智慧交通体系,涵盖交通管理系统、出行者信息服务系统、车辆运营管理系统、电子收费系统、智能车辆、自动公路、综合运输、紧急事件与安全以及车联网等系统。
4 智慧交通建设内容
智慧交通将先进的信息、控制、计算机技术和交通工程集成,形成各项建设内容,加强人、车、路之间的互联互通,将各种设施单元(车载设备、路侧单元、控制中心)、交通管理部门和出行者集成到一起,为提高运输系统的总体运输效率和安全水平提供基础和手段。
4.1 交通规划与管理
智慧交通在交通管理与规划领域的建设包括三方面,分别为:先进的交通管理系统、交通基础设施智能监控系统、交通运输规划决策支持系统。其中,先进的交通管理系统是重点,交通基础设施智能监控是基础,交通运输规划决策支持系统则属于长期宏观类型的应用。
4.2 出行者信息服务
出行者信息服务领域包含的内容及分类方法较多,从系统建设独立性的角度分析,智慧交通在该领域的建设内容包括三方面:智能车流诱导系统、智能车载导航系统和多渠道信息服务系统。
4.3 车辆运营管理
智慧交通在车辆运营管理领域的建设内容包括:智能公交系统、快速公交运营管理系统、轨道交通运营调度系统、出租车调度管理系统、公共自行车管理系统、智能商用车辆管理系统以及特种车辆运输智能监控系统等。
4.4 电子收费
智能交通在电子收费领域的建设主要体现为不停车收费系统(ETC)和智能停车系统。其中,不停车收费系统是智能交通系统中起步较早、发展较为成熟的建设内容。随着传感器技术和短程物物通信技术的进步,还将衍生出多种其他基于便携终端的自动收费系统。
4.5 智能车辆
智慧交通在智能车辆的建设内容包括智能防撞系统和智能辅助驾驶系统。通过先进的车载电子系统、车载传感系统以及车程无线短程通信系统,实现全方位的车辆避撞功能,包括:纵向防撞、横向防撞、交叉路口防撞以及碰撞前的车辆乘员保护等。
4.6 紧急事件与安全
智慧交通在该领域的建设内容包括事件应急管理系统和紧急救援系统。其中,事件应急管理系统包括事件的预防、事件的检测与确认、事件的鉴别、事件的响应、事后管理、事件的记录等功能。紧急救援系统的主要服务对象包括机动车驾驶员、行人、摩托车驾驶员以及非机动车驾驶员等。
4.7 综合运输
智慧交通在综合运输领域的建设内容主要体现为智能客货综合联运系统。该系统利用部署在货物、车辆上的各种传感与识别技术以及旅客的便携智能终端的能力,结合运输路径所在范围内的实时路况信息,实现客货运信息资源的交换,大幅提升旅客联运服务和货物联运服务中的效率和质量问题。
4.8 自动公路
自动公路系统是智慧交通中最先进的应用领域之一,通过在公路系统上铺设路面磁钉车道,控制中心可直接对每辆智能汽车发出指令,调整其行驶工况。该系统通过与智能车辆系统进行信息交换来检测周围行驶环境的变化情况,达到行车安全和增强道路通行能力的目的。
4.9 汽车移动物联网
汽车移动物联网,简称车联网,是物联网在交通领域的具体应用。在物联网的技术背景下,交通系统中的人、车、路灯组成要素的感知能力将逐渐实现。相当于提供了覆盖率极高的海量信息采集终端和信息终端。在物联网的环境中,以汽车移动计算平台为核心,利用泛在感知能力可以对现有的几乎所有智能交通系统进行升级强化,建设基于物联网的路网车辆状态监控系统、基于物联网的交通控制系统以及基于物联网的信息服务系统等。
5 结语
在信息化浪潮与数据科学崛起的共同推动下,智慧城市在全球范围内成为下一代城市发展的新理念和新实践。智慧交通是智慧城市的重要组成及基础支撑。智慧交通的实现依赖于技术与理念的进步,技术的进步是交通朝纵深、智能的方向发展;技术和理念的提升给交通领域带来了前所未有的延伸拓展空间,不但连通了各种交通方式和交通参与主体,使交通更加高效,而且将交通系统的末端渗透到智慧城市的其他领域,通过便捷的交通吸引大量客流、物流、资金流,给城市医疗、旅游、教育、安防、商业等领域带来巨大活力,极大地开拓城市的发展潜力,而城市的发展也会带来交通领域更大的繁荣,激发出交通领域更多更新的商业模式。
参 考 文 献
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(1) 车路协同与5G
道路如同城市的血管,血管的通畅程度与城市活力息息相关。随着城市规模越来越大,人口不断增长,交通拥堵的程度日益加剧,仅仅靠道路的建设等方式来构建高效的交通体系已经变得越来越难。5G时代的来临,作为城市和车辆的连接点,道路也将成为通信网络、云计算、智能传感器融合创新的交汇点,如何利用新技术来提升城市智能化水平,增强城市路网与车辆的协同效率和安全性,从而降低城市拥堵、改善出行体验,成为技术改变生活的新挑战和新机遇。
车路协同是将道路、车辆以及技术进行有效的融合,通过先进的无线通信和互联网技术,实现车与车、车与路、车与人、车与网络的实时数据交互,帮助乘客和车辆选择更好的出行路径,改善传统道路规划建设和管理的不足,从而提升道路交通的效率。
我们希望连接人与人、人与物以及人与服务,让万物互联成为产业互联网的基础。5G的来临正好顺应了万物互联的趋势,同时它还具有大带宽、低时延、高可靠等特性,将5G网络看作一把钥匙,它能够帮我们解锁原先难以数字化的现实场景,让数字技术以更小的颗粒度重塑现实世界。通过多部门(电信运营商、交通部门、车企、IT大厂)的协同合作,推出车路协同的整体解决方案,这能够有效地解决4G时代难以实现的“毫秒级低时延”,以及高精定位等问题,将大幅度的提升车辆的运行效率和安全性。
近年来,车路协同已经成为全球关注的焦点。各个国家通过战略、规划、标准等多个层面进行布局,积极抢占本轮产业发展的制高点。随着5G的到来,5G+人工智能、5G+移动边缘计算等技术融合方案,将能够更好的感知环境的变化,充分实现人、车、路的有效协同实现整个道路和城市的数字化、智能化水平。
车路协同落地实施的关键,需要产业上下游企业协同。这背后涉及车载智能终端、网络连接、移动边缘计算、路侧智能与传感设备的普及应用,各模块背后又有复杂的供应链和渠道商。如何把高速公路公司、无线网络设备商、数据中心设备商、电信运营商、内容提供商组织在一起是一件纷繁复杂的产业协同工作。将致力于做好“连接器”为车路协同的相关企业进入“数字世界”提供最丰富的“数字接口”。
随着技术创新的快速普及应用,智慧交通与汽车智能化成为未来发展的必然趋势,车路协同则成为智慧交通的核心,也是解决交通出行安全畅通的有效切入点。
根据美国国家公路交通安全管理局( NHTSA)的官方数据显示,车辆与车辆通信技术能预知即将发生的交通事故并对潜在危险发出实时预警,它的广泛应用能帮助避免高达81%轻型碰撞事故。根据中国汽车工程学会(SA- China)的研究表明,智能网联汽车技术的广泛应用可使普通道路的交通效率提高30%以上。目前,车路协同主要涉及车载系统、路侧系统以及数据交互系统等三个主要部分。
车载系统有效强化车辆行驶安全。车载系统主要负责对车辆自身状态信息的控制和对周围行车环境的感知,协助驾驶员完成车辆的安全驾驶,比如车车避撞、人车避撞、交叉口安全通行、换道辅助驾驶等。
路侧系统将有效提高道路通行能力。通过路侧系统与各个传感设备之间进行通信,可以获得当前的道路情况。包括交叉口行人信息采集、突发事件快速识别与定位、密集人群信息采集、多通道交通流量监测、通道异物侵入信息的获取、处理、分析和发送。
数据交互系统保证人车路的有效通信。实现路侧设备与车载单元之间的交互,以及各种行车安全、交通控制和信息服务应用的打通,最终确保整个车路协同系统快速稳定运行。
车路协同需要构建新的产业链格局,通过生态协作、利益分享实现多方的共赢。一是连接公路公司,加快路侧基础能力建设,基于高速公路设备感知道路信息,提供实施精细化道路信息分发,实现分钟级以下车道路况更新。二是连接无线网络设备商和数据中心设备商,为道路提供稳定的5G网络和边缘计算设备,将碎片化道路信息进行连接,形成规模优势。三是连接内容服务商,基于移动互联网发展积累的技术、用户洞察以及用户体验方面的经验,为出行乘客提供高品质内容服务。四是连接基础电信运营商,提升频谱利用率,搭建电信运营商与道路建设公司的合作桥梁,支持商用智能终端(4G/5G)接入。
在车路协同推进过程中,企业间通过生态协作的方式,连接车路协同的相关企事业单位,将移动互联网的服务无缝连接到整个汽车出行的场景下,实现人和车、设备。服务之间的连接,多个终端场景的打通。
车路协同需要加快打破信息孤岛,打造统一的信息内容分发平台,为用户提供一致性的体验。
作为交通智能化的核心,业界一直在探索车路协同的解决方案,未来的车和路会具备更好、更高的智能,能够更实时、更细的感知环境,并且把这些环境的数据以及车流、人流的数据为未来的城市规划、道路规划、交通管理和疏导提供更好的帮助。
(2) 公共服务
在新型智慧城市建设新阶段,以服务为基础、以成效为标尺为核心,持续优化改善城市居住环境,提供惠民便企服务成为近年来的工作重点。
随着社会的高速发展,人们似乎也越发重视周围环境的变化,PM2.5的检测、风力检测、天气检测等也成为了人们出行的主要关注点,具备这样功能的公共基础设施也是未来城市规划建设的必要环节。
智慧路灯杆系统,集合环境监测、控制照明、车流量监测、视频监控、道路积水监测、LED信息、公共广播、充电桩、无线WIFI等功能于一体,美化城市、园区道路建设,打造智能、便捷、安全的生活环境。智慧路灯杆系统顶部配置一系列传感器,对空气质量进行监测,并将相关数据通过智慧路灯杆专用网关上传至云平台,并多路发送相关管理部门。
(3)新型城市管理
智慧型城市发展下如何管理好人与人、人与物之间的连接性也是一个很重要的课题,所谓智慧,必然要舍去一些依靠人力去解决问题的办法,转而依靠智能化的设备或智能语音系统来实现数字化的管理。
(4) 新基建建设
随着新基建概念的提出,工信部《关于加快培育共享制造新模式新业态促进制造业高质量发展的指导意见》,提出加强5G、人工智能、工业互联网、物联网等新型基础设施建设,这其中的建设范围包含了智能交通基础设施,也是多杆合一后的解决方向。
车联网的生态:人,车,环境。其中车和环境是新基建建设的关键点。
车:高精度地图、超视距决策、车辆监控、车辆救援、车辆诊断、车况信息用于车辆研发、保养。
环境:路况信息、道路收费、事故监测、实时调度。
以上的功能实现都要基于车厂研发,各数字化模块、传感器的组合才能实现,也是未来道路交通发展的主要任务。
(5) 新技术的驱动
基于新一代信息技术(人工智能,云计算,区块链,物联网,5G与边缘计算,模拟仿真,高精地图,自动驾驶,工业互联网,大数据中心等)可以构建一套完整的信息基础设施来更好的服务于城市和人民。
对于驱动多杆合一工程的主要技术还是在于5G的部署,大数据的计算能力以及人工智能的识别侦测上。
视频监控:终端智能转为云上智能,依赖的是5G边缘上行带宽和安全;同时通过人工智能(AI)的数据处理分析能力可以更好地搭建平安城市,让一切犯罪无所遁寻。
车联网:依赖的也是5G安全、可靠、低延迟和高宽带连接。
生活,究竟什么样的生活才算是幸福?城市,又能为我们的幸福生活提供些什么?智慧的城市又能给我们的生活带来什么?是生活把我们带入了对于城市建设的思考。
科学技术的每一次重大突破,都会带来生产力的深刻变革和人类社会的巨大进步。继工业化、城市化与信息化之后,以物联网、下一代互联网、云计算等新一轮信息技术应用为基础的智慧城市建设成为当今世界发展的趋势和特征。
智慧城市是以互联网、物联网、电信网、广电网、无线宽带网等网络组合为基础,以智慧技术高度集成、智慧产业高端发展、智慧服务高效便民为主要特征的城市发展新模式。智慧化是继工业化、电气化、信息化之后,世界科技革命又一次新的突破。利用智慧技术,建设智慧城市,是当今世界城市发展的趋势和特征。“智慧城市”的理念就是把城市本身看成一个生态系统,城市中的市民、交通、能源、商业、通信、水资源构成了一个个的子系统。这些子系统形成一个普遍联系、相互促进、彼此影响的整体。在过去的城市发展过程中,由于科技力量的不足,这些子系统之间的关系无法为城市发展提供整合的信息支持。而在未来,借助新一代的物联网、云计算、决策分析优化等信息技术,通过感知化、物联化、智能化的方式,可以将城市中的物理基础设施、信息基础设施、社会基础设施和商业基础设施连接起来,成为新一代的智慧化基础设施,使城市中各领域、各子系统之间的关系显现出来,就好像给城市装上网络神经系统,使之成为可以指挥决策、实时反应、协调运作的“系统之系统”。智慧的城市意味着在城市不同部门和系统之间实现信息共享和协同作业,更合理的利用资源、做出最好的城市发展和管理决策、及时预测和应对突发事件和灾害。
智慧城市是充分借助物联网、传感网,涉及到智能楼宇、智能家居、路网监控、智能医院、城市生命线管理等诸多领域,把握新一轮科技创新革命和信息产业浪潮的重大机遇,充分发挥城市信息通信产业、RFID相关技术、构建城市发展的智慧环境,形成基于海量信息和智能过滤处理的新的生活、产业发展、社会管理等模式,面向未来构建全新的城市形态。智慧城市就是运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息,从而对包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应。其实质是利用先进的信息技术,实现城市智慧式管理和运行,进而为城市中的人创造更美好的生活,促进城市的和谐、可持续成长。下面就让我们来体验一下智慧城市给我们带来的享受吧!
智能家居,畅享每一天
当我们在智能楼宇系统自带的叫早服务唤醒在清晨温暖的光线中睁开眼睛,百叶窗帘在那一刻也根据室外的光线自动地调节到了最适宜的角度;智能厨房系统已经按照提前设置好的程序为我们准备了早餐。当我们已经在上班路上,家里的一切也不用我们担心,生活垃圾已经被自动回收,远程抄表已完成,智能楼宇管理系统已经将家用电器自动关闭,智能家居,让您畅享每一天。
智能交通,便捷出行每一次
当我们上街出游,随时随地通过城市主城区公交车站、地铁站、旅游景点、繁华商区的街头电子地图访问终端查询我们所在的地方、想要去的地方的详情、交通现状与交通可达方式;当我们停车,车位引导系统、智能化停车管理系统即时启动,车辆只要进入车位,系统自动识别车号、车位,自动启动计时、自动核算应缴费用。可以通过安装在车内的终端设备显示道路拥堵、行驶缓慢、畅通情况。智能交通,省时省心,便捷出行每一次。
智能医疗,足不出户的关心
当我们想要出门看病,提前在手机或平板电脑查询实时医疗情况,查询该到哪家医院,可以预约挂号、分时转诊,查询目前就诊人数、计算等待时间。我们通过健康手表,把身上的体检信息传到手机上,手机自动将检测到的与健康有关的信息发送到医院,医院的专家帮你诊断,提示你预防并指导按时服药。当我们不方便外出,更能通过远程医疗系统,足不出户的通过高清远程医疗视频会议与医疗专家进行在线会诊。智能医疗,缩短医患距离,体现足不出户的关心。
智能电网,城市生活的保障者
当我们想到周六预报的暴雨,不禁回忆起小时候每到刮台风肆虐时,家里、学校全部断电的场景。现如今,这样的事情早已成为历史。城市的智能电网系统早已建成,电网将始终处于自我检测的过程中,一旦发现某些线路节点可能发生故障,送电将重新找寻新的路径,“绕过”可能有的故障,尽可能地减少了故障停电。绿色可再生能源得到了优化利用,所有的办公楼、住宅公寓都安装了小型发电设备,随时生产绿色能源,并将多余的电力入网与他人共享。
智能教育,知识传达的直通车
智慧城市是把物联网和互联网以及移动互联网这些信息网通有机结合在一起,由数据当作城市重点要素,从而达到技术和产业以及服务于管理,还有生活方面的智能化目标。其核心理念就是以人为本,注重经济和社会以及环境这三者的共同发展。还包含政务和交通以及医疗和教育,还有环保这些功能,智慧政务指的是政府应用信息通信这项技术,完善组织构造和运行制度,解决各个部门之间信息孤岛这种情况,促使管理和服务都能够网络化,从而不断提升工作的质量和效率。因此,下面将对智慧城市建设与发展趋势深入分析。
一、智慧城市建设
我们能够发现,智慧城市构建主要包含六种主要的内容,重点包含云计算数据核心和基础通信与终端以及运用系统,还有物联网和业务支持平台。
(一)云计算数据核心
云计算数据核心属于承载和智慧化的运用,组成多个支持功能的中心基本设施,一方面承载多种物联网和三网融合等一系列的数据,最主要的是承载用户行为数据,组成智慧化运用的重点能力。
(二)基础通信网络
基础通信网络包含宽带连接和承载,还有传输这些有限宽带网络。例如,4G蜂窝和通信网络,还有无线wifi全覆盖。
(三)终端
这里所说的终端包含电话和电视以及物联网等终端等。
(四)业务支持平台
支持多种智慧化运用的业务,包含订单和用户以及服务方面的管理,还有多种基础能力支持,例如,数据库和基础管理运用系统等等。
(五)物联网
物联网传送和聚集,还有信息收集和保存以及预处理这些系统。
(六)经典应用系统
经典应用系统重点包含多种应用系统,例如,管理和一卡通以及监控和三网融合这些应用,还有智能物流。对其进行简单的概括,可以将云计算数据核心当做重点,由物联网当作触角,由wifi和4g无线全覆盖和掼蛋通信当做快速信息路径,建设智慧城市区域。智慧城市当中基本设备的继承重点分成基本设备层和感知层以及网络层,还有平台层和实际运用层。将感应器放到电网和铁路以及桥梁和隧道,还有公路与供水等多种物体当中,同时被泛在连接,构成物联网物联网。利用感知层,把不一样环境下感应器汇聚到智慧城市信息处理构成架构,依靠公共通信网络,由数据行当作中心,经过多连接终端,完成泛在接入,面对服务端到端体系架构。
二、智慧城市发展趋势
智慧城市在经营以及服务的过程中当中,存在几个重点要素,分别是政府,在智慧城市建设中扮演着经营方和服务提供方的角色,云计算个基本设备服务提供方和云计算运用服务提供方,保证智慧城市能够稳定健康的发展,一定要坚持上面这四个重点,云计算基本设备服务提供商家和云计算运用服务提供商家,可以思维一体,一起促进集中化和集约化以及规模化和创新型的智慧城市良好生态环境。
(一)政府
政府属于智慧城市带头机构,一定要拥有智慧城市建设和运用还有服务进程进行暗度管理以及改进和综合多想应用,构成城市整体有序发展的合力。
(二)经营方与服务方
我们可以知道,由于社会信息化运用不断深入发展,信息通信服务想要进一步发展和提高,必须要对应用方面加以创新,使运营更加稳定,提升平台的开放程度和服务质量,做到资源上的共享,对于智慧城市进行有效的监督管理,一定要拥有有力地智慧城市经营和服务方,实际上也是智慧城市的实施者,主要的工作就是带头实施,总体规划,确保运营的安全程度和服务质量,还有服务延伸和需要采集这些。
(三)云计算基本设备服务提供方
重点注重于投资规模化建设,改进运营和服务的质量,确保按照制度做事,严格按照流程进行,构建完善的安全信息以及监督管理方式。
(四)云计算运用服务提供者
云计算运用服务提供者必须要提供具有创新性和开放性,还有共享性的云计算运用服务以及行业运用服务。
(五)多方面协同
政府方面一定要提高多种政策之间的衔接与协同,构成政策体系,智慧城市正常进行关系到多个行业,各个主管部门必要制定相应的行标和规定,不断加强其协同性。目前信息互联互通和数据共享的程度还不是很高,还要进一步提高信息之间的融合。
(六)技术人才
云计算行业这个行业正在不断快速的增长,这种快速的增长促使云计算工作在进行中遇到的最大问题就是缺少相应的人才,人才不足将会限制云计算的发展,因此,未来我国应该培养更多云计算方面的高素质人才。
(七)安全模式与用户惯性
云计算安全方面的问题属于云计是商业发展当中核心的问题,因为云是对外不透明,其服务提供在业务方面并没有进行仔细的说明,怎样在内部IT支持中为业务系统提供安全可靠,数据分离这是对于云计算造成影响的核心因素,并且用户习惯还不是十分成熟,必须要加强这方面的培养。
三、结束语
通过本文对智慧城市建设与发展趋势的进一步分析与阐述,使我们了解到由于我国新型城镇化建设正在持续发展,人们居住环境和资源以及能源,还有城市运转这些问题慢慢暴露出来,以往基本设施以及城市管理方法根本没有办法合理解决城市发展过程中产生的一系列新问题。由物联网和互联网以及大数据和与计算这些新的信息通讯技术当作核心的智慧城市建设是对应上面问题的解决方式。并且智慧城市拥有智慧政务和交通以及医疗和教育,还有环保这些根本功能。因此,希望通过本文的阐述能够给智慧城市建设和未来发展提供一定的参考和帮助。
作者:吴新龙 杨定功 单位:天津天怡建筑设计有限公司
参考文献:
2007年1月,钱大群被任命为IBM大中华区首席执行总裁,掌管IBM公司大中华区(包括中国内地、中国台湾与中国香港三地)的销售、研发、采购、营运等业务。目前,IBM在大中华区拥有员工超过1万名,并成立了12家独资与合资企业,业务范围涉及制造、专业服务和软件开发等。
钱大群目前还是IBM整合与价值团队 (IBM IVT)的成员。该团队是IBM公司董事长、总裁兼CEO彭明盛所领导的,为IBM整合的业务模式和IBM价值提供决策支持。
钱大群毕业于台湾淡江大学数学系,曾在美国哈佛大学企管研究所进修高级管理课程,并进修了IBM全球高阶经理人课程。
世界变“平”了、变“小”了。不论是在经济、社会,还是在技术层面,这个整合度越来越高的世界正在发生重大的变化。当前所面临的金融海啸、全球气候变化、能源危机或者安全问题,迫使我们重新审视过去。正是各种各样的危机,使人类能够站在一个面向未来全新发展的阶梯上――我们希望整个世界变得更加智慧。
我们有机会,也有能力建设更有智慧的系统、更有智慧的企业、更有智慧的国家,甚至更有智慧的地球。
三个智慧推动力
谈到智慧之道,我想首先应该注意到三个重要的趋势。这三个趋势,总的来说就是人类历史上第一次出现了几乎任何系统都可以实现数字量化和互联的事实。在此基础上,我们能够做出更加智慧的判断和处理。
更透彻的感应和度量预计到2010年,全球每人将平均占有10亿个晶体管,每个成本约耗资十万分之一美分;各种各样的感应科技也开始被嵌入到汽车、家电等设备,以及公路、水利电力等设施当中。这些晶体管和感应器能够帮助我们更好地了解地球的运转,让我们真切地看到究竟这个地球发生了什么,并准确地量化这些变化。
更全面的互联互通到2011年,互联网用户数量将达到20亿人,并且以前所未有的方式与设备物件连接起来。未来互联网将会变成物联网,国际贸易壁垒将逐渐消除,企业内外的整合日趋紧密,跨行业的联系和合作也将不断加强。同时,虚拟技术应用大行其道,加速了企业、行业间的互联互通。这些都将大力推进协作和创新的广度和深度。
更深入的智能洞察随着信息技术的不断成熟和不断发展,人们可以负担得起使用大规模计算机集群和云计算去加工、建模、预测和分析海量的数据。人类将最大限度地利用信息资源,并从中获得前所未有的洞察力,从而可以更快、更好地作出决策。
这一切都意味着,经济可行的智能技术能够被应用到几乎所有行业中,催生很多过去无法实现的服务。在此基础上,无论自然体系,还是行业系统,或者企业,甚至个人,都将更加紧密地整合在一起,形成各种各样的智慧系统。
从四个关键挑战入手
如果我们能驾驭并把握这些趋势,就能开创出通往“智慧的地球”这一美好愿景的通途。在这个进程中,我们必须考虑如何解答四个关键的问题:
第一, 面对无数个信息孤岛式的爆炸性数据增长,我们需要获得崭新的智能和洞察力,利用众多来源提供的丰富实时信息,做出更明智的决策;
第二, 我们需要开发和设计新的业务流程,实现在灵活和动态流程支持下的智慧的运作,从而实现全新的生活和工作方式;
第三, 我们需要建立一种可以降低成本,具有智能化和安全特性,并且与当前的业务环境同样灵活动态的基础设施;
第四,我们需要采取行动解决能源、环境和可持续发展问题,提高效率,提升竞争力。
建设“智慧的地球”是当务之急
在目前的社会经济环境下,建设“智慧的地球”是当务之急。让我们先来看看资源问题。在美国洛杉矶一个小社区,每年为寻找空车位所浪费的燃油高达4万多加仑,而现有油井中的原油只能提取20%~30%的石油。再来看看供应链的情况。由于供应链效率低下,消费品和零售行业每年损失约400亿美元。中国每年物流耗费所占GDP比重高达20%,这个数字比美国高一倍。在食品安全和医疗卫生领域,婴儿奶粉中三聚氰胺含量过高导致多名婴幼儿肾结石事件,使得人们更加关注。
对于这些问题,IBM正在进行认真思考,并且已经进行了一些探索和实践:
更加智慧的追踪系统IBM与挪威的Matiq公司正在开发一套更为先进的食物追踪解决方案。它采用RFID(射频识别)技术,能够从农场、供应环节到超市上架,全程追踪肉类和禽类食物,以确保食品保持最佳状态;
更加智慧的交通系统IBM正在与布里斯班、伦敦、新加坡及斯德哥尔摩等城市合作建设更加智能化的交通系统。通过一系列措施的实施,斯德哥尔摩的交通流量已减少20%,污染物排放降低了12%,每天新增4万人次使用公共交通工具。
更加智慧的能源系统IBM与全球11家领先的智能计费器企业中的7家共同携手,通过实现设备智能化,为消费者降低能源开支。西北太平洋国家实验室通过将恒温器转换为可调控,帮助普通家庭降低10%的能源开支。
更加智慧的医疗保健系统IBM正在帮助主动医疗网(ActiveCare Network)监控美国38个州的1.2万多家诊所,为超过 200万名病人提供注射液、疫苗及其他药品的适当运输网络。主动医疗网采用IBM软件降低治疗费用高达90%,降低病人、诊所应用费用达60%。
类似的例子不胜枚举。迄今为止,我们眼里的IT是数据中心、软件、个人电脑、路由器和带宽的世界,我们眼里的基础设施是大楼、工厂、医院、公路和管道的世界。现在,只有把实体世界和数据世界融合在一起,才能把世界变得更加智慧。
“智慧的地球”的潜能不会自动释放出来,来自各界的倡导和引导非常重要。
1月份,住建部公布首批国家智慧城市试点共90个。8月份,住建部又公布第二批国家智慧城市试点名单,103个城市(区、县、镇)入选,其中有市、区83个,县、镇20个。10月份,科技部和国家标准委在全国20座城市中开展智慧城市试点示范工作。在此之前,宁波、扬州和常州分别被工业和信息化部选为“智慧城市”建设试点示范城市,武汉、深圳被科技部选为国家863智慧城市项目试点城市。目前,进行智慧城市试点建设的数量已经超过200个,这些智慧城市试点引发社会的广泛关注,在大力推进新型城镇化的背景下,智慧城市正成为产业链各方争抢的金矿,预计“十二五”期间各地“智慧城市”建设将会带来超过万亿元的产业机会。
市场参与主体丰富,建设范围不断扩大。IT企业、电信运营商、IDC企业等构成了中国智慧城市建设和服务的主力阵营。神州数码、万达信息、东软等公司推出了面向城市具名的综合服务平台,通过平台运营方式与城市管理者实现了共赢。浪潮、曙光等电子信息产品制造商在专用服务器、存储设备以及云计算解决方案等领域也取得了不错的市场成绩。电信运营商和IDC企业依托数据中心,开始向智慧城市服务提供商转型。在企业的助力下,部分地区已经将云计算、物联网、移动互联网等新一代信息技术创新应用于在城市管理、电子政务、社区服务以及医疗卫生、文化教育等方方面面。光网城市、无线宽带、政务云数据中心建设成为智慧城市基础设施建设的实施重点,交通、城管、医疗、社区服务、能源等领域的智慧化成为应用建设重点,大型企业创新应用物联网、移动互联网等技术手段提升研发设计、生产、经营管理能力,智慧化应用与智慧产业良性互动,逐渐走向融合。
智慧城市发展政策环境进一步趋向完善。国家大力扶持、统筹推进新兴信息产业的发展,国务院出台《国务院关于促进信息消费扩大内需的若干意见》,工业和信息化部了《信息化发展规划》等系列相关规划,并开始在全国范围内遴选首批信息消费试点市(县、区)。住建部《智慧城市公共信息平台建设指南》,并完成两批国家智慧城市的试点评选工作,发改委联合工业和信息化部、公安部、交通部等八部委编制了《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》并上报国务院,以期统筹推动了智慧城市健康发展,同时也为智慧城市相关产业发展提供了更优化的政策环境。
智慧城市发展的主要趋势
展望未来,智慧城市作为未来我国重要的战略方向,推进城市新兴产业发展的重要领域,在政府、企业、市场多方的持续关注和投入下,在产业链各环节的共同推动下,将迎来更加蓬勃的发展。赛迪设计分析,中国智慧城市发展将主要呈现出以下趋势:
融合加强 即智慧城市建设一方面推动了垂直领域建设的信息系统和业务应用以服务对象为中心的融合,另一方面也推动了物联网、云计算、移动互联网、大数据等新兴信息技术的融合发展。物联网应用将逐渐渗入到城市运行管理的方方面面,大数据应用伴随信息技术的广泛应用不断增长,云计算则为这些海量的、多样的大数据提供存储和运算的支撑平台。而对大数据的处理、分析与优化结果,又基于移动互联网随时随地的反馈给用户,或通过云服务的方式反馈或交叉反馈到物联网、移动互联网、数字家庭、社会化网络等应用中,进一步改善使用体验,并创造出巨大的商业价值、经济价值和社会价值。此外,智慧城市产业资源也会不断加速融合。作为一个复杂、相互作用的系统,智慧城市的产业环节之间存在高度依存关系,随着信息技术之间及与其他技术的互相整合、渗透,市场竞争从单一产品、单项服务逐步向综合方向发展,促使内容与网络、产品与服务、软件与其他行业之间的融合进一步提速和深化。
运营创新 智慧城市发展的关键在于后期的运营和持续优化,运营是引领商业模式创新和影响产业繁荣的关键,随着不断的深入探索,未来必将创新出很多具有实用价值的智慧城市运营模式。智慧城市运营是直接面向政府、企业和公众等城市主体的需求,未来将出现更多基于大数据分析和深度挖掘应用的增值服务,逐步推动产业价值链和组织形态不断变革,催生更多产业模式创新。一方面是IT技术产品服务化,如云计算将IT资源及信息以按需、易扩展的方式向用户提供;二是产业链体系重构,对终端、网络、软件、内容、服务等各环节进行整合。值得注意的是,智慧城市运营将具备“平台化”的特征,真正有“用”的应用方案提供固然是企业提升竞争力的必然选择,但在地域范围内建立并运营整合内容和服务的平台,统一提供通信、政务咨询、就业服务、缴费等一系列便民服务,将成为未来的主要服务模式和重要赢利点。
成长加速 随着2013年“宽带中国”战略及实施方案、4G牌照发放、两化融合深入推进及信息消费试点启动,新一代信息技术应用逐渐深入发展,智慧城市产业链重点环节、重点产品不断取得突破,产业链将不断完善。在东部沿海地区城市带动下,内陆城市也将加速智慧城市建设,吸引大量投资者和企业加入,中国智慧城市发展进入成长加速期。智慧城市建设一方面不断向上延伸,从市级的研究和实践向省级延伸,更多的从全省统筹的角度进行智慧城市顶层设计,这将有助于解决智慧城市建设过程中标准和规范不统一造成的城市信息孤岛问题。另一方面智慧城市建设不断向下延伸,区县级的智慧城市建设将被纳入到所属市级智慧城市建设的研究及实践范围之内,建设和应用更加精细化,信息化手段消除城乡二元结构方面的作用将不断提升。
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未来我国智慧城市发展前景分析
云计算是当前一个热门的技术名词,很多专家认为,云计算会改变互联网的技术基础,甚至会影响整个产业的格局。
1、“智慧城市”依靠“大数据”得以实现
《剪影公告板》Ars Electronica
电子艺术中心未来实验室(奥)
中国有精妙的剪纸艺术,奥地利有神奇的剪影公告板——Shawgram。这个创意装置是2012奥地利Ars Electronica电子艺术节的人气作品。它就像一个快速照相台,观众只需站在展台前,对着感光板摆个随意好玩的Pose,仅需15秒就可打印出人像剪影便利贴。还可以贴在公共板,并在气泡便利贴上晒晒自己心情,留下对展览的观感以及对城市建设的意见。它不仅是新鲜有趣的交互装置,也是让大众发声的工具。什么才是你心中的智慧城市?你对北京的未来有何期待?我们每个人可以为更美好的城市生活做些什么?快来留下你的剪影和声音吧!
《微置建城#Position#》
项砚冬,汤一虎,张文韬
“微置建城”通过一个由所有CMoDA的微薄粉丝的头像构筑成的虚拟城市为平台进行展示,观众通过微博发言:#position#+内容,进行互动,之后会收到一条内容为观众头像在虚拟世界里的坐标值的回复,也就是“position”。随后,观众的头像和ID会出现在大屏幕上,当微博发言积累到一定随机数目时,一座虚拟的建筑便会出现在这座虚拟城市中。观众即可将自己在虚拟世界中重新定位,以此来感知虚拟世界。作者以此来向人们传达这样的信息:不论是在虚拟世界还是真实世界中,人与其群体所在的空间关系都是随机且不可描述的,但又是确定无疑、不可割裂的。
《等离子流》
Brad Miller(澳)
作品的精妙之处在于,当人们处在这个大型动态装置前,任何动作都可以引起大屏幕上离子流的舞动与变换。在立体声环绕之下,红外感应相机与互联网能够迅速捕捉我们的一举一动,并立即呈现即时互动图像。这些流光溢彩的奇幻线条实际上就是我们的运动轨迹,可能是旋风、网格、或是放射花束。快换个姿势,感受一下你和澳洲Brad Miller 团队一同表现的信息美感。
《调解时刻》
Brad Miller(澳)
作品利用互联网既能搜索信息又可进行反馈回复的特点,用图像、声音和视频多种手段全方位的描述北京。大屏幕上的每一个场景都取自“智慧城市”专题展览期间的北京,选自这座城市的每个角落,或古朴或现代,有些场景可能离你很远,有些景象就在你身边。我们置身于这个作品中,通过前后左右的移动就可以使这些影像放大缩小,慢放快进。看得见,摸得着,听得到,如同在时空隧道穿行,感受过去现在与未来的交接。