智慧城市 从现在到未来

智慧城市 从现在到未来 在一座座智慧而又聪明的城市里 ，基于智慧的基础设施 城市里的各个关键系统和参与者 成城市运行的最佳状态。 为和工商业的发展，城市崛起，城市文明开始传播。] 后，城市获得了前所未有的发展。 戎市里，是我们为城市带来了无尽的生机和发 进入现代社会，随着人口数量的不断增长，我f『 ：有我们，城市只不过是一片钢铁森林，毫无生 得越来越大，也越来越拥挤。过去的100多年，全球生 的生活是忙碌、焦急而低效的，我们渴望更加 前例的城市化进程。1900年，全球仅13％的人口居住 ：我们不断地推动城市发生变革。 、 时百万级人 口的城市仅12个 ；20世纪中叶，全球30％ 城市的出现和发展直接反映 了人类的发展进 城市，百万级人 口城市数量增至83个。2007年，城市 没有生活在城市里。他们居无定所，渔猎而 占到总人口数量的一半以上。现在，百万级人口城市 ；大的凶猛动物联合起来而逐渐强大，后来猎物 个，其中20个都市圈人口超过1000万。 ： ， 我们的祖先才开始了定居生活。伴随交换行 据预测，到2050年，全球将有超过70％的人口 2Ol0．10．5 《互联 封面故事 智慧时代 市，这意味着每一年地球上都会 增}／I17个纽约。亚洲城市化尤为迅 猛，在印度，每分钟有30个人进入 城市。到2030年将有1 1亿亚洲人进 入城市。 城市是一个由众多系统组成 的系统，人们在这样的系统中工 作生活。在城市中能源、金融、医 疗、交通、教育、公共安全、政府 等不同的系统每天都在运行。由于 历史问题，大多数城市在建设之前 缺乏充分的，因此人口膨胀、 饮水卫生、食品安全、医疗和教 育、环境污染和交通拥挤等问题都 在严重制约着城市的发展。城市的 规模在扩张，人们的生活质量却在 降低。交通堵塞会耗费掉GDP的 1％一3％，60％的二氧化碳排放来自 于城市。在发达国家，根据一项国 际经合组织的调查，1995年一2004 年年间，教育成本上涨了42％。 于是城市迎来了它的又一次变革。 无数人致力于解决城市的各种问题、提高 人们的生活质量、保证城市可持续发展的 能力，信息技术的突破将使生活在未来智 慧城市的居民生活变得非常便捷。 随着城市变革的深入，我们可以假 想未来的城市形态。未来我们将生活在一 座座智慧而又聪明的城市里，在这里网络 是最基本的基础设施，它无处不在，就像 城市的神经系统，而一个强大的数据处理 中心将成为城市的 “大脑”，它能够按照 规定的程序自动帮助我们思考怎样让我们 的生活更加便捷高效。 我们姑且将这样的城市称为Smart City——智慧城市。它是城市的信息化 和一体化管理，是全球信息化高速发展 的典型缩影，是信息基础设施和实体基 础设施的高效结合 ，利用网络技术和 IT技术实现的城市智能化。我们通常 所说的数字城市、无线城市都可以纳入 Smart City的范畴。它的运作形态是： 遍布各 处的传感器和智能设备组成 “物 36 《互联网周刊》2010 10．5 联网”，对城市运行的核心系统进行测 量 、监控和，随时随地进行全面感 测； “物联网”与互联网系统完全连接 和融合，将数据整合为城市核心系统的 运行全图，提供智慧的基础设施；基于 智慧的基础设施，城市里的各个关键系 统和参与者进行和谐高效地协作，达成 城市运行的最佳状态。 我们可以设想Smart City的重点 领域将包括智慧的基础设施、智慧政府 以及智慧的公共服务等。智慧的基础设 施包括智慧的信息通讯系统、智慧的交 通运输系统、智慧的能源供应和管理系 统以及智慧的环保系统等；智慧政府架 构在 电子政务公共服务体系之上 ，全面 覆盖街道、社区和乡村；智慧的公共服 务则涵盖了智慧医疗系统、智慧教育系 统、智慧社保系统、智慧生态系统和智 慧安防系统等。届时，城市将充分借助 物联网和传感网连接方方面面。而这其 中最根本的一点，是以 “城市居民”为 中心 ，利用先进的信息技术随时随地感 知、捕获、传递和处理信息，以 信息化来服务大众，进而创造安 全、便捷、高效、环保的人类生 存环境。 智慧城的星星之火 Smart City是全球信息化高 速发展的必然趋势，在一些地区， 智慧城市的 “星星之火”已经初见 雏形并开始为居民服务。据不完全 统计，全球已启动或在建的Smart C ity已达一千多个，未来还会以 每年近20％的复合增长率增长，新 加坡的 “智慧国”，德国的 T—cITY等都是其中的典型代表。 从这些城市中我们可以窥见未来智 慧城市的身影，一 “触”即达的便 利生活将借助智慧政府、智慧的基 础设施以及智慧的公共服务得以迅 速实现。 新加坡的电子政府公共服务架构 (Public Service Infrastructure)已经可 以提供超过800项政府服务，真正建成了 高度整合的全天候电子政府服务窗口； 其网络建设现有l3O万用户，其中35％的 用户每周平均用网超过3．6小时，迄今为 止，网速达 1千兆／秒的新一代全国宽带 网络已覆盖新加坡35％的房屋和建筑，并 将于2012年实现95％；作为有线宽带的补 充， “无线@新加坡”项 目通过7500多 个热点提供速度高达1Mbps的无线wi—Fi 上网服务，相当于每平方公里就有lO个 公共热点，2009年6月，新加坡政府宣布 将其免费服务期延长至2013年3月31日。 在德国南部小城Friedrichshafen 则正在进行一场名为T—CITY的实验， 在这次5年期的Living Lab大型实验计 划中，德国电信投入了8000万欧元。三 年过去了，这个城市的居民已经为我们 呈现了智慧城市的生活样貌：想游湖， 按一下手机就可以买到船票；在博登湖 上如果有事情想呼救 ，按一 下手机发出 求救信号，G P S定位将使水上警察5分 钟内到你身边 ；城市里随处可见多媒体 信息站 ，你可以免费上网、打电话 、视 频联 机、收发E ma¨ 、发短信息 ⋯⋯ 在这 里我们 的手提 电脑 将无 用武 之地 了。大多数家庭里都安装了Al1～in— one 的 “智慧电表”，它结合了水表、 电表、燃气表和太阳能电力表，可以说 是一 “表”通吃的典范。通过智能系 统，用户所用水、电、燃气和太阳能的 信息都会被登录在家庭网络平台上，这 样大家就知道 自己家的能源都用在了哪 些地方，哪些是被浪费的，从而实现能 源的节约。这个计划使社区居民节约了 4—20％的电力，同时居民还能因节约能 源而得到奖励 。 马耳他 国 家 电力 和水 设施机 构 与 IBM 合作建立的世界上第一个全国性的 智能网络和完整的电力水力系统也可以 达到与 “智慧电表”相同的作用。该系 统可检出漏水和电力损失现象，帮助设 施机构在网络中制定更加智能的投资计 划。25万个交互式仪表将实时监测电力 使用，设定可变速率，水电耗费较少的 客户将得到奖励。数千个智能传感器可 以收集并分析数据，帮助降低成本、减 少耗费和温室气体的排放。 除了政务和基础设施，建筑也是智 慧的，能够 “自动”降低能耗、实现节 能减排。2008年6月，东京二氧化碳排 放量最大 的地方——东京大学开始 实施 “绿色东京大学计划”。以东京大学工 程院2号楼信息网络为样板试验平台，通 过利用传感器等先进的元器件及互联网 平台，将建筑内的空调、照明、电源、 监控、安全设施等子系统联网，形成兼 容性系统综合数据并进行智能分析，对 电能控制和消耗进行动态配置和管理： 当学生进入研究 室时 ，其所经过 的照明 系统和其独享的空调设施会及时开启， 而当其离开系统则会立即关闭。此举极 大地减少了电能消耗。相 同的装置地出 现在北京奥运会场里，松下电器在北京 奥林匹克公园的主要体育场内安装了 IPv6照明控制系统，对奥运主场馆区域 的1．8万盏照明灯进行有效控制和检测 ， 直接降低了l0％的电能消耗。 智慧的银行也在智能化的推动下 初见端倪。流计算软件、深度计算可视 化和高级分析学可以将数字的海洋转变 成可实际操作的智慧，货 币很少再需 实际转手，只有少量交易使用现金。 实际上 ，硬通货 仅占美国货币供应量的 l1％，其余的 “货币”则 以数字方式产生 于付薪水的支票，由此流向银行、零售 商，然后贯穿零售商的整个供应链，最 终存人另一家企业的帐户中⋯⋯ 此外还有智慧的医疗、智慧的教 育、智慧的安防⋯⋯与城市居民息息相 关的每一个方面都充满了智慧。其实我 们提到的这种种智慧系统都只不过是 Sma rt City当中很微不足道 的一些部 分，它们的协调、配合与统一运作才构 成了完整的智慧城市。可是这样的一个 Smart City，它又该怎样开展运作呢? 谁来驱动智慧城? 商业模式驱动力。Smart City的主 要参与方是最终用户、开发商、运营商和 电信管制机构，因此，其商业模式实质上 也就是开发商 、运营商和管制机构之 间 的利益博弈。开发商和运营商的最终目标 是为了获取利润，而管制机构则需保持两 者之间的平衡，既要促进消费者利益最大 化，又要让运营商有利可图，同时避免重 复建设。在欧洲，运营商共享网络给第三 方的模式获得了普遍的应用。 对于通信运营商来说，国家宽带战 略将对其形成巨大挑战。新加坡政府计 划要在全 国范围内铺设一张最高连接速 度可达1GbPs的全国性超高速光纤到户 (FTTH)网络——下一代全国宽带网 络 (NBN)，新加坡政府将为其提供高 达 l0亿新元的资金。 这样一个主要由国家投资的项 目， 其价值链有着全新的模式：最基础的是 无源基础设施建筑商NetCo，负责建设暗 光纤；之上是有源设备的运营商OpCo， 负责运营网络，点亮光纤；OpC oZ上 是零售服务提供商RSP，负责开发新的 应用和服务 ，直接面向消费者和企业 用 户。这种模式使价值链各层完全分开， 将避免 自然垄断和不公平竞争 ，但势必 对 电信行业传统的垂直整合运营模式形 2010．10．5《瓦联网周刊》37 封面故事 智慧时代 成巨大冲击。在这个新的网络体系中， 电信运营商可以抓住机会 ，根据 自身优 势拥有股权，提供管道并凭借丰富的用 户资源和运营通信、互联网等服务的经 验成为大型的服务提供商。随着越来越 多的政府把宽带提上国家战略的高度， 运营商应该对自己未来的定位作出判断 以规避风险，把握新的机会。 由于电信管制的趋势是越来越开放 的，所以未来在Smart City中开发商可 以选择运营商建设网络，所有合法业务 提供商都可以在该区域通过此网络提供 业务。目前受金融包机冲击，开发商自 己建设 网络的热情降低了很多，他们更 倾向于与运营商合作，由运营商来建设 和运维网络。 技术驱动力。Sma rt City有一个 共同的基因即基于FTTX光纤承载的 I CT融合网络，须具备融合、超带宽、 环保、运营级等特征。在技术上，目 前Sma rt C itY建设者 的主流选择 是 GPON(Gigabit—Capable P0N)——宽 带无源光综合接人。作为新时代的 标杆，绿色和环保是智慧城市的突出特 点，GPON因为使用无源分光器，可多个 用户共享一个GPON端 口，不仅降低了企 业的固定资产投入，更节约了能耗，降 低了运营成本。技术方面GPON有天然的 优势，它支持TDM／ATM／IP并且集这 些传统业务接口和以太网接口于一身； 另)bSmart City的接入网需要承载终端 用户的所有业务，G0PN可 根据不同的 业务选择不 同的承载模式，同时它 可以 根据不同的业务需求灵活分配带宽。 对于企业用户的统一通信 (U C)， IMS—based的Hosting Centrex是Smart City建设者为多个企业提供的HO sted PBX业务解决方案。在业务上，IMs提 供符合TISPAN和3GPP标准的开放的接 口，不仅易于部署新业务，而且向第三 方开放，大大缩短了业务面市的时间。 在接人上，IMS已经被WiMAX等各种标 准组织接纳为共同的核心网。此外IMs还 可以随用户数增长线性平滑扩容，支持 从几千用户到几千万用户，不仅保护投 资，而且实施方便。建设Smart City， IMS based Centrex在运营级和融合性 上都占有极大的优势。 政府驱动力。在中国平均每年有1％ 的人口迁往城市。2012年，中国将有50％ 38 《互联网周刊》2010 10．5 的人口生活在城市，并且这一进程还会持 续20--25年，~2040年，我国城市化水平 将达N8o％。未来中国城市功能、城市关 联和城市建设都将进入一个新的时期。 建设智慧城市有赖于我们的政府进 行大量的资金投入。建设信息通信设施 离不开大量的投资，这些投资有可能在 未来较长的一段时间内才能收回，城市 则会在经济价值、城市品牌价值和社会 价值等方面给予我们回报。 以新加坡政府为例，仅2008年在新 的信息通信项目和开发商就投入约16亿 新元 (约80亿人民币)，到目前为止， 总投资额 已经超过40亿新元 ，主要用于 建立超高速、广覆盖、智能化、安全可 靠的资讯通信基础设施以及发展从业人 员的资讯通信技能。今天，信息通信每 年为新加坡贡献约6％的国民生产总值， 并与经济同步稳健增长。 同时 ，政府 身体力行推动 电子 政务公共服务体系至关重要。传统城 市和政府是按业务、管理职责分别设 定的，各个部 门各司其职。在新一代 城市政府向服务转型的过程 中，都用 “E—government”作为首要目标 目 前在我国虽然推行了电子政务，但是范 围和层次有限，很多事务都需要人们到 现场才能办理。在信息通信设施普及的 同时，电子政务将在我国得到进一步推 广。届时电子政务公共服务体系将以公 民和企业为对象、以互联网为基础，采 用多种技术手段将电子政务延伸到街 道、社区和乡村，形成全面覆盖、高效 灵敏的社会管理信息网络，城市政府运 行、服务和管理将会更加高效。 智慧城市在世界各地已初见端倪 ， 每一个城市都在实体基础设施的基础上 或多或少地进行着信息基础设施建设， 利用网络和IT技术实现的城市智能化将 使我们的城市更加开放 和具有创新性。 最重要的是，城市发生真正变革的条件 已经具备，我们将在通往智慧城市的道 路上执着前行!口