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中圖分類號:TP39 文章編號:1009-2374(2016)07-0009-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.07.005
目前,在世界范圍內,智慧城市建設工作開展得如火如荼,涉及交通、安防、政務管理、安全應急、公共服務、醫療、教育等城市運營管理的各個系統。其中智慧交通既是智慧城市建設的重要組成部分,也是提升政府有效治理能力的重要手段,因而對智慧交通的研究也成為我國城市交通治理和建設中的熱點問題。本文通過檢索中國知網的相關文獻并進行梳理,歸納近五年智慧交通研究的主要內容,并對當前針對智慧交通研究的成果加以總結評價,指出其不足及未來研究發展趨勢,以期推動智慧交通研究的發展和促進智慧交通建設的完善。
1 智慧交通的概念
智慧交通系統(Smatr Transportation System,簡稱STS)是智慧城市的核心部分,是整合能源、環境、土地資源,實現可持續發展的重要手段之一(曹小曙、楊文躍等,2015)。目前,我國對STS的研究尚處于初始階段,未形成標準的定義。王慶濱提出,智能交通系統(Intelligent Transportation System,簡稱ITS)是指利用先進的信息、通信技術將信息監控數據導入地面信息管理系統中進行管理而建立的一種在大范圍內、全方位發揮作用的,實時、準確、高效的綜合交通運輸管理系統(王慶濱、鐘榮華,2015)。然而,陳琨提出,智慧交通是智能交通從量變到質變的結果,智能交通是通過非常先進的通信和控制技術,以解決各種交通問題的重要手段,是對信息技術本身的運用,而智慧交通是智能交通發展的更高階段(陳琨、楊建國,2014)。智慧交通與原來意義上的交通管理與工程有著本質的區別(蔡翠,2013)。智慧交通更強調如何將交通系統全面融合到城市總體發展和建設中,不局限于智能交通系統的現有功能,而是將海量交通信息進行挖掘、分析,強調系統的實時性、人機交互性和服務對象的廣泛性(張盈盈、陳燕凌等,2014),強調以人為本、智能化決策分析(李礎⑼跗繳等,2014),促進交通向更先進和諧的方向發展(張輪、楊文臣等,2014)。
從上述文獻所反映的情況看,目前智慧交通的概念主要是從城市建設角度出發,包含所應用的技術、提供的服務和服務對象。其不足之處在于:一是智慧交通所要運用的技術概念理解不清,將不同層次的技術歸并在一起,理論知識體系較混亂;二是服務對象不全面,受益主體范圍有一定的局限性;三是智能化、智慧化無嚴格界定,客觀上造成概念混淆。
2 智慧交通研究的重點領域
智慧交通是在國家大力推進綜合交通運輸體系建設的背景下提出的,其研究的對象主要涉及:一是與交通運輸密切相關的執行層,如客貨、交通基礎設施、運載工具裝備以及智能公路、車輛的運營管理等;二是政府的宏觀決策層,如綜合統計、規劃與設計、建設、市場秩序管理、交通秩序管理、票務與支付服務、公共信息服務和安全應急等。
2.1 與交通運輸密切相關的業務
治理超限超載是一個世界性難題。張新從頂層設計角度,提出科技治理超限超載的6大系統:監督考評監測系統、源頭末端監測系統、重點路面監測系統、檢測站監測系統、行政執法及電子監察系統、智能分析和決策支持系統(張新,2014)。
陳向東、楊斌分析了智慧軌道交通中“更透徹的感知”的發展方向與趨勢,從“敏銳”“快捷”“可靠”“高效”“全面”和“智能”多個角度探討了如何在智慧軌道交通行業運作和智能軌道交通系統中實現“更透徹的感知”(陳向東、楊斌,2012)。曾華?、朱怀防^岢雋恕爸腔酃斕瀾煌ㄏ低臣芄埂保對智慧軌道交通系統理念、技術內涵及其構成進行了探索和概括(曾華?、朱怀粉E2012)。王健通過分析公共交通現狀,對智慧巴士系統的運用和推廣進行了介紹(王健,2012)。石文先提出了智慧空管系統總體框架,該系統主要由感知層、基礎設施網絡層、應用服務平臺層、專業應用與決策支持層組成,并對系統所需的關鍵技術、支撐平臺和應用前景進行了分析(石文先、朱新平,2013)。楊靜指出將互聯網技術引入地鐵,在發揮地鐵載客、聚客功能的同時,讓乘客在運動中與城市各類信息交流、互動,為乘客呈現運動中的城市全景圖,另外實現軌道交通媒體價值增值、轉型,是軌道交通互聯網時代的發展方向(楊靜,2015)。史曉平、李華光以上海為例,分析了港口空間地理信息系統建設的必要性和可能性,并提出上海港空間地理信息系統建設的對策建議(史曉平、李華光,2015)。
黃敏以深圳為例,提出要以大交通為依托,以大數據為基礎,以大監管為主線,以大信息為核心,推動智慧型、效能型、服務型交通運輸部門的建設(黃敏,2015)。陸熒洲等對道路監控系統在城市智慧交通建設中的運用進行了研究(陸熒洲等,2015)。
2.2 政府宏觀決策層面的研究
智慧交通是緩解交通擁堵、節能減排的有效手段之一。在智慧交通頂層規劃上,我國主要是獨立建設模式和數據大集中模式兩種(李吹齲2015)。趙俊鈺等提出了一種可落地的智慧交通總體架構建設思路(趙俊鈺、劉芳玉等,2013)。
在智慧交通系統開發與設計上,徐蔓青、張滔、尹克堅、王雅瓊等對智慧交通所依托的大數據平臺的開發進行了研究,譚曉琳、顧慧、梁展凡等對智慧交通應用軟件技術進行了研究,王峰、韓麗、徐波、馬士玲等則從物聯網角度對智慧交通系統設計進行了探究。
在公共信息服務上,信息安全應是智慧交通建設的前提(陳楠坪)。目前,我國智慧交通信息服務主要有四種模式:針對政府的交通管理系統平臺,用戶車聯網(企業及個人),導航地圖、打車軟件等APP(企業及個人用戶),智能汽車制造(個人及企業級用戶)。但是,信息如何與業務實現深度融合才能發揮信息服務核心價值(阮曉東)。因此,孫斌提出了利用三維業務模型來促進智慧交通信息化建設。劉源設計出“智慧出行”系統架構,并可實現GPS浮動車交通信息采集、信息推送與語音播報、動態信息融合實時處理以及車輛協同交互優化,會產生積極的社會效益,提升城市智能交通的水平。張志宇、阮永華提出利用號牌識別技術、RFID電子車牌技術相結合的交通信息采集與服務系統方案,對城市交通信息采集點的布設模式進行深入研究。
在安全應急管理上,陳龍、樊博將物聯網相關技術和管理學中相關理念相結合,提出了智慧城市交通安全監控管理的構架。
3 其他領域的研究
在其他方面,主要集中在對北京、上海、廣州、南寧、鎮江、揚州等經濟較發達的城市智慧交通建設的實證研究,對二、三線城市如何推進智慧交通平臺的搭建甚少,另外對國外智慧交通建設比較成功的國家或地區的研究也還不多。
另外,在對智慧交通人才培養方面,趙竹以交通安全與智能控制專業為例,就專業如何對接智慧交通產業的校企合作課程開發進行了研究,豐富了高職課程理論體系和智慧交通建設人才的培養方向。
4 評價和啟示
綜上所述,近五年,交通運輸業界和學術界對智慧交通的研究主要集中在應用技術的研發與設計領域:一是交通信息網絡平臺,如地址匹配技術、車聯網技術、交通傳感網;二是動態車輛智慧化管理與服務,如車輛識別系統、行車引導系統、智能停車與誘導系統技術、智能公交系統、智能交通監控與管理系統;三是靜態車輛智慧化管理與服務,如智能停車場、位置服務等。但對智慧交通建設的相關技術研究未形成鮮明的層次結構??傊?,目前對智慧交通概念體系和應用價值體系的研究較少,缺乏全面、標準的理論體系。
另外,從研究的領域來看,目前對交通運輸密切相關的公路、軌道交通、城市公交關注較多,而對航空、海運交通智慧化管理研究較少;對政府宏觀規劃與建設、信息服務、交通秩序管理關注較密切,而對智慧交通大數據的綜合統計、交通基礎設施建設、市場秩序的管理、票務和支付服務、安全應急研究、人才培養研究不多。從人本管理角度,目前對技術應用研究較多,對居民的出行需求、法律環境等的研究甚少。
因此,未來對智慧交通的研究還可進一步開拓和深化:一是強化理論研究,完善相關理論體系建設,對智慧交通的基本概念和原理做更深入的探討,為智慧交通實踐提供有效指導;二是加強對智慧交通建設和應用信息技術的創新研究,進一步探討網絡信息安全保障體系;三是擴大智慧交通研究視角,關注居民出行需求;四是加強交通運輸類專業人才培養對接智慧交通產業的研究,重視跨學科人才教育。
參考文獻
[1] 曹小曙,楊文越,黃曉燕.基于智慧交通的可達性與交通出行碳排放――理論與實證[J].地理科學進展,2015,34(4).
[2] 王慶濱,鐘榮華.智慧交通與城市發展研究[J].城市道路與防洪,2015,(6).
[3] 陳琨,楊建國.智慧交通的內涵與特征研究[J].中國交通信息化,2014,(9).
[4] 蔡翠.我國智慧交通發展的現狀分析與建議[J].公路交通科技(應用技術版),2013,(6).
[5] 張盈盈,陳燕凌,關積珍,等.智慧交通的定義、內涵與外延[A].2014第九屆中國智能交通年會大會論文集[C].2014.
[6] 李矗王平莎,張春輝,等.國內智慧交通總體架構建設模式分析[J].交通節能與環保,2014,(2).
[7] 張輪,楊文臣,張孟.智能交通與智慧城市[J].科學,2014,(66).
[8] 張新.基于智慧交通的治超模式研究[J].中國交通信息化,2014,(9).
智慧城市可以定義為將技術融入到可持續發展、公民福利和經濟發展的戰略方針,它是一系列的智慧計算技術在各種關鍵基礎設施和服務上的應用,比如城市管理、教育、醫療保健、公共安全、房地產、交通和公用事業等。通過采用提高城市系統的使用效率和有效性的智慧技術,生活在這些城市的人的生活可以得到改善,而這種增長對環境的影響會減少。
派克研究預測,2010到2020年間對智慧城市技術基礎設施的投資總額將超過1000億美元。智慧城市技術市場將從2012年的每年61億美元增長到2020年的每年202億美元。智慧城市市場涉及的主要行業包括智慧建筑、智慧家庭、智慧交通、智慧電網、智慧醫療、智慧教育、智慧安防、智慧工業自動化等。
目前智慧城市模型還處在起步階段,在世界各地的不同地方,智慧城市將會有多種不同的形式。正在進行中的試點項目可以為亞洲、中東的新城市中心設計提供模板,也可以為歐洲和北美的古老城市提供覆蓋基礎設施的框架,讓它們變得更智慧。從數字城市(digital city),到智能城市(intelligent city),再到智慧城市(smart city),這是一個必然趨勢。
發展意義和側重點
就全球來說,城市消耗了75%的能源,60%的水資源,排放了80%的溫室氣體。隨著城市的擴張,現代城市面臨著巨大的挑戰。
在發達國家,比如歐洲,其城市和區域政策中已經確定將未來數年的三個主要的城市和區域目標作為第一要務(歐洲委員會,2008):第一,競爭力將繼續成為歐洲區域政策的核心,由研究、創新和技能提升來維持的競爭力要全力走向知識經濟;第二,維持就業、減少貧困風險的積極的勞動力市場也同樣具有優先級,因為在很大程度上,失業的后果是貧困;第三個目標是環境的可持續性發展,包括節能的需要、使用替代能源、確保降低二氧化碳排放、減少城市和建筑的碳足跡以及維持有活力的生態系統。
智慧城市將有助于應對發展中國家面臨的挑戰,并且提供更有效的解決方案;維持發達國家的知識經濟,為發展中國家的快速城市化進程提供解決方案。
各國發展智慧城市的側重點不同。比如美國智慧城市的建設以IBM、Cisco等大的信息企業集團為主導。政府用財政資金推進重點智慧城市基礎設施的投資和建設,而企業作為主體,在上述基礎上進行業務和產業模式等的創新。以IBM為例,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項軟件解決方案,包括智慧醫療、智慧電網、智慧企業等。目前,IBM的智慧交通系統已經在斯德哥爾摩、布里斯班、新加坡等地應用,而智慧安防系統也在紐約、圣巴巴拉等地應用。
自20世界90年代起,歐洲的一些城市就開始了智慧城市的建設,如阿姆斯特丹、斯德哥爾摩等。它們關注的重點是綠色、低碳。目前歐盟的政策也對智慧城市表現出越來越大的興趣。主要的關注是源于歐盟的未來互聯網計劃:智慧城市是未來互聯網計劃的催化劑,因為密集的社會生態系統嚴重依賴于對社會互動的回報有深刻影響的互聯網技術。在多個歐盟計劃中,思路和策略正在形成中,包括“生活實驗室”。
各國智慧城市案例
“智慧城市”最初是指在田野上或者沙漠里建立一個閃亮的新的大城市的雄心勃勃的項目。最著名的是要在阿布扎比的馬斯達爾的一個巨型的臺子上建立一個最終成為4萬人的家園的城市。另一個同樣雄心勃勃的項目是韓國首爾附近的松島市(Songdo City),它曾被稱為一個奇幻的房地產項目。雖然現在說這些項目失敗還為時過早,但他們確實都遇到了問題。比如完成馬斯達爾的時間已被至少推遲到2025年,這不僅是因為受金融危機影響,更是很少有企業和個人愿意搬到那里。
雖然這些所謂的全面性的試點項目效果不盡如人意,但卻有很多已有的城市在智慧城市的發展上取得了良好的成果。
在瑞典的首都斯德哥爾摩建立的智慧交通系統可以根據擁堵級別對車輛收費。該系統由IBM實施,于2007年1月開始運行,至當年7月短短半年的時間,斯德哥爾摩的總車輛使用降低了22%。由于系統的實施,人們的出行模式相應地發生了改變,公交用戶增加了4萬,碳排放量減少了12%,并且對環境保護和減少污染產生了出乎意料的影響。斯德哥爾摩的人均碳排放量已經降低到了4噸/年,是歐洲的領先者。歐洲平均每人每年是6噸,美國是20噸。經過公民投票,瑞典政府決定從2007年8月起,該城市正式永久性地運行這個城市擁堵收費系統。
荷蘭首都阿姆斯特丹的“阿姆斯特丹智慧城市”是一個阿姆斯特丹居民、企業和政府之間獨特的合作,旨在說明在現在和未來如何節省能源。阿姆斯特丹的“智慧城市平臺”是幫助企業和公民開發和測試綠色項目的機構和基礎設施的組合。在項目的倡議網站列出了30個項目,從安裝智能電表到船舶電網連接,從而在城市的港口停泊時不再需要使用柴油發電機。其他想法包括一些所謂的“氣候街道”,其目的是減少整個的購物街的能源使用。據統計,在直轄市中,40%的能源開支是路燈。智慧公共照明網絡可以將路燈的能源消耗減低40%,并且將整體系統成本降低30%。通過阿姆斯特丹智慧城市項目,該市期望到2025年,二氧化碳排放量比1990年減少40%,能源使用比1990年減少20%。
哈德森河(Hudson River)從北向南貫穿紐約的曼哈頓。這條520多公里長的河流沿岸有超過1200萬人居住,是美國東部最富庶的區域。但是在過去20年里,河水污染日益嚴重。為保護和重建哈德森河的生態系統,紐約市政府推出了在河上全面安裝傳感器的新一代水資源管理項目。傳感器將監測到的實時的、不同水位的各種物理、化學和生物數據傳回計算機中心,科學家、教育工作者和政府決策者可以通過這些數據了解生態系統、觀察沉積物和污染物,從而深入了解人類生活對水質和魚類遷移的影響,最終修訂區域發展政策和發展模式。
2011年8月,美國的帕塔魯馬市(Petaluma)的水資源和保護部(WRC)開始推廣“智慧后院項目”,旨在實現帕塔魯馬市水資源的可持續利用。該項目將為房主提供高效用水的技術,可以讓房主很容易地優化景觀健康,同時減少戶外用水。水資源和保護部的目標是在未來5年,提高灌溉水利用效率,節約超過4500萬加侖的水。
到目前為止,世界上最智慧的城市很可能是新加坡。地理環境的限制迫使它較早地朝著這個方向發展。20世紀70年代初,城市中央區變得太擁擠,新加坡隨之推出了世界上第一個手動城市道路收費系統。1998年它成為第一個自動化系統。在新加坡,人們像聽天氣預報一樣可以隨時知道交通擁堵預報。通過地下傳感器和交通信號燈上的攝像頭,司機不僅可以知道哪兒有交通堵塞,而且可以提前10到20分鐘就知道哪兒有交通堵塞,從而選擇一條更順暢的路線?,F在它正在規劃打造更高級的版本,將使用衛星來確定車輛的位置。從2006年開始,新加坡啟動并實施《智慧國2015計劃》,以期提升新加坡的創新能力,并利用無處不在的ICT將新加坡打造成一個智慧的國家,一個全球化的城市。
發展障礙
智慧城市將創新的方案匯集在一起,為解決現代城市面臨的問題提供了一個遠景,但是,仍然有許多挑戰需要解決。如果智慧城市要真正成為城市發展的藍圖,將會有大量的技術、財務和政治上的障礙需要破除。
發展智慧城市的一個主要障礙是資金缺乏。盡管發展人力越來越被證明大大有利于經濟增長,但不幸的是,許多投資者和機構都不愿意為發展人力投入大量資本。其次,大量的政府問題也需要加以解決。今天的稅收、監管和組織結構已經遠遠過時,迫切需要改革。
另外,缺乏標準化阻礙了智慧城市的發展進程。盡管全球有100多個城市在測試智能基礎設施,但對于到底是什么構成一個智慧城市仍然沒有全球的共識。智慧城市的定義被那些在智慧城市的概念下營銷其產品和服務的公司進一步模糊化。目前,許多企業只是將智慧城市的發展當成銷售其產品的一種手段。最后,是智慧城市的使用者——居民——對智慧城市的認識不足,他們對解決方案的有效性沒有信心,因此不采取行動。畢竟,智慧城市歸根結底是為了人。
發展方法及發展趨勢
人們一直很困惑智慧城市到底由什么構成,因為大家大多數都是關注不同的結果。比如,知識型城市更關注教育,終生學習,個人成長,創新和知識資產的發展。而數字城市更多的是由大的ICT提供商驅動,比如Cisco、IBM和Siemens等,旨在讓每個人、每件物品都可以通過高速網絡、服務器和倉庫的復雜排列而相互聯系起來。生態城市更關注的是通過大量的使用可再生能源實現環境的可持續發展。實際上,真正的智慧城市需要三個方面有機地、系統地結合起來。任何適當的智慧城市的模型都必須是多維度的,涵蓋不同方面的智慧,并強調跨多個領域的融合和互動的重要性。城市是一個系統的系統,任何試圖界定其動態特征的模型必須能夠代表這些元素的多樣性。
建設智慧城市,需要相應的技術支持。一是無處不在的信息通信技術(ICT)基礎設施,包括有線和無線的高速互聯網接入以及無處不在的傳感器和執行部署。二是ICT服務支持套件,包括智能媒體服務引擎和城市范圍內的對傳感信息的開放式訪問。要實現這些,必須要推動整個ICT基礎設施的水平化,同時需要創建跨產業的交匯點。實行標準化的時候,必須考慮多個行業和應用領域,可能需要交叉標準化組織甚至是產業聯盟。另外,需要推動涉及不同的配套產業的范例、試點和實地試驗的展示,從而創造合作并推動“想要如何”的水平化案例。
智慧城市必須在經濟上可行,這意味著要在全球知識經濟中競爭。達到和保持世界一流的水平需要一個根深蒂固的創新、學習、合作的文化,以及吸引和留住不同的知識工作者和創業者的氛圍。
最終,智慧城市項目的成功在于社會參與。如果公民不準備使用它,最先進的智慧基礎設施將一無是處。專家們認同,發展的道路上的第一步應該是讓人們認識到智慧城市的優點。完成了這一步,公民、企業和政府官員將會在智慧城市的愿景下團結在一起。
達到智慧城市要注意三點:一是改善經濟和政治效率,促進社會文化和城市發展中網絡基礎設施的利用水平;二是通過多角色、多領域和多層次的城市發展,創建有競爭力的城市的愿景和戰略;三是重視城市進步的社會資本,創建一個可持續發展的、有包容性的城市的方法。
信息產業機遇空前
在中國的產業結構調整中,信息產業可以做什么?IBM認為,在交通、石油、醫療、食品系統、水資源、供應鏈、電網、金融、城市等社會的各個方面,信息產業都大有可為,機遇空前。比如,由于瑞典斯德哥爾摩市采用了智慧交通的方案,大幅度改善了交通擁堵的狀況,使得人均碳排放量降低到4噸,而臨近的國家是6噸,美國則是22噸。即便是最傳統的產業也可以更加現代化。比如IBM與全球著名的石油公司一同將油田效率從20%提升到40%;在鋼鐵企業可以利用智慧系統預估煉鋼流程,從而大幅度提升產值;又比如傳統電網升級成為智慧電網,降低電力傳輸中電量的流失。
信息化可以協助中國傳統企業轉型提升,也協助新興產業獲得突破。今天在很多新的服務業中也可以應用智慧的方式大幅度提升服務能力。比如航空業,航空公司如何更有效地利用物聯網提高服務水平?今天的信息技術甚至可以通過數學模型模擬飛機貨品裝載流程,幫助飛機裝載平穩,大幅節省油費。
彰顯信息技術效益
今年6月,IBM舉辦了一個大型高峰論壇,聚集了全球46個國家和地區的來自不同行業的400多位企業領導者。與會人員談愿景談未來時都非常認同通過信息技術來實現企業轉型,并更為關注信息技術如何落地。我們認為在運營、社會、品牌、戰略四大方面都可以全面彰顯信息技術效益。
第一,運營效益。領導者非常關注項目的成本和產出。比如智慧交通,一個城市是否需要花費資金來改善交通狀況,或者花費了人力、物力、財力后能否取得應有的效果。比如新加坡政府在決定投入物聯網、啟動智慧交通乃至智慧城市項目的時候,需要看到相應的效果。在應用了智慧交通系統連接新加坡城市1000多個信號燈后,每個人在出行前根據實時路況合理選擇最快路徑不再只是一個愿望。
第二,社會效益。今天在從傳統產業向現代服務業轉型的過程中,信息技術帶來的社會效益也非常明顯。比如隨著高速鐵路的建設,南京市會迎來更多從上海來的短途觀光游客。以前他們需要在南京住宿一夜才能輕松游覽當地重要的歷史文化古跡,而現在可以做到當天游覽,這對于南京的服務業是全新的改變。
如何用信息技術讓服務業轉型帶來社會效益是一個重要挑戰。又如以觀光旅游業為支柱產業的水城威尼斯,平均每年迎來2000萬游客,大量游客的到來使得很多景點接近飽和,這加快了對歷史古跡的破壞速度,但游客數量不足將會影響整個城市的財政收入。通過智慧城市的建設,威尼斯旅游局可以合理預估各個景點的游客量,疏導觀光游客的游覽路徑,甚至可以預估第二天、第三天的游客量,帶來了巨大的社會效益。
第三,品牌效益。比如以軟件外包業為主導的愛爾蘭,關注如何將國家發展計劃與信息科技結合起來,打造一個新的愛爾蘭國家品牌形象。
第四,戰略效益。中國的很多企業在展望未來愿景的時候都需要和信息技術聯系起來,與感知的世界結合起來,發展未來戰略。
創新的領導力
中國企業能否順利轉型是“十二五”規劃落地的關鍵因素之一,IBM希望用自身的轉型經驗幫助中國企業成功轉型。其中,如何塑造和培養創新的領導力至關重要。IBM針對全球1000多家企業領導者進行調查后發現,產業協作需要展現創新的領導力。IBM認為這其中有三大要素需要強調:今天的領導力是協作創新的能力,而不是獨善其身的領導力。因為所有的產業變革不可能只來源于某一家企業的創新,今天的智慧交通、智慧醫療、智慧電網都需要信息技術與不同產業的轉型調整結合起來。
中圖分類號: U4 文獻標識碼: A 文章編號: 1673-1069(2016)18-107-3
0 引言
交通作為城市基礎設施的重要組成部分,在日常生活中發揮了極為重要的作用,同時,城市交通的發展程度也是一座城市現代化程度體現。城市交通的發展狀況直接影響著城市生活、工作效率。
但是,隨著經濟的快速發展和城市的持續繁榮,使得非農產業向城鎮集聚、農村人口向城鎮集中,這對原有的城市交通系統造成了巨大壓力。當前全國大、中、小城市均面臨著不同程度的交通擁堵、交通安全、能源消耗、環境污染等問題,這些問題嚴重制約著城市的可持續發展,日益嚴峻的生態和生存環境不斷考驗著生活在城市的人們。如何緩解并提升城市交通服務水平和服務效率成為關注熱點。
1998年原美國副總統戈爾提出“數字地球”從而引發了將其概念應用到“數字城市”的社會信息化運動,2008年,IBM總裁兼首席執行官彭明盛提出了“智慧地球”的概念,引發了世界上國家和地區建設“智慧城市”的建設熱潮。
1 智慧交通的特點
智慧交通是在以人為本、可持續發展的理念指導下,將物聯網、云計算、大數據、移動互聯網等技術為代表的智能傳感技術、通信傳輸技術、數據處理技術和信息網絡技術等有效集成,并運用到交通系統中,以提高交通管理服務效率、提升人們的出行體驗為目的,以更精確的信息在更廣的時空范圍內構建的智能化、人性化、立體化的綜合交通體系。具有如下特點:
1.1 高效省時
智慧交通通過實時跨網絡交通數據分析和預測,避免不必要的時間、能源等浪費,提高車輛的運輸效率,使交通流量最大化滿足人們的出行需求。
1.2 安全便捷
智慧交通利用物聯網等技術,向各交通行駛主體及相關部門提供實時、有效的交通信息,使其避免產生交通事故,防患于未然,力圖做到安全出行。通過移動通信提供最佳路線信息和車輛實時運行信息,以及一次性支付各種交通費用,為旅客提供便捷的出行服務,增強旅客體驗。
1.3 以人為本
智慧交通面世以來即秉承著以人為本、服務民生、需求引導、開放創新的理念,“智慧”落腳于人們的出行需求得到高水平滿足。
1.4 節能環保
新能源汽車等智能應用技術的不斷發展,將會大幅度降低碳排放、減少能源消耗和各種污染物的排放,從而提高人們的生活品質。
2 智慧交通的發展現狀及趨勢
2.1 國外智慧交通發展現狀
從西方發達國家的經濟發展里程來看,各國交通發展均經歷了以下幾個階段:大力增加公路通車/通航里程;提高公路/航道等級;綜合運用各種運輸方式;從可持續發展的角度去優化各交通運輸方式;交通信息化、智能交通/智慧交通。由于智慧交通是近年來才興起的概念,是智能交通在新時期的趨勢和最終目標,因此本文主要以智能交通的發展為主要論述對象。
1995年,日本的通產省、運輸省、郵政省、建設省和警察廳五部門制定道路、交通、車輛的信息化方針,拉開了ITS系統研究開發和實施的序幕。日本心交通系統是實現智能交通的關鍵之一,在“日本ITS框架體系”的指導下,該系統有一個具有高性能的核心性綜合交通控制中心和10子系統組成。這些系統包括:公交優先系統、交通信息提供系統、綜合智能圖像系統、安全駕車輔助系統、行人信息通信系統、緊急車輛優先系統、不停車收費系統、動態車輛導航系統、車輛行駛管理系統等。
英國對智能交通系統的研究一直處于世界前列,其擁有世界最多用戶的SCOOT系統一直是智能交通系統的主要組成部分。另外英國交通信息高速公路(Travel Information Highway,TIH)和視頻信息高速公路(Video Information Highway ,VIH)是世界領先的交通信息網絡平臺系統。
2.2 國內智慧交通發展現狀
20世紀70年代,我國開始在交通運輸和管理中應用電子信息及自動控制技術,并在全國主要的大城市如北京、上海等地使用單點定周期交通信號控制器和線協調交通信號控制系統。20世紀80年代初,我國陸續從國外引進了先進的城市道路交通控制系統,如英國的SCOOT系統、澳大利亞的SCATS系統等。
進入21世紀,隨著我國城市道路資源的利用趨于飽和,合理配置交通資源,加大城市智能化交通系統建設,成為各地智力交通問題的首要任務。特別是結合了2008北京奧運會、2010年上海世博會、2010年廣州亞運會等重大活動的舉辦需求,實施了國家綜合智慧交通技術應用示范等重大項目,并且圍繞國家高速公路網不停車收費和服務系統、北京奧運智能交通集成系統、上海世博智能交通技術綜合集成系統、廣州亞運智能交通綜合信息平臺系統、遠洋船舶與戰略物資運送在線智能檢測系統五個方面開展了系統的研究,并取得了顯著的成果。
科技引領是我國智慧交通的一個重要特點,從“十一五”開始,“863計劃”將現代交通技術列為一個單獨的領域來開展研究;2011年4月,交通運輸部頒布的《交通運輸“十二五”發展規劃》中明確指出在“十二五”期間要重點研發包括智能車載終端設備、公共交通信息采集監測于服務、運營監管和應急保障等城市智能交通關鍵技術。2012年國家《交通運輸行業智能交通發展戰略(2012-2020)》,將智能交通提高國家戰略地位,成為我國第一部以政府文件形式的智能交通戰略。另據“中國城市智能交通市場研究報告”統計,2008年至2013年期間,城市智能交通復合增長率達到了20.2%,而受益于公安部《道路交通安全“十二五”規劃》、《道路交通科技發展“十二五”規劃》等多項政策,預計未來10年內智能交通的資金投入將超過1700億元。
從整體上而言,我國智慧交通未來的發展呈現三大態勢:一是城市化進程加快給智慧交通產業創造巨大空間;二是世界智慧交通系統將進入一個創造新一代移動社會的嶄新階段;三是智能交通技術應用方面,利用智慧交通技術來減少交通污染,發展低碳和綠色交通,促進城市交通的可持續發展成為重要方向。
3 智慧交通總體構架
傳統智能交通系統包括交通管理系統、交通信息系統、公交信息系統、車輛管理系統、泊車系統、車輛控制系統六大子系統,其核心在于控制,即將控制技術、信息技術、通信技術融入交通領域,形成完整的控制體系。
智慧交通是在智能交通的基礎上,融入人的智慧,實施及時、便捷、安全、高效的交通控制。智慧交通的核心在“智慧”,即給交通安裝大腦,使之能夠及時看到、聽到信息,并及時作出反應,從根本上解決城市交通擁堵、資源浪費、安全事故頻發、難以實時控制事態等難題,使城市交通發展走上良性發展的軌道。智慧交通系統是將電子、信息、通信、控制、車輛以及機械等技術融于一體,應用于交通領域,并迅速、靈活、正確地理解和提出解決方案,以改善交通狀況,使交通發揮最大效能的系統。
智慧交通系統是一個開放的復雜的巨型系統,由許多關系密切的不同領域、不同功能的子系統綜合集成。其中,人、車、路和環境是交通的四大基本要素;管理者、行人與駕駛員構成交通中人的要素;公交車、地鐵、出租車、自行車、商用車、特種車輛等構成交通工具要素;普通公路、高速公路、軌道、航線、公交站、停車場、綜合交通樞紐等構成交通基礎設施要素;自然災害、天氣狀況等構成交通中的環境要素。這幾者之間依靠互聯網、物聯網、移動互聯網等互聯構成以車聯網為中心的交通信息廣泛采集、即時傳輸的網絡,將交通流信息和氣象信息等輸送到城市交通云中心,利用云計算等新興技術手段對交通信息進行儲存處理,并進一步利用大數據、人工智能等手段對交通數據進行深度處理,將結果輸出給公眾,向管理者、出行者提供隨需而變的服務。最終形成集節能環保、綠色低碳、智能高效于一體的智慧交通體系,涵蓋交通管理系統、出行者信息服務系統、車輛運營管理系統、電子收費系統、智能車輛、自動公路、綜合運輸、緊急事件與安全以及車聯網等系統。
4 智慧交通建設內容
智慧交通將先進的信息、控制、計算機技術和交通工程集成,形成各項建設內容,加強人、車、路之間的互聯互通,將各種設施單元(車載設備、路側單元、控制中心)、交通管理部門和出行者集成到一起,為提高運輸系統的總體運輸效率和安全水平提供基礎和手段。
4.1 交通規劃與管理
智慧交通在交通管理與規劃領域的建設包括三方面,分別為:先進的交通管理系統、交通基礎設施智能監控系統、交通運輸規劃決策支持系統。其中,先進的交通管理系統是重點,交通基礎設施智能監控是基礎,交通運輸規劃決策支持系統則屬于長期宏觀類型的應用。
4.2 出行者信息服務
出行者信息服務領域包含的內容及分類方法較多,從系統建設獨立性的角度分析,智慧交通在該領域的建設內容包括三方面:智能車流誘導系統、智能車載導航系統和多渠道信息服務系統。
4.3 車輛運營管理
智慧交通在車輛運營管理領域的建設內容包括:智能公交系統、快速公交運營管理系統、軌道交通運營調度系統、出租車調度管理系統、公共自行車管理系統、智能商用車輛管理系統以及特種車輛運輸智能監控系統等。
4.4 電子收費
智能交通在電子收費領域的建設主要體現為不停車收費系統(ETC)和智能停車系統。其中,不停車收費系統是智能交通系統中起步較早、發展較為成熟的建設內容。隨著傳感器技術和短程物物通信技術的進步,還將衍生出多種其他基于便攜終端的自動收費系統。
4.5 智能車輛
智慧交通在智能車輛的建設內容包括智能防撞系統和智能輔助駕駛系統。通過先進的車載電子系統、車載傳感系統以及車程無線短程通信系統,實現全方位的車輛避撞功能,包括:縱向防撞、橫向防撞、交叉路口防撞以及碰撞前的車輛乘員保護等。
4.6 緊急事件與安全
智慧交通在該領域的建設內容包括事件應急管理系統和緊急救援系統。其中,事件應急管理系統包括事件的預防、事件的檢測與確認、事件的鑒別、事件的響應、事后管理、事件的記錄等功能。緊急救援系統的主要服務對象包括機動車駕駛員、行人、摩托車駕駛員以及非機動車駕駛員等。
4.7 綜合運輸
智慧交通在綜合運輸領域的建設內容主要體現為智能客貨綜合聯運系統。該系統利用部署在貨物、車輛上的各種傳感與識別技術以及旅客的便攜智能終端的能力,結合運輸路徑所在范圍內的實時路況信息,實現客貨運信息資源的交換,大幅提升旅客聯運服務和貨物聯運服務中的效率和質量問題。
4.8 自動公路
自動公路系統是智慧交通中最先進的應用領域之一,通過在公路系統上鋪設路面磁釘車道,控制中心可直接對每輛智能汽車發出指令,調整其行駛工況。該系統通過與智能車輛系統進行信息交換來檢測周圍行駛環境的變化情況,達到行車安全和增強道路通行能力的目的。
4.9 汽車移動物聯網
汽車移動物聯網,簡稱車聯網,是物聯網在交通領域的具體應用。在物聯網的技術背景下,交通系統中的人、車、路燈組成要素的感知能力將逐漸實現。相當于提供了覆蓋率極高的海量信息采集終端和信息終端。在物聯網的環境中,以汽車移動計算平臺為核心,利用泛在感知能力可以對現有的幾乎所有智能交通系統進行升級強化,建設基于物聯網的路網車輛狀態監控系統、基于物聯網的交通控制系統以及基于物聯網的信息服務系統等。
5 結語
在信息化浪潮與數據科學崛起的共同推動下,智慧城市在全球范圍內成為下一代城市發展的新理念和新實踐。智慧交通是智慧城市的重要組成及基礎支撐。智慧交通的實現依賴于技術與理念的進步,技術的進步是交通朝縱深、智能的方向發展;技術和理念的提升給交通領域帶來了前所未有的延伸拓展空間,不但連通了各種交通方式和交通參與主體,使交通更加高效,而且將交通系統的末端滲透到智慧城市的其他領域,通過便捷的交通吸引大量客流、物流、資金流,給城市醫療、旅游、教育、安防、商業等領域帶來巨大活力,極大地開拓城市的發展潛力,而城市的發展也會帶來交通領域更大的繁榮,激發出交通領域更多更新的商業模式。
參 考 文 獻
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(1) 車路協同與5G
道路如同城市的血管,血管的通暢程度與城市活力息息相關。隨著城市規模越來越大,人口不斷增長,交通擁堵的程度日益加劇,僅僅靠道路的建設等方式來構建高效的交通體系已經變得越來越難。5G時代的來臨,作為城市和車輛的連接點,道路也將成為通信網絡、云計算、智能傳感器融合創新的交匯點,如何利用新技術來提升城市智能化水平,增強城市路網與車輛的協同效率和安全性,從而降低城市擁堵、改善出行體驗,成為技術改變生活的新挑戰和新機遇。
車路協同是將道路、車輛以及技術進行有效的融合,通過先進的無線通信和互聯網技術,實現車與車、車與路、車與人、車與網絡的實時數據交互,幫助乘客和車輛選擇更好的出行路徑,改善傳統道路規劃建設和管理的不足,從而提升道路交通的效率。
我們希望連接人與人、人與物以及人與服務,讓萬物互聯成為產業互聯網的基礎。5G的來臨正好順應了萬物互聯的趨勢,同時它還具有大帶寬、低時延、高可靠等特性,將5G網絡看作一把鑰匙,它能夠幫我們解鎖原先難以數字化的現實場景,讓數字技術以更小的顆粒度重塑現實世界。通過多部門(電信運營商、交通部門、車企、IT大廠)的協同合作,推出車路協同的整體解決方案,這能夠有效地解決4G時代難以實現的“毫秒級低時延”,以及高精定位等問題,將大幅度的提升車輛的運行效率和安全性。
近年來,車路協同已經成為全球關注的焦點。各個國家通過戰略、規劃、標準等多個層面進行布局,積極搶占本輪產業發展的制高點。隨著5G的到來,5G+人工智能、5G+移動邊緣計算等技術融合方案,將能夠更好的感知環境的變化,充分實現人、車、路的有效協同實現整個道路和城市的數字化、智能化水平。
車路協同落地實施的關鍵,需要產業上下游企業協同。這背后涉及車載智能終端、網絡連接、移動邊緣計算、路側智能與傳感設備的普及應用,各模塊背后又有復雜的供應鏈和渠道商。如何把高速公路公司、無線網絡設備商、數據中心設備商、電信運營商、內容提供商組織在一起是一件紛繁復雜的產業協同工作。將致力于做好“連接器”為車路協同的相關企業進入“數字世界”提供最豐富的“數字接口”。
隨著技術創新的快速普及應用,智慧交通與汽車智能化成為未來發展的必然趨勢,車路協同則成為智慧交通的核心,也是解決交通出行安全暢通的有效切入點。
根據美國國家公路交通安全管理局( NHTSA)的官方數據顯示,車輛與車輛通信技術能預知即將發生的交通事故并對潛在危險發出實時預警,它的廣泛應用能幫助避免高達81%輕型碰撞事故。根據中國汽車工程學會(SA- China)的研究表明,智能網聯汽車技術的廣泛應用可使普通道路的交通效率提高30%以上。目前,車路協同主要涉及車載系統、路側系統以及數據交互系統等三個主要部分。
車載系統有效強化車輛行駛安全。車載系統主要負責對車輛自身狀態信息的控制和對周圍行車環境的感知,協助駕駛員完成車輛的安全駕駛,比如車車避撞、人車避撞、交叉口安全通行、換道輔助駕駛等。
路側系統將有效提高道路通行能力。通過路側系統與各個傳感設備之間進行通信,可以獲得當前的道路情況。包括交叉口行人信息采集、突發事件快速識別與定位、密集人群信息采集、多通道交通流量監測、通道異物侵入信息的獲取、處理、分析和發送。
數據交互系統保證人車路的有效通信。實現路側設備與車載單元之間的交互,以及各種行車安全、交通控制和信息服務應用的打通,最終確保整個車路協同系統快速穩定運行。
車路協同需要構建新的產業鏈格局,通過生態協作、利益分享實現多方的共贏。一是連接公路公司,加快路側基礎能力建設,基于高速公路設備感知道路信息,提供實施精細化道路信息分發,實現分鐘級以下車道路況更新。二是連接無線網絡設備商和數據中心設備商,為道路提供穩定的5G網絡和邊緣計算設備,將碎片化道路信息進行連接,形成規模優勢。三是連接內容服務商,基于移動互聯網發展積累的技術、用戶洞察以及用戶體驗方面的經驗,為出行乘客提供高品質內容服務。四是連接基礎電信運營商,提升頻譜利用率,搭建電信運營商與道路建設公司的合作橋梁,支持商用智能終端(4G/5G)接入。
在車路協同推進過程中,企業間通過生態協作的方式,連接車路協同的相關企事業單位,將移動互聯網的服務無縫連接到整個汽車出行的場景下,實現人和車、設備。服務之間的連接,多個終端場景的打通。
車路協同需要加快打破信息孤島,打造統一的信息內容分發平臺,為用戶提供一致性的體驗。
作為交通智能化的核心,業界一直在探索車路協同的解決方案,未來的車和路會具備更好、更高的智能,能夠更實時、更細的感知環境,并且把這些環境的數據以及車流、人流的數據為未來的城市規劃、道路規劃、交通管理和疏導提供更好的幫助。
(2) 公共服務
在新型智慧城市建設新階段,以服務為基礎、以成效為標尺為核心,持續優化改善城市居住環境,提供惠民便企服務成為近年來的工作重點。
隨著社會的高速發展,人們似乎也越發重視周圍環境的變化,PM2.5的檢測、風力檢測、天氣檢測等也成為了人們出行的主要關注點,具備這樣功能的公共基礎設施也是未來城市規劃建設的必要環節。
智慧路燈桿系統,集合環境監測、控制照明、車流量監測、視頻監控、道路積水監測、LED信息、公共廣播、充電樁、無線WIFI等功能于一體,美化城市、園區道路建設,打造智能、便捷、安全的生活環境。智慧路燈桿系統頂部配置一系列傳感器,對空氣質量進行監測,并將相關數據通過智慧路燈桿專用網關上傳至云平臺,并多路發送相關管理部門。
(3)新型城市管理
智慧型城市發展下如何管理好人與人、人與物之間的連接性也是一個很重要的課題,所謂智慧,必然要舍去一些依靠人力去解決問題的辦法,轉而依靠智能化的設備或智能語音系統來實現數字化的管理。
(4) 新基建建設
隨著新基建概念的提出,工信部《關于加快培育共享制造新模式新業態促進制造業高質量發展的指導意見》,提出加強5G、人工智能、工業互聯網、物聯網等新型基礎設施建設,這其中的建設范圍包含了智能交通基礎設施,也是多桿合一后的解決方向。
車聯網的生態:人,車,環境。其中車和環境是新基建建設的關鍵點。
車:高精度地圖、超視距決策、車輛監控、車輛救援、車輛診斷、車況信息用于車輛研發、保養。
環境:路況信息、道路收費、事故監測、實時調度。
以上的功能實現都要基于車廠研發,各數字化模塊、傳感器的組合才能實現,也是未來道路交通發展的主要任務。
(5) 新技術的驅動
基于新一代信息技術(人工智能,云計算,區塊鏈,物聯網,5G與邊緣計算,模擬仿真,高精地圖,自動駕駛,工業互聯網,大數據中心等)可以構建一套完整的信息基礎設施來更好的服務于城市和人民。
對于驅動多桿合一工程的主要技術還是在于5G的部署,大數據的計算能力以及人工智能的識別偵測上。
視頻監控:終端智能轉為云上智能,依賴的是5G邊緣上行帶寬和安全;同時通過人工智能(AI)的數據處理分析能力可以更好地搭建平安城市,讓一切犯罪無所遁尋。
車聯網:依賴的也是5G安全、可靠、低延遲和高寬帶連接。
生活,究竟什么樣的生活才算是幸福?城市,又能為我們的幸福生活提供些什么?智慧的城市又能給我們的生活帶來什么?是生活把我們帶入了對于城市建設的思考。
科學技術的每一次重大突破,都會帶來生產力的深刻變革和人類社會的巨大進步。繼工業化、城市化與信息化之后,以物聯網、下一代互聯網、云計算等新一輪信息技術應用為基礎的智慧城市建設成為當今世界發展的趨勢和特征。
智慧城市是以互聯網、物聯網、電信網、廣電網、無線寬帶網等網絡組合為基礎,以智慧技術高度集成、智慧產業高端發展、智慧服務高效便民為主要特征的城市發展新模式。智慧化是繼工業化、電氣化、信息化之后,世界科技革命又一次新的突破。利用智慧技術,建設智慧城市,是當今世界城市發展的趨勢和特征?!爸腔鄢鞘小钡睦砟罹褪前殉鞘斜旧砜闯梢粋€生態系統,城市中的市民、交通、能源、商業、通信、水資源構成了一個個的子系統。這些子系統形成一個普遍聯系、相互促進、彼此影響的整體。在過去的城市發展過程中,由于科技力量的不足,這些子系統之間的關系無法為城市發展提供整合的信息支持。而在未來,借助新一代的物聯網、云計算、決策分析優化等信息技術,通過感知化、物聯化、智能化的方式,可以將城市中的物理基礎設施、信息基礎設施、社會基礎設施和商業基礎設施連接起來,成為新一代的智慧化基礎設施,使城市中各領域、各子系統之間的關系顯現出來,就好像給城市裝上網絡神經系統,使之成為可以指揮決策、實時反應、協調運作的“系統之系統”。智慧的城市意味著在城市不同部門和系統之間實現信息共享和協同作業,更合理的利用資源、做出最好的城市發展和管理決策、及時預測和應對突發事件和災害。
智慧城市是充分借助物聯網、傳感網,涉及到智能樓宇、智能家居、路網監控、智能醫院、城市生命線管理等諸多領域,把握新一輪科技創新革命和信息產業浪潮的重大機遇,充分發揮城市信息通信產業、RFID相關技術、構建城市發展的智慧環境,形成基于海量信息和智能過濾處理的新的生活、產業發展、社會管理等模式,面向未來構建全新的城市形態。智慧城市就是運用信息和通信技術手段感測、分析、整合城市運行核心系統的各項關鍵信息,從而對包括民生、環保、公共安全、城市服務、工商業活動在內的各種需求做出智能響應。其實質是利用先進的信息技術,實現城市智慧式管理和運行,進而為城市中的人創造更美好的生活,促進城市的和諧、可持續成長。下面就讓我們來體驗一下智慧城市給我們帶來的享受吧!
智能家居,暢享每一天
當我們在智能樓宇系統自帶的叫早服務喚醒在清晨溫暖的光線中睜開眼睛,百葉窗簾在那一刻也根據室外的光線自動地調節到了最適宜的角度;智能廚房系統已經按照提前設置好的程序為我們準備了早餐。當我們已經在上班路上,家里的一切也不用我們擔心,生活垃圾已經被自動回收,遠程抄表已完成,智能樓宇管理系統已經將家用電器自動關閉,智能家居,讓您暢享每一天。
智能交通,便捷出行每一次
當我們上街出游,隨時隨地通過城市主城區公交車站、地鐵站、旅游景點、繁華商區的街頭電子地圖訪問終端查詢我們所在的地方、想要去的地方的詳情、交通現狀與交通可達方式;當我們停車,車位引導系統、智能化停車管理系統即時啟動,車輛只要進入車位,系統自動識別車號、車位,自動啟動計時、自動核算應繳費用??梢酝ㄟ^安裝在車內的終端設備顯示道路擁堵、行駛緩慢、暢通情況。智能交通,省時省心,便捷出行每一次。
智能醫療,足不出戶的關心
當我們想要出門看病,提前在手機或平板電腦查詢實時醫療情況,查詢該到哪家醫院,可以預約掛號、分時轉診,查詢目前就診人數、計算等待時間。我們通過健康手表,把身上的體檢信息傳到手機上,手機自動將檢測到的與健康有關的信息發送到醫院,醫院的專家幫你診斷,提示你預防并指導按時服藥。當我們不方便外出,更能通過遠程醫療系統,足不出戶的通過高清遠程醫療視頻會議與醫療專家進行在線會診。智能醫療,縮短醫患距離,體現足不出戶的關心。
智能電網,城市生活的保障者
當我們想到周六預報的暴雨,不禁回憶起小時候每到刮臺風肆虐時,家里、學校全部斷電的場景?,F如今,這樣的事情早已成為歷史。城市的智能電網系統早已建成,電網將始終處于自我檢測的過程中,一旦發現某些線路節點可能發生故障,送電將重新找尋新的路徑,“繞過”可能有的故障,盡可能地減少了故障停電。綠色可再生能源得到了優化利用,所有的辦公樓、住宅公寓都安裝了小型發電設備,隨時生產綠色能源,并將多余的電力入網與他人共享。
智能教育,知識傳達的直通車
智慧城市是把物聯網和互聯網以及移動互聯網這些信息網通有機結合在一起,由數據當作城市重點要素,從而達到技術和產業以及服務于管理,還有生活方面的智能化目標。其核心理念就是以人為本,注重經濟和社會以及環境這三者的共同發展。還包含政務和交通以及醫療和教育,還有環保這些功能,智慧政務指的是政府應用信息通信這項技術,完善組織構造和運行制度,解決各個部門之間信息孤島這種情況,促使管理和服務都能夠網絡化,從而不斷提升工作的質量和效率。因此,下面將對智慧城市建設與發展趨勢深入分析。
一、智慧城市建設
我們能夠發現,智慧城市構建主要包含六種主要的內容,重點包含云計算數據核心和基礎通信與終端以及運用系統,還有物聯網和業務支持平臺。
(一)云計算數據核心
云計算數據核心屬于承載和智慧化的運用,組成多個支持功能的中心基本設施,一方面承載多種物聯網和三網融合等一系列的數據,最主要的是承載用戶行為數據,組成智慧化運用的重點能力。
(二)基礎通信網絡
基礎通信網絡包含寬帶連接和承載,還有傳輸這些有限寬帶網絡。例如,4G蜂窩和通信網絡,還有無線wifi全覆蓋。
(三)終端
這里所說的終端包含電話和電視以及物聯網等終端等。
(四)業務支持平臺
支持多種智慧化運用的業務,包含訂單和用戶以及服務方面的管理,還有多種基礎能力支持,例如,數據庫和基礎管理運用系統等等。
(五)物聯網
物聯網傳送和聚集,還有信息收集和保存以及預處理這些系統。
(六)經典應用系統
經典應用系統重點包含多種應用系統,例如,管理和一卡通以及監控和三網融合這些應用,還有智能物流。對其進行簡單的概括,可以將云計算數據核心當做重點,由物聯網當作觸角,由wifi和4g無線全覆蓋和摜蛋通信當做快速信息路徑,建設智慧城市區域。智慧城市當中基本設備的繼承重點分成基本設備層和感知層以及網絡層,還有平臺層和實際運用層。將感應器放到電網和鐵路以及橋梁和隧道,還有公路與供水等多種物體當中,同時被泛在連接,構成物聯網物聯網。利用感知層,把不一樣環境下感應器匯聚到智慧城市信息處理構成架構,依靠公共通信網絡,由數據行當作中心,經過多連接終端,完成泛在接入,面對服務端到端體系架構。
二、智慧城市發展趨勢
智慧城市在經營以及服務的過程中當中,存在幾個重點要素,分別是政府,在智慧城市建設中扮演著經營方和服務提供方的角色,云計算個基本設備服務提供方和云計算運用服務提供方,保證智慧城市能夠穩定健康的發展,一定要堅持上面這四個重點,云計算基本設備服務提供商家和云計算運用服務提供商家,可以思維一體,一起促進集中化和集約化以及規模化和創新型的智慧城市良好生態環境。
(一)政府
政府屬于智慧城市帶頭機構,一定要擁有智慧城市建設和運用還有服務進程進行暗度管理以及改進和綜合多想應用,構成城市整體有序發展的合力。
(二)經營方與服務方
我們可以知道,由于社會信息化運用不斷深入發展,信息通信服務想要進一步發展和提高,必須要對應用方面加以創新,使運營更加穩定,提升平臺的開放程度和服務質量,做到資源上的共享,對于智慧城市進行有效的監督管理,一定要擁有有力地智慧城市經營和服務方,實際上也是智慧城市的實施者,主要的工作就是帶頭實施,總體規劃,確保運營的安全程度和服務質量,還有服務延伸和需要采集這些。
(三)云計算基本設備服務提供方
重點注重于投資規?;ㄔO,改進運營和服務的質量,確保按照制度做事,嚴格按照流程進行,構建完善的安全信息以及監督管理方式。
(四)云計算運用服務提供者
云計算運用服務提供者必須要提供具有創新性和開放性,還有共享性的云計算運用服務以及行業運用服務。
(五)多方面協同
政府方面一定要提高多種政策之間的銜接與協同,構成政策體系,智慧城市正常進行關系到多個行業,各個主管部門必要制定相應的行標和規定,不斷加強其協同性。目前信息互聯互通和數據共享的程度還不是很高,還要進一步提高信息之間的融合。
(六)技術人才
云計算行業這個行業正在不斷快速的增長,這種快速的增長促使云計算工作在進行中遇到的最大問題就是缺少相應的人才,人才不足將會限制云計算的發展,因此,未來我國應該培養更多云計算方面的高素質人才。
(七)安全模式與用戶慣性
云計算安全方面的問題屬于云計是商業發展當中核心的問題,因為云是對外不透明,其服務提供在業務方面并沒有進行仔細的說明,怎樣在內部IT支持中為業務系統提供安全可靠,數據分離這是對于云計算造成影響的核心因素,并且用戶習慣還不是十分成熟,必須要加強這方面的培養。
三、結束語
通過本文對智慧城市建設與發展趨勢的進一步分析與闡述,使我們了解到由于我國新型城鎮化建設正在持續發展,人們居住環境和資源以及能源,還有城市運轉這些問題慢慢暴露出來,以往基本設施以及城市管理方法根本沒有辦法合理解決城市發展過程中產生的一系列新問題。由物聯網和互聯網以及大數據和與計算這些新的信息通訊技術當作核心的智慧城市建設是對應上面問題的解決方式。并且智慧城市擁有智慧政務和交通以及醫療和教育,還有環保這些根本功能。因此,希望通過本文的闡述能夠給智慧城市建設和未來發展提供一定的參考和幫助。
作者:吳新龍 楊定功 單位:天津天怡建筑設計有限公司
參考文獻:
2007年1月,錢大群被任命為IBM大中華區首席執行總裁,掌管IBM公司大中華區(包括中國內地、中國臺灣與中國香港三地)的銷售、研發、采購、營運等業務。目前,IBM在大中華區擁有員工超過1萬名,并成立了12家獨資與合資企業,業務范圍涉及制造、專業服務和軟件開發等。
錢大群目前還是IBM整合與價值團隊 (IBM IVT)的成員。該團隊是IBM公司董事長、總裁兼CEO彭明盛所領導的,為IBM整合的業務模式和IBM價值提供決策支持。
錢大群畢業于臺灣淡江大學數學系,曾在美國哈佛大學企管研究所進修高級管理課程,并進修了IBM全球高階經理人課程。
世界變“平”了、變“小”了。不論是在經濟、社會,還是在技術層面,這個整合度越來越高的世界正在發生重大的變化。當前所面臨的金融海嘯、全球氣候變化、能源危機或者安全問題,迫使我們重新審視過去。正是各種各樣的危機,使人類能夠站在一個面向未來全新發展的階梯上――我們希望整個世界變得更加智慧。
我們有機會,也有能力建設更有智慧的系統、更有智慧的企業、更有智慧的國家,甚至更有智慧的地球。
三個智慧推動力
談到智慧之道,我想首先應該注意到三個重要的趨勢。這三個趨勢,總的來說就是人類歷史上第一次出現了幾乎任何系統都可以實現數字量化和互聯的事實。在此基礎上,我們能夠做出更加智慧的判斷和處理。
更透徹的感應和度量預計到2010年,全球每人將平均占有10億個晶體管,每個成本約耗資十萬分之一美分;各種各樣的感應科技也開始被嵌入到汽車、家電等設備,以及公路、水利電力等設施當中。這些晶體管和感應器能夠幫助我們更好地了解地球的運轉,讓我們真切地看到究竟這個地球發生了什么,并準確地量化這些變化。
更全面的互聯互通到2011年,互聯網用戶數量將達到20億人,并且以前所未有的方式與設備物件連接起來。未來互聯網將會變成物聯網,國際貿易壁壘將逐漸消除,企業內外的整合日趨緊密,跨行業的聯系和合作也將不斷加強。同時,虛擬技術應用大行其道,加速了企業、行業間的互聯互通。這些都將大力推進協作和創新的廣度和深度。
更深入的智能洞察隨著信息技術的不斷成熟和不斷發展,人們可以負擔得起使用大規模計算機集群和云計算去加工、建模、預測和分析海量的數據。人類將最大限度地利用信息資源,并從中獲得前所未有的洞察力,從而可以更快、更好地作出決策。
這一切都意味著,經濟可行的智能技術能夠被應用到幾乎所有行業中,催生很多過去無法實現的服務。在此基礎上,無論自然體系,還是行業系統,或者企業,甚至個人,都將更加緊密地整合在一起,形成各種各樣的智慧系統。
從四個關鍵挑戰入手
如果我們能駕馭并把握這些趨勢,就能開創出通往“智慧的地球”這一美好愿景的通途。在這個進程中,我們必須考慮如何解答四個關鍵的問題:
第一, 面對無數個信息孤島式的爆炸性數據增長,我們需要獲得嶄新的智能和洞察力,利用眾多來源提供的豐富實時信息,做出更明智的決策;
第二, 我們需要開發和設計新的業務流程,實現在靈活和動態流程支持下的智慧的運作,從而實現全新的生活和工作方式;
第三, 我們需要建立一種可以降低成本,具有智能化和安全特性,并且與當前的業務環境同樣靈活動態的基礎設施;
第四,我們需要采取行動解決能源、環境和可持續發展問題,提高效率,提升競爭力。
建設“智慧的地球”是當務之急
在目前的社會經濟環境下,建設“智慧的地球”是當務之急。讓我們先來看看資源問題。在美國洛杉磯一個小社區,每年為尋找空車位所浪費的燃油高達4萬多加侖,而現有油井中的原油只能提取20%~30%的石油。再來看看供應鏈的情況。由于供應鏈效率低下,消費品和零售行業每年損失約400億美元。中國每年物流耗費所占GDP比重高達20%,這個數字比美國高一倍。在食品安全和醫療衛生領域,嬰兒奶粉中三聚氰胺含量過高導致多名嬰幼兒腎結石事件,使得人們更加關注。
對于這些問題,IBM正在進行認真思考,并且已經進行了一些探索和實踐:
更加智慧的追蹤系統IBM與挪威的Matiq公司正在開發一套更為先進的食物追蹤解決方案。它采用RFID(射頻識別)技術,能夠從農場、供應環節到超市上架,全程追蹤肉類和禽類食物,以確保食品保持最佳狀態;
更加智慧的交通系統IBM正在與布里斯班、倫敦、新加坡及斯德哥爾摩等城市合作建設更加智能化的交通系統。通過一系列措施的實施,斯德哥爾摩的交通流量已減少20%,污染物排放降低了12%,每天新增4萬人次使用公共交通工具。
更加智慧的能源系統IBM與全球11家領先的智能計費器企業中的7家共同攜手,通過實現設備智能化,為消費者降低能源開支。西北太平洋國家實驗室通過將恒溫器轉換為可調控,幫助普通家庭降低10%的能源開支。
更加智慧的醫療保健系統IBM正在幫助主動醫療網(ActiveCare Network)監控美國38個州的1.2萬多家診所,為超過 200萬名病人提供注射液、疫苗及其他藥品的適當運輸網絡。主動醫療網采用IBM軟件降低治療費用高達90%,降低病人、診所應用費用達60%。
類似的例子不勝枚舉。迄今為止,我們眼里的IT是數據中心、軟件、個人電腦、路由器和帶寬的世界,我們眼里的基礎設施是大樓、工廠、醫院、公路和管道的世界。現在,只有把實體世界和數據世界融合在一起,才能把世界變得更加智慧。
“智慧的地球”的潛能不會自動釋放出來,來自各界的倡導和引導非常重要。
1月份,住建部公布首批國家智慧城市試點共90個。8月份,住建部又公布第二批國家智慧城市試點名單,103個城市(區、縣、鎮)入選,其中有市、區83個,縣、鎮20個。10月份,科技部和國家標準委在全國20座城市中開展智慧城市試點示范工作。在此之前,寧波、揚州和常州分別被工業和信息化部選為“智慧城市”建設試點示范城市,武漢、深圳被科技部選為國家863智慧城市項目試點城市。目前,進行智慧城市試點建設的數量已經超過200個,這些智慧城市試點引發社會的廣泛關注,在大力推進新型城鎮化的背景下,智慧城市正成為產業鏈各方爭搶的金礦,預計“十二五”期間各地“智慧城市”建設將會帶來超過萬億元的產業機會。
市場參與主體豐富,建設范圍不斷擴大。IT企業、電信運營商、IDC企業等構成了中國智慧城市建設和服務的主力陣營。神州數碼、萬達信息、東軟等公司推出了面向城市具名的綜合服務平臺,通過平臺運營方式與城市管理者實現了共贏。浪潮、曙光等電子信息產品制造商在專用服務器、存儲設備以及云計算解決方案等領域也取得了不錯的市場成績。電信運營商和IDC企業依托數據中心,開始向智慧城市服務提供商轉型。在企業的助力下,部分地區已經將云計算、物聯網、移動互聯網等新一代信息技術創新應用于在城市管理、電子政務、社區服務以及醫療衛生、文化教育等方方面面。光網城市、無線寬帶、政務云數據中心建設成為智慧城市基礎設施建設的實施重點,交通、城管、醫療、社區服務、能源等領域的智慧化成為應用建設重點,大型企業創新應用物聯網、移動互聯網等技術手段提升研發設計、生產、經營管理能力,智慧化應用與智慧產業良性互動,逐漸走向融合。
智慧城市發展政策環境進一步趨向完善。國家大力扶持、統籌推進新興信息產業的發展,國務院出臺《國務院關于促進信息消費擴大內需的若干意見》,工業和信息化部了《信息化發展規劃》等系列相關規劃,并開始在全國范圍內遴選首批信息消費試點市(縣、區)。住建部《智慧城市公共信息平臺建設指南》,并完成兩批國家智慧城市的試點評選工作,發改委聯合工業和信息化部、公安部、交通部等八部委編制了《關于促進智慧城市健康發展的指導意見》并上報國務院,以期統籌推動了智慧城市健康發展,同時也為智慧城市相關產業發展提供了更優化的政策環境。
智慧城市發展的主要趨勢
展望未來,智慧城市作為未來我國重要的戰略方向,推進城市新興產業發展的重要領域,在政府、企業、市場多方的持續關注和投入下,在產業鏈各環節的共同推動下,將迎來更加蓬勃的發展。賽迪設計分析,中國智慧城市發展將主要呈現出以下趨勢:
融合加強 即智慧城市建設一方面推動了垂直領域建設的信息系統和業務應用以服務對象為中心的融合,另一方面也推動了物聯網、云計算、移動互聯網、大數據等新興信息技術的融合發展。物聯網應用將逐漸滲入到城市運行管理的方方面面,大數據應用伴隨信息技術的廣泛應用不斷增長,云計算則為這些海量的、多樣的大數據提供存儲和運算的支撐平臺。而對大數據的處理、分析與優化結果,又基于移動互聯網隨時隨地的反饋給用戶,或通過云服務的方式反饋或交叉反饋到物聯網、移動互聯網、數字家庭、社會化網絡等應用中,進一步改善使用體驗,并創造出巨大的商業價值、經濟價值和社會價值。此外,智慧城市產業資源也會不斷加速融合。作為一個復雜、相互作用的系統,智慧城市的產業環節之間存在高度依存關系,隨著信息技術之間及與其他技術的互相整合、滲透,市場競爭從單一產品、單項服務逐步向綜合方向發展,促使內容與網絡、產品與服務、軟件與其他行業之間的融合進一步提速和深化。
運營創新 智慧城市發展的關鍵在于后期的運營和持續優化,運營是引領商業模式創新和影響產業繁榮的關鍵,隨著不斷的深入探索,未來必將創新出很多具有實用價值的智慧城市運營模式。智慧城市運營是直接面向政府、企業和公眾等城市主體的需求,未來將出現更多基于大數據分析和深度挖掘應用的增值服務,逐步推動產業價值鏈和組織形態不斷變革,催生更多產業模式創新。一方面是IT技術產品服務化,如云計算將IT資源及信息以按需、易擴展的方式向用戶提供;二是產業鏈體系重構,對終端、網絡、軟件、內容、服務等各環節進行整合。值得注意的是,智慧城市運營將具備“平臺化”的特征,真正有“用”的應用方案提供固然是企業提升競爭力的必然選擇,但在地域范圍內建立并運營整合內容和服務的平臺,統一提供通信、政務咨詢、就業服務、繳費等一系列便民服務,將成為未來的主要服務模式和重要贏利點。
成長加速 隨著2013年“寬帶中國”戰略及實施方案、4G牌照發放、兩化融合深入推進及信息消費試點啟動,新一代信息技術應用逐漸深入發展,智慧城市產業鏈重點環節、重點產品不斷取得突破,產業鏈將不斷完善。在東部沿海地區城市帶動下,內陸城市也將加速智慧城市建設,吸引大量投資者和企業加入,中國智慧城市發展進入成長加速期。智慧城市建設一方面不斷向上延伸,從市級的研究和實踐向省級延伸,更多的從全省統籌的角度進行智慧城市頂層設計,這將有助于解決智慧城市建設過程中標準和規范不統一造成的城市信息孤島問題。另一方面智慧城市建設不斷向下延伸,區縣級的智慧城市建設將被納入到所屬市級智慧城市建設的研究及實踐范圍之內,建設和應用更加精細化,信息化手段消除城鄉二元結構方面的作用將不斷提升。
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未來我國智慧城市發展前景分析
云計算是當前一個熱門的技術名詞,很多專家認為,云計算會改變互聯網的技術基礎,甚至會影響整個產業的格局。
1、“智慧城市”依靠“大數據”得以實現
《剪影公告板》Ars Electronica
電子藝術中心未來實驗室(奧)
中國有精妙的剪紙藝術,奧地利有神奇的剪影公告板——Shawgram。這個創意裝置是2012奧地利Ars Electronica電子藝術節的人氣作品。它就像一個快速照相臺,觀眾只需站在展臺前,對著感光板擺個隨意好玩的Pose,僅需15秒就可打印出人像剪影便利貼。還可以貼在公共板,并在氣泡便利貼上曬曬自己心情,留下對展覽的觀感以及對城市建設的意見。它不僅是新鮮有趣的交互裝置,也是讓大眾發聲的工具。什么才是你心中的智慧城市?你對北京的未來有何期待?我們每個人可以為更美好的城市生活做些什么?快來留下你的剪影和聲音吧!
《微置建城#Position#》
項硯冬,湯一虎,張文韜
“微置建城”通過一個由所有CMoDA的微薄粉絲的頭像構筑成的虛擬城市為平臺進行展示,觀眾通過微博發言:#position#+內容,進行互動,之后會收到一條內容為觀眾頭像在虛擬世界里的坐標值的回復,也就是“position”。隨后,觀眾的頭像和ID會出現在大屏幕上,當微博發言積累到一定隨機數目時,一座虛擬的建筑便會出現在這座虛擬城市中。觀眾即可將自己在虛擬世界中重新定位,以此來感知虛擬世界。作者以此來向人們傳達這樣的信息:不論是在虛擬世界還是真實世界中,人與其群體所在的空間關系都是隨機且不可描述的,但又是確定無疑、不可割裂的。
《等離子流》
Brad Miller(澳)
作品的精妙之處在于,當人們處在這個大型動態裝置前,任何動作都可以引起大屏幕上離子流的舞動與變換。在立體聲環繞之下,紅外感應相機與互聯網能夠迅速捕捉我們的一舉一動,并立即呈現即時互動圖像。這些流光溢彩的奇幻線條實際上就是我們的運動軌跡,可能是旋風、網格、或是放射花束??鞊Q個姿勢,感受一下你和澳洲Brad Miller 團隊一同表現的信息美感。
《調解時刻》
Brad Miller(澳)
作品利用互聯網既能搜索信息又可進行反饋回復的特點,用圖像、聲音和視頻多種手段全方位的描述北京。大屏幕上的每一個場景都取自“智慧城市”專題展覽期間的北京,選自這座城市的每個角落,或古樸或現代,有些場景可能離你很遠,有些景象就在你身邊。我們置身于這個作品中,通過前后左右的移動就可以使這些影像放大縮小,慢放快進。看得見,摸得著,聽得到,如同在時空隧道穿行,感受過去現在與未來的交接。