智慧城市發展的10大關鍵要素
行業活動2017年12月11日
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“智慧城市”概念最早在2008年被IBM提出。詞如其義，旨在利用一些新技術讓城市系統、運作、服務都變得完善及智能。
中國作為“城市病”的高發地，近年來由于人口、工業、交通等過度集中造成種種弊病。城市標準、技術、機制的不協調，讓城市的整體性和系統性大打折扣，基于此，建設智慧城市迫在眉睫。
當然，中國的城市管理者也意識到了這個問題。雷鋒網了解到，短短幾年，中國就有超過400個城市提出建設智慧城市，總體投資超2萬億。問題出現了，巨額投資的背后，我們看到的城市好像并沒有那么“智能”，大部分預算都被用于織天網、裝監控。
智慧城市建設是一個龐大工程，除了部署一些傳感器和安防設備，還需要一個整體的編排框架和深入的前瞻及規劃。在此背景下，本文列出智慧城市建設所需的十大關鍵要素，也就是讓城市變得更智慧之前要做的十件事。
1、API和第三方開發
隨著分布式緩存和計算而來的問題是如何為第三方建立開發平臺。
智慧城市技術供應商與市政部門合作，考慮到安全性就需要為資源、數據、API提供經過深思熟慮的結構，這樣才能夠創建新的智能、新的應用和新的體驗。
創新是不能被某個公司壟斷的。即便是喬布斯也預見不了在iPhone平臺上興起的各種應用，如今蘋果非常依靠第三方的如Instagram、Lyft或Airbnb等應用-而這些應用在第一代iPhone發布的時候根本不敢想象。
當然，我們也不能就照貓畫虎地建立一個智慧城市版的“appstore”，讓開發者自由地發布軟件。我們要把注意力放在如何找到一種先進的審核機制，以便安全、敏捷地確定哪些應用是可以在真實環境中開放應用的。
2、分布式計算
在智慧城市中，我們需要快速處理海量數據，由于網絡發展太快，這將不允許城市管理者將所有內容重新發送到“云”中集中處理。
因此，我們必須建立具有本地處理資源的高價值節點，作為分布式網絡中的分層參與者進行無縫運行。另外，市政基礎設施還必須融合成一個完善的分布式處理架構，一個可擴展的生活系統，連接豐富的數據。
智慧城市需要在每個關鍵位置和節點部署計算能力，以支持動態流量管理，實時決策。
3、“即時”存儲與緩存
智慧城市還需要我們在通信基礎設施的“邊緣”部署存儲系統。作為分層存儲和緩存網絡的一部分，我們每分鐘積累的大量數據將需要與本地存儲配對，以避免出現不必要的網絡堵塞。
據了解，每輛自動駕駛汽車每天都可以產生4TB的數據，城市路口的監控攝像頭也會產生海量的數據。把這些數據全部傳到某個中心機房存起來不僅不切實際而且相當浪費資源。
所以，應當把本地存儲和本地處理結合起來，這樣可以動態地從這些數據中抓取有效信息，然后這些有效的信息就可以傳送到云存儲中去。
對傳輸下一代的內容來說，緩存同樣非常重要。AR&VR無法容忍內容傳輸的延遲，這種擬真內容的媒體資源必須即時可用，這樣才能將這些功能在整個城市中都能夠得到可靠地使用。
簡而言之，智慧城市必須將存儲容量擴展到個人架構，而且必須具備嵌入到整個城市的高度分布和動態的存儲陣列中的能力。
4、高速、低延遲網絡
高速、低延遲的無線通信網絡是智慧城市建設的首要要求，這也是為什么5G網絡的出現會得到如此多關注的原因。
相對于4G技術，5G將以一種全新的網絡架構，提供峰值10Gbps以上的帶寬，用戶體驗速率可穩定在1Gbps—2Gbps。
5G的出現會讓城市的運行變得更加有效率。高通CEO斯蒂夫-莫倫科夫（SteveMollenkopf）表示該技術將在2019年全面商用。
另外，智能城市架構還必須支持功率受限設備的低功耗無線接入（LPWA）。例如，對于每天漂浮在報告城市水位的設備來說，節能通信協議至關重要。
5、先進的“防災"能源
智慧城市解決方案還需要可持續、安全、且可防災的能源網絡。沒有這些，就不能授予城市“聰明”的綽號。
考慮到這個因素，沒有一個IT工程師在沒有UPS（不間斷電源）和備用電源的情況下建立一個數據中心。如果通信和情報系統只有在電力出現時才能使用，那么在災難和特殊事件發生后需要服務時，我們就會顯得束手無策。
6、安全隱私
城市管理者必須從一開始就應該將“安全”整合到智能城市平臺，而不是將重點放在事后的反思。
不安全的解決方案是不可以被接受的。近年來，全球各地都出現了包括視頻監控系統“開后門“、家庭看護攝像頭被侵入等現象，相關企業應該提出更安全、高效的產品和解決方案，訪問協議和通信需要高級的安全架構來防范惡意代理。覆蓋和強制升級路徑也必須嵌入架構中，以防止和減輕網絡攻擊的影響。
安防不僅僅是保護政務系統和各個場所，它也必須用來保護公民的隱私，智能解決方案的前提必須是”尊重“公民。
7、傳感器與數據
數據捕獲長期以來一直是智慧城市工作的重點，聰明的城市正在不斷增加新的數據捕獲功能。
天氣、風向和強度、路面溫度和條件，空氣質量、輻射、污染物、腳踏車輛、車輛交通、野生動物、土壤水分、噪聲污染、光照水平、花粉、水質、水位、振動、污水流量，閥門壓力等等，這些都是智慧城市設備必須收集的數據。
值得注意的是，數據本身并沒有讓城市變得聰明的能力。Smart需要一個相應的分層架構來處理這些數據并得出相應結論而采取行動。
8、硬件維護及可升級性
即使再聰明的人或組織在第一次部署復雜系統時都不能做到百分百完善。
而智慧城市基礎設施在日后需要維護和升級，但在實際操作過程中，不可能允許“施工方”破壞城市架構進行規劃和改進。
因此需要在智慧城市建設前期考慮到后期的維護和升級，因此必須建立一個完善且規范的服務器架構，當然，這需要當局者具備強大的技術前瞻性。
9、用戶界面
對于消費類設備，我們正在從有線（PC）到無線（智能手機）到環境（如亞馬遜的Alexa）接口的轉變。
同樣，真正的智慧城市也將會把公共空間變成一個個接口。智慧城市的策略要基于通過聲音和增強現實與環境互動進行定義。它背后的意義是，未來的智慧城市應當是一個無縫的互動性環境，而且值得注意的是，“空間就是互動界面”的想法對建筑設計師和城市規劃者來說都有深遠的寓意。
10、優化設計
從各個城市公共基礎設施的設計來看，大多走的都是實用路線，其實在這個基礎上也可以設計的更加唯美、生動，讓城市變得更富吸引力。
就像在沒有出現智能手機時，我們根本想象不到產品設計的重要性，除了實用性以外，大眾的審美也在進一步提高。對于城市而言也是一樣，如果每個城市都能改變設計思路，也許智慧城市的潛力將會變得更大。
中國作為“城市病”的高發地，近年來由于人口、工業、交通等過度集中造成種種弊病。城市標準、技術、機制的不協調，讓城市的整體性和系統性大打折扣，基于此，建設智慧城市迫在眉睫。
智慧城市建設是一個龐大工程，除了部署一些傳感器和安防設備，還需要一個整體的編排框架和深入的前瞻及規劃。在此背景下，本文列出智慧城市建設所需的十大關鍵要素，也就是讓城市變得更智慧之前要做的十件事。
1、API和第三方開發
隨著分布式緩存和計算而來的問題是如何為第三方建立開發平臺。
智慧城市技術供應商與市政部門合作，考慮到安全性就需要為資源、數據、API提供經過深思熟慮的結構，這樣才能夠創建新的智能、新的應用和新的體驗。
創新是不能被某個公司壟斷的。即便是喬布斯也預見不了在iPhone平臺上興起的各種應用，如今蘋果非常依靠第三方的如Instagram、Lyft或Airbnb等應用-而這些應用在第一代iPhone發布的時候根本不敢想象。
當然，我們也不能就照貓畫虎地建立一個智慧城市版的“appstore”，讓開發者自由地發布軟件。我們要把注意力放在如何找到一種先進的審核機制，以便安全、敏捷地確定哪些應用是可以在真實環境中開放應用的。
2、分布式計算
在智慧城市中，我們需要快速處理海量數據，由于網絡發展太快，這將不允許城市管理者將所有內容重新發送到“云”中集中處理。
因此，我們必須建立具有本地處理資源的高價值節點，作為分布式網絡中的分層參與者進行無縫運行。另外，市政基礎設施還必須融合成一個完善的分布式處理架構，一個可擴展的生活系統，連接豐富的數據。
智慧城市需要在每個關鍵位置和節點部署計算能力，以支持動態流量管理，實時決策。
3、“即時”存儲與緩存
智慧城市還需要我們在通信基礎設施的“邊緣”部署存儲系統。作為分層存儲和緩存網絡的一部分，我們每分鐘積累的大量數據將需要與本地存儲配對，以避免出現不必要的網絡堵塞。
據了解，每輛自動駕駛汽車每天都可以產生4TB的數據，城市路口的監控攝像頭也會產生海量的數據。把這些數據全部傳到某個中心機房存起來不僅不切實際而且相當浪費資源。
所以，應當把本地存儲和本地處理結合起來，這樣可以動態地從這些數據中抓取有效信息，然后這些有效的信息就可以傳送到云存儲中去。
對傳輸下一代的內容來說，緩存同樣非常重要。AR&VR無法容忍內容傳輸的延遲，這種擬真內容的媒體資源必須即時可用，這樣才能將這些功能在整個城市中都能夠得到可靠地使用。
簡而言之，智慧城市必須將存儲容量擴展到個人架構，而且必須具備嵌入到整個城市的高度分布和動態的存儲陣列中的能力。
4、高速、低延遲網絡
高速、低延遲的無線通信網絡是智慧城市建設的首要要求，這也是為什么5G網絡的出現會得到如此多關注的原因。
相對于4G技術，5G將以一種全新的網絡架構，提供峰值10Gbps以上的帶寬，用戶體驗速率可穩定在1Gbps—2Gbps。
5G的出現會讓城市的運行變得更加有效率。高通CEO斯蒂夫-莫倫科夫（SteveMollenkopf）表示該技術將在2019年全面商用。
另外，智能城市架構還必須支持功率受限設備的低功耗無線接入（LPWA）。例如，對于每天漂浮在報告城市水位的設備來說，節能通信協議至關重要。
5、先進的“防災"能源
智慧城市解決方案還需要可持續、安全、且可防災的能源網絡。沒有這些，就不能授予城市“聰明”的綽號。
考慮到這個因素，沒有一個IT工程師在沒有UPS（不間斷電源）和備用電源的情況下建立一個數據中心。如果通信和情報系統只有在電力出現時才能使用，那么在災難和特殊事件發生后需要服務時，我們就會顯得束手無策。
6、安全隱私
城市管理者必須從一開始就應該將“安全”整合到智能城市平臺，而不是將重點放在事后的反思。
不安全的解決方案是不可以被接受的。近年來，全球各地都出現了包括視頻監控系統“開后門“、家庭看護攝像頭被侵入等現象，相關企業應該提出更安全、高效的產品和解決方案，訪問協議和通信需要高級的安全架構來防范惡意代理。覆蓋和強制升級路徑也必須嵌入架構中，以防止和減輕網絡攻擊的影響。
安防不僅僅是保護政務系統和各個場所，它也必須用來保護公民的隱私，智能解決方案的前提必須是”尊重“公民。
7、傳感器與數據
數據捕獲長期以來一直是智慧城市工作的重點，聰明的城市正在不斷增加新的數據捕獲功能。
天氣、風向和強度、路面溫度和條件，空氣質量、輻射、污染物、腳踏車輛、車輛交通、野生動物、土壤水分、噪聲污染、光照水平、花粉、水質、水位、振動、污水流量，閥門壓力等等，這些都是智慧城市設備必須收集的數據。
值得注意的是，數據本身并沒有讓城市變得聰明的能力。Smart需要一個相應的分層架構來處理這些數據并得出相應結論而采取行動。
8、硬件維護及可升級性
即使再聰明的人或組織在第一次部署復雜系統時都不能做到百分百完善。
而智慧城市基礎設施在日后需要維護和升級，但在實際操作過程中，不可能允許“施工方”破壞城市架構進行規劃和改進。
因此需要在智慧城市建設前期考慮到后期的維護和升級，因此必須建立一個完善且規范的服務器架構，當然，這需要當局者具備強大的技術前瞻性。
9、用戶界面
對于消費類設備，我們正在從有線（PC）到無線（智能手機）到環境（如亞馬遜的Alexa）接口的轉變。
同樣，真正的智慧城市也將會把公共空間變成一個個接口。智慧城市的策略要基于通過聲音和增強現實與環境互動進行定義。它背后的意義是，未來的智慧城市應當是一個無縫的互動性環境，而且值得注意的是，“空間就是互動界面”的想法對建筑設計師和城市規劃者來說都有深遠的寓意。
10、優化設計
從各個城市公共基礎設施的設計來看，大多走的都是實用路線，其實在這個基礎上也可以設計的更加唯美、生動，讓城市變得更富吸引力。
就像在沒有出現智能手機時，我們根本想象不到產品設計的重要性，除了實用性以外，大眾的審美也在進一步提高。對于城市而言也是一樣，如果每個城市都能改變設計思路，也許智慧城市的潛力將會變得更大。
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