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大数据筑起“智慧城市”

  • 日期:2016-02-17 15:58:53

2015年,即将卸任的奥巴马宣布将投入1.6亿美元用于“智慧城市”(SmartCity)的研发和建设,很多人将其视为奥巴马在任期内的“最后一搏”。一旦成功,这个项目将大大推动美国的基础建设,困扰他多年的就业问题也能得到一定程度的缓解,对于继任者来说更是一个从天而降的“大礼包”。

一个“智慧城市”真的能解决这么多问题吗?它真的能像奥巴马所期望的那样,成为“应对美国金融危机”的良方吗?

用“智慧”治“大城市病”

“智慧城市”并非一个复杂的概念,它更多地体现在线上、线下的完美结合,简而言之就是通过互联网与城市中各行各业的结合缓解“大城市病”、提高当地居民的生活质量,同时大幅度增加就业。

近几年,随着美国政府的大力推动,“智慧”已经体现在美国人生活的方方面面。比莉金国家网球中心的美网公开赛上,现场观众可以轻松地通过手机观看回放以及比赛解说,现场的嘈杂不再是无法专心观看比赛的理由。

 

 

科技同样能够帮助城市管理者提高效率,目前,洛杉矶市政府仅仅通过云技术和一个名为CityTouch的软件就可以远程控制12000公里距离以内的路灯。被誉为“罪恶之城”的拉斯韦加斯多年以来犯罪率居高不下,但是近几年却有所好转,这都要得益于一个名为Intellistreets的“智慧”系统。除了简单的照明功能,内置麦克风、扬声器的LED灯还能实现紧急广播、录制音频、图像等监控犯罪的重要技术。这不仅为警察办案带来了便利,更让居民的出行有了一层保障。

 

 

然而,这些看似在电影或未来才会发生的情景却并非一个全新的概念,早在2003年,韩国政府就高调提出了全球第一个智慧城市计划——U-City。U为英文单词“Ubiquitous”的缩写,意为“无处不在”。这项战略以无线传感网络为基础,通过布局智能网络、提高网速将IT技术融入韩国公民的衣食住行、方方面面。2009年,韩国政府更是投入4.15亿美元全力支持U-City的建设。5年里,道路、桥梁、医院、学校等一系列基础设施无一例外地被网络覆盖,韩国主要城市的市民早在几年前就能够享受随时随地的网上服务。

 

 

2008年11月,IBM公司的“智能地球”理念引发轰动,“智慧城市”的想法也第一次在全球走俏。奥巴马上任初期,除了来势汹汹的金融危机,还有困扰美国纽约、芝加哥等地多年的“大城市病”——交通拥堵、环境污染严重、生活质量较差、犯罪率居高不下。短短几个月,这个全新的“智慧城市”理念就迅速获得了资本和媒体的追捧,很多人将它视为缓解“大城市病”,真正提高城市生活质量的“救世主”。

大数据筑起“智慧城市”

作为ArrayofThings(AoT)的发起者,查理·凯特莱特(CharlieCatlett)是一个数字的热衷者。几年前,他开始利用传感器对家中的温度、湿度、地下室的水流量进行监测、记录,并以此判断下一次下水道溢流的时间和状况。随着技术的精进,这项小爱好渐渐转化成了覆盖芝加哥全城的智慧城市项目。2014年7月,芝加哥大学、阿贡国家实验室以及芝加哥城市数据中心联合开发了AoT计划,期待通过搜集城市各项指标数据并进行分析,最终使饱受“大城市病之苦”的芝加哥变成一个安全、高效的宜居城市。

 

 

项目的概念并不复杂,芝加哥艺术学院负责对路灯进行设计,并在8个十字路口上安装上类似灯罩的传感器。除了普通的照明功能,这些看似名不见经传的传感器还能够搜集大量城市资料,包括光线的强弱、城市音量、降水量、风速、温度、空气质量等等,甚至人群的移动偏好也可以被探测到。这些传感器被AoT项目的科研人员称作“节点”,目前,芝加哥地区的节点铺设已接近尾声,项目负责人告诉《周末画报》,他们的最终目的是在全城部署500个节点进行监测。

除了在城中搜集海量数据,芝加哥还会根据这些项目开发相关的应用,让公立机构、私有企业,以及学术单位在平台上实现数据共享。对于芝加哥到访的游客,他们可以通过这项应用所提供的数据更好地了解芝加哥。

项目负责人告诉《周末画报》,对数据的收集只是第一步,通过这些数据,城市的建造者可以依据人们的偏好、环境的情况对基础设施进行改造,老旧的下水管道常年遭到暴雨的侵袭,拥堵的交通始终困扰每一个芝加哥的市民,这些都是城市建设者改造的目标。通过对数据的收集,人们可以有效地改造已有线路和设施,真正意义上使芝加哥更为宜居。政治之路源于芝加哥的奥巴马自然不会错过这样一个项目,除了总统的鼎力支持,思科、英特尔等一些大型科技企业均表示会在未来投入到AoT项目的建设中。

未来的“理想国”

2015年,李克强总理在两会中提出了“互联网+”的概念,智慧城市产业的搭建也迎来了前所未有的春天。初级的智慧城市概念较为单薄,通过传感器嵌入至供电、供水、交通、建筑物,使其形成物联网和互联网的连接,实现社会和物理系统的集成。

 

 

21世纪,智慧城市的概念进一步进化,它并不仅仅是一个传感器,而是渗透人类生活的方方面面,实现信息通信技术的全面覆盖。海量的数据可以让科技更好地感知人们的需求,并以此为依据作出相应的改变。

对于很多人口膨胀的大城市来说,改造都迫在眉睫。据统计,目前全世界54%的人口居住在城市,这一比例将在2050年上升至66%。除了经济的腾飞,城市化发展也带来的一系列问题,环境污染、公共服务不足、交通堵塞都是当今“困扰全球”的大城市病。据中国国家统计局数据显示,2014年中国城镇化率已达到54.77%,北京、上海更是对源源不断的人口涌入倍感压力。

目前,全球范围内智慧城市作为“大城市病”的解决方案已有前车之鉴经验可以借鉴。2009年,迪比克市与IBM合作建立第一个美国的智慧城市,将一个拥有6万居民的社区与城市的公共资源结合起来。低流量的传感技术可以对各家各户的水、电、油、交通实行实时监测,每当浪费或泄漏产生便会在第一时间发出警报。除此之外,新加坡、韩国以及以低碳排著称的哥本哈根在智慧城市的发展上均取得了不错的成果。

 

 

中国在智慧城市上的投资已超过5000亿元,第一批便试点了90多个城市。未来预计投入将会上升到1.1万亿元,城市数目也会相应上升到154个。智慧城市的建设迈入了前所未有的高峰,但归根结底,除了技术上的实现,更重要的还是能够更好地契合人的要求。

AoT项目负责人表示,虽然智能项目越来越多,但像AoT一样体系化,全城范围对市民搜集数据的智慧城市项目却极为罕见,大多数据平台的准确性仍有待考证,“正因为我们探测的基数足够大,这些数据才真正能够为城市所用”。

Q&A:对话“智慧城市”项目专员

RobMitchum

 

 

芝加哥大学电脑计算与数据中心传播经理、新闻发言人。芝加哥大学作为ArrayofThings的发起机构,多年来寻求社会企业的多方面协助,以实现这个复杂又庞大的“智慧城市”设想。

Q:《周末画报》

A:RobMitchum

 

 

Q:ArrayofThings(AoT)项目的想法是从何而来的?

A:这个项目的发起与查理?凯特莱特密不可分。凯特莱特在自己的家中装置了很多传感器,监控家中的温度、湿度,以及他离开时地下室有没有“洪灾泛滥”。他惊喜地发现,这项技术可以很好地帮助他了解家中的情况,避免意外的发生。这些传感器给了他最初的灵感,于是,他开始和学生们一起放眼全城。他们计划在芝加哥的建筑、路灯内安装传感器,对整个城市的状况进行监测。但是,除了温度、湿度,芝加哥投资方希望他可以利用这项技术实现更多价值,譬如监测交通拥堵情况、居民活动,以及环境状况等等。

Q:对温度、环境进行监测,AoT在全球已经不是首例,它和其他项目的区别是什么?

A:我们计划2017年底在芝加哥全城铺设500个传感器,全球目前的确有一些类似的项目,但是AoT的覆盖范围是其他项目无法比拟的。除此之外,大部分智能城市项目中装载感应器的箱子都是一次性的,但是,我们的箱子却拥有更长的寿命。人们只需要换掉旧的感应器,替换过程不用大费周章,对城市的监测也不会被中断,其他项目则需要全部重新安装,耗力费时。

Q:AoT项目通过对城市的监测会产生大量数据,这些数据对科研人员有什么用呢?

A:我举两个简单的例子吧。我们最近在和芝加哥医院合作,他们一直在监测芝加哥的哮喘病人和呼吸疾病患者。通过信息收集和生物基因的摄取,他们发现除了遗传因素,这些疾病多发在芝加哥的贫困地区。虽然很多人这样认为,但我们一直缺乏直接证据证明生活的环境、温度、气候对哮喘和呼吸疾病患者具有直接影响。通过安装感应器,我们所获得的数据可以帮助医院更好地监测和学习呼吸疾病。除此之外,AoT项目还可以监测城市暴雨过后的溢流。芝加哥很多地下水管道非常的老旧,全球变暖让当今的天气状况越来越难以预测,通过在感应器内装设摄像头,我们可以更好地监测城市的溢流,累计下来的数据也可以帮助科研人员预测下一次暴雨和溢流发生的时间和程度。

Q:AoT项目形成之前有无参考哪些国外成功的项目?

A:必须要提的是,AoT项目是非常特殊的。巴塞罗那曾经有一个智慧公民的项目,纽卡斯尔也有类似收集城市数据的项目,但大多数都是科研人员、学生或普通大众自发的行为。他们将各自的数据拼凑在一起,但是数据的准确性却无从考证,因为每个人的收集方法都大不相同。相比之下,AoT项目的数据收集更加系统,时间上也更具有连续性。

Q:“路拱”和“公民连接”等成功的智能城市项目都无法摆脱一个困境——无法监测没有智能手机的用户,AoT项目如何实现对非智能手机用户的数据收集呢?

A:我们曾经计划在感应器内设置添加一个装置,它能够通过对行人、网络以及手机信号的探测获得城市居民的相关数据,但是这个计划在民调当中并不受欢迎,人们担心个人信息遭到泄露。所以,我们最终改变了策略,在感应器内装置摄像头,通过可视化技术不间断地拍下路过的行人和车辆。照片最终不会保存,但相关数据会快速地传输给我们用于科研。这样,即便没有智能手机和网络,我们也可以获得大量城市数据。

Q:理想中的AoT项目是什么样子的?希望它最终以怎样的方式呈现?

A:这个项目目前主要在芝加哥运营,但是,我们已经接到很多城市政府、研究中心的邀约,希望可以与我们合作并将AoT项目推广至全美。现在AoT项目的传感器已经投入批量生产,第一批100个左右,会发送到美国10多个城市用于数据收集和环境监测。这些城市有一部分经常遭受暴雨和洪涝的侵袭,还有的空气污染较为严重,相信这些小小的传感器会对它们有所帮助。除了全美的普及,AoT还能帮助我们更好地了解城市。如果这个项目可以推广至全球的话,我们将通过收集的数据了解不同城市人们不同的行为方式、偏好等等,这对城市的搭建是非常有益的。