一文讀懂智慧城市發展趨勢

城市化進程滾滾向前，全球城市人口在2050年將高達70%。可持續的城市發展，是21世紀人類社會面臨的最嚴峻的挑戰之一，未來城市中，我們的安全狀態如何？我們的交通狀況怎樣？我們的空氣，水和食物是否干凈衛生？我們的醫療衛生教育會更好還是更壞？我們其他更多的基礎設施是否還能為我們舒適的服務？所有這一切，都需要一個更加智慧更加聰明效率更高的城市，讓我們的未來還能舒服自由的度過余生，讓我們的孩子也有足夠的生存空間。請和我一起來看看美國國家城市聯盟的報告（節選）：智慧城市趨勢

一圖看懂智慧城市內容

現在每個消費者，產品和基礎設施越來越多感知周圍的世界，并利用云的計算和存儲能力，越來越多與其他設備和人進行通信，這種應用就叫物聯網。 智能設備和共享平臺越多，產生的消費者偏好和習慣的數據就越多。 但這對城市意味著什么呢？ 智能城市正在使用相同的技術連接其不同的公用設施，基礎設施和公共服務網格，從而生成實時匯總數據。并可能自動分析數據，這可以幫助更有效地管理整個城市，未來的城市是一個互聯的城市，設備以恒定的數據流相互通信，向公眾和市政當局提供實時信息，甚至提供解決方案。

下面示意圖，囊括了智慧城市的大部分方案和設施

----看不清楚？是的，我也看不清楚，不過，請容許在下給您一一道來：

?交通擁堵傳感器

智能交通系統使用傳感器來檢測交通模式中的擁堵和瓶頸。 他們還依靠相機來加強速度和檢測交通違規。 通過這些工具，可以收集城市DOT（Development Oriented Transit）的實時信息，從而使移動網絡系統更安全，更高效。

?水和廢水監控器

監測設備可以檢測泄漏以及水壓的變化，以確定水基礎設施是否正常工作。

?停車APP和自助終端

應用程序與智能停車計時器協調，以通知駕駛員哪里有停車位。

?道路橋梁監控系統

傳感器監控橋梁的結構穩固性，并告知城市工程師任何問題。

?自動駕駛

自動駕駛汽車將人員往返于城市內，為其他人提供游樂設施，并在其所有者忙于工作或其他活動時進行交付。無人機用于檢查難以到達的區域。

?垃圾處理傳感系統

傳感器檢測城市周圍的容器中的垃圾量，以便衛生工作者可以最大限度地提高其路線效率。

?城市照明系統

LED燈具有天氣適應性，當需要更換燈泡時，通信會自動發送到公共設施工程部。

?火災監控系統

傳感器監控容易發生火災的公園和林區的情況。 傳感器還可以檢測建筑物中的火災并在緊急情況下向火災部門發起呼叫并可能自動采取措施。

?能源監控體系

可以監控發電廠的安全性，并向城市官員通報能源流量。

?太陽能板監控系統

可以監控太陽能電池板以確定它們提供多少能量以及是否需要維護

?智能物流和運輸

列隊的卡車有效地將貨物從港口運送到最終目的地。 智能庫存系統可告知操作員何時在不同地點之間運輸貨物。

?公共交通管理系統

公共交通和城市車輛在需要維修或更換時與其所在地機構進行通信。

?無人機

無人機用于檢查難以到達的區域，用于執法和保險，農村救護車，基礎設施檢查和環境監測。 商業用途包括精準農業，航空攝影，以及在不久的將來，包裹遞送。

?監控攝像

攝像機通過監控公共安全人員不經常光顧的區域的活動來確保安全， 可以監視不對公眾訪問的區域，以防止未經授權的人員進入和離開。

?公共安全監控系統

公共安全官員可以佩戴身體攝像頭，捕捉他們與城市居民之間互動的鏡頭，以確保雙方的安全

?可穿戴設備及檢測系統

城市可以構建智能手機和可穿戴式檢測傳感器，以便人們可以成為互聯網生態系統的活躍部分，并與城市進行溝通。 

?寬帶基礎設施

可靠的互聯網生態系統是將物聯網固定在一起的紐帶。

智慧城市案例分析

?芝加哥

芝加哥已經明確地智慧城市的原則。 正如市長Rahm Emanuel所說，芝加哥希望成為“世界上數據驅動最多的政府”。

旨在實現這一愿望的一項舉措是物聯網數組（Array of Things，AoT）項目。 AoT是一個傳感器網絡（稱為節點），將安裝在路燈交通信號燈上，它們將測量溫度，氣壓，光，振動，一氧化碳，二氧化氮，二氧化硫，臭氧，環境聲強度，行人和車輛交通，以及表面溫度。計劃在2016年夏季安裝四十二個節點，到2018年底將部署500個節點。

該項目是雄心勃勃的。它旨在以足夠的細節提供數據，幫助工程師，科學家，政策制定者和居民共同努力使芝加哥更健康，更宜居，更有效。然而，傳感器網絡與更健康，更有效的城市生活之間的聯系是一個懸而未決的問題。該項目的直接目標是收集數據，將其匯總到中央服務器，并公開發布。項目負責人查理·卡特萊特認為，向公眾提供這些數據將激勵人們創造“利用這些數據的各種應用程序。”

政策

芝加哥一直在為其智慧城市發展奠定政策基礎。 2012年，市長伊曼紐爾發布了一項行政命令，確定了該市的開放數據政策。該命令旨在通過向居民提供他們參與政府，解決問題，促進社會進步和經濟增長所需的信息。為了公開數據，訂單需要創建和維護在線數據門戶（與用于AoT數據的門戶相同）。這個執行命令為管理通過傳感器項目生成的數據奠定了基礎。它建立了透明度和開放政府作為城市的關鍵承諾。它還描述了數據應公開的內容，時間和方式，并制定了報告要求以增加市政問責制。制定這些政策后，該城市將更有能力與智能城市傳感器項目合作。

AoT還必須制定一些自己的政策。例如，隱私政策詳細說明了如何管理和保護具有個人身份信息（PII）的數據。 PII不會公開，但可能包含在用于校準和測試機器的數據中。但是，任何此類數據都將存放在安全設施中，并且訪問權限將受到限制。

行政

該項目由阿貢國家實驗室，芝加哥大學和市政府之間的合作實施，得到了其他大學和私營公司（如AT＆T）的投入和支持，這些公司將提供無線網絡傳輸數據（見圖1）。該項目的資金部分來自國家科學基金會的310萬美元贈款，這是白宮智慧城市發展投資的一部分。包括阿貢國家實驗室在內的研究上投入了100多萬美元，而芝加哥創新交易所又投入了15萬美元。

芝加哥大學和阿貢國家實驗室將成為該計劃的運營商，負責節點的設計，開發，維修，更換和支持，同時該市將提供監督，政策指導和一些技術支持。由市政府創新與技術部（DOIT）專員和芝加哥大學城市計算與數據中心主任共同主持的行政監督委員會（EOC）將負責監督該計劃。還將有一個安全和隱私小組（SPG）向EOC和科學評審小組（SRG）提供建議。因此，城市和非政府行為者之間的伙伴關系不僅僅是資金，而且還包括實際支持和監督。

開放數據政策也促成了芝加哥的SmartData項目，旨在“分析和匯總數據，識別趨勢和解決問題的預測。”重要的是，DOIT創建的分析儀表板和與該市所有部門共享的是開源，并可用的到任何感興趣的城市。 Bloomberg Philanthropies向該項目提供了100萬美元的贈款，其明確目標是向其他城市傳播。

社區參與

對隱私的關注不僅限于項目經理。還存在社區如何響應監控其社區的傳感器的問題。電子前沿基金會高級副局長Lee Tien將傳感器項目比作加強監控，并想知道如果警方要求提供違反這些信息的要求時，這些隱私政策將會產生多大的力量。項目經理意識到這些問題可能是一個問題。作為其治理文檔的一部分，他們已經在可能放置節點的任何區域中包含了社區外展的規定。

該市的智能社區計劃包括數字掃盲和推廣計劃，該計劃提高了寬帶采用率和互聯網使用率，包括在該市九個主要是非洲裔美國人的就業搜索和拉丁裔低收入和中等收入社區。在2008年之間（當時該計劃已實施）和2013年，該倡議中的鄰居看到互聯網使用量增加了13個百分點。

?舊金山

舊金山是一個世界性的旅游目的地，擁有世界上一些最大的金融機構，被稱為創新和技術之城。

2011年，舊金山被宣布為美國和加拿大綠色城市指數以及北美清潔技術之都的最環保城市。與其他城市一樣，舊金山的領導人希望讓這座城市更安全，更便宜，更公平，并減少其排放量。不幸的是，舊金山過去十年的人口急劇增長使得生活費用上升到了全國最昂貴的地區之一，并使該市的基礎設施和治理工作變得緊張。出于這個原因，舊金山在引入可持續，創新和雄心勃勃的戰略方面處于領先地位。

為了實現這一目標，舊金山致力于利用技術使建筑運營更加高效，減少能源使用，簡化廢物管理系統，改善運輸系統，所有這些都有助于綠化城市。該城市的目標是到2020年實現零浪費，到2030年實現無碳排放，滿足與交通相關的需求

政策

為了實現零浪費目標，舊金山在通過一系列立法方面表現出極大的政治決心，其中包括“廢棄日期決議”，“強制性回收條例”以及“加強回收和資源保護之市長行政命令”。該市還提供使用開源軟件和開放數據模型的在線工具，以提供本地化和準確的結果.為了補充這些政策，該市與志同道合的組織合作開發新計劃并創建回收和堆肥文化。

為了實現舊金山到2030年實現無碳化的目標，該市實施了一整套激勵計劃，以改善新建筑和現有建筑的性能。各種技術應用程序有助于增強這些程序。例如，舊金山能源地圖是一個跟蹤整個城市的太陽能和風能設施的工具。居民或企業可以訪問該網站，查看其屋頂的太陽能效率并獲得折扣。同樣，城市建筑計劃使用軟件平臺幫助建筑節省能源。該在線門戶網站向業主，經理和租戶介紹其建筑的性能，并提供最有效的能源效率策略，幫助他們降低公用事業成本。

Muni Forward是一個全面了解舊金山交通的項目。考慮舊金山街道上的公共交通工具，以及改進的技術和基礎設施，舊金山的目標是獲得更安全，更可靠交通。 Muni Forward正在用新的信號替換舊金山的交通信號，這些信號可以檢測到即將到來的Muni火車或公共汽車，并保持綠燈，允許運輸車輛更快地到達下一站，減少交通堵塞，提高可靠性。

這些只是舊金山如何通過利用技術改善其公共服務而成為智慧城市領導者的一些例子。沒有城市的開放數據平臺，這些智慧城市計劃都不可能實現，舊金山OpenData。舊金山OpenData是該市的開放數據門戶網站，并且是2009年推出的官方開放數據計劃的產品. DataSF是該市政府數據的一站式網站。開放數據立法要求城市部門在DataSF上提供其權限下的所有非機密數據集。 DataSF使用運輸數據進行改進運輸需求和通勤時間，并幫助實現溫室氣體減排目標。該平臺還為Muni公共汽車或火車通勤者提供應用程序，讓通勤者購買Muni門票并計劃他們的旅行。

行政

舊金山的智慧城市計劃雄心勃勃，需要公共機構與私營和非營利部門之間建立強有力的合作伙伴關系。憑借其強大的領導力，該市正在嘗試收集務實和有效的政策改革。舊金山市交通局（SFMTA）和舊金山環境部在該市的智慧城市計劃中發揮著重要作用，并在實現零碳等環境目標的同時實現了改善舊金山交通的跨領域目標。該市計劃分階段實施Muni Forward，以優化融資并最大限度地減少服務中斷。 2014年11月4日，舊金山選民批準了A號提案，其中包括1.5億美元的資金用于設計和建造Muni Forward項目。預計未來的資金來自其他來源，總資金為2.3億美元。

社區參與

該市的開放數據政策強調了提高政府效率和公民參與的社會和經濟效益. 公開數據是城市與社區互動的好方法。 SFMTA主動征求社區意見，并廣泛和明顯地分享其計劃，數據和成功案例。 SFMTA使用其交互式性能儀表板進行收集， 回顧并跟蹤其在實現其戰略計劃中概述的目標和目標方面的進展。 SFMTA還使用“資本改進”地圖來通知整個城市的項目和計劃。該機構認為，社區參與使城市員工能夠更好地了解零浪費和無碳計劃的障礙和挑戰，創建或調整計劃，并為未來做好計劃。

李市長的領導支持舊金山的可持續發展目標，發展城市的清潔技術，交通，能源，廢物，建筑環境和其他行業，以實現最大的效益和環境效益.由于實地有如此多的智慧城市計劃和城市在技術上的聲譽創新，舊金山是智慧城市發展的全球領導者并不令人驚訝。

?新德里，印度

新德里是印度北部最大的商業中心。 德里人口在過去十年中迅速增長，2016年達到1,860萬，預計到2020年再增長40％。

在這種加速城市化的速度下，政府面臨著巨大的壓力，需要提供交通，水，電和廉價住房等公共服務。在過去的二十年里，德里的城市面積幾乎翻了一番，導致平均通勤時間從8.5公里增加到10.4公里。遠程城市居民依賴汽車，導致交通擁堵，溫室氣體排放增加，空氣污染和公共衛生狀況不佳。如果沒有城市的正確設計和規劃，現有的擁堵，交通，污染和安全問題只會轉移和惡化。

印度政府歷來推動各種城市發展計劃，例如1979年的中小城鎮綜合發展計劃（IDSMT）和2005年的賈瓦哈拉爾尼赫魯國家城市更新計劃（JNNURM）。由于經濟，技術或政治原因，只有少數地方政府能夠采取足夠的措施來實施最佳實踐并在城市實現這些目標。

政策

經過40多年對鐵路公共交通系統的研究，德里地鐵公司（DMRC）成立于1995年，并于1998年10月1日開始建設. 德里地鐵項目成為世界上第一個獲得認證的鐵路項目，用于減少聯合國溫室氣體排放的碳信用額。為了提高列車系統的效率，DMRC于2010年與Google India（通過Google Transit）合作，通過谷歌地圖，通過移動設備向乘客提供免費列車時刻表和路線信息。到2016年下半年，DMRC計劃為其270萬名乘客提供免費的高速寬帶互聯網。然后，通勤者將能夠訪問有關火車位置，進站和目的地的實時信息，并在不同的線路之間導航。德里政府于2016推出一項共同移動卡，這將允許乘客訪問地鐵列車，德里運輸公司巴士和集群巴士。德里地鐵是逐步采用智能城市系統的城市交通系統的典范。

在新德里市議會智慧城市項目實施的同時，德里發展局（DDA）推出了一項土地匯集政策，以解決德里的主要挑戰之一：適合市議會提出的關于不斷增長的人口的合理住房以及奠定基礎設施以實施智能城市ICT技術撥款。除了規范土地匯集政策外，DDA還致力于通過允許民眾在線監控其基礎設施項目來實現問責制和透明度。

行政

中央政府批準了一項48,000千萬盧比（78億美元）的預算，用于五年期間（2016財年至2020財年），印度100個指定城市的智慧城市計劃。預計州和地方政府將平等地匹配中央政府的資金。根據智慧城市使命聲明和指南（2015），印度的目標是促進提供核心基礎設施并為其市民提供體面生活質量的城市，清潔和可持續的環境以及智能解決方案的應用。重點是人口集中地區的可持續和包容性發展，為其他有興趣的城市創造可復制的模式。

在100個城市中，NDMC（New Delhi Municipal Council）獲得了中央政府的贈款，通過技術應用促進城市服務的有效管理。這些服務包括供水，衛生，住房，廢物管理和城市交通。 NDMC向新德里居民咨詢他們智能城市的要求，并計劃開發智能公交車站，智能自行車道，基于傳感器的智能停車場，電子監控，包括違反交通的電子車票，自動下水道清潔機和地理位置。其他項目包括提供Wi-Fi接入點，空氣質量傳感器，噪聲污染傳感器和翻新Gole市場。

社區參與

新德里的智慧城市計劃尚處于初期階段。任務指南規定，每個城市都需要制定一個智能城市規劃，其中包括區域開發提案和泛城計劃，使用智能解決方案提供城市服務。在NDMC的智慧城市項目之前，DDA實施土地匯集政策似乎很自然。這種方法為NDMC提供了融入數字解決方案的基礎設施，同時為NDMC居民提供了合適的住房。

新德里的智慧城市計劃是印度整體智慧城市計劃的一部分，該計劃利用了聯合國的可持續發展目標（SDGs）。普華永道的一份報告指出，“智能可持續發展城市的支柱與擬議的聯合國可持續發展目標（SDG）完全一致，而且可持續性與印度'100智慧城市'計劃的整合接近，與可持續發展目標的聯系。“在莫迪總理的要求下，亞洲開發銀行（亞行）承諾支持城市發展部開發智能城市，亞行原則已同意撥出10億美元用于向智慧城市項目提供貸款，世界銀行可以提供高達5億美元的長期貸款。

推薦使用方法

?管理者應該明白自己的目的/效果

數據收集本身并不是目的。為了有用和相關，需要對其進行分析。然后，該分析產生的信息可以將實際應用程序驅動到公共問題。城市應該考慮他們希望主動解決的公共問題以及收集的數據如何幫助解決這些公共問題。此外，對公共問題和數據收集的評估應從現有城市綜合計劃，愿景和行業規劃文件中得出。

信息通信技術的改進使數據收集變得更加容易。在一些案例城市中，數據收集的簡易性似乎激發了城市對智能計劃的投資，而沒有明確規定他們尋求實現的舉措。城市面臨的挑戰不是收集或傳播數據的技術挑戰 - 它是一個組織的挑戰。城市需要考慮新數據將如何影響公共政策以及使用數據需要哪些管理能力。

?應該和大學，非營利機構和私人機構合作

我們的許多案例中城市都與非政府部門合作。與芝加哥的物聯網一樣，這些伙伴關系可以跨越各個部門，包括廣泛的參與者。城市甚至可以與其他城市合作開展智慧城市計劃。

伙伴關系為城市提供了許多好處。它們為城市提供了可能無法獲得的資金和專業知識。許多公共問題都很復雜，而且任何單一組織都無法解決這些問題。合作伙伴關系還允許城市分擔發展風險，這對于智能城市技術不斷發展且經常未經檢驗的性質尤為重要。

此外，值得重申的是，智慧城市的發展應該受到城市需求的驅動，而不是自上而下，智能城市因避免“將城市變成大型跨國公司的數字化市場”。所以，自下而上，民主發展可以避免這些問題中。

?城市應該持續尋找/開發智慧城市的最佳實踐

智能技術存在很多差異。一些城市和大學正在開發自己的先驅傳感器，如物聯網節點。其他人正在尋求大型私營企業提供ICT解決方案。技術的多樣性對感興趣的城市提出了挑戰。

雖然尚未完全實施，但美國商務部的一部分國家標準與技術研究院（NIST）正致力于智慧城市發展的框架. 該框架旨在解決兩個主要問題：互操作性和可移植性跨城市的ICT發展，以及對標準架構原則的需求。他們的目標是足夠標準化，系統可以跨城市集成，而不會成為進一步創新的障礙。

不斷了解智能開發領域的新發展和創新也將有助于城市管理設計技術發展的路徑，像NIST這樣的框架可以影響城市實現智慧城市發展的方式，幫助他們避免被限制在他們最初投資的專有技術，確保這些技術可以與新技術集成.

利用ICT技術改善城市的可持續性和公平性是一個具有巨大潛力的強大理念。然而，這些野心應該通過現實主義來緩和。城市應批判性地研究智能城市技術。城市也應該注意智慧城市發展所伴隨的組織挑戰。隨著ICT技術的到來，功能孤島，跨部門合作的挑戰以及政治僵局不會消失。然而，如果能夠承認并克服這些挑戰，那么智慧城市發展不僅可以提高城市的效率，問責制和透明度，還可以留下創新和協作的組織遺產，這將繼續改善地方治理。