【安防展覽網(wǎng) 智慧城市】 智慧城市的發(fā)展從數(shù)字城市、智慧城市再升級(jí)到新型智慧城市建設(shè)，“萬(wàn)物互聯(lián)”時(shí)代下，5G扮演著“萬(wàn)物互聯(lián)”的角色，如何讓城市更加高效、高質(zhì)量發(fā)展一直備受社會(huì)各界關(guān)注。據(jù)預(yù)測(cè)，到2050年，占*人口的68%的大約67億人口將移居城鎮(zhèn)。那么，城鎮(zhèn)人口的增長(zhǎng)將帶來(lái)哪些問(wèn)題呢？比較容易想象的有汽車的交通堵塞、尾氣排放的增加、電力和燃?xì)獾饶茉吹牟蛔?。除此之外，無(wú)法接受滿意的醫(yī)療服務(wù)、城市中充斥著垃圾等情況也在預(yù)想范圍內(nèi)，城市將很有可能陷入無(wú)法正常運(yùn)作的危機(jī)。
在上述社會(huì)問(wèn)題的背景下，使城市能夠順暢、高效、無(wú)阻地運(yùn)作的智慧城市的構(gòu)想油然而生。本文中，我們站在時(shí)代的起點(diǎn)，為您展示在大形勢(shì)下智慧城市的主要發(fā)展趨勢(shì)。
智慧城市是很大的概念，只有讓每一個(gè)消費(fèi)者、家庭、社區(qū)等都感受到智慧城市給生活帶來(lái)的方便和好處，才能真正的落地。
5G 新基礎(chǔ)設(shè)施的進(jìn)化
5G具有“高速率、低時(shí)延、大連接”的核心特性。用戶能體驗(yàn)到的只是增強(qiáng)移動(dòng)寬帶的提*果，但對(duì)城市而言，低時(shí)延和大連接才是通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)賦能智慧城市發(fā)展的關(guān)鍵特征。
作為重要的基礎(chǔ)設(shè)施，5G的普及未來(lái)對(duì)無(wú)人駕駛、遠(yuǎn)程教育醫(yī)療、VR/AR等領(lǐng)域會(huì)有決定性的促進(jìn)作用。2020年，作為5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)普及的早期階段，物聯(lián)網(wǎng)和應(yīng)用生態(tài)建設(shè)進(jìn)展會(huì)比較有限，與之相關(guān)的大變革會(huì)體現(xiàn)在5G基站大量密集建設(shè)過(guò)程中，與城市空間的深度融合。
5G，未來(lái)已來(lái)
目前市面上的各種一體化智能燈桿，都是響應(yīng)這種趨勢(shì)的產(chǎn)品。但除了攝像頭、環(huán)境監(jiān)測(cè)等基本能力的簡(jiǎn)單集成以外，需要更全面考慮城市新型基礎(chǔ)設(shè)施的整體架構(gòu)和新的形態(tài)。未來(lái)，新型智慧城市需要同步關(guān)注地上、地下、天空等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和智能化改造，尤其要更加關(guān)注地下管網(wǎng)及相關(guān)市政設(shè)施的深度感知與智能監(jiān)測(cè)，以及浮空應(yīng)急通信平臺(tái)的布局，真正實(shí)現(xiàn)一體化的城市智能設(shè)施布控。
2020年初，雄安新區(qū)發(fā)布了智能基礎(chǔ)框架體系和*智能接入設(shè)備，將智能基礎(chǔ)設(shè)施作為城市基礎(chǔ)設(shè)施體系的新成員，感知數(shù)據(jù)作為傳統(tǒng)城市“七通一平”的拓展。突出基礎(chǔ)設(shè)施的空間覆蓋和貫通互聯(lián)，提出包括通用感知終端、智能接入設(shè)備、邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)、接入機(jī)房、傳輸管道、社區(qū)級(jí)處理中心、匯聚機(jī)房、城市級(jí)處理中心等智能基礎(chǔ)設(shè)施體系。
以德國(guó)漢堡市為例，德國(guó)電信在東北部的Wandsbek區(qū)的停車位安裝具備100個(gè)NB-IoT協(xié)定的感測(cè)器。借由NB-IoT感測(cè)器可以傳送停車位使用資訊來(lái)縮短漢堡市市民尋找停車位時(shí)間、道路擁堵與廢氣排放。市民可透過(guò)德國(guó)電信提供的行動(dòng)應(yīng)用程式進(jìn)行停車位搜尋功能，并經(jīng)導(dǎo)航前往目的地，同時(shí)亦整合App進(jìn)行停車費(fèi)用支付。
在5G商用后，它的創(chuàng)新實(shí)踐必將中國(guó)智慧城市的建設(shè)重點(diǎn)從軟件、應(yīng)用、大腦等產(chǎn)品真正延伸到城市空間和基礎(chǔ)設(shè)施的重新定義。
數(shù)字政府 從行業(yè)應(yīng)用到超級(jí)應(yīng)用
近年來(lái)，數(shù)字政府幾乎已經(jīng)成為智慧城市的同義詞。隨著各地大數(shù)據(jù)管理局的陸續(xù)建立，數(shù)字政府的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)機(jī)制也在發(fā)生變化，并與行政管理體制的變革息息相關(guān)。技術(shù)以外的治理痛點(diǎn)逐漸成為焦點(diǎn)，簡(jiǎn)單的IOC展示大屏模式已經(jīng)不能滿足政府治理的需求。
各地大數(shù)據(jù)管理局成立之后，盡管職能分工各有差異，但共同點(diǎn)都是對(duì)政府?dāng)?shù)據(jù)資源的統(tǒng)籌和協(xié)調(diào)。而在具體建設(shè)層面，大數(shù)據(jù)管理局的關(guān)注重點(diǎn)往往會(huì)跳出以往智慧城市建設(shè)聚焦的部門和行業(yè)應(yīng)用，而更多關(guān)注跨部門應(yīng)用和超級(jí)應(yīng)用，超級(jí)APP、領(lǐng)導(dǎo)駕駛艙和數(shù)據(jù)共享交換平臺(tái)是其中為典型的幾類。
在智慧城市場(chǎng)景下，超級(jí)APP是指架構(gòu)于智慧城市核心支撐平臺(tái)和行業(yè)系統(tǒng)之上的綜合性應(yīng)用，通過(guò)整合各部門、各領(lǐng)域現(xiàn)有公共服務(wù)入口，集成公共服務(wù)內(nèi)容，建立基礎(chǔ)性公共服務(wù)平臺(tái)，匯聚用戶使用頻率高、需求量大的服務(wù)事項(xiàng)，提供APP、小程序等多渠道、廣覆蓋的移動(dòng)服務(wù)。
例如上海市的“隨申辦”、廣東省的“粵省事”等。市民不需額外下載APP即可通過(guò)超級(jí)應(yīng)用一站式獲得政務(wù)服務(wù)、支付、電商、出行、訂餐等各類服務(wù)，實(shí)現(xiàn)各門類、多渠道、廣覆蓋的服務(wù)觸達(dá)。
隨著智慧政務(wù)服務(wù)的全面普及深化，城市超級(jí)APP可能成為生活服務(wù)的新型基礎(chǔ)設(shè)施。城市超級(jí)應(yīng)用運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的政務(wù)數(shù)據(jù)，也是提升政務(wù)服務(wù)水平的重要驅(qū)動(dòng)力量。
城市領(lǐng)導(dǎo)駕駛艙系統(tǒng)是一種專為現(xiàn)代城市各級(jí)管理者量身定制的特殊超級(jí)應(yīng)用，是智能化、平臺(tái)化的基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的城市運(yùn)行管理和輔助決策支持工具。它的核心能力是政府各部門各場(chǎng)景海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的接入，尤其是大量新興基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，通過(guò)專門的人工智能算法進(jìn)行降維處理，通過(guò)一系列功能模塊滿足各類城市管理需求。把巨大龐雜的多維數(shù)據(jù)按照不同的事務(wù)而非部門事權(quán)去抽取和建模，形成更符合高維城市治理需求的新型平臺(tái)。
用于政務(wù)數(shù)據(jù)資源有效共享和應(yīng)用的數(shù)據(jù)共享交換平臺(tái)是提升城市治理能力的關(guān)鍵應(yīng)用。政務(wù)數(shù)據(jù)資源存在數(shù)據(jù)流通共享難、數(shù)據(jù)監(jiān)督管控難、數(shù)據(jù)安全有效保障難等諸多問(wèn)題。
無(wú)人駕駛 危機(jī)中孕育新生
從2020年開(kāi)始，汽車工業(yè)向智能電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)過(guò)渡。據(jù)中國(guó)發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》指出，2020年駕駛輔助/部分自動(dòng)駕駛車輛市場(chǎng)占有率將達(dá)到50%。日本、法國(guó)、美國(guó)等近年制訂的相關(guān)法律法規(guī)也紛紛把2020年定為自動(dòng)駕駛上路實(shí)用的節(jié)點(diǎn)。北京、廣州、深圳長(zhǎng)沙等城市都陸續(xù)發(fā)放了RoboTaxi所需的載人測(cè)試牌照，L4級(jí)別的無(wú)人駕駛出租車隊(duì)開(kāi)始了常態(tài)化試運(yùn)營(yíng)。加上園區(qū)、低速、非客運(yùn)等特殊場(chǎng)景下的運(yùn)營(yíng)實(shí)踐，以馭勢(shì)、智行者為代表，很多中小廠商都找到了適合自己的產(chǎn)品和解決方案落地之路。
2020年初，以大疆為代表的中國(guó)企業(yè)宣布量產(chǎn)了多款萬(wàn)元級(jí)的激光雷達(dá)設(shè)備，大幅降低了車載感知系統(tǒng)的成本，同時(shí)也為路側(cè)大量部署提供了可能性?？梢灶A(yù)見(jiàn)，更低成本的無(wú)人駕駛方案將在未來(lái)大大促進(jìn)自動(dòng)駕駛的規(guī)?；厣涞剡\(yùn)營(yíng)。
豐田也發(fā)布了由BIG設(shè)計(jì)的編織城市(WovenCity)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，是繼Sidewalk Toronto之后又一個(gè)從街道和出行方式變革出發(fā)，探討未來(lái)出行與建筑、居住、工作、生活方式之間緊密關(guān)聯(lián)的城市設(shè)想。方案提出了將原有道路斷面系統(tǒng)重新分為機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車和人行道三套彼此交織的道路系統(tǒng)，滿足自動(dòng)駕駛測(cè)試的要求，同樣也是對(duì)未來(lái)生活方式的測(cè)試場(chǎng)。除此之外，AI和氫燃料電池等技術(shù)也為城市提供了安全和可持續(xù)發(fā)展的保障。
相信在未來(lái)，也會(huì)有更多類似的城市空間規(guī)劃層面的探索，為無(wú)人駕駛和行人提供更加安全、可靠和舒適的道路環(huán)境。傳統(tǒng)機(jī)動(dòng)車交通、慢行交通和無(wú)人駕駛交通的路權(quán)分配變革路徑，也將在越來(lái)越多的試點(diǎn)城市落地過(guò)程中，推動(dòng)城市規(guī)劃的變革。
CIM 基于時(shí)空數(shù)據(jù)平臺(tái)的數(shù)字孿生城市
城市信息模型(CIM, City Information Modeling)的概念將BIM對(duì)建筑完整信息數(shù)字化建模，用于設(shè)計(jì)、施工、使用、維護(hù)全生命周期管理的概念，擴(kuò)展到了城市領(lǐng)域。在空間范圍和技術(shù)邏輯上，CIM的建設(shè)是“大場(chǎng)景的GIS數(shù)據(jù)+小場(chǎng)景的BIM數(shù)據(jù)+物聯(lián)網(wǎng)”的有機(jī)結(jié)合。
繼互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)推出技術(shù)中臺(tái)概念之后，各大企業(yè)也都在智慧城市領(lǐng)域提出了類似的數(shù)據(jù)中臺(tái)和應(yīng)用中臺(tái)提法，將共性技術(shù)集成整合作為城市的數(shù)字化底座。依托海量數(shù)據(jù)建立全面的數(shù)字孿生模型是智慧城市中臺(tái)核心的能力。
BIM技術(shù)對(duì)城市中各個(gè)建筑可以做到信息數(shù)字化；GIS技術(shù)則能夠?qū)Τ鞘谐叨壬系牡匦蔚孛病⑼恋乩玫群暧^空間環(huán)境特征和人群特征、信息資金流動(dòng)等城市中無(wú)形的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)信息進(jìn)行結(jié)構(gòu)化、歷時(shí)性的儲(chǔ)存。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過(guò)城市傳感器的廣泛布設(shè)，不僅可以對(duì)BIM中建筑物的運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充，更重要的是對(duì)交通流、大氣水文等城市開(kāi)放空間中的微觀環(huán)境變化進(jìn)行實(shí)時(shí)感知和收集。三管齊下，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市空間精細(xì)、全面、動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)的數(shù)字化。
在全面收集數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，CIM通過(guò)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)將各領(lǐng)域不同維度的數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化、標(biāo)準(zhǔn)化整合。一方面實(shí)現(xiàn)城市級(jí)數(shù)據(jù)的可計(jì)算，對(duì)任意空間范圍內(nèi)的建筑面積、容積率等空間指標(biāo)和人口密度、車輛密度甚至用水用電量等社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并可通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)和仿真模擬挖掘規(guī)律、進(jìn)行預(yù)測(cè)。另一方面通過(guò)空間信息可視化的技術(shù)，使得城市數(shù)據(jù)能夠與其空間位置實(shí)時(shí)對(duì)應(yīng)，一目了然，便于運(yùn)維和管理人員的迅速感知和決策。同時(shí)，CIM平臺(tái)還具有開(kāi)放性，經(jīng)授權(quán)后可以向政府、企業(yè)和學(xué)界提供數(shù)據(jù)接口，成為城市級(jí)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的“土地供給”，使得數(shù)據(jù)能夠產(chǎn)生更大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
英國(guó)Milton Keynes智慧城市的資料市集平臺(tái)，重新定義了167 個(gè)資料集，橫跨教育、運(yùn)輸、企業(yè)、能源、水資源等統(tǒng)計(jì)資料，10種資料格式，且可重復(fù)提供一個(gè)便利性、大眾化、同質(zhì)化的方法給資料密集使用的應(yīng)用開(kāi)發(fā)者。上述功能足以提供不同層次細(xì)節(jié)資訊，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智慧規(guī)劃和整個(gè)城市系統(tǒng)資源使用。
然而在軟件層面，目前我們還并沒(méi)有一個(gè)真正的CIM產(chǎn)品。市面上的GIS和BIM廠商，很多都基于自己的產(chǎn)品延伸擴(kuò)展，同時(shí)具備了GIS和BIM的能力，但這些產(chǎn)品除了滿足住建系統(tǒng)規(guī)、建、管等傳統(tǒng)三維空間數(shù)據(jù)需求以外，對(duì)智慧城市更全面的需求并不能很好滿足。目前，已經(jīng)有一些技術(shù)廠商認(rèn)識(shí)到全新CIM架構(gòu)的價(jià)值，并已經(jīng)采用“時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)+時(shí)空數(shù)據(jù)引擎+時(shí)空網(wǎng)格體系”等技術(shù)體系構(gòu)建全新的CIM系統(tǒng)。因此，這也將成為智慧城市在技術(shù)層面的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)之一。
城市運(yùn)營(yíng)服務(wù)商 運(yùn)營(yíng)服務(wù)商業(yè)培育實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效發(fā)展
目前智慧城市建設(shè)基本是通過(guò)政府牽頭進(jìn)行投資建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，會(huì)受到政府財(cái)政收支平衡情況等問(wèn)題的限制和影響，同時(shí)還面臨業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)、推廣以及后期維護(hù)等困難。因此，智慧城市項(xiàng)目建設(shè)完成后，必須要探索成熟的可持續(xù)發(fā)展模式。隨著智慧城市需求日益明朗，以及民眾接受度的提升，政府要設(shè)計(jì)合理的商業(yè)模式，開(kāi)放相應(yīng)的數(shù)據(jù)資源，培育真正意義上的智慧城市建設(shè)和運(yùn)營(yíng)服務(wù)商，為城市提供專業(yè)化的業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)和增值服務(wù)。
在智慧城市的運(yùn)營(yíng)上，城市可結(jié)合公民參與、企業(yè)與政府共同創(chuàng)新生態(tài)基礎(chǔ)上，提供更開(kāi)放式創(chuàng)新研發(fā)環(huán)境，不僅可以滿足城市治理愿景目標(biāo)，同時(shí)兼具企業(yè)創(chuàng)新能力，提高商業(yè)模式成功率。
實(shí)現(xiàn)智慧城市創(chuàng)新服務(wù)打造創(chuàng)新生態(tài)環(huán)境至關(guān)重要，基礎(chǔ)建設(shè)完善仍需倚賴城市級(jí)的物聯(lián)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室，協(xié)助國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈業(yè)者投入低成本、廣覆蓋與大規(guī)模布署的網(wǎng)路架構(gòu)，淬練智慧城市相關(guān)使用情境、新技術(shù)研發(fā)與服務(wù)驗(yàn)證，協(xié)助產(chǎn)業(yè)建構(gòu)服務(wù)整廠輸出的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。創(chuàng)新服務(wù)的落實(shí)則需要跨領(lǐng)域應(yīng)用的資料市集，以及一套完整的資料監(jiān)管機(jī)制，以此解決跨領(lǐng)域、跨平臺(tái)資料互通問(wèn)題。此外，也可以提升資料集曝光度，使其更容易被搜尋與整合，以活化資料的應(yīng)用價(jià)值。
智慧城市3.0
未來(lái)智慧城市有機(jī)會(huì)朝向服務(wù)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，持續(xù)加強(qiáng)軟硬體系統(tǒng)的深度與廣度，整合輸出才能加速城市運(yùn)營(yíng)商形成使用者應(yīng)用生態(tài)圈，從而增強(qiáng)其服務(wù)輸出能力。
智慧城市已經(jīng)進(jìn)入城市大腦3.0時(shí)代，可以預(yù)期，當(dāng)城市規(guī)劃、建設(shè)、管理、運(yùn)營(yíng)四大核心業(yè)務(wù)過(guò)程通過(guò)數(shù)字化、智能化手段實(shí)現(xiàn)協(xié)同，將使城市基礎(chǔ)設(shè)施管理與維護(hù)進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代，將智慧化貫通城市規(guī)劃、建設(shè)、管理、運(yùn)營(yíng)和服務(wù)的各個(gè)方面，使政府、企業(yè)、公眾都能從中受益，真正實(shí)現(xiàn)智慧生活和智慧工作，應(yīng)該是智慧城市發(fā)展的根本目標(biāo)。
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