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建设智慧城市需要哪些重要的技术

时间：2020-06-03

  人们想到智慧城市技术时，最容易想到的词是物联网(IoT)和传感器(sensors)。而且这种联系并非没有依据，因为到目前为止，智慧城市的最大推动者将是这些相互连接的传感器组成的错综复杂的网络，网络收集来自市民、基础设施以及几乎所有其他方面的各种数据。

  然而，尽管先进的传感器技术将在增强智慧城市的能力中发挥关键作用，但智慧城市还需要依靠传感器以外的更多技术。这些数据驱动技术共同发挥作用，以优化资源利用，为公民提供便利，并为政府提供更大的可见性和控制力。

  以下是将构成智慧城市基础设施核心的各种技术：

  智慧城市技术

  一、物联网(IoT)


  上图列表中的所有其他技术都是智慧城市运营中的一部分，尽管形式不一。但是，与物联网相比，与智慧城市的概念联系不多。那是因为智慧城市，以及与此相关的智慧治理，都依赖于大量微小实时数据的收集、分析和处理，而这只有借助IoT传感器才能实现。

  物联网传感器和摄像头可以不断以各种形式实时收集详细信息。可以使用不同类型的IoT传感器实时收集诸如火车站的人流、道路上的交通状况、水源中的污染水平以及住宅区中的能耗等数据等等。通过使用这些数据，政府机构可以做出与不同资源和资产分配有关的快速决策。

  例如，根据火车站的客流量和售票信息，运输机构可以重新安排火车路线，以满足不断变化的需求。同样，健康、安全和环境机构可以监控水体的污染水平，并通知负责人员采取补救措施。在某些情况下，物联网执行器可以在紧急情况下自动启动响应措施，例如停止向家庭住户供应受污染的水。

  因此，物联网网络和传感器将本质上构成智能城市的神经系统，将关键信息传递给控制实体，并将响应命令中继到适当的端点。

  二、大数据分析(Big Data)

  智慧城市各个方面的应用将主要由数据驱动。所有决策，诸如从公共政策这样的长期战略决策，到评估每个公民的福利价值之类的短期决策，都将通过对相关数据的分析来做出。

  借助物联网传感器和其他先进的数据收集方法，随着生成的数据量、速度和种类的增加，对大容量分析工具的需求将比以往任何时候都要大。大数据分析工具已被政府用于广泛的应用，从预测城市特定区域的犯罪可能性到预防诸如贩运儿童和虐待儿童等犯罪等等。随着物联网能够从大量新资源中收集数据，大数据分析将在包括教育、医疗保健和运输等关键领域的所有领域中使用。


  实际上，大数据分析已经是物联网网络不可分割的一部分，并且将来可能会归入物联网。大数据可以使政府通过发现反映城市趋势的模式来理解其拥有的数据。

  例如，大数据分析可以帮助教育部门发现诸如入学率低之类的趋势，从而防止出现此类结果。大数据还可以用于查找导致此类问题的原因并计划补救措施。因此，大数据将成为智慧城市政府的关键决策支持。

  三、人工智能(AI)

  基于物联网和大数据功能的将是人工智能。人工智能可以通过自动化智能决策来支持智慧城市的大数据和物联网计划。

  实际上，物联网发起响应性行动的能力将在很大程度上由某种或其他形式的人工智能驱动。在智慧城市中，人工智能最明显的应用领域是自动化执行大量与数据密集型相关任务，例如以聊天机器人的形式提供基本的公民服务。例如，基于AI的聊天机器人可用于处理简单的请求，例如：

  提供新的水、电和气连接

  更改财产所有权详细信息

  然而，人工智能的真正价值可以通过利用深度学习和计算机视觉等先进的AI应用，以应对智慧城市运营中面临的问题。例如，交通管理人员可以使用计算机视觉来分析交通画面，以识别驾驶员非法停车的情况。计算机视觉还可以用来查找和举报与犯罪行为有关的车辆，以帮助执法部门追踪罪犯。

  深度强化学习还可以用于根据智慧城市中的新兴需求自动优化资源。在强化学习的帮助下，政府可以提高其运营效率，因为这些AI系统可以凭经验变得更好。

  四、5G

  智慧城市建立在其不同部门的实时通信和共享信息能力之上，以确保运营中的完全同步。通过实现这种同步，政府可以确保其公民及时获得关键服务，例如医疗保健、紧急响应和运输。从而，不仅可以确保公民城市生活的便利，而且还可以改善他们的安全和整体福祉。


  例如，在发生爆炸或火灾之类的紧急情况时，消防部门、城市救护车服务和交通控制部门之间的实时通信可以确保这些实体之间实现完美的实时协调，从而将人员伤亡降至最低。

  为了实现不同政府实体之间的这种无缝通信，拥有一个能够以低延迟和高可靠性处理大量通信的通信网络非常重要。尽管实时共享大量数据，但通过使用5G通信技术，政府可以确保所有政府机构都能无缝协作。

  五、增强现实(AR)

  为公民提供及时的服务意味着确保为政府人员提供有效执行任务所需的信息。例如，必须向政府卫生中心的医生提供有关所治疗患者的信息。或者，应该给负责修复受损铁路线的工人更新轨道的布局，并准确确定受损零件的位置。

  通过使用AR头戴式设备，此类信息可以在工人需要时立即实时转发给他们。这样可以最大程度地减少工人查找必要信息所需的精力和时间。从而使得他们可以立即采取行动。交通管理人员还可以使用AR通过智能眼镜或智能手机应用程序获取有关违章停车和被盗车辆的实时信息，提供城市交通运营管理的效率。

  总而言之，以上这些智慧城市技术中的每一种都是相互依赖。因此，我们应制定综合战略，以便将这些技术相互结合起来，同时考虑到它们各自带来的优势。

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