物聯(lián)網(wǎng)在塑造智慧城市中的作用

　　隨著人們?cè)絹?lái)越多地從農(nóng)村遷移到城市，尋求更好的經(jīng)濟(jì)機(jī)會(huì)和更高的生活水平，現(xiàn)代城市面臨著挑戰(zhàn)。到 2050 年，全球約有 68% 的人口將居住在城市環(huán)境中，這將給現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施和資源配置帶來(lái)巨大壓力。

　　城市正在采用智慧城市計(jì)劃來(lái)應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，利用物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 作為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策和優(yōu)化城市運(yùn)營(yíng)的基石。根據(jù) IDC 的數(shù)據(jù)，到 2028 年，中東和非洲的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò) 302 億美元，2023 年至 2028 年的復(fù)合年增長(zhǎng)率 (CAGR) 強(qiáng)勁達(dá)到 10.9%。這一令人印象深刻的增長(zhǎng)軌跡凸顯了物聯(lián)網(wǎng)在我們生活中日益重要的作用。

　　為什么人工智能和物聯(lián)網(wǎng)之間的協(xié)同作用至關(guān)重要

　　物聯(lián)網(wǎng)的真正力量在于它與數(shù)據(jù)分析和人工智能 (AI) 的無(wú)縫集成，其中來(lái)自連接設(shè)備的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)化為可操作的見解。人工智能時(shí)代的智慧城市利用人工智能分析大量數(shù)據(jù)流的能力，實(shí)現(xiàn)智能決策和高效的資源管理。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)收集的原始數(shù)據(jù)是城市智能的基礎(chǔ)。

　　高級(jí)分析平臺(tái)利用機(jī)器學(xué)習(xí) (ML) 算法和人工智能從這些數(shù)據(jù)中提取有意義的見解。同時(shí)，預(yù)測(cè)模型可以預(yù)測(cè)資源需求和潛在的基礎(chǔ)設(shè)施故障，異常檢測(cè)可以迅速識(shí)別和緩解環(huán)境危害和安全威脅。

　　物聯(lián)網(wǎng)和人工智能之間的協(xié)同作用推動(dòng)城市走向更大的創(chuàng)新、可持續(xù)性和響應(yīng)能力。隨著這種整合的推進(jìn)，人工智能驅(qū)動(dòng)的分析將把城市轉(zhuǎn)變?yōu)樾屎涂沙掷m(xù)性的中心，在釋放物聯(lián)網(wǎng)的全部潛力和將城市塑造成更智能、更具適應(yīng)性的環(huán)境中發(fā)揮重要作用。

　　從基礎(chǔ)層面來(lái)看，強(qiáng)大的智慧城市生態(tài)系統(tǒng)取決于多個(gè)關(guān)鍵組件的無(wú)縫集成：密集部署的無(wú)處不在的傳感器網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，包括環(huán)境傳感器、交通流量監(jiān)測(cè)器、智能儀表和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，構(gòu)成了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)。

　　從不同來(lái)源(包括傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)和公民生成的數(shù)據(jù))獲取和協(xié)調(diào)異構(gòu)數(shù)據(jù)流的能力對(duì)于全面的城市分析至關(guān)重要?？蓴U(kuò)展且安全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案和高性能計(jì)算能力對(duì)于處理海量數(shù)據(jù)集和生成可操作的見解至關(guān)重要。

　　智慧城市的核心技術(shù)

　　智慧城市的基礎(chǔ)是多種技術(shù)。邊緣計(jì)算在更靠近源頭的地方處理數(shù)據(jù)，可最大限度地減少延遲，并為交通管理和應(yīng)急響應(yīng)等關(guān)鍵應(yīng)用提供實(shí)時(shí)決策。通過(guò)將計(jì)算任務(wù)從集中式數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)移到邊緣設(shè)備，邊緣計(jì)算可最大限度地減少傳輸和處理數(shù)據(jù)所需的時(shí)間，從而縮短響應(yīng)時(shí)間并提高系統(tǒng)性能。這對(duì)于交通管理和應(yīng)急響應(yīng)等延遲敏感型應(yīng)用尤其有益，因?yàn)榭焖贈(zèng)Q策至關(guān)重要。

　　然后，來(lái)自邊緣設(shè)備的處理后數(shù)據(jù)可以輸入到數(shù)字孿生中：物理基礎(chǔ)設(shè)施的虛擬副本，可模擬各種場(chǎng)景并為城市規(guī)劃、資源分配和災(zāi)難準(zhǔn)備方面的決策提供信息。這些甚至可以以 3D 形式可視化，提供對(duì)物理環(huán)境的清晰直觀的理解。高級(jí)分析工具進(jìn)一步用于處理和分析來(lái)自數(shù)字孿生的數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)建模、場(chǎng)景分析和優(yōu)化。

　　然后是高級(jí)連接解決方案。低功耗廣域網(wǎng) (LPWAN) 已成為城市環(huán)境中大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)部署的關(guān)鍵。常見的例子包括 NB-IoT 和 LoRaWAN。NB-IoT 是一種基于蜂窩的 LPWAN 技術(shù)，它利用現(xiàn)有的蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)提供增強(qiáng)的覆蓋范圍、安全性和省電功能。它的窄帶調(diào)制和與現(xiàn)有蜂窩網(wǎng)絡(luò)的集成使其成為各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的理想選擇。

　　LoRaWAN 是另一個(gè)著名的 LPWAN 標(biāo)準(zhǔn)，以其遠(yuǎn)程通信和低功耗而聞名，非常適合需要廣泛覆蓋的智能城市應(yīng)用。對(duì)于偏遠(yuǎn)地區(qū)，低地球軌道 (LEO)、中地球軌道 (MEO) 和地球靜止軌道 (GEO) 等衛(wèi)星連接可提供一系列延遲和覆蓋解決方案，以滿足偏遠(yuǎn)地區(qū)的廣泛物聯(lián)網(wǎng)需求。

　　考察真正智慧城市的成功案例

　　近年來(lái)，市政當(dāng)局和房地產(chǎn)開發(fā)商一直處于實(shí)施智慧城市物聯(lián)網(wǎng)解決方案的最前沿。例如，巴塞羅那市部署了一個(gè)廣泛的傳感器網(wǎng)絡(luò)來(lái)監(jiān)測(cè)交通流量、空氣質(zhì)量和噪音水平，從而為城市規(guī)劃和資源分配提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策。

　　阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)的迪拜多種商品中心實(shí)施了一個(gè)智能區(qū)域平臺(tái)，將朱美拉湖塔轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)智能和可持續(xù)的區(qū)域。該解決方案利用5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋、智能亭和停車傳感器等先進(jìn)技術(shù)，全天候監(jiān)控，提升社區(qū)體驗(yàn)。

　　在亞洲，作為可持續(xù)發(fā)展倡議的一部分，新加坡的目標(biāo)是到2030年實(shí)現(xiàn)80%的綠色建筑。其強(qiáng)大的公共安全基礎(chǔ)設(shè)施包括超過(guò)10萬(wàn)個(gè)閉路電視攝像頭。以大士南焚燒廠為代表的廢物管理措施，最大限度地減少了垃圾填埋場(chǎng)的使用，并為6萬(wàn)多戶家庭發(fā)電。

　　房地產(chǎn)開發(fā)商正在利用物聯(lián)網(wǎng)來(lái)提高其物業(yè)的價(jià)值、效率和可持續(xù)性，并通過(guò)監(jiān)控從暖通空調(diào)系統(tǒng)到電器等各個(gè)領(lǐng)域的能源使用情況來(lái)優(yōu)化建筑物的能源消耗。占用感測(cè)改善了HVAC控制和照明調(diào)節(jié)，而預(yù)測(cè)性維護(hù)有助于防止代價(jià)高昂的停機(jī)時(shí)間并延長(zhǎng)建筑資產(chǎn)的使用壽命。

　　對(duì)于居民來(lái)說(shuō)，支持物聯(lián)網(wǎng)的家庭可以遠(yuǎn)程管理照明、溫度、安全和娛樂系統(tǒng)。智能家居設(shè)備還與能源管理系統(tǒng)集成，以優(yōu)化消耗和成本。為了確保在當(dāng)前和未來(lái)項(xiàng)目中成功部署，開發(fā)人員必須解決網(wǎng)絡(luò)連接、數(shù)據(jù)安全、互操作性、可擴(kuò)展性和維護(hù)等因素。

　　實(shí)現(xiàn)智慧城市需要克服的挑戰(zhàn)

　　保護(hù)龐大的互聯(lián)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)需要強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議和持續(xù)的漏洞評(píng)估，以減輕網(wǎng)絡(luò)攻擊和數(shù)據(jù)泄露。平衡數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的城市管理的好處與公民的隱私問題需要透明的數(shù)據(jù)治理框架和強(qiáng)大的用戶同意機(jī)制。確保物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)之間的無(wú)縫集成和數(shù)據(jù)交換需要標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)格式和通信協(xié)議。

　　智慧城市的變革性影響超越了單純的環(huán)境可持續(xù)性。通過(guò)優(yōu)化運(yùn)營(yíng)流程、降低成本和提高生活質(zhì)量，智慧城市為公民和政府實(shí)體創(chuàng)造了巨大的價(jià)值。隨著城市的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)解決方案將重新定義子孫后代的城市體驗(yàn)。

　　來(lái)源：千家網(wǎng)