導讀

自動駕駛汽車與道路進行通訊；具有彈性的能源供給；城市居民的隱私能夠得到保護；傳感器收集一切可以收集的數(shù)據(jù)；“路邊計算”將在很大程度上決定交通狀況；分布式存儲與緩存解決快速計算與決策問題；“城市空間成為界面”……智慧城市的建設將需要嚴整、前瞻性的規(guī)劃，也需要對城市中的每一處所在進行精心設計。本文提出的智慧城市建設10大關鍵要素沒有噱頭，只有干貨。

隨著上半年世界移動通信大會和物聯(lián)網(wǎng)世界大會的召開，5G、智能移動、通用物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市等成為大家討論的熱點，似乎我們一下子就來到了未來，對各種新技術是如此的興奮。

不幸的是，在創(chuàng)新的道路上，有太多的人并沒有計劃。

智慧城市需要一個詳細的規(guī)劃架構，智慧城市建設需要的不僅僅是傳感器和設備的部署與連接。漸進主義不會服務于城市，遠見和規(guī)劃則是建設智慧城市所必需的。

以下是建設智慧城市所需的10個關鍵要素和相關舉措。

對一座城市而言，無冗余、高速、低延遲的通訊網(wǎng)絡是智慧城市的基礎，這就是為什么5G網(wǎng)絡會受到如此多的關注和令人興奮的原因。

為了最大限度地提高5G網(wǎng)絡的效率，部署策略需要使5G更接近于“行動”，而不是當前大量的4G駐留。例如，為了滿足自動駕駛車輛的決策，5G網(wǎng)需要遍布整個道路，必須與路邊的攝像頭和傳感器相連，進行實時數(shù)據(jù)交換和處理，不能有一絲一毫的延遲，才能滿足行進中車輛的需求。

智慧城市的架構也必須包括那些采用低功耗無線接入（LPWA）并且電量有限的設備。例如，對于漂浮在井中，每天報告水位，采用電池供電的設備。此時，高效節(jié)能通信協(xié)議是最重要的。

智慧城市解決方案需要可持續(xù)、安全、動態(tài)和彈性的先進能源網(wǎng)絡。如果沒有彈性、先進能源，這座城市就不能稱為“智慧”。

考慮到這些，沒有一個IT工程師能在沒有UPS（不間斷電源）和備用電源的情況下建立一個數(shù)據(jù)中心。為什么我們要規(guī)劃高價值的城市基礎設施呢？如果通信和智能系統(tǒng)只有在電網(wǎng)正常運作時才可用，那么在面臨災難和極端事件時，我們的城市將會崩潰，此時，能源才是最需要的服務。

我們必須從一開始就把安全因素整合到智慧城市平臺中，而不是事后考慮。不安全的解決方案是不能接受的。訪問協(xié)議和通信需要高級的安全架構來防范惡意攻擊。覆蓋和強制性的升級路徑也必須嵌入結構中，以防止和減少網(wǎng)絡攻擊的影響。

安全不僅僅是保護系統(tǒng)和場所，更要保護城市設備附近的公民隱私。智能解決方案必須尊重公民。

數(shù)據(jù)采集一直是智慧城市工作的重點。智慧的城市將對所有可能的東西進行測量，并不斷增加新的數(shù)據(jù)采集能力。天氣、風向和強度、路面溫度與環(huán)境、空氣質(zhì)量、輻射、污染物、行人、車輛、野生動物、土壤濕度、噪聲污染、光照水平、花粉、水質(zhì)、水位、振動、傾斜、污水流量、閥門壓力和攝像頭等，都是智慧城市設備要收集的特定類型的數(shù)據(jù)。

但是，光靠數(shù)據(jù)是不夠的。要讓城市變得更聰明，就需要一個相應的分層架構來處理這些數(shù)據(jù)，并對得出的結論采取行動。

在未來的城市中，我們將面臨處理大量數(shù)據(jù)和快速決策的需求，由于事情變化太快，這就要求不能將所有內(nèi)容都傳送回云端進行集中處理。俗話說的好：“將在外，君命有所不受”。試想一下，自動駕駛和無人機在面對突發(fā)情況時的需求。

市政系統(tǒng)不能作為連接到智能核心的節(jié)點來部署，我們必須建立具有本地處理資源的高價值節(jié)點，作為分布式網(wǎng)絡中的分層參與者無縫運行。我們的市政基礎設施也必須融合到一個令人難以置信的分布式處理結構：一個擴展的“生活”系統(tǒng)，連接豐富的數(shù)據(jù)。

智慧城市需要在關鍵位置和節(jié)點部署計算能力：路邊數(shù)據(jù)中心，以支持動態(tài)交通管理、增強現(xiàn)實及其它所需的高效網(wǎng)絡、低延遲和實時決策。

存儲與計算齊頭并進。想要變得更智慧，城市還需要在通信基礎設施的邊緣部署存儲，作為分層存儲和緩存網(wǎng)絡的一部分。我們每分鐘積累的大量數(shù)據(jù)將需要與本地存儲相匹配，以避免不必要的、嚴重的網(wǎng)絡堵塞。

例如，每輛自動駕駛車輛將生成大約4TB的日常數(shù)據(jù)。除了車輛之外，從一個城市到云端的成千上萬個節(jié)點的眾多攝像頭的高清視頻，全部放在中央處理中心處理，也是不切實際和非常浪費的。相反，本地存儲可以與本地處理相結合，以動態(tài)地提取信息，并識別數(shù)據(jù)，以保留或繼續(xù)傳輸?shù)皆贫恕?/p>

緩存對于下一代內(nèi)容的傳輸也很重要。增強現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實無法接受設備內(nèi)容數(shù)據(jù)傳輸延遲。必須立即提供沉浸式內(nèi)容的媒體，以使整個城市可靠地提供這些功能。

簡而言之，智慧城市必須開發(fā)將存儲容量擴展到人行道的架構。它們必須發(fā)展成為能夠嵌入到整個城市，具有高度分布式和動態(tài)的存儲陣列。

即使是最聰明的人也無法在最開始就將復雜系統(tǒng)中的所有方面設置得盡善盡美。因此，智慧城市的基礎設施需要維護和升級。我們根本不需要挖開混凝土，或通過漫長的規(guī)劃過程來改善城市基礎設施。技術發(fā)展的太快。

智慧城市需要規(guī)范街頭的“服務器機架”。

城市部署的基礎設施還需要預期維護、管理升級和未來擴展。

分布式緩存和計算是第三方開發(fā)平臺必須考慮的問題。智慧城市技術供應商與市政領導層合作，并牢記安全性，必須確保如何周道地考慮資源、數(shù)據(jù)和API的訪問，以創(chuàng)建新的智能、應用程序和用戶體驗。

沒有任何一家公司能夠壟斷創(chuàng)新。即使史蒂夫·喬布斯也無法預見到iPhone平臺出現(xiàn)的應用程序的多樣性。蘋果依靠第三方和廣泛的開發(fā)人才來創(chuàng)建諸如Instagram、Lyft和Airbnb應用程序，這些應用程序在iPhone的發(fā)布日是無法想像的。

當然，我們不能簡單地創(chuàng)建一個智慧城市“應用商店”，允許開發(fā)者自行發(fā)布。 我們必須把注意力集中在一個高級的審批程序上，以安全、快速地確定哪些程序發(fā)布到我們街道的“生產(chǎn)”環(huán)境。

對于消費類設備，從有線（PC）到無線（智能手機），再到環(huán)境（亞馬遜Alexa），我們的接口正在發(fā)生變化。同樣，真正的智慧城市將把公共空間變成接口。

智慧城市將通過語音和增強現(xiàn)實來定義圍繞“環(huán)境”交互的策略。這是關于智慧城市未來的無縫互動空間。值得注意的是，“空間成為界面”的想法對建筑師和城市規(guī)劃者具有深刻的影響。

從歷史來看，市政和公共事業(yè)基礎設施的設計都從實用主義的角度出發(fā)，往往缺乏吸引力。我們可以而且必須做得更好，使支持我們?nèi)粘Ｉ畹墓不A設施變得更漂亮、更激動人心、更吸引人。

在產(chǎn)品設計點燃靈感和想象力的火花之前，智能手機并沒有在使用或性能上發(fā)生突破性的變革。同樣，我們不會意識到智慧城市的全部潛力，直到設計改變態(tài)度、采納和加速。