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从“路边计算”到“城市界面”:智慧城市建设的10个关键要素


作者:佚名 来源:readwrite 2017-08-01 16:56:10
摘要:自动驾驶汽车与道路进行通讯;具有弹性的能源供给;城市居民的隐私能够得到保护;传感器收集一切可以收集的数据;“路边计算”将在很大程度上决定交通状况;分布式存储与缓存解决快速计算与决策问题;“城市空间成为界面”……智慧城市的建设将需要严整、前瞻性的规划,也需要对城市中的每一处所在进行精心设计。

  前言

  自动驾驶汽车与道路进行通讯;具有弹性的能源供给;城市居民的隐私能够得到保护;传感器收集一切可以收集的数据;“路边计算”将在很大程度上决定交通状况;分布式存储与缓存解决快速计算与决策问题;“城市空间成为界面”……智慧城市的建设将需要严整、前瞻性的规划,也需要对城市中的每一处所在进行精心设计。

  随着上半年世界移动通信大会和物联网世界大会的召开,5G、智能移动、通用物联网、智慧城市等成为讨论的热点,似乎我们一下子就来到了未来,对各种新技术是如此的兴奋。

  不幸的是,在创新的道路上,有太多的人并没有计划。

  智慧城市不仅仅需要传感器和设备的部署与连接,还需要一个详细的规划架构。渐进主义不会服务于城市,远见和规划则是建设智慧城市所必需的。在此提供建设智慧城市所需的10个关键要素和相关举措,以供参考。

  无处不在的连接

  无冗余、高速、低延迟的通讯网络是智慧城市的基础,也是5G网络受到如此多的关注和令人兴奋的原因。

  为了最大限度地提高5G网络的效率,部署策略需要使5G更接近于“行动”,而不是当前大量的4G驻留。例如,为了满足自动驾驶车辆的决策,5G网需要遍布整个道路,必须与路边的摄像头和传感器相连,进行实时数据交换和处理,才能满足行进中车辆的需求。

  智慧城市的架构也必须包括低功耗无线接入(LPWA)、电量有限的设备。例如,对于漂浮在井中,每天报告水位,采用电池供电的设备。此时,高效节能通信协议是最重要的。

  弹性、先进能源

  智慧城市需要可持续、安全、动态和弹性的先进能源网络。如果没有弹性、先进能源,这座城市就不能称为“智慧”。

  基于上述原因,没有一个IT工程师能在没有UPS(不间断电源)和备用电源的情况下建立一个数据中心。为什么要规划高价值的城市基础设施呢?如果通信和智能系统只有在电网正常运作时才可用,那么在面临灾难和极端事件时,城市将会崩溃,此时,能源才是最需要的服务。

  安全和隐私

  智慧城市平台建设必须一开始就整合安全因素,访问协议和通信需要高级的安全架构来防范恶意攻击。覆盖和强制性的升级路径也必须嵌入结构中,以防止和减少网络攻击的影响。

  安全不仅仅是保护系统和场所,更要保护城市设备附近的公民隐私。智能解决方案必须尊重公民。

  传感器和测量

  数据采集一直是智慧城市工作的重点。智慧的城市将对所有可能的东西进行测量,并不断增加新的数据采集能力,包括天气、风向和强度、路面温度与环境、空气质量、辐射、污染物、行人、车辆、野生动物、土壤湿度、噪声污染、光照水平、花粉、水质、水位、振动、倾斜、污水流量、阀门压力和摄像头等。

  然而,数据不能作为其唯一的支撑。建设智慧城市需要一个相应的分层架构来处理这些数据,并对得出的结论采取行动。

  路边计算

  在未来的城市中,将面临处理大量数据和快速决策的需求,并由于事情变化太快,不得不将所有内容都传送回云端进行集中处理。俗话说:“将在外,君命有所不受”。试想一下,自动驾驶和无人机在面对突发情况时的需求。

  市政系统不能作为连接到智能核心的节点来部署,因此必须建立具有本地处理资源的高价值节点,作为分布式网络中的分层参与者无缝运行。其次,市政基础设施建设也必须融合到一个分布式处理结构:一个扩展的“生活”系统,连接丰富的数据。

  智慧城市需要在关键位置和节点部署计算能力:路边数据中心,以支持动态交通管理、增强现实及其所需的高效网络、低延迟和实时决策。

  道路边的存储与缓存

  存储与计算齐头并进。因公众每分钟积累的大量数据都需要与本地存储相匹配,以避免不必要的、严重的网络堵塞。因此,智慧城市需要在通信基础设施的边缘部署存储,作为分层存储和缓存网络的一部分。

  例如,每辆自动驾驶车辆将生成大约4TB的日常数据。除车辆外,从一个城市到云端的成千上万个节点的众多摄像头的高清视频,全部放在中央处理中心处理,也是不切实际和非常浪费的。相反,本地存储可以与本地处理相结合,以动态地提取信息,并识别数据,以保留或继续传输到云端。

  同时,缓存对下一代内容传输也是至关重要的。增强现实和虚拟现实无法接受设备内容数据传输延迟,因此必须立即提供沉浸式内容的媒体,以使整个城市可靠地提供这些功能。

  简而言之,智慧城市必须将存储容量扩展到人行道的架构,必须发展成为能够嵌入到整个城市,具有高度分布式和动态的存储阵列。

  硬件维护和可升级性

  即使是最聪明的人也无法在最开始就将复杂系统中的所有方面设置得尽善尽美。因此,智慧城市的基础设施需要维护和升级,且技术的飞速发展使得公众不需要挖开混凝土,或通过漫长的规划过程来改善城市基础设施。

  智慧城市需要规范街头的“服务器机架”。城市部署的基础设施还需要预期维护、管理升级和未来扩展。

  API和第三方开发

  分布式缓存和计算是第三方开发平台必须考虑的问题。智慧城市技术供应商与市政领导层合作,必须确保安全的资源、数据和API访问,以创建新的智能、应用程序和用户体验。

  没有任何一家公司能够垄断创新。即使史蒂夫·乔布斯也无法预见iPhone平台如今应用程序的多样性。例如,苹果发布时或无法想象其会依靠第三方和广泛的开发人才来创建诸如Instagram、Lyft和Airbnb应用程序。

  创建一个简单的智慧城市“应用程序”,并允许开发者自行发布,这是不被承认的,以致我们必须把注意力集中在一个高级的审批程序上,以安全、快速地确定哪些程序发布到街道的“生产”环境。

  用户界面

  消费类设备的接口正在发生变化,如从有线(PC)到无线(智能手机),再到环境(亚马逊Alexa)。同样,真正的智慧城市将把公共空间变成接口。

  智慧城市将通过语音和增强现实来定义围绕“环境”交互的策略,即智慧城市未来的无缝互动空间。值得注意的是,“空间成为界面”的想法对建筑师和城市规划者具有深刻的影响。

  更好的设计

  从历史来看,市政和公共事业基础设施设计从实用主义角度出发,往往缺乏吸引力,因此我们可以而且必须做的更好,使支持我们日常生活的公共基础设施变得更漂亮、更激动人心、更吸引人。

  智能手机在产品设计点燃灵感和想象力的火花之前,并没有在使用或性能上发生突破性的变革。同样,我们不会意识到智慧城市的全部潜力,直到设计改变态度、采纳和加速。

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