从智能交通到智能能源：智慧城市在七个方面的应用实践
From Intelligent Transportation to Intelligent Energy: Application Practice of Intelligent City in Seven Aspects
摘要：目前，智慧城市已经成为全球众多城市未来规划和设计的方向，并致力于通过各种新技术的应用来改善城市居民的工作与生活。但什么样的技术应用能够推动智慧城市的建设？如何让新技术在智慧城市中的应用效率最大化？这是所有城市规划者都在思考的问题。
从最近几年全球各地智慧城市建设的应用案例可以发现，各种新技术从城市基础设施和生活设施入手，覆盖智能停车、智能路灯、智能交通、智能能源、智能医疗、智能建筑和智能环境等七个常见领域，从各方面逐步让智慧城市变为现实。
一、智能停车提升交通效率
交通拥堵是现代各大城市都面临的头号难题，并且，随着汽车在城市街道上不断寻找停车位，会加大二氧化碳和其他尾气的排放，进而影响城市空气质量。
智能停车技术有望改变这一状况。该技术通过智能手机的GPS数据和嵌入在停车位地面的传感器，可向附近的车主提供实时的停车地图和车位信息，从而让停车过程更加高效、环保。
美国洛杉矶已经推出了智能停车技术，并在全市 6300多个停车场安装无线传感器。司机通过移动APP、网站、拨打511，就可以获得附近可用停车位的实时信息和根据需求实时变动的收费标准。该市还安装了十多个电子信息标志，帮助司机更好地找到停车位。
二、智能路灯使城市更安全
路灯是一个城市重要的基础设施。通过物联网技术，则可以让路灯成为智慧城市的重要组成部分。通过路灯传感器，可以收集、分析城市街道的实时信息，为管理人员提供城市运作的实时数据，使城市管理更加安全高效。
智能路灯可以提高城市街道的安全性，并为政府节省大量的电费。使用节能的LED灯泡替换旧路灯，并通过无线连接，当路人靠近时，会激活灯泡的运动传感器为路人提供照明，当路人离开时，自动熄灭。并在需要更换灯泡时，通过传感器向管理人员发送提醒。例如，美国洛杉矶80％以上的街道都配备了LED灯泡和4G LTE无线连接灯泡。这些智能路灯每年可以节省63%的能源费用，并通过联网的电线杆来改善居民区服务。
美国芝加哥在南部和西部城区安装了76000 多个智能 LED路灯，一年内将路灯费用减少了一半。据管理部门预计，10年内，智能路灯的使用将节省约1亿美元资金。
三、智能交通提升交通安全
智能交通系统包括自动驾驶汽车和智能交通信号在内的所有设施。通过传感器分析和系统间的通信，智能交通系统的目标是“缓解拥堵，改善交通管理，最大限度地减少对环境的影响，并有利于商业用户和公众运输。”
美国俄亥俄州的哥伦布市是智慧城市和智能交通建设的典型案例。2016年在美国智慧城市挑战赛中，哥伦布市获得了 4000万美元的奖金。该城市不仅专注于自动驾驶汽车，还支持多模式出行计划APP，以帮助居民在城市内及其周边地区使用不同的出行方案。
此外，全球很多城市正在使用传感器连接交通信号灯和监控摄像头，以提高行人安全。例如，美国波士顿与 Verizon 公司合作推出了 Smart Streets 项目，在马萨诸塞大道和 Beacon街交叉路口测试数据采集技术，通过摄像头、LED路灯、传感器收集并分析各种交通数据，从而调整道路设计和信号灯时间，以提升行人的安全性。
四、智能能源改变城市环境
据非营利组织Smart Energy Consumer Collaborative 分析，通过智能电网增强现代化电网“是实现智慧城市不可或缺的第一步。”使用屋顶太阳能等可再生能源有助于实现“可持续发展的改变”，有助于改善环境，保障公众健康。
智能电网还能更好地整合电动汽车等新技术，这反过来又为城市地区创造了一系列可能性。未来，城市将实现零排放运输，并在紧急情况下，充当电力储能设备的电动汽车可以为城市提供应急用电。
智能电网还允许居民访问他们的能源数据，并为公共事业部门提供新的定价计划，从而提高能源效率。
Intelligent cities have become the future planning and design direction of many ties around the world, and are committed to improving the work and life of urban residents through the application of various new technologies.
五、居民医疗的智能化管理
通过物联网，智慧城市可以实现连接一切的可能性，人、建筑、交通、环境都将纳入整个数据网络中，从而改善城市服务。同时，这种连接性反过来也可以帮助改善居民的健康。
美国田纳西州查塔努加市的EPB 公司在光纤网络基础设施方面投入了大量资金，为居民提供网速达1G/秒的网络连接，一方面为居民提供超高速宽带服务，另一方面也推动了诸如远程医疗之类的新服务的部署。该市正在探索向EPB宽带用户提供远程医疗服务计划，目前公司宽带用户已经超过 10万户，远程医疗服务将使这些居民受益。
智慧城市还可以通过其他方式加强公共卫生服务。2017年，谷歌母公司Alphabet的智慧城市部门 Sidewalk 实验室分拆出了 Cityblock Health 公共卫生部门，旨在为低收入人群提供医疗保健服务。该部门通过一款名为Commons的健康App，将城市医疗和病患连接起来，收集并分析用户的医疗数据，使用AI技术分析病患的风险程度，通过半自动化或自动化的方式进行适时干预，从而降低整个城市的医疗成本。
六、智能建筑推动环境保护
据 Navigant Research 称，全球约30％的温室气体排放和主要城市70％的能源消耗归因于建筑物。智能建筑将在解决上述问题，并实现智慧城市目标方面发挥关键作用。
智能建筑中的传感器可以检测房间内是否有人，以便在不使用房间时自动调节温度和照明，从而节省资金并保护环境。
智能建筑收集的数据和分析结果可能会改变基础设施的管理方式，从而减少能耗，有助于改善公共健康和安全。
西门子公司认为先进的建筑要拥有类似大脑的中枢神经系统，用以平衡和协调各方面的利益，如能耗最小化、居住舒适度和电网稳定性等。西门子的楼宇自动化系统Desigo CC将所有建筑系统集成到一个可以直观操作的单一平台中，可以更好地管理防火、供暖、通风、照明和视频监控等功能。
Through the Internet of Things, smart cities can realize the possibility of connecting everything. People, burnings, transportation and environment will integrated into the whole data network, improving urban services.
七、智慧城市需要智能环境
随着城市中智能“绿色”建筑的增加，城市需要考虑如何使用新技术更广泛地改善环境。 咨询公司德勤表示，对于一个名副其实的智慧城市，“利用技术促进可持续增长至关重要。”“这意味着利用技术最大限度地有效利用宝贵资源，并鼓励所有参与者做出合理选择。”德勤认为“这不仅包括城市拥有的建筑，还包括企业、大学、医院和非营利组织以及个人。这可能意味着利用传感器技术、行为经济学和游戏化不仅可以改变物理基础设施，还可以改善积极的资源决策。”
这适用于从传感器到检测漏水，及时收集垃圾和能源分配的方方面面，也适用于城市的建设方式。
例如，Sidewalk 实验室在加拿大多伦多的智慧城市建设计划中，将更多的木制结构建筑作为重要新计划的重要组成部分。该计划认为木制结构建造成本更低，更容易进行修改和调整，更适合可持续的城市环境。