數(shù)字技術(shù)與未來生活

1、 數(shù)字技術(shù)與未來生活（論文）題目 智慧城市理念與未來城市發(fā)展 學(xué) 院 年 級 專 業(yè) 班 級 學(xué) 號 學(xué)生姓名 論文提交日期 2015.11 智慧城市理念與未來城市發(fā)展摘 要摘 要: 隨著全球物聯(lián)網(wǎng)、新一代移動寬帶網(wǎng)絡(luò)、下一代互聯(lián)網(wǎng)、云計算等新一輪信息技術(shù)迅速發(fā)展和深入應(yīng)用，“智慧城市”漸行漸近?，F(xiàn)在發(fā)達(dá)國家地區(qū)在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和社會發(fā)展當(dāng)中，認(rèn)識到了“智慧城市”的前瞻性、超前性，相繼提出了“智慧城市”的戰(zhàn)略舉措。在數(shù)字城市建立的基礎(chǔ)框架上，通過物聯(lián)網(wǎng)將現(xiàn)實世界與數(shù)字世界進(jìn)行有效融合，由云計算中心處理其中海量和復(fù)雜的計算，為城市管理和公眾服務(wù)提供更智能化的服務(wù)?？偨Y(jié)了智慧城市的特征，歸納了智慧城市在

2、當(dāng)前城市建設(shè)中可開展的應(yīng)用，并指出智慧城市的建設(shè)可以為城市提供更智能化的服務(wù)和更安全的技術(shù)保障。為智慧城市的建設(shè)提供可靠和有效的探索，最后展望了更加安全、高效的智慧城市美好前景。關(guān)鍵詞: 智慧城市；數(shù)字城市；物聯(lián)網(wǎng)；云計算；智能服務(wù)Wisdom city concept and urban development in the futureAbstractAs the global Internet of things, a new generation of mobile broadband network, next generation Internet, cloud computing

3、 a new round of rapid development of information technology and in-depth applications, such as "wisdom city" moved closer.Now in industry transformation and social development in developed countries, recognize the prospective of "wisdom city", advanced, successively put forward t

4、he "wisdom city" strategic move.In digital city based on the basis of frame, through the Internet of things in the real world and digital world for effective integration, processing by the cloud computing center of mass and complicated calculation, for the urban management and public servi

5、ce to provide more intelligent.Summarizes the wisdom of the city characteristics, summarizes the wisdom city in current urban construction can be carried out in the application of the construction of city and points out that wisdom can provide cities with more intelligent service and technical suppo

6、rt to security.For the wisdom of the city construction to provide reliable and effective exploration, the wisdom of more safe and efficient city are discussed prospects.Keywords: urban wisdom;Digital city.The Internet of things;Cloud computing;Smart services1 智慧城市概念1.1 智慧城市概念的提出2009 年 IBM 公 司 首席執(zhí)行官彭

7、明盛提出“智慧地球”這一概念，建議新政府投資新一代的智慧型基礎(chǔ)設(shè)施。2009 年 11 月，溫家寶總理發(fā)表了題為讓科技引領(lǐng)中國可持續(xù)發(fā)展的講話，提出要著力突破傳感網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，及早部署后 IP（Internet Protocol）時代的相關(guān)技術(shù)研發(fā)，使信息網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)成為推動產(chǎn)業(yè)升級、邁向信息社會的發(fā)動機(jī)。目前，中國已將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)列入國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃。這些理念和規(guī)劃共同關(guān)注的是如何高效地把各類傳感器連接起來，形成物聯(lián)網(wǎng)，并通過超計算機(jī)和云計算對物聯(lián)網(wǎng)獲取的信息進(jìn)行實時分析并控制，實現(xiàn)數(shù)字城市與現(xiàn)實世界的有機(jī)融合。在此基礎(chǔ)上，可以在實時海量信息的輔助下，采取更加精細(xì)和高效的方式管理人類

8、的生產(chǎn)和生活，從而達(dá)到智慧狀態(tài)。智慧城市是在城市全面數(shù)字化基礎(chǔ)之上建立的可視、可量測、可感知、可分析、可控制的智能化城市管理與運(yùn)營機(jī)制，包括城市的網(wǎng)絡(luò)、傳感器、計算資源等基礎(chǔ)設(shè)施，以及在此基礎(chǔ)上通過對實時信息和數(shù)據(jù)的分析而建立的城市信息管理與綜合決策支撐等平臺。在智慧的城市中，我們將充分享受到智慧的電網(wǎng)、智慧的交通、智慧的醫(yī)療、智慧的教育、智慧的城管和智慧的應(yīng)急等應(yīng)用系統(tǒng)通過公共服務(wù)平臺為每個人提供的定制化、個性化的服務(wù)，城市市民的生活將更加舒適和安全。1.2 從數(shù)字城市到智慧城市作者認(rèn)為，智慧城市是數(shù)字城市與物聯(lián)網(wǎng)和云計算等技術(shù)有機(jī)融合的產(chǎn)物。基于數(shù)字城市的基礎(chǔ)框架，各類物聯(lián)網(wǎng)傳感器將人及其

9、相關(guān)的固定或移動物品連接起來，并將海量數(shù)據(jù)的存儲、計算和交互服務(wù)交由云計算平臺在“云端”處理，按照處理結(jié)果對城市實施自動化控制，就可以實現(xiàn)智慧的城市服務(wù)。數(shù)字城市將分布在不同同地理位置的經(jīng)濟(jì)、文化、交通、能源和教育資源等按規(guī)范的地理坐標(biāo)組織起來，為智慧城市提供了一個數(shù)字化的基礎(chǔ)框架。在數(shù)字化的基礎(chǔ)框架上，通過物 聯(lián) 網(wǎng) 中 的 射 頻 識 別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息采集技術(shù)或傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議將物體與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，以實現(xiàn)對分布在城市中的各管理對象的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控等服務(wù)。然而，海量的物聯(lián)信息的管理需求無法靠現(xiàn)有終端的計算資源來滿足，迫切需要計算資源可伸縮并

10、能動態(tài)調(diào)節(jié)的云計算模式來解決數(shù)據(jù)海量、隨時更新并且實時性要求非常高的計算問題，例如整個城市的路網(wǎng)數(shù)據(jù)的實時計算與預(yù)測?；跀?shù)字城市的基礎(chǔ)框架有機(jī)地融合物聯(lián)網(wǎng)及云計算技術(shù)，可將數(shù)字城市階段的“秀才不出門，能知天下事”提升到智慧城市階段的“秀才不出門，能做天下事”的新高度。全 IP 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)集智能傳感網(wǎng)、智能控制網(wǎng)、智能安全網(wǎng)的特性于一體，真正做到識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的智能化。通過物聯(lián)網(wǎng)人們可以對任何感興趣的物體進(jìn)行感知和操作。物聯(lián)網(wǎng)由統(tǒng)一的編碼系統(tǒng)、智能傳感網(wǎng)以及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等組成。統(tǒng)一的編碼系統(tǒng)通過物體類型等信息對物體進(jìn)行唯一編碼并分配地址。智能傳感網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集和物體監(jiān)控系

11、統(tǒng)，它利用各種儀器設(shè)備實現(xiàn)對靜止或移動物體的自動識別，并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與交換。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由本地各種網(wǎng)絡(luò)和全球互聯(lián)網(wǎng)組成，實現(xiàn)信息流通和管理功能。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是在全球互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，通過包括對象名解析服務(wù)和實體標(biāo)記語言等軟件系實現(xiàn)城市中的實物互聯(lián)。數(shù)字城市中的各類傳感器將采集實時海量數(shù)據(jù)，而這些海量數(shù)據(jù)不能直接供機(jī)器和人使用，必須通過各種算法和模型進(jìn)行分析和處理，加工為可用的信息和知識，才能最終產(chǎn)生價值。海量的數(shù)據(jù)需要實時更新，傳統(tǒng)的計算方式不能滿足需要，而高度彈性、可伸縮、虛擬化的云計算為復(fù)雜的各類城市模型的實時分析和處理提供了可能。按照需要的計算能力和時間要求，“云端”可以彈性地為其提供與之相匹配的

12、計算資源和存儲資源，相當(dāng)于一個計算能力幾乎是可以無限擴(kuò)大的大腦，按時按要求將海量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息和知識，提供給需要的機(jī)器和用戶。2 智慧城市的支撐技術(shù)智慧城市主要由數(shù)字城市和物聯(lián)網(wǎng)、云計算三大類支撐技術(shù)組成。以下就這三大類支撐技術(shù)分別進(jìn)行介紹。2.1 數(shù)字城市相關(guān)技術(shù)“數(shù)字城市”的概念最早源于美國前副總統(tǒng)阿爾·戈爾在 1998 年提出“數(shù)字地球”時提到的數(shù)字化的虛擬地球場景。通過技術(shù)融合，可使其較好地融入互聯(lián)網(wǎng)，為人類提供服務(wù)。其中數(shù)字城市作為數(shù)字地球中最為重要的組成部分之一，成為研究和數(shù)字化應(yīng)用的熱點。具體來說，數(shù)字城市是一個覆蓋整個城市的無縫的信息模型，把分散在城市各處的各類信息按

13、城市的地理坐標(biāo)組織起來，這樣既能體現(xiàn)出城市中的自然、人文、社會等各類信息的相互關(guān)系，又能按便于人類理解的地理坐標(biāo)進(jìn)行檢索和利用。數(shù)字城市可以理解為我們生活的城市在數(shù)字世界中的一個副本，它包括全部城市相關(guān)資料的數(shù)字化、地理化和可視化。數(shù)字城市按表現(xiàn)形式可以分為以文本形式提供的信息點、二維數(shù)字城市平面（包括城市二維地圖和遙感影像圖等）、三維數(shù)字城市空間、四維時空數(shù)字城市空間。數(shù)字城市相關(guān)技術(shù)涵蓋城市空間信息的獲取、管理、使用等方面，數(shù)字城市建設(shè)的具體需求也推動著相關(guān)技術(shù)逐步發(fā)展和成熟。在未來，政府、研究機(jī)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)制定組織、非盈利組織、企業(yè)等將共同推動數(shù)字城市技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展和完善。數(shù)字城市從數(shù)據(jù)獲取

14、、組織到提供服務(wù)的技術(shù)如下：1）天空地一體化的空間信息快速獲取技術(shù)。2006 年自然雜志（Nature）發(fā)表的封面論文 2020Vision 認(rèn)為，觀測網(wǎng)將首次大規(guī)模地實現(xiàn)實時獲取現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)。現(xiàn)在，天空地一體化的空間信息觀測和測量系統(tǒng)已經(jīng)初具雛形，空間信息獲取方式也從傳統(tǒng)人工測量發(fā)展到太空星載遙感平臺、全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)，再到機(jī)載遙感平臺、地面的車載移動測量平臺等?？臻g信息獲取和更新的速度越來越快，定位技術(shù)將由室外拓展到室內(nèi)和地下空間，多分辨率和多時態(tài)的觀測與測量數(shù)據(jù)與日俱增。數(shù)字城市具有監(jiān)測各種分辨率的空間信息的能力，如土地類型、建筑、道路、市政設(shè)施等城市信息。2）海量空間數(shù)據(jù)調(diào)度與管理技

15、術(shù)。面對數(shù)據(jù)容量不斷增長、數(shù)據(jù)種類不斷增加的海量空間數(shù)據(jù)，PB（Peta Byte）級及更大的數(shù)據(jù)量更加依賴于相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)度與管理技術(shù)，包括高效的索引、數(shù)據(jù)庫、分布式存儲等技術(shù)。3）空間信息可視化技術(shù)。從傳統(tǒng)二維地圖到三維數(shù)字城市，數(shù)字城市的空間表現(xiàn)形式由傳統(tǒng)的抽象的二維地圖發(fā)展為與現(xiàn)實世界幾近相同的三維空間中，使得人類在描述和分析城市空間事務(wù)的信息上獲得了質(zhì)的飛躍。包含真實紋理的三維地形和城市模型可用于城市規(guī)劃、景觀分析、構(gòu)成虛擬地理環(huán)境和數(shù)字文化遺產(chǎn)等。4）空間信息分析與挖掘技術(shù)。數(shù)字城市中基于影像的三維實景影像模型，可構(gòu)成大面積無縫的立體正射影像和沿街道的實景影像，用于用戶自主的實時按需量

16、測，以挖掘有效信息。5）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)技術(shù)。通過網(wǎng)絡(luò)整合并提供服務(wù)，數(shù)字城市作為一個空間信息基礎(chǔ)框架，可以整合集成來自網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下與地球空間信息相關(guān)的各種社會經(jīng)濟(jì)信息，然后通過 Web Service 技術(shù)向?qū)I(yè)部門和社會公眾提供服務(wù)。2.2云計算技術(shù)。云計算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)模式的計算，是分布式計算和網(wǎng)格計算的進(jìn)一步延伸和發(fā)展，是隨著互聯(lián)網(wǎng)資源配置的變遷逐漸形成的。計算機(jī)交互服務(wù)一度未能脫離硬件的桎梏，直到出現(xiàn)了基于虛擬化的云計算，軟件和交互服務(wù)才完全與硬件無關(guān)，同時也無需關(guān)心硬件的維護(hù)。支撐信息服務(wù)社會化、集約化和專業(yè)化的云計算中心通過軟件的重用和柔性重組，進(jìn)行服務(wù)流程的優(yōu)化與重構(gòu)，提高利用率。云計

17、算促進(jìn)了軟件之間的資源聚合、信息共享和協(xié)同工作，形成面向服務(wù)的計算。云計算能夠?qū)⑷虻暮Ａ繑?shù)據(jù)快速處理，并同時向上千萬的用戶提供服務(wù)。云計算關(guān)鍵技術(shù)使得用戶無需關(guān)心操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫及平臺軟件環(huán)境、底層硬件環(huán)境、計算中心的地理位置、軟件提供方和服務(wù)渠道。如同使用電力一樣方便，云計算可以讓用戶更加自然和快捷地使用個性化的交互服務(wù)。云計算根據(jù)其提供的虛擬化服務(wù)的層次不同，可以分為以下三個層次的服務(wù)：1）基礎(chǔ)設(shè)施作為服務(wù)；2）平臺作為服務(wù)；3）軟件作為服務(wù)。以空間信息處理領(lǐng)域為例，云計算平臺將極大地釋放計算資源的潛力，充分共享各種復(fù)雜分析和處理算法以及相關(guān)經(jīng)驗，極大地提高解決復(fù)雜空間信息分析和處理的能

18、力。武漢大學(xué)測繪遙感信息工程國家重點實驗室自主研發(fā)的基于云計算的空間信息處理平臺OpenRS2Cloud 就是其中一個典型的代表。OpenRS2Cloud 采用可伸縮、開放式的平臺體系結(jié)構(gòu)設(shè)計，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，能夠?qū)?shù)據(jù)資源、計算資源進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控與任務(wù)分配。OpenRS2-Cloud 形成了一個具有可擴(kuò)展、可伸縮、可配置、可定制的基本的遙感圖像數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用的框架，實現(xiàn)了常用的圖像瀏覽、處理和分析功能，并集成了傳感器成像模型、地理坐標(biāo)管理功能等。國內(nèi)外算法研究人員和數(shù)據(jù)商將算法和數(shù)據(jù)上傳到平臺，即可提供相應(yīng)服務(wù)，用戶無需搭建專用環(huán)境，只需要選擇數(shù)據(jù)和算法即可獲取最終結(jié)果。 2.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)“物

19、聯(lián)網(wǎng)”的概念于 1999 年提出，最初的定義為“把所有物品通過射頻識別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實現(xiàn)智能化識別和管理”。2005 年 11 月 17 日，在突尼斯舉行的“信息社會世界峰會”上，國際電信聯(lián)盟發(fā)布了ITU 互聯(lián)網(wǎng)報告 2005：物聯(lián)網(wǎng)，正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。物聯(lián)網(wǎng)的定義是：通過射頻識別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接318 工程研究跨學(xué)科視野中的工程,。智慧城市中的物聯(lián)網(wǎng)和云計算應(yīng)該包括以下四個方面：（1）智能傳感網(wǎng)。利用 RFID 和二維碼等物聯(lián)設(shè)施隨時隨地獲取物體的信息和狀態(tài)；（2）智能安全網(wǎng)。通過在互聯(lián)網(wǎng)、

20、廣播網(wǎng)、通信網(wǎng)、數(shù)字集群網(wǎng)等各類型網(wǎng)絡(luò)中建立各類安全措施，將物體的信息和狀態(tài)實時、安全地進(jìn)行傳遞；（3）云計算智能處理。在云端采用各種算法和模型，實時對海量的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理，為實時控制和決策提供依據(jù)；（4）智能控制網(wǎng)。采集的信息經(jīng)過云端智能處理后，根據(jù)實際情況實時地對物體實施自動化、智能化的控制，更好地為城市提供相關(guān)服務(wù)。3）智慧城市面向應(yīng)用和服務(wù)。智慧城市中的物聯(lián)網(wǎng)包含傳感器和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，與以往的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相比，它更多的是以傳感器及其數(shù)據(jù)為中心。與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)建立的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)適用于廣泛的應(yīng)用程序不同，由微型傳感器節(jié)點構(gòu)成的傳感器網(wǎng)絡(luò)則一般是為了某個特定的應(yīng)用而設(shè)計的。它面向應(yīng)用的，通過無線

21、或有線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，相互協(xié)作地實時監(jiān)測和采集分布區(qū)域內(nèi)的各種環(huán)境或?qū)ο笮畔?，并將?shù)據(jù)交由云計算進(jìn)行實時分析和處理，從而獲得詳盡而準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和決策信息，并將其實時推送給需要這些信息的用戶。4）智慧城市與物理城市融為一體。在智慧城市中，各節(jié)點內(nèi)置有不同形式的傳感器和控制器，可用以測量包括溫度、濕度、噪聲、位置、距離、光強(qiáng)度、壓力、土壤成分、移動物體的大小和速度及方向等城市中的環(huán)境和對象數(shù)據(jù)，還可通過控制器對節(jié)點進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。隨著傳感器和控制器種類和數(shù)量的不斷增加，智慧城市將城市與電子世界的紐帶直接融入到現(xiàn)實城市的基礎(chǔ)設(shè)施中，自動控制相應(yīng)城市基礎(chǔ)設(shè)施，自動監(jiān)控城市空氣質(zhì)量、交通狀況等，與現(xiàn)實城市融為一體

22、。5）智慧城市能實現(xiàn)自主組網(wǎng)和自維護(hù)。智慧城市中的物聯(lián)網(wǎng)需要具有自組織和自動重新配置的能力。單個節(jié)點或者局部節(jié)點由于環(huán)境改變等原因出現(xiàn)故障時，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋺?yīng)能根據(jù)有效節(jié)點的變化而自適應(yīng)地重組，同時自動提示失效節(jié)點的位置及相關(guān)信息。因此，網(wǎng)絡(luò)還應(yīng)具備維護(hù)動態(tài)路由的功能，保證不會因為某些節(jié)點出現(xiàn)故障而導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓。3 智慧城市的特征將數(shù)字城市與物聯(lián)網(wǎng)以及云計算技術(shù)結(jié)合起來所形成的智慧城市將具備以下特征：1）智慧城市建立在數(shù)字城市的基礎(chǔ)框架上。數(shù)字城市將城市中各類信息按照地理分布的方式統(tǒng)一建立索引和模型，為數(shù)字化的傳感和控制提供了基礎(chǔ)框架。智慧城市需要依托數(shù)字城市建立起來的地理坐標(biāo)和城市中的各種信息

23、（自然、人文、社會等）之間的內(nèi)在有機(jī)聯(lián)系和相互關(guān)系，增加傳感、控制以及分析處理的功能。2）智慧城市包含物聯(lián)網(wǎng)和云計算。在有了基礎(chǔ)框架后，智慧城市還需要進(jìn)行實時的信息采集、處理分析與控制，如同人除了軀干外，還需要觸覺、視覺等用于采集信息，需要大腦處理復(fù)雜的信息，需要四肢來執(zhí)行大腦的控制命令。物聯(lián)網(wǎng)和云計算就是實現(xiàn)這些功能的關(guān)鍵。物聯(lián)網(wǎng)和云計算的核心和基礎(chǔ)是互聯(lián)網(wǎng)，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，使他們相互進(jìn)行信將物理設(shè)施和 IT 設(shè)施分開建設(shè)與管理：一方面是機(jī)場、公路、鐵路、公共建筑等而另一方面是數(shù)據(jù)中心、個人電腦、寬帶網(wǎng)絡(luò)等。物聯(lián)網(wǎng)將與水電、氣、路一樣，成為地球上的一類新的基礎(chǔ)設(shè)施。

24、圖 2 為作者設(shè)計的基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧城市的一般架構(gòu)。按照采集、控制和安全防護(hù)的功能區(qū)分，物聯(lián)網(wǎng)可以分為智慧傳感網(wǎng)、智慧控制網(wǎng)和智慧安全網(wǎng)。智慧傳感網(wǎng)負(fù)責(zé)搜集各類傳感器采集到的數(shù)據(jù)和信息，并發(fā)送到數(shù)據(jù)中心。智慧控制網(wǎng)根據(jù)實時信息處理和分析后的結(jié)果，按照預(yù)案或規(guī)則對各類物聯(lián)設(shè)施進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，例如，根據(jù)實際交通流量進(jìn)行紅綠燈時長的遠(yuǎn)程控制。智慧安全網(wǎng)負(fù)責(zé)整個物聯(lián)網(wǎng)中傳感信息和控制信息的安全連接，保證智慧傳感網(wǎng)和智慧控制網(wǎng)處于對內(nèi)按權(quán)限開放、對外完全封閉，以防止非法接入和控制，例如，武漢的“智慧之眼”系統(tǒng)就是在數(shù)字城市基礎(chǔ)框架上集成視頻采集傳感網(wǎng)的智能應(yīng)用，授權(quán)用戶可以隨時在感興趣和觸發(fā)報警的地理位置

25、上調(diào)用歷史或?qū)崟r的靜態(tài)或動態(tài)影像數(shù)據(jù)。4 當(dāng)前智慧城市可開展的應(yīng)用智慧城市的目標(biāo)是讓城市的運(yùn)轉(zhuǎn)更加精細(xì)化、高效化和智能化，這就涉及個人、企業(yè)、組織、政府間的互動，還有現(xiàn)實世界與數(shù)字世界之間的互動，而他們之間的任何互動都將是提高效率和生產(chǎn)力的機(jī)會。城市智能化的不斷發(fā)展，也為城市提供了嶄新的發(fā)展契機(jī)。4.1 為城市經(jīng)濟(jì)可持續(xù)運(yùn)行服務(wù)智慧城市的建設(shè)，長期來看，能夠為經(jīng)濟(jì)帶來可持續(xù)發(fā)展和長期繁榮的良好效益；短期來看，則能夠刺激數(shù)字城市、物聯(lián)網(wǎng)和云計算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。建設(shè)智慧城市，首先，需要大量投資智慧電網(wǎng)、智慧樓宇、智慧交通等基礎(chǔ)設(shè)施，這能夠刺激多行業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長，并創(chuàng)造大量的就業(yè)崗位；其次，將為所有城市居

26、民提供更多種類和更加便捷的服務(wù)，就像城市運(yùn)行的“潤滑劑”和“催化劑”，將極大地提高社會效率，讓每個人都能擁有更多的有效時間，創(chuàng)造更大的價值和財富；最后，其基礎(chǔ)設(shè)施將為未來的創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型提供巨大的可能。4.2 為城市居民服務(wù)4.2.1 智能網(wǎng)格化城市管理與服務(wù)智慧城市可以有效地實現(xiàn)城市網(wǎng)格化管理和服務(wù)。例如，武漢市有 200 多萬個部件設(shè)施、970多萬人、每年超過 60 萬次與城市管理相關(guān)的事件，我們可以通過數(shù)據(jù)采集、智能分析，將這些部件設(shè)施、人口、事件在智慧城市的框架中進(jìn)行有效的智能管理和服務(wù)。4.2.2 智能交通現(xiàn)有的城市交通管理基本是自發(fā)進(jìn)行的，每個駕駛者根據(jù)自己的判斷選擇行車路線，

27、交通信號標(biāo)志僅僅起到靜態(tài)的、有限的指導(dǎo)作用。這導(dǎo)致城市道路資源未能得到最高效率的運(yùn)用，進(jìn)而產(chǎn)生不必要的交通擁堵甚至癱瘓。而智慧交通依靠城市交通基礎(chǔ)設(shè)施中的傳感器，可以將整個城市的車流量、道路狀況、天氣、溫度、交通事故等信息實時收集起來，從而保障人與車、路、環(huán)境之間的信息交互，并通過云計算中心動態(tài)地計算出最優(yōu)的交通指揮方案和車行路線，進(jìn)而提高交通系統(tǒng)的效率、機(jī)動性、安全性、可達(dá)性、經(jīng)濟(jì)性。智能交通能夠有效提高交通運(yùn)輸效益，使交通事故發(fā)生率降低 30 %左右，縮短行車時間，降低能源消耗 20 %左右，減少污染物排放量 10 %15 %。4.2.3 智能個人應(yīng)用在建立了智慧城市的基礎(chǔ)設(shè)施后，無論在室

28、內(nèi)還是在戶外、使用筆記本還是智能手持設(shè)備，都能通過物聯(lián)網(wǎng)獲取用戶想要的各種服務(wù)，無論在辦公室還是在另一個城市的酒店，或者在機(jī)場候機(jī)時，都能夠隨時與團(tuán)隊協(xié)同辦公，與家人分享旅途中的信息等，讓每個城市居民都能隨時隨地享受到智慧城市的便捷服務(wù)。4.2.4環(huán)境監(jiān)測服務(wù)為有效監(jiān)測城市綜合環(huán)境，目前作者已經(jīng)研發(fā)了基于多傳感器的城市綜合移動環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，作為已有固定環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)（如水文水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)、大氣自動監(jiān)測系統(tǒng)）的補(bǔ)充，在移動環(huán)境下實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集與傳輸，建成一套有線、無線監(jiān)測數(shù)據(jù)相結(jié)合的采集傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)污染源和環(huán)境質(zhì)量在線自動監(jiān)測監(jiān)控和實時數(shù)據(jù)的無線傳輸以及視頻圖像的遠(yuǎn)程控制等。移動環(huán)境監(jiān)測系

29、統(tǒng)將實現(xiàn)環(huán)境信息的實時采集、集成、分析、會商、處理的自動化、智能化、可視化。該系統(tǒng)的特點包括：1）通過車載環(huán)境傳感器采集環(huán)境參數(shù)：采集PM2.5（Particulate Matter 2.5）等大氣污染物濃度、水體污染物濃度、噪聲強(qiáng)度等環(huán)境參數(shù)。2）通過環(huán)境數(shù)據(jù)處理軟件，既可以將采集到的環(huán)境參數(shù)直接以圖表的形式輸出，又可以以之為基礎(chǔ)進(jìn)行分析和推演，由此操作者可以精確、直觀、全面地掌握周邊地區(qū)的環(huán)境狀況。3）通過 CCD（Charge Coupled Device）照相機(jī)采集可量測實景影像，通過可量測實景影像可以對地物進(jìn)行非接觸式快速測量，對于地物位置、面積等信息的采集可以有助于環(huán)境數(shù)據(jù)的展示和分析。4）通過 GPS / DR（Global Position System /Dead Reckon）集成定位采集坐標(biāo)信息，可以實時、精確地采集環(huán)境數(shù)據(jù)所對應(yīng)的空間位置，所采集到的空間數(shù)據(jù)是用于環(huán)境數(shù)據(jù)定位的依據(jù)