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物联网与大数据:智慧城市之基

北极星智能电网在线  来源:千人智库微信公众号    2016/8/24 15:44:51  我要投稿  

北极星智能电网在线讯:家长打开手机就能看到孩子在幼儿园的生活情况,病人能通过电脑在家“看”医生,政府公务人员可通过在线信息了解民生需求,使政策的制定更接地气……信息化的时代,人们的生产、生活需求日益多元化与个性化,便捷的智能式服务广受青睐,在大数据、云计算等技术的促动下,智慧城市应运而生。

根据派克(Pike Research)对智慧城市的研究,到2020年,智慧城市的市场估值为千亿美元,每年的开支达到近160亿。智慧城市的应用十分广泛,宏观上有智慧能源、交通、建筑、教育等领域,微观上包括社区、保健、酒店管理、航空、零售、娱乐、废物处理等行业。面对如此庞大的开支与应用,智慧城市究竟何去何从?笔者认为,智慧城市已是大势所趋,在国家的资金和政策支持下,技术创新为先导,智能电力体系为保障,我国的智慧城市正迈向国际化舞台,参与世界市场的竞争。

智慧城市的“血管”与“大脑”——物联网与大数据

信息化时代,智慧城市的构建需要良好的技术平台为支撑。传统的互联网技术在信息传输过程中只能是“一个萝卜一个坑”,即一个特定网络只部署在一个应用中,这样就使有用信息“禁足”于固定领域,得不到充分利用。智慧城市的技术架构可保证信息道路的多维畅通,使传感器在某种环境下相互作用,实现互联互通。在此,笔者主要探讨智慧城市的两大技术架构——物联网与大数据,通过分析其发展的现状、问题,并提出相应的解决方法,为智慧城市的构建建言献策。

物联网在智慧城市的构建中扮演着重要的角色,它开拓最先进的通信技术,支撑城市管理和居民的增值服务系统。欧盟委员会于6月16日发布报告称,欧盟正式通过了2020可再生能源目标:到2020年,温室气体排放量减少20%。物联网有利于促进这一目标的达成,在公园、街道、商场等人群聚集地,物联网进行实时监测,空气污染数据通过传感设备收集、分析,为人们的户外活动提供便捷健康的指引路径,分散人群,保证道路通畅,从而降低车辆尾气排放量,实现节能减排。此外,通过物物连接、人和物的连接,物联网为人们的工作、购物、吃饭、娱乐等提供省时省力的方案,实现生活的智能。

任何事物的发展都是一把双刃剑,物联网为人们的生产生活带来便利的同时,也存在着一些缺陷。当下,无线传感网络的设备可能无法抵抗一切形式的(物理和网络)攻击,涉及个人位置、财务等隐私信息面临着被泄露的危险。现有的安全技术和架构还不能解决物联网所带来的安全问题。在此,笔者认为,物联网的安全架构不能简单地照搬传统互联网的安全体系结构,在借鉴原有的安全策略之上,需要开辟全方位的防护体系。

如果说物联网是建构智慧城市的“血管”,大数据和分析技术则是构建智慧城市的“大脑”。如今,大数据的特点是容量大、品种多,高速度和高价值。这说明:网络的规则已经改变,即网络不再是简单的“数据传输”,更多扮演的是数据“智能”存储的角色,人们从中抽取有用的信息,从而实现更好的决策。公共和私营部门对新的业务的洞察、决策以及扩大管理范围都是基于网络数据的分析。

除了帮助人们更好的决策,大数据在市场的应用中也有着广阔的天地,就电力领域而言,到2020年,在欧洲安装智能电表的数量将达到2.4亿,而北美将达到1.5亿,中国预计要安装约4亿台智能电表。安装如此多的智能电表,电力公司数据中心的数据量将以每天几个TB的数量增加。此外,许多知名机构已更新了教学和研究方案,以培养肩负大数据研究和应用挑战的人才。

机遇与挑战相辅相成,大数据如火如荼发展的同时也面临着数据泄露和损坏等挑战。随着城市化的发展,数据正以指数递增,但信息处理方法的改进相对缓慢。这其中,人才短缺是软肋,大数据分析师必须具有较强的数学基础和相关的专业知识,这类专家的培养需要几年甚至几十年,专业化的资源是决定数据管理能否成功的关键因素,这就更加需要专业性和创新型人才的支持。创新是科技发展的动力和源泉,要把科研工作做好,必须具备开阔的视野,站到国际前沿上去,才能把握住前进的方向。在此,笔者建议,年轻人可以在国际知名机构或社团做志愿者,这样可获得与高层次专家交流的机会,从而了解他们的意见和建议,为以后的自己的发展取得真经。

物联网和大数据技术是信息化时代的产物,也是支撑智慧城市的骨架,在发展的过程中,我们需要扬长避短,解决技术上的难题,为我国智慧城市的建构打下扎实的基础。

城市资源智能配置的“保护伞”——城市电力系统

智慧城市在本质上是一种对城市的重构,这种重构改变了传统的以资源投入为主、强调发展速度和数量的方式,而是以资源配置为主、强调供需匹配和发展质量的方式。在物联网与大数据的技术支撑下,构建智慧化的城市电力系统,对实现城市资源的智能化配置起着举足轻重的作用。笔者认为,我们需要为其插上“智力的翅膀”——清洁能源与智能电网。

清洁能源系统的建设是城市电力系统智能化管理的一只“手”,在深入研究国外发展低碳经济的意图、理论、方法和模型的基础上,为我国清洁能源发展决策提供依据。长期以来,我们致力于清洁能源的研究,旨在实现国内能源的高效利用与合理分配,保障在高度的安全、清洁、经济方式下的电力供应,为中国的绿色发展以及应对世界性的气候变化做出贡献。为此,笔者认为,我们应积极推动太阳能、地热能、生物质能等可再生能源在建筑中的应用,加强公共建筑能耗统计、能源审计和能源消耗的宣传工作。建立绿色建筑技术开发项目,加快绿色建筑关键技术的研究并进行绿色建筑技术集成的示范。来自社会技术、经济和政策的支持是绿色建筑走向大规模发展的基石。

智能电网是城市电力系统智能化发展的另一“羽翼”,该系统的建设是为了给我国科学制定和实施智能电网发展战略提供依据。系统建成后将形成一个以国际智能电网发展的资料信息为基础,以智能电网有关分析模型、方法、工具为核心,支撑国家智能电网的发展,该系统主要包括国际智能电网信息数据库和我国智能电网发展分析平台。

根据国家电网的规划,中国要建设“以特高压电网为骨干网架,各级电网协调发展,具有信息化、自动化、互动化特征”的“坚强智能电网”,其难度不言而喻。笔者坦言,能源与智能电网的发展存在着诸多不确定性。这些不确定性既可能来源于科学技术领域的重大突破或发现,也可能是政策法规的重大调整与变更,抑或是某处偶然的事故或危机。因此,我们需要明确能源的发展方向,在诸多的不确定性中坚定自己的脚步,跟踪最新的数据、政策变化、能源与经济形势等信息,探索其中的规律,提供情景分析,制定与时俱进的能源战略和发展思路。

清洁能源与智能电网是“低碳经济”与“绿色经济”的题中之义,有了这“两翼”,我国智慧城市的电力系统将会是一个质的飞跃,城市的资源将得到智能有效的配置,智慧化的生活指日可待。

我国智慧城市的国际化之路——借鉴与发展并存

2012年,科技部(MOST)成立了中国智慧城市产业技术创新战略联盟。去年,工业和信息技术部(MIIT)成立了另一个团体——中国智慧城市产业联盟,并宣布今年投资5百亿人民币(约80亿美元)用于智慧城市的研究。国家巨大的资金和政策支持,技术的快速进步,来自国内外公司针对智慧城市产品积极向上的营销,创造了一个既蓬勃发展又面临挑战的市场。对此,笔者认为,一方面我们需要借鉴发达国家智能化的技术和管理经验,也要看到我国在“智慧地球”中发展的机遇,顺应信息化时代的潮流,积极参与国际竞争,将我国智慧城市的建设推向国际舞台。

诚然,智慧城市不是一个单一的产业,而是涉及多种行业和技术,一些公司如IBM已经将智慧城市的概念作为其在世界各地营销工作的核心。目前,很多不同的公司都在通过伙伴关系和收购进行拓展。

对于国际公司而言,在中国既有机遇也有挑战。国家信息局最近宣布,将对国外信息技术产品和服务的安全性(尚未确定)进行检验,并禁止那些不合格的产品,进一步强调国际公司在中国发展的规范。但国际公司最大的挑战可能是我国迅速成熟的国内竞争,在智慧城市的发展中,中国不再是一个只有国际企业相互竞争的发展中国家的市场,许多国内的企业、制造商和软件应用提供商也都瞄准了智慧城市的市场。对基于基础设施的提供者如西门子和施耐德电气,他们的竞争对手往往是国有企业,大型基础设施项目通常是本地和国际公司之间的合作。中国的两大电网公司,国家电网和南方电网,以及三个主要的电信商,都在积极发展智能电网的产品,并资助试点项目。这足以说明,我国企业在智慧城市的构建中有着巨大的潜力。

放眼世界,国际公司对智慧城市进行全球范围的开发与扩展,凭借技术和品牌优势赢得了一些市场先机。但我们也应看到,随着中国新兴企业大举进入发展中国家市场如东南亚,印度,非洲和拉丁美洲以及少数发达国家市场,企业是城市的依托,高科技产业的不断涌现并走向世界也让我国的智慧城市跨入国际竞争的舞台。

无论是国内的规划还是参与世界市场的竞争,我国的智慧城市的发展面临着诸多的挑战,有很大一部分来自于技术层面,一个很大的技术挑战是如何最好地开发标准协议,保证平台的安全开放。在此,笔者以为,技术为先,人为大,智慧城市的核心在于人,有志者事竟成。在信息化时代的今天,政府的正确引导和社会共同进步下,我们有责任做好当下,为子孙开辟新的路径,培养下一代智慧城市的建设者。我们有理由相信,在“中国梦”的号召下进行技术创新,智慧城市不再是一个遥远的梦。

延伸阅读:物联网来了 智能城市离我们还有多远?

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