IBM 理解智慧城市的基础

智慧的城市:理解IBM智慧城市的基础Redguides面向城市管理者的指南■理解城市所面临的挑战和智慧城市解决方案的价值■了解IBM如何使城市更加智慧■了解智慧城市架构及其与城市的交互作用智慧的城市:理解IBM智慧城市的基础1智慧城市简介全球的城市政府都在寻找事半功倍地改善城市运营的方法。许多城市都日益清晰地意识到先进科技在为其市民、企业和游客改善城市面貌方面所发挥的重要作用。IBM®坚定地认为技术在处理当前许多城市面临的难题时具有极其重要的作用。IBM智慧城市的愿景是利用技术改造城市，帮助城市达成以下目标:提高市民和游客的生活质量–具有先进管理水准的城市关注城市设计、能源和水资源管理、以及有效便捷的交通运输系统，从而为市民、游客和各行各业创建最佳的城市居住环境。这些城市提供更加可靠和优质的城市服务，并使得市民及游客获取服务的过程更加便捷。–健康和安全的城市通过本地医疗网络、疾病管理和预防、社会服务、食品安全、公共安全和个人信息隐私等领域的创新，解决居民和游客的健康和安全问题。–可持续发展的城市通过降低能耗和水资源消耗以及降低二氧化碳排放来实现其可持续发展目标。让一个城市变得可持续发展的可行性措施包括:混合土地利用的城市规划原则、建筑物的架构和建造原则、以及利用雨水替代处理水的方法。–得到良好治理的城市努力提高城市服务的质量和效率。实现各个政府层次的透明度和问责制。提供聆听、理解及响应市民和企业需求的途径。–整合了文化与活动的城市可通过投资艺术、文化和旅游业，吸引游客，并让市民兴趣不减。这些投资是一种提高城市知名度的极好方法，也是一种将城市建设为一流居住地的途径。–关注市民生活质量的城市重视提供城市服务信息和访问的便利性和易用性，从而满足市民的需求。这种机制让市民可以在需要时获得及时的信息和服务，也让城市及时获得及分享从市民中获得的信息。业务增长和发展，发展城市经济–数字化创新城市重视在通信领域(例如，通过广播或热点的无线宽带)进行战略投资。吸引业界高科技领域的尖端企业入驻，并增加人力资本和智力资本投入。–商业城市可将自身打造成本地、区域或国家级的商业和经济开发中心。它在具体行业构建本地化专业知识，并建造基础设施和服务，以支持城市可持续增长和保持竞争力。–吸引并保留高科技工作者的城市可提升城市发展水准，使城市成为适合高科技人口理想的居住地。通过对业务需求、技能、本地，使城市成为适合高科技人口理想的居住地。通过对业务需求、技能、本地使城市成为适合高科技人口理想的居住地。通过对业务需求、技能、本地人口和人口分布的变化进行预测及适应来实现保留高科技人口的能力。–交通自由的城市可主动识别和管理堵车情况。使各种形式的运输(比如公路、航空、铁路和公交)变得便宜且便捷。IBM将智慧城市定义为:可以充分利用所有今天可用的互联化信息，从而更好地理解和控制城市运营，并优化有限资源的使用情况的，并优化有限资源的使用情况的并优化有限资源的使用情况的城市。智慧的城市可有效平衡其社会、商业和环境发展需求，并优化现有的可用资源。IBM对智慧城市的使命是提供城市解决方案，促进城市发展的可持续性，让人口、经济及城市所在的更大生态系统都从中获益。IBM通过应用信息技术(IT)规划、设计、建造和经营城市基础架构所实现的生活质量和经济状况的改善程度来衡量一个城市是否智慧。IBM及其业务合作伙伴拥有全球领先的技术和解决方案来帮助政府改善城市环境，并使城市变得更加智慧且在经济上更加发达。IBM了解通过物联化、互联化以及智能化来构建智慧的城市。▲▲2智慧的城市:理解IBM智慧城市的基础城市领域IBM与全球的许多城市合作，观察这些城市，从而判定在城市中发挥重要作用的关键领域。每个领域都对城市居民和企业具有重要影响。我们了解到不同的城市具有不同的优先关注事项和不同的预算情况。我们认为让城市一次性在每个领域变得智慧是不可行的，重要的是对城市发展进行逐渐改善。例如，一个城市可以从解决水资源问题入手，然后转向改善能源资源。而另一个城市则可以从堵车问题着手，然后转向公共安全。IBM的技术和解决方案可以从不同的城市问题关注点开始，也可不同程度地采用技术。本指南提供了以下城市领域(与城市相关的领域，因此称作“城市领域”)的解决方案及相关信息:智慧的水资源管理™智慧的公共安全™智慧的交通™智慧的建筑™智慧的能源™某一项功能的实现对城市而言可能并不明显.所以管理者需要长期投入到此项城市管理工作中，并跨领域地整合和协调城市信息。这样，，并跨领域地整合和协调城市信息。这样，并跨领域地整合和协调城市信息。这样，决策人员和城市管理者便可收集、分析信息，并及时作出响应。IBM智慧城市解决方案可提供城市的总体视图，并为城市提供丰富的信息资源，从而帮助城市管理者获得更有价值的洞察力，提供实用信息以供决策。智慧的水资源管理世界面临着如下基本冲突:全球人口不断增长，但可用淡水的供应量有限。这种冲突使得越来越多的人关注水资源的现存量、水质、产生故障的水资源基础设施以及总体水资源管理的复杂性。整体来讲，水资源管理部门在采用和整合先进IT以更好地支持决策和提高生产力方面依然显得不尽成熟。IBM智慧水资源管理通过IT技术提供众多与水资源管理相关的解决方案，改变当前低效且人工的处理流程和模式。例如，智慧的系统和智能可用于为水质和可用性提供持续传感，并制定价格模型。智慧系统也可用于提高水资源和能源效率，从而实现更好的总体流域管理，并实施其他改进措施。智慧的水资源管理可解决若干关键障碍。这些障碍包括:缺乏利用先进IT技术来提供帮助的意识，IT相关项目难以建立并证明投资回报的问题，由于缺乏充分的标准和参考架构，全面整合难以实现等问题。，由于缺乏充分的标准和参考架构，全面整合难以实现等问题。由于缺乏充分的标准和参考架构，全面整合难以实现等问题。智慧的公共安全城市的首要职责无疑是保护市民。问题在于如何在一个变得更加互联化、快节奏和不可预测的城市中实现对市民的保护。近些年，具有远见的城市管理人员、警察局长、消防局长和其他城市管理者都在应用创新的、以社区为基础的方法和技术上迈出了一大步，帮助减少城市犯罪，提高紧急情况的反应力。然而，公共安全面临的挑战仍在增长。公共安全系统可以通过技术革新变得更加智慧，完成从响应事件到预期和防止事件的基本转变。这些技术革新包括自发的传感和响应功能、分析功能、虚拟化和计算模型。使用数据仓库将埋藏在文件柜中的信息一起整理到索引卡上以及手写笔记中。这类数据仓库可将上百万的投诉和全国犯罪记录以及上亿的公共记录整合在一起。尖端分析功能和搜索功能可以实现跨多个数据库的连接。需要信息的城市管理者可以快速获取信息并做出及时响应。▲▲▲▲▲智慧的城市:理解IBM智慧城市的基础3智慧的交通在任何社会中，运输业都是连接人与人、人与商品和服务的重要动脉系统。这个必要系统的平稳运作可直接决定一个城市或国家的经济活动水平和经济输出水平，因此影响生活质量和总体居住标准。过去50年，城市化的进程给世界上大多数城市的运输系统带来了过度负担。另外，运输系统堵塞也会妨碍经济活动，浪费能源，并排放大量碳到大气中。传统的解决交通问题的方法在于扩大底层基础设施的规模，比如建造更多公路、隧道和桥梁。然而，这种类型的解决方案已经开始碰壁，因为在经济和环保上都不可持续。城市需要一种解决交通问题的新方法，优化现有基础设施投资的使用情况，并提供更加安全、清洁和有效的运输—一种智慧的交通方法，包括公共运输在内的联运移动性将在未来扮演重要角色。，包括公共运输在内的联运移动性将在未来扮演重要角色。包括公共运输在内的联运移动性将在未来扮演重要角色。智慧的交通系统利用技术收集有关城市交通和移动行为的物理数据。这些数据可帮助交通管理中心分析道路网络管理、收费公路实践和公共换乘服务，并更好地做出决策。这些数据还可以向游客提供相关的旅游信息。这种方法的中心目标为更智慧地使用现有资源。这种方法降低浪费水平(在时间、燃料和碳排放等方面)，并提高总体安全水平和市民对运输系统的满意度。智慧的建筑建筑与设施是世界上最大的资源消耗者。在美国，建筑物消耗70%的电力，其中浪费的电力高达50%。流入商业建筑物的水量损失高达50%。到2025年为止，建筑物将是地球上最大的能源消费者和绿色气体排放者。然而，建筑物是城市必不可少的，居民可通过健康的建筑物来获得舒适、安全的居住、工作和休闲环境。目前的大多数建筑都没有采用可建立自适应交互系统的最新技术。建筑中的传感器应该可监控安全性、占用率和资源使用率，且IT系统可使用这些数据，帮助做出可提高效率并达成资源减少目标的决策。智慧的建筑可降低能耗、二氧化碳排放及水资源消耗。为了达成这类目标，建筑物必须将主要的建筑系统与其他相关系统整合，实现智能的自我调整，以提高能效、经营效率和住户满意度。智慧的能源气候变化、能源价格上涨以及技术革新都重塑了消费者的整体信心，使许多消费者从被动的付费者转化为有环保意识的客户，他们希望在电能使用方面贡献自己的一份力量。现在，随着新兴技术的使用，智慧的电网变成可能，公司可为客户提供改变消费行为模式及降低能源，智慧的电网变成可能，公司可为客户提供改变消费行为模式及降低能源智慧的电网变成可能，公司可为客户提供改变消费行为模式及降低能源消耗和成本所需的信息和控制。智慧的电网使用传感器、电表、数字控制和分析工具，自动监控和控制跨运营部门(从电厂到插头)的双向能源流。电网公司可以优化电网性能，防止断电，快速恢复断电，并允许客户直接管理个别网络设备的能源使用情况。智慧的电网也可吸收新的可持续能源，比如风能和太阳能发电。也可与分布式电力来源(比如用于为电动车充电的电源)进行本地交互作用。4智慧的城市:理解IBM智慧城市的基础跨领域整合的价值一个城市要变得智慧，必须充分利用和优化其经济容量、物理资产、文化、政治意愿、技术和商业环境。政府、市民和企业希望通过先进的科技解决方案帮助城市变得智慧。图1所示为传统上由独立的部门和组织建立并管理城市基础设施和服务。一个城市要变为智慧的城市，需要根本性的观念转变。图1传统的城市领域的管理结构如图1所示，城市领域关注其各自运营的领域，与其他领域及总体城市的信息分享非常有限。我们认为在一个智慧的城市中，必须实时地跨组织地分享指标、事件和流程等形式的信息。在一个智慧的城市中，如果整个城市的运营流程可使用任何领域的数据，就可不断预测影响城市的事件和趋势，并对此做出反应。城市及部门就可以重新评估并优化所需要采取的响应措施。优化必须包括两个方面:单个领域的目标以及整个城市的目标。可分享的信息(即第一价值源)，可以帮助城市及其他领域了解并识别即将来临的问题，并在这些问题发生或升级之前就作出响应。目前，由于缺乏明确的信息，城市需要花费很长时间来做出反应。在智慧的城市中，城市几乎可以瞬间对事件信息做出响应。第二价值源在于趋势识别，这可以帮助城市预测未来或潜在的事件或状况。为了让这个事件变得有意义，必须实时关联整个城市的信息。这个事件变得有意义，必须实时关联整个城市的信息。个事件变得有意义，必须实时关联整个城市的信息。在现有环境下，尚无有序的方法来理解一个城市中的事件如何彼此关联而不是通过城市人工的协作来关联。这种方法通常是主观的而不是系统化的。智慧的城市:理解IBM智慧城市的基础5第三个价值源在于能够通过数据找到的趋势来协调城市服务的执行工作。这种方法让城市管理人员可以从整体角度查看城市和机遇，以更好地理解所有决策的影响力。有了跨领域整合(图2)，城市就可以获得可用的、精确的、系统的且及时的预测数据。现在，分析程序可获得过去被封闭在窄小领域内的重、精确的、系统的且及时的预测数据。现在，分析程序可获得过去被封闭在窄小领域内的重精确的、系统的且及时的预测数据。现在，分析程序可获得过去被封闭在窄小领域内的重要信息，通过数据来识别特定问题和趋势。分析程序也可帮助在问题发生之前预防严重事件并拦截危险趋势。有了这些概念，城市就可实施、优化和执行合规，以掌控计划，使计划能够几乎实时地反映城市的实际运作，每天重新平