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智慧城市概念的提出与发展

时间:2018-11-09 09:03来源:网络整理 作者:admin 点击:
在自动(无人)驾驶方面,可有效地提升汽车使用效率(从个人一天的驾驶看,车辆大部分都停放在停车场,而非行驶在城市道路上);减少私人汽车的拥有和使用,从而

在全球范围内,美国一直引领信息通信技术等科技领域的发展。2008 年全球金融危机后,美国IBM 公司在《智慧地球:下一代领导人议程》主题报告中首次提出“智慧地球”理念,旨在将新一代信息通信技术充分运用在地球的可持续发展中。

智慧城市概念的提出与发展

智慧城市概念的提出与发展 

智慧城市概念起源于“智慧地球”,发展智慧城市被认为有助于促进城市经济、社会、环境与资源的可持续发展。通过梳理各国家/地区对智慧城市的定义和理解的相关文献可知(表 1),虽然目前对智慧城市尚没有统一的定义,但对智慧城市的理解已经达成一定共识。首先,智慧城市是一系列信息通信技术在社区、城市、区域等不同地域尺度上的应用与影响的发展过程;其次,智慧城市应该是对信息通信技术与人的综合考虑,其发展的核心目标之一是应用信息通信技术等科技改善人的生活质量;最后,智慧城市包括人力资源、政府管治、资源环境、移动(交通与通信)等多个主要领域的综合发展,并服务于涵盖资源优化、可持续发展与提升生活质量等特定政策目标。

表1  一些国家/地区对智慧城市的定义与理解

智慧城市概念的提出与发展

1920年至 2010年,美国经历了郊区化阶段,郊区蔓延、城市中心区衰落。但从统计数据来看,自 2011 年起,伴随着青年群体对城市中心区社会交往与生活便利度的需求,中心城区人口的增长开始超过郊区。同时,美国集聚了 IBM、Google、Apple 等一大批信息通信技术企业,也是全球信息通信技术等科技领域创新发展的领头羊。在此背景下,如何借助信息通信技术的力量重塑中心城区的活力、提升城市应对气候变化与自然灾害的韧性、优化城市资源可持续利用、繁荣城市经济发展,成为美国政府与科学界的关注点。

为此,2016年 2月,美国总统科学与技术顾问委员会(President’s Council of Advisors on Science and Technology)提交《科技与未来城市(Technology and the Future of Cities)》报告,简称《报告》,拟以信息通信技术等科技领域的力量推动美国智慧城市的建设。《报告》中分析了智慧城市建设的重点领域与路径。

美国智慧城市建设的重点领域 

城市的诞生与发展离不开科技的进步。蒸汽机的发明和使用、电力的发现和使用、电子科技的发展代表了人类历史上的三次重大科技革命,极大地促进了生产力的发展,推动了世界范围内城市网络的形成。上海世博会主题是:城市,让生活更美好,因此,城市的本质是人及相关活动的集聚和组织。《报告》开篇就特别强调:智慧社会与城市的发展不仅是信息通信技术等科技领域的发展,更重要的是科技如何影响到人日常生活中各个方面(社会、经济、政治),构筑一个更加繁荣和可持续的人居环境。

当前,城市发展正逐步进入以技术创新为核心的转型变革阶段。《报告》从智慧城市硬件建设的视角出发,强调如何利用信息通信技术等前沿科技完善城市核心基础设施(交通、能源、建筑与住房、水资源等)和经济活动,对应高效、绿色的宜居环境,便利、移动的社会经济,连接、共享的社会交往 3个关键方面的发展目标(表 2)。除此之外,智慧城市的软环境建设还应当包括教育、健康、社会服务等内容。

表2  智慧城市建设重点领域及关键方面

智慧城市概念的提出与发展

交通领域

交通领域中,《报告》强调了未来重点发展方向与使用的技术,包括利用信息通信技术的综合集成出行模式、基于需求的数字化交通、主动运输(自行车、步行)便利化设计、自动(无人)驾驶、电动汽车等。

在自动(无人)驾驶方面,可有效地提升汽车使用效率(从个人一天的驾驶看,车辆大部分都停放在停车场,而非行驶在城市道路上);减少私人汽车的拥有和使用,从而减少碳及其他污染物排放;减少城市停车场/设施空间,增进步行道与自行车道比例,并进一步改变城市的土地利用模式。同时,基于物联网的自动(无人)驾驶车辆也可有效规范司机的驾驶行为,可以有效降低交通事故。据估算,自动(无人)驾驶车辆的推广可以减少美国每年 3000亿美元的交通事故损失费用、1240亿美元的交通拥堵导致经济损失及 500~800亿美元的与交通相关的健康费用。据 MIT团队对新加坡的研究,自动(无人)驾驶共享计划能够在基本消灭城市停车场的前提下满足400万居民的出行需求。

与此同时,自动(无人)驾驶发展应与各类应用程序、数据收集与云计算、共享技术与理念协同发展。如Uber等打车软件正在改变私人汽车的市场,Google等地图软件更精细化地实时展示交通道路状况,Xerox等出行软件为个人出行决策提供费用、时间、环境影响等实时数据,Nextrip 等公交软件提供实时的公共交通运营时间及剩余座位信息等。这些技术进步可能给未来改变城市交通发展与居民交通出行模式带来变革。

应认识到,交通领域技术的几乎所有进步都基于对地理信息的实时掌握与分析。通过信息通信技术,可感知交通出行需求,从更大的地理尺度上调配供给需求资源,普及可达性、节约交通出行时间;并可以更好的与步行、自行车、公共交通等结合,促进主动运输的发展,提升居民身心健康指数。

能源领域

能源领域的技术突破已经渗透到能源生产(发电厂、燃气/石油等能源资源开采)、传输(输电线系统、燃气管道)、消费与回收(加热、制冷、电力等)中,具体包括分布式可再生能源、片区供暖和制冷、低费用能源存储技术、智能电网及芯片、节能照明技术、空调系统改善技术等。虽然城市已有的能源系统庞大、耗资巨大、且已经存在很长时间,但电力化发展趋势为城市可持续能源发展提供了巨大机遇。对燃气、石油等能源资源的电力化发展不仅有助于保护环境、控制污染气体的排放,也有助于对可再生能源资源的利用。数据表明,能源系统的电力化还能带来经济利益,为城市中的居民与企业提供更有竞争力的能源使用价格。

《报告》强调,能源系统的电力化发展趋势尤其反映在交通领域。随着电动汽车的普及,越来越多的传统内燃机汽车将被取代,城市需要在时空尺度上规划充电设施,满足快捷且安全的充电需求。信息通信技术与检测系统的进步也有助于提升城市建筑能源利用效率。城市建筑中缺乏有效的温度控制技术带来了很大能源浪费(例如在大厦内打开窗户来降低房间内空调控制下的温度)。因此,包括 LED照明系统冷却与恒温器动态监测等技术的进步能够较大降低城市的能源需求。

(责任编辑:admin)
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