樂見智慧城市的未來
城市是地球上更多人賴以生存的群落。就像遠古智人用火焰、耕種、狩獵將原始群落發(fā)揚光大一樣,21世紀的智人們,也在探索如何讓他們的城市滿足其基本需求和更多渴望。不同的是,他們需要利用更高效的工具改造這個龐大群落,才能滿足他們業(yè)已進化得更聰明的大腦和行為。
幾年前,開始有人把這種更為舒適的群落稱之為“智慧城市”。他們認為,現(xiàn)代信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)及所有這些元素交融后產(chǎn)生的技術(shù)變體,比如物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、人工智能等,足以令城市進化成一處更理解和適應(yīng)人類需求的居所。
在巴斯夫看來,信息技術(shù)和數(shù)字化并非智慧城市的全部,綠色的、與環(huán)境相適應(yīng)的、可持續(xù)的實踐也是城市的“智慧”。
無論是通過化學(xué)等人類基礎(chǔ)學(xué)科探索的綠色、可持續(xù)的解決方案,還是通過信息技術(shù)想要提升的效率,他們都在解決關(guān)于人類生存環(huán)境的棘手難題,打造一座“智慧城市”。
高效、深入的數(shù)字化應(yīng)用
數(shù)字化大大提升了智慧城市的連接性,數(shù)字化工具讓社會活動的各個層面都變得更高效。
智慧城市的終極目標是,通過優(yōu)化城市功能,提升個人在城市中生活的質(zhì)量。在這個目標之下,通過收集和開發(fā)城市居住者在使用城市基礎(chǔ)設(shè)施時產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù),形成城市大數(shù)據(jù),在挖掘和分析之后將結(jié)果反饋到城市管理的各個領(lǐng)域,也將是智慧城市的有效支撐。
在城市生活上,廣泛在車輛上安裝的GPS定位系統(tǒng)是智能地圖的數(shù)據(jù)來源,反映在用戶的終端上,可以提供道路實時擁堵狀況的參考;家用安全系統(tǒng)能檢測室內(nèi)濕度、溫度、天然氣濃度,以及攝像頭記錄到的異常信息,并通過手機終端提醒戶主;一座城市的醫(yī)生能通過高度發(fā)達的信息系統(tǒng)和智能技術(shù)操控另一座城市手術(shù)臺上的機械手臂完成手術(shù)……
在工業(yè)上,數(shù)字化工具和物聯(lián)網(wǎng)正在成為數(shù)字工廠的基石。數(shù)字工廠中每一臺設(shè)備都是數(shù)據(jù)接收器,通過數(shù)據(jù)收集并加以分析,可有效優(yōu)化生產(chǎn)流程;而將VR(虛擬現(xiàn)實)、AR(增強現(xiàn)實)與生產(chǎn)制造結(jié)合,也可降低能源消耗和生產(chǎn)成本;數(shù)字商業(yè)模式可為銷售新型服務(wù)帶來機遇,為客戶提供前所未有的互動體驗;在研發(fā)領(lǐng)域,數(shù)字化在產(chǎn)品設(shè)計、測試等方面可以提供更高效的輔助,縮短新產(chǎn)品的研發(fā)時間。
在城市管理上,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在改善空氣治理的方式。利用大量更易安裝的電化學(xué)傳感器,可以更有效地收集和發(fā)送大量空氣數(shù)據(jù),通過數(shù)據(jù)快速識別污染源,并做出干預(yù)。
可持續(xù)的智慧出行
交通是城市發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。如果一個城市的運轉(zhuǎn),最終追求的是效率和舒適,那么智慧化應(yīng)該是這個時代所能給出的答案之一。
在道路交通管理上,智慧城市正在廣泛應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析來提升交通效率。借助軟件管理系統(tǒng),交通管理部門能夠通過臨時開啟應(yīng)急停車道和調(diào)整限速等手段來處理交通問題;導(dǎo)航系統(tǒng)則可幫助駕駛者避開擁堵路段,在危險情況下發(fā)出警報以保護駕乘人員的安全。互聯(lián)網(wǎng)和WiFi覆蓋奠定了技術(shù)基礎(chǔ),而車載環(huán)境傳感器、雷達和攝像頭等則是這些輔助系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源。
在汽車模式創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新方面,各汽車企業(yè)紛紛在產(chǎn)品、服務(wù)等方面加快創(chuàng)新,以滿足市場需求。于是,人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、5G時代的技術(shù)機遇,疊加了新能源車市場迅速擴張,越來越多的人把目光投向智能電動車。未來的汽車將不僅節(jié)能環(huán)保,還將帶來數(shù)字化的駕乘體驗,比如成為一個通信的平臺。
要實現(xiàn)可持續(xù)的智慧出行,除了以上方式,關(guān)鍵還在于能源的智慧應(yīng)用,包括提高交通運輸?shù)哪茉葱剩纳平煌ㄟ\輸?shù)哪茉唇Y(jié)構(gòu)。
為了實現(xiàn)獲得可持續(xù)性,人類想到的集體策略是減少碳排放。在實現(xiàn)碳排放的路徑上人類面臨多種選擇:一是讓生產(chǎn)和生活方式更集約,直接減少能源的使用;二是提高能源使用效率,在排放更少的前提下獲得同樣能量;三是不斷尋找替代能源和材料。
在減排上,歐洲、日本,美國以及其它各國政府都先后出臺了更為嚴苛的排放控制法規(guī)。作為全球第二大汽車消費國,中國近年也在排放標準上也逐漸向歐美看齊。利用催化劑技術(shù),即可有效減少汽車尾氣中一氧化碳和氮氧化物等有害物質(zhì)的排放。為了提高能源使用效率,汽車輕量化成為一個重要突破口,采用新材料的車身和內(nèi)飾將大大減輕車輛自重并增強堅固性能。在新能源開發(fā)上,目前最受矚目的是電動車的開發(fā)應(yīng)用,而新材料的研發(fā)和使用能夠突破電池能量密度的技術(shù)瓶頸。當(dāng)然,除了電能,氫能源和天然氣未來也將成為更多汽車的替代能源。
綠色的城市建設(shè)
不同于過去的城市建設(shè)思路,建筑和公共基礎(chǔ)設(shè)施在智慧城市的場景中已經(jīng)成為城市數(shù)據(jù)的采集器,比如埋在十字路口地面下的感應(yīng)器,放置在城市各個角落的空氣顆粒物檢測傳感器。
但是,鑒于多數(shù)自然資源消耗的不可逆性,決定未來人類居住形態(tài)的智慧城市更應(yīng)當(dāng)以可持續(xù)性為目標描繪城市規(guī)劃藍圖,讓城市朝著更集約、高效、可持續(xù)的方向發(fā)展。
在這一背景下,可持續(xù)建筑孕育而生。可持續(xù)建筑的核心理念是追求降低環(huán)境負荷且有利于居住者健康。
如今,一座座可持續(xù)建筑已經(jīng)在全球建造起來。位于天津的中新天津生態(tài)城建造起了一棟棟的低能耗高樓,它們應(yīng)用了一系列旨在提高建筑能源效率的解決方案,不僅現(xiàn)代美觀,還節(jié)能減排;上海中心大廈的雙層玻璃幕墻能夠避免室內(nèi)直接和外界進行熱量交換,起到冬暖夏涼的作用,使采暖和制冷的能耗比單層幕墻降低約50%。
作為可持續(xù)建筑的積極倡導(dǎo)者,巴斯夫深知,為了實現(xiàn)城市的可持續(xù)化,新材料的應(yīng)用功不可沒。類似“被動房”等環(huán)保建筑概念的核心其實正是在于利用新材料來減少建筑的能源消耗,比如降低冷暖調(diào)節(jié)能耗的墻面、充分吸收太陽能的光伏板、回收內(nèi)部熱能的儲能材料等創(chuàng)新方式。
城市的活力來源于多樣性。城市規(guī)劃的目的在于催生和協(xié)調(diào)多種功用來滿足不同人的多樣而復(fù)雜的需求。新建筑能為城市增添靚麗的風(fēng)景線,而老建筑則能記錄城市的歷史變遷。創(chuàng)新材料既能讓新建筑更節(jié)能環(huán)保,也能令老建筑重新煥發(fā)生機。城市基礎(chǔ)設(shè)施也將因先進材料變得更耐用,更長時間地持續(xù)服務(wù)于居民。
如果把數(shù)字化比作智慧城市的大腦,通信技術(shù)、智能科技能讓這顆大腦運轉(zhuǎn)得更高效。那么綠色、可持續(xù)的建筑物、公路、橋梁、發(fā)電站就是這座智慧城市的身體、肌理和器官,它們構(gòu)成了“城市”這一實體的存在。只有創(chuàng)新、可持續(xù)的城市建設(shè)才能保證智慧城市更長時間地運轉(zhuǎn)如新,人類也才能充分應(yīng)用這顆更聰明的大腦,將所有關(guān)于美好生活的想象在這里孵化成為現(xiàn)實。
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