智慧城市不仅仅是一个概念或未来的梦想。智慧城市正在我们身边发生。得益于对创新云服务、物联网 (IoT) 技术和智能传感器的广泛研究和开发，许多智慧城市解决方案已经成熟并得到广泛实施。近年来基于路灯杆开发的城市物联网与云计算相结合的智慧城市解决方案就是一个很好的例子。

基于路灯城市物联网，又称智慧路灯物联网，因其普遍性和实用性，在我国智慧城市建设中逐渐得到各级政府的认可和发展。全国各级政府正在利用路灯杆、5G网络和低功耗广域（LPWAN）无线技术相结合，构建智慧路灯物联网，提升社会治理能力、公共服务水平、提高人们的工作效率、便利性和生活质量。

结合我多年的技术工作经验和在国外的长期生活经历和观察，我想和大家分享一下我对智慧城市的理解以及对建设和运营问题的思考，供大家参考和指正。

01.

什么是智慧城市？

智慧城市是一个框架，主要由信息和通信技术（ICT）和云数据处理技术组成，用于开发、部署和促进可持续的数字城市经济，以应对日益增长的城市化挑战。

智慧城市是实现“双碳”目标的重要抓手。“十四五”规划开启了中国绿色发展的新篇章。“绿色”、“数字化”、“智能化”协同成为“十四五”期间重点发展方向，新型智慧城市建设成为“碳峰、碳中和”。是实现“和谐”目标的重要举措。一方面，智慧路灯通过杆、管、网、电、系统的结合，进行集约化设计和施工，从减排的角度减少综合投资，从而减少碳排放；另一方面利用新一代物联网，

借助物联网，社区可以改善能源分配、优化城市道路照明、简化垃圾收集、减少交通拥堵并改善空气质量。人们可以使用智能手机、联网汽车、智能家居等多种方式参与智慧城市生态系统。将设备和数据与城市的物理基础设施和服务相结合，以降低生活成本并提高城市发展的可持续性。

例如：

这些智慧城市技术共同增强和优化了基础设施、公共服务和公用事业。

02.

为什么我们需要智慧城市？

城市化是一个永无止境的现象。今天，全球 54% 的人口居住在城市，预计到 2050 年这一比例将达到 66%。随着总人口的增长，城市化将在未来 30 年内在全球增加 25 亿人口。环境、社会和经济的可持续性必须跟上我们城市资源消耗的快速增长。

2015 年 9 月，全球 193 个国家在联合国就可持续发展目标 (SDG) 议程达成一致。解决全球变暖问题已成为国际政治中最重要的问题之一。为了解决这个问题，人民和地方政府需要有可以快速实施的环保手段，而智慧城市技术对于成功实现这些目标至关重要。

03.

物联网技术如何

让城市更智能、更美好？

安全的无线连接和物联网技术正在将城市生活的传统元素（例如路灯）转变为具有扩展功能的智能路灯平台。范围可能包括集成太阳能和连接到基于云的集中控制系统，以及连接到该系统的其他生态系统资产。智能路灯解决方案已经远远超出了简单的照明需求。

例如，大型 LED 屏幕将提醒通勤者注意交通拥堵等交通问题，提供恶劣天气警告，或在发生事故或灾难时提供及时的提醒和指导。路灯杆上的监控摄像头可以监控停车场和停车位，并通过信息屏和手机APP提醒和引导司机快速找到空车位，部分路灯杆还配备充电桩，为电动汽车充电。

但是这一切是如何结合在一起的呢？是什么让智慧城市成功？

除了人、住房、商业和传统的城市基础设施，智慧城市还需要四个基本要素：

任何智慧城市应用程序的第一个组成部分是可靠、普遍的无线连接。虽然没有一种万能的无线系统，但不断发展的低功耗广域网 (LPWAN) 技术因其成本效益和普遍性而非常适合大多数智慧城市应用。这些技术包括 LTE Cat M、NB-IoT、LoRa、蓝牙和其他一些有助于建立互联城市的技术。5G技术的出现，作为进一步推动智慧城市发展的主流无线技术，成为加快智慧城市新部署的分水岭。

从历史上看，政府、企业和个人都将他们的数据放在口袋里，并尽可能少地与他人分享。如今，开放数据正在重新定义数字城市。隐私问题和对安全漏洞的担忧远远超过了共享信息的感知价值。然而，可持续智慧城市的一个关键推动因素是复杂生态系统中的所有参与者能够共享信息并将其与实时分析的上下文数据相结合，以实现实时或即时的智能决策。多个部门必须协作，通过分析部门特定信息技术 (IT) 和运营技术 (OT) 系统之间实时共享的上下文信息，实现更好、可持续的应用成果。

04.

智慧城市的例子

△ 纽约市智慧城市

In 是一个拥堵管理系统，可将大街上的旅行时间减少 10%。纽约市市长办公室首席技术官的 NYCx 挑战倡议邀请企业家、技术专家和技术专业人士参加公开竞赛，并提出大胆的想法来解决实际的城市需求，例如污染、收入不平等和运输（站点关闭）。

提供免费的超高速 Wi-Fi、电话、设备充电和用于访问城市服务、地图和方向的平板电脑。这是一个独特的通信网络，取代了布朗克斯、布鲁克林、曼哈顿、皇后区和史泰登岛的公用电话。

Cyber​​​​NYC是纽约市领先的网络安全战略投资。它旨在培养纽约市的网络安全劳动力，帮助公司推动创新并建立网络和社区空间。

移动应用程序和门户网站允许公共住房居民在线管理服务。它涉及纽约市的 300 多个公共开发项目。它于 2015 年推出，是一项免费服务，将维修过程交到居民手中。居民可以在线提交、安排和管理工作票。他们还可以订阅开发中断警报、查看检查预约和支付租金。

纽约市的自动水表：自动抄表系统由连接到各个水表的小型设备组成。他们将每日读数发送到计算机计费系统。

我的 DEP 允许纽约人跟踪在家中的支出。该系统无需水表读取器访问现场。它使环保部能够更密切地监控城市的用水量，更有效地管理城市的供水系统。

纽约的数据报告——全民开放数据——提供了当地机构发布的免费公共数据。该工具为人们打开数据以在他们的社区中发挥作用——包括教育工作者、学生、艺术家、建筑商、小企业主、倡导者、记者、社区委员会成员。这也意味着向纽约市的 300,000 名工人提供更安全、更清洁、更公平的开放数据。

△阿姆斯特丹智慧城市

阿姆斯特丹是一个连接良好的智慧城市的光辉典范，它通过开放数据保险库而获得回报。智慧城市计划始于 2009 年，包括 170 多个项目。它还与开发人员等感兴趣的各方共享交通和运输数据，然后开发人员创建链接到城市交通系统的地图应用程序。

现在，在城市中导航对每个人来说都是轻而易举的事。此外，该市还建造了称为“机器人船”的自主送货船，以保持货物及时移动。它还支持一个浮动房屋村项目，以解决城市过度拥挤的问题，采用可持续的节能替代方案，社区自己发电，家庭直接从河流中取水并在水箱中过滤。

如果没有共享数据，这一切都不可能实现。为所有人提供在线城市数据是智慧城市发展成功的核心。

05.

智慧城市能否得到保护和信任？

在数字城市中智慧城市方案，联网摄像头、智能道路系统和公共安全监控系统可以提供额外的保护和紧急支持，以便在需要时帮助市民。但是如何保护智慧城市本身免受漏洞影响呢？我们如何防御黑客攻击、网络攻击和数据盗窃？在一个多个参与者共享信息的城市中，我们如何相信参与者就是他们所说的那个人？我们如何知道他们报告的数据是真实准确的？

答案在于物理数据保险库和强大的身份验证和管理解决方案。智慧城市只有在我们能够信任的情况下才能发挥作用。

06.

智慧城市解决方案的四个核心安全目标

所有生态系统合作伙伴——政府、企业、软件供应商、设备制造商、能源供应商和网络服务供应商——必须尽其所能整合满足四个核心安全目标的解决方案：

可用性：如果没有可操作、实时和可靠的数据访问，智慧城市就无法蓬勃发展。如何收集、提炼和​​共享信息至关重要，安全解决方案必须避免对可用性产生不利影响。

完整性：智慧城市依赖可靠和准确的数据。必须采取措施确保数据准确且不受操纵。

机密性：收集、存储和分析的一些数据将包括有关消费者本身的敏感细节。必须采取措施防止未经授权泄露敏感信息。

问责制：系统的用户必须对其行为负责。他们与敏感系统的交互应被记录并与特定用户相关联，这些日志应难以伪造并具有可靠的完整性保护。必须将强大的身份验证和管理解决方案集成到生态系统中，以确保数据仅与授权方共享，以实现这些安全核心目标。

这些解决方案还可以保护后端系统免受入侵和黑客攻击。当然，最终，越来越多的数字安全问题只能通过立法来解决。

07.

智慧城市下的经济模式

在物联网和智慧城市时代，数据就是新的石油。

为了让智慧城市蓬勃发展，我们需要建立可持续的商业模式，以促进所有生态系统参与者的成功。必须将智慧城市应用程序构建到物联网解决方案的结构中，以使所有生态系统贡献者受益；这包括原始设备制造商、开发商、集成商、政府等。每个成员的知识产权都需要得到重视和奖励。

订阅软件功能支持新的商业模式，允许每个贡献者从他们对生态系统的贡献中提取价值。基于订阅的模式提供了一种将硬件和软件货币化以构建智能基础设施和分摊费用的方法，从而将您从一次性的大量资本投资支出中解放出来。例如，MRI 扫描仪等昂贵的医疗设备可以按每次扫描成本出售，而不是作为医院的一次性预付款。这为医院和提供者创造了双赢的局面。

很快有一天，城市将为车主提供负担得起的车队订阅服务，允许车主从一系列定制选项中进行选择。此举可以从根本上减少交通事故，优化交通模式和拼车。

随着城市地区的不断扩大和发展，智慧城市技术不断发展，同时增强可持续性和更好地为人类服务已经引起了各国的关注。通过利用无处不在的连接、开放数据、端到端安全和软件货币化解决方案，我们可以满足不断变化的智慧城市需求，为所有生态系统合作伙伴提供显着改善的体验。