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构建一个智慧的地球,逐个实现智慧的城市

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创新智慧

现在是使用 IBM® 等公司产品的好时机。我们的产品在过去几年里取得了令人难以致信的持续创新和发展。它获得了重大技术突破,从此前 IBM Watson™ 打败长期以来最大的两个竞争对手,到目前 IBM 注重整合产品力度和行业知识,使之能够向客户提供全面的行业解决方案。

现在,您可能已经听说了 IBM 正专注于一个 智慧的地球™ 计划。这个 IBM 解决方案产品线的范围正在以惊人的速度实现持续增长。智慧解决方案关注从智能政府和城市到零售、通信、医疗和能源等各个方面,所有解决方案都将会利用新技术规范实现,如社会化网络和云计算技术。

在本文中,我将主要关注于其中一个方面:智慧的城市™。

为什么智慧的城市是如此重要

可以想象,任何城市结构都是非常复杂的,而城市的管理难度也会随人口增长、人口结构老龄化和可用资源持续减少等因素而加大。城市管理的目标就是尽可能地解决这些问题和合理地管理资源。必须重点关注危机时期(无论大小)公共服务的需求。

从大方面考虑,城市的内部运作可以看作是一些专门为市民和游客提供服务的部门的组合。图 1 说明了中型城市中常有的支持和管理部门。

图 1. 常见的城市部门
图 1. 常见的城市部门
图 1. 常见的城市部门

相对应的,每一个部门都必须负责诸多(可能是大量的)具体服务,这些服务可能是面向其他部门或者公司的,又或者是直接面向市民的。这个服务种类可能很多,即使是最小的城市也一样。

优化服务交付的目标是很简单的:就是提供最好的服务,同时尽可能减少资源消耗。这实际上是所有组织的共同目标,包括企业、非盈利性组织、体育团队、城市以及其他政府机构。

智慧的城市由什么构成?

所谓智慧的城市就是要能够作出最优的决策。这要求对影响重要决策的系统进行额外监控。对于城市而言,在这一点上,城市与一般的公司或个人是没有任何区别的。而主要的区别是信息类型(获取新洞察所必需的)。

城市管理人员需要从历史角度进行观察,也需要能够详细监控某些方面的细节变化。例如,发现交通拥堵情况变坏,有助于高层决策部门关注于道路维护和公共交通。然而,发现何时何地发生了交通事故,对于进行详细规划以缓解拥堵来说是必需的。

通常,我们认为一个城市的物理系统是需要进行监控的,如道路、能源、供水和排水管道等。但是将一些无形数据与其他因素结合进行综合分析时,它们有助实现重要的深层次分析。预算和收益的比例能够反映更多关于城市资源消耗情况及资源随时间增长或减少而可能发生的变化。例如,如果某个区域的停车收入下降,那么其直接因素是什么呢?只有通过收集这个历史视图,我们才能够综合分析各种相关信息。

通常,城市会随时间慢慢增大,这和许多大型公司的发展历程相似,而且这种发展过程最终会包含许多不同的系统和过程。一个部门所使用的作业命令系统可能与其他部门所使用的系统不兼容。随着组织的发展或扩大,较老的系统可能不具备与现代系统一样的优点和优化水平。智慧的城市能够发现这些问题,并寻找实现部门之间交互和根据调整资源的方法。

当然,城市还有一些长期目标。但是这些目标往往包括一些特殊方面和过程,它们需要特定领域的知识,以及关于领域之间如何协调以实现这些目标的跨部门观察数据。如果相关系统能够更紧密地协调发展,并且能够互相共享相关信息,那么这些优点就会更容易实现。

当物理遇到数字

根据我们对世界的认识,使一些东西变得 “智慧” 的关键之一是要开发一些系统或服务来获取现实世界发生的实时信息(图 2)。例如,使用一些传感器,获取交通道路状况、供水和排水、电力和燃气、天气等方面的信息。制造设备的过程可能是成本高昂且耗费时间的,所以城市必须进行详细的规划,关注最需要改进的领域。

但是所需要制造的产品不一定总是硬件。人也可以作为传感器,人可以提供近乎实时的信息,包括火灾、突发事件、犯罪、洪水、群体事件,甚至包括预算数字。这个概念可以进一步扩大,要把市民变成传感器,特别是在实现智慧的城市的早期,因为这个时候硬件传感器还未广泛使用。311 个系统 可以使市民能够以接近实时的速度向城市管理员更新一些非紧急事件的信息,报告各方面信息,包括主要街道出现的新问题和其他街道的水质问题等。

图 2. 整合城市视图
图 2. 整合城市视图
图 2. 整合城市视图

无论是硬件或是软件传感器,它们的输入都能够使系统获得一个能够综合显示全部分散信息的视图。其中一个关键因素就是我提到的规范化数据,它使用一个视图来描述城市主要区域的不同数据类型。这是一个极具挑战性的任务,但是长期回报是巨大的。实现一种规范化数据方案能够使新数据类型以相对简单的方式整合到系统中。使用一些标准的数据转换工具,如企业服务总线或消息代理,能够大大简化将消息和数据流转换为一种合理数据格式的过程。

实现智慧

在您开始考虑地球上的机器发展时,智能化方向的理解会对城市管理人员、计划人员和运营人员的决策能力提出新的要求。传感器数据在转换时实现的优化是智慧系统的另一个优点,它使系统本身及其用户均能够获得更有意义的分析。地理位置信息和服务可用于改进各种消息数据,使它们能够很快地显示在所有地图上,或者用来按类型、位置或系统处理时间关联到达的消息。

虽然地理信息系统(GIS)可用于生成作为一个生态系统的城市实时视图,但是一些标准商业智能工具也可以对城市各个领域收集的数据进行历史分析。在分析城市部门和服务的信息之后 —— 曾经是独立的数据 —— 由于减少了浪费和冗余,效率会得到提升。

系统图是操作人员或其他用户实现信息可视化的另一个方法。例如,在地铁地图上增加其他一些数据,如供水和排水管道、电网和实时交通信息等。随着实时收集的信息增多,系统可以被训练来为部门和用户提供符合实际情况的指示。

这不会在不为人知的时候发生,但是在识别和分析了事件之后,培训过程可能会在每一个城市得到进一步发展。在一个繁忙路段发生的交通事故可能会引起公交线路的调整,或者预报的天气变化可能会在这些区域启动应对洪水的优化和排序作业命令的过程。

在一个更基本的层面上,掌握一个关于整个城市的状态和事件的普通视图能够帮助管理人员确定要在哪些位置上关注他们的能源和资源。利用社会化媒体已经成为了一种了解新闻事件、问题和世界热点的方法,它也能够帮助紧急服务部门了解一些需要增加额外备用资源的突发事件,如火灾、骚乱、踩踏、枪击或普通民众集会。

结束语

发现一些能够改变我们与周围世界的交互方式的数据是很让人兴奋的。Watson 预览版仅仅是这些令人印象深刻且能够改变人们生活方式的产品和服务的开始。这些技术最有意思的部分是,我们从优化大型城市和政府生态系统过程中得到的成果能够以相对简单的方式转移到其他领域。

请关注未来几个月这个方面的动态信息,了解 IBM 是如何创建一个智慧的地球,以及您可以如何参与这个过程!


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