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【智慧城市】乐见智慧城市的未来

2018-11-29 9:50:44      点击:

城市是地球上更多人赖以生存的群落。就像远古智人用火焰、耕种、狩猎将原始群落发扬光大一样,21世纪的智人们,也在探索如何让他们的城市满足其基本需求和更多渴望。不同的是,他们需要利用更高效的工具改造这个庞大群落,才能满足他们业已进化得更聪明的大脑和行为。


几年前,开始有人把这种更为舒适的群落称之为“智慧城市”。他们认为,现代信息技术、互联网、数据及所有这些元素交融后产生的技术变体,比如物联网、大数据、区块链、人工智能等,足以令城市进化成一处更理解和适应人类需求的居所。


在巴斯夫看来,信息技术和数字化并非智慧城市的全部,绿色的、与环境相适应的、可持续的实践也是城市的“智慧”。


无论是通过化学等人类基础学科探索的绿色、可持续的解决方案,还是通过信息技术想要提升的效率,他们都在解决关于人类生存环境的棘手难题,打造一座“智慧城市”。



智慧的城市不仅在于发达的信息技术,更关乎洁净的空气、便捷的交通、可持续的建筑和所有人的生活质量。


高效、深入的数字化应用


数字化大大提升了智慧城市的连接性,数字化工具让社会活动的各个层面都变得更高效。


智慧城市的终极目标是,通过优化城市功能,提升个人在城市中生活的质量。在这个目标之下,通过收集和开发城市居住者在使用城市基础设施时产生的大量数据,形成城市大数据,在挖掘和分析之后将结果反馈到城市管理的各个领域,也将是智慧城市的有效支撑。




连接是智慧城市的前提


在城市生活上,广泛在车辆上安装的GPS定位系统是智能地图的数据来源,反映在用户的终端上,可以提供道路实时拥堵状况的参考;家用安全系统能检测室内湿度、温度、天然气浓度,以及摄像头记录到的异常信息,并通过手机终端提醒户主;一座城市的医生能通过高度发达的信息系统和智能技术操控另一座城市手术台上的机械手臂完成手术……


在工业上,数字化工具和物联网正在成为数字工厂的基石。数字工厂中每一台设备都是数据接收器,通过数据收集并加以分析,可有效优化生产流程;而将VR(虚拟现实)、AR(增强现实)与生产制造结合,也可降低能源消耗和生产成本;数字商业模式可为销售新型服务带来机遇,为客户提供前所未有的互动体验;在研发领域,数字化在产品设计、测试等方面可以提供更高效的辅助,缩短新产品的研发时间。


在城市管理上,物联网技术正在改善空气治理的方式。利用大量更易安装的电化学传感器,可以更有效地收集和发送大量空气数据,通过数据快速识别污染源,并做出干预。


可持续的智慧出行


交通是城市发展的物质基础。如果一个城市的运转,最终追求的是效率和舒适,那么智慧化应该是这个时代所能给出的答案之一。


在道路交通管理上,智慧城市正在广泛应用大数据分析来提升交通效率。借助软件管理系统,交通管理部门能够通过临时开启应急停车道和调整限速等手段来处理交通问题;导航系统则可帮助驾驶者避开拥堵路段,在危险情况下发出警报以保护驾乘人员的安全。互联网和WiFi覆盖奠定了技术基础,而车载环境传感器、雷达和摄像头等则是这些辅助系统的数据来源。


在汽车模式创新和技术创新方面,各汽车企业纷纷在产品、服务等方面加快创新,以满足市场需求。于是,人工智能、物联网、5G时代的技术机遇,叠加了新能源车市场迅速扩张,越来越多的人把目光投向智能电动车。未来的汽车将不仅节能环保,还将带来数字化的驾乘体验,比如成为一个通信的平台。


要实现可持续的智慧出行,除了以上方式,关键还在于能源的智慧应用,包括提高交通运输的能源效率,改善交通运输的能源结构。


为了实现获得可持续性,人类想到的集体策略是减少碳排放。在实现碳排放的路径上人类面临多种选择:一是让生产和生活方式更集约,直接减少能源的使用;二是提高能源使用效率,在排放更少的前提下获得同样能量;三是不断寻找替代能源和材料。


巴斯夫相信,想要达到这些目标,就离不开化学创新,它将成为推动未来交通发展的一大动力。


汽车企业的发展在于技术革新


在减排上,欧洲、日本,美国以及其它各国政府都先后出台了更为严苛的排放控制法规。作为全球第二大汽车消费国,中国近年也在排放标准上也逐渐向欧美看齐。利用催化剂技术,即可有效减少汽车尾气中一氧化碳和氮氧化物等有害物质的排放。为了提高能源使用效率,汽车轻量化成为一个重要突破口,采用新材料的车身和内饰将大大减轻车辆自重并增强坚固性能。在新能源开发上,目前最受瞩目的是电动车的开发应用,而新材料的研发和使用能够突破电池能量密度的技术瓶颈。当然,除了电能,氢能源和天然气未来也将成为更多汽车的替代能源。


不同于过去的城市建设思路,建筑和公共基础设施在智慧城市的场景中已经成为城市数据的采集器,比如埋在十字路口地面下的感应器,放置在城市各个角落的空气颗粒物检测传感器。


但是,鉴于多数自然资源消耗的不可逆性,决定未来人类居住形态的智慧城市更应当以可持续性为目标描绘城市规划蓝图,让城市朝着更集约、高效、可持续的方向发展。


在这一背景下,可持续建筑孕育而生。可持续建筑的核心理念是追求降低环境负荷且有利于居住者健康。


如今,一座座可持续建筑已经在全球建造起来。位于天津的中新天津生态城建造起了一栋栋的低能耗高楼,它们应用了一系列旨在提高建筑能源效率的解决方案,不仅现代美观,还节能减排;上海中心大厦的双层玻璃幕墙能够避免室内直接和外界进行热量交换,起到冬暖夏凉的作用,使采暖和制冷的能耗比单层幕墙降低约50%。


作为可持续建筑的积极倡导者,巴斯夫深知,为了实现城市的可持续化,新材料的应用功不可没。类似“被动房”等环保建筑概念的核心其实正是在于利用新材料来减少建筑的能源消耗,比如降低冷暖调节能耗的墙面、充分吸收太阳能的光伏板、回收内部热能的储能材料等创新方式。



品质优异的建材能提高建筑能效,增加房屋耐用性,还可以实现更短的建造周期从而节省成本。


城市的活力来源于多样性。城市规划的目的在于催生和协调多种功用来满足不同人的多样而复杂的需求。新建筑能为城市增添靓丽的风景线,而老建筑则能记录城市的历史变迁。创新材料既能让新建筑更节能环保,也能令老建筑重新焕发生机。城市基础设施也将因先进材料变得更耐用,更长时间地持续服务于居民。


如果把数字化比作智慧城市的大脑,通信技术、智能科技能让这颗大脑运转得更高效。那么绿色、可持续的建筑物、公路、桥梁、发电站就是这座智慧城市的身体、肌理和器官,它们构成了“城市”这一实体的存在。只有创新、可持续的城市建设才能保证智慧城市更长时间地运转如新,人类也才能充分应用这颗更聪明的大脑,将所有关于美好生活的想象在这里孵化成为现实。