数字城市和智慧城市的趋势与场景设计

数字城市和智慧城市的趋势与场景设计一数字城市的发展智能城市的应用领域二内容提要前景展望与建议四智能城市建设中的主要支撑技术三来源：《世界城市化前景》联合国2010年最新发布报告显示：中国的城市化进程极为迅速，目前全球超过50万人口的城市中，有四分之一都在中国。从1980年到2010年的30年间，共有185个中国城市跨过50万人口门槛。预计到2025年，中国又将有107个城市加入这一行列。数字城市具有巨大的发展空间2008年成为了人类历史上具有标志性的一年，在这一年，世界城市人口首次超过农村人口。预计到2050年，城市人口将达到总人口的70%。1.SEOUL(首尔)2.SINGAPORE（新加坡)3.TOKYO(东京)4.HONGKONG(香港)5.STOCKHOLM（斯德哥尔摩)6.SANFRANCISCOANDSILICONVALLEY(旧金山，硅谷）7.TALLINN（塔林，爱沙尼亚首都)8.NEWYORK(纽约)9.BEIJING（北京)10.NEWSONGDOCITY(松岛新城，韩国)2007年，基于宽带速度、宽带费用、无线接入、技术采用和未来潜力等多个因素，TheAge公布了全球十大数字城市排名：数字城市的进展韩国的“松岛新城”“松岛新城”位于韩国第二大港口城市仁川滨水区，占地约607.5公顷，大约相当于曼哈顿市区，全是填海而造，离首都首尔不到65公里。预计2014年完工后，城市的社区、医院、公司和政府机构将实现全方位信息共享；数字技术深入住户房屋、街道和办公大楼，像一张无形的大网把城市支端末节连为一体。一把钥匙解决一切：需一张智能卡，居民就能轻松完成付款，查询医疗记录和开门等等一系列琐事，人们的生活将变得非常便利。“这里的所有空间都会用网络和高科技控制系统联系起来。在这里将有智能家居，智能商店，智能学校，医院和银行。所有的日常杂事都能依靠高科技IT技术帮你自动完成。”日本数字城市方面的理念安全网，用于防止灾害和犯罪安心网，用于提供健康医疗和福利服务便利网，用于提供生活和交通服务活力网，用于促进教育和产业发展舒适网，用与改善自然环境、生活环境和文化环境数字东京数字城市生活＝justaclickImagineaworldwheregoingforclassesdoesnotmeangoingtoschool.Imagineyourlifewhenvisitingthedoctormeansstayingathome.Imagineabusinessenvironmentwherespeedisagiven.21543Imagineyourworldwhereworkingovertimedoesnotmeanworkingtilllate.Imagineaworldwherepersonalsecretariesarenolongerjustforourbosses.Imagineaworldwherealltheproducts,services,informationarejustaclickaway.科技部面向网络海量空间信息的大型GIS（2003AA133011）网络空间信息标准与共享应用服务关键技术（2002AA131030）基于SIG空间信息网格的数字城市（2001AA134078）面向网络的空间信息组织分析与分布式计算技术（2002AA135230）突发公共卫生事件应急系统平台及关键技术（2003AA132071）……建设部“十五”初期，启动了“数字城市科技工程示范”“十五”末期，400多城市建立房产系统、120多城市建设规划系统、100多城市建设了空间基础信息系统网格化数字城管模式，在北京、上海、深圳等50多个城市推广“十一五”期间继续启动“城市数字化关键技术研究与示范”等一批项目……工信部自1999年起，在全国范围内选择了一批基础条件好、对信息化建设积极性高、有地方特色的城市（城区、城镇）开展了城市信息化试点工作，探索城市信息化建设的经验。设基金项目“基于国产GIS软件的数字城市应用平台”，中科院超图公司和中国测绘科学研究院分别中标，研发了在二维平台上和三维平台上的数字城市应用平台。北京市信息办（北京市信息资源管理中心），通过构建政务平台整合了70多个部门、600多层的专题数据，较好地对北京市政府和部门提供了共享服务。国土资源部拟定了《国土信息化标准指南》，近30项基础性标准基本完成，其中《县（市）级土地利用数据库标准》、《城镇地籍数据库标准》等标准已经试行。“十五”期间，30多个省（区、市）先后编制了国土资源信息化建设规划和总体方案。100多个城市建立了地籍信息系统，70多个城市建立了国土资源政务管理系统。“十一五”期间，在启动二次土地详查的同时，实施国家、省、市和县四级国土资源信息交换体系的建设。国家测绘局开展了“数字城市地理空间框架建设示范”十一五期间，全国选择具备条件的若干城市国家测绘局、试点城市人民政府、省级测绘主管部门、技术支持单位等共同合作需求牵引、设计统一、共同投资、资源共享构建公共平台、推出标准与技术、打造示范精品我国对数字城市建设的推进数字城市的概念数字城市的概念：在城市规划建设与运营管理以及城市生产与生活活动中，利用数字化信息处理技术和网络通信技术，将城市的各种数字信息及各种信息资源加以整合并充分利用。内涵：1）数字城市源于数字地球，城市作为信息产生、应用、辐射最重要的枢纽，又是维系数字地球框架的重要节点。2）数字城市是一个不断发展和演绎的理念，其内涵在不断丰富。……城市空间信息基础数据平台嵌入式操作系统城市公共信息网城市技术网城市经济信息网城市教育科研网城市信息基础设施金融商业网社区网有线电视网公安监测网电子政务电子商务数字社区数字教育虚拟图书馆虚拟企业电子医疗智能交通物联网（InternetofThings，IOT）是把传感器、RFID等感知技术、通信网与互联网技术、智能运算技术等融为一体，实现以全面感知、可靠传送、智能处理为特征的，连接物理世界的网络。物联网使“数字城市”有了更丰富的内涵——智能城市智能城市是数字城市发展的高级阶段智能城市更加强调：城市信息的全面感知，以及城市生活的智能决策与处理。4应用集成云计算解析服务网络管理Web服务物联网应用应用基础设施/中间件专用网络电信网/互联网物联网网关传感器执行器RFID二维码智能装置通信模块延伸网络信息处理物联网总体架构物联网架构：可分为感知层、网络层和应用层等三层。传感器网络通过物联网，可以帮助实现人类社会与物理世界的有机结合，使人类可以以更加精细和动态的方式认知世界，并进行管理与控制，从而极大地提升了人类认知世界和处理复杂问题的能力。物联网技术成为各国的重要发展战略物联网---未来信息化战略的重要内容共同点:融合各种信息技术，突破互联网的限制，将物体接入信息网络，实现“物联网”在网络泛在的基础上，将信息技术应用到各个领域，从而影响到国民经济和社会生活的方方面面未来信息产业的发展是由信息网络向全面感知和智能应用两个方向拓展、延伸和突破。日本：2009年8月i-Japan战略欧盟：2009年6月物联网行动计划美国：将智慧地球上升至国家战略层面，认为是21世纪重获竞争力的关键强调传感等感知技术的应用，提出建设智慧型基础设施具体而务实，强调RFID的广泛应用，注重信息安全在u-Japan的基础上，强调电子政务和社会信息服务应用韩国：2009年10月传感器网络发展我国政府提出要加快物联网的发展2009年8月7日，温家宝总理在无锡考察时，指出要大力发展传感网，掌握核心技术2009年11月3日，向首都科技界发表了题为《让科技引领中国可持续发展》的讲话：着力突破传感网、物联网关键技术，使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息会的发动机。重视自主创新支持民族产业2010年6月7日：中国科学院第十五次院士大会、中国工程院第十次院士大会加快发展物联网技术，重视网络计算和信息存储技术开发。要积极发展智能宽带无线网络、先进传感和显示、先进可靠软件技术，建设由传感网络、通信设施、网络超算、智能软件技术构成的智能基础设施智能城市成为物联网发展的重要领域智能城市将能够带动交通、物流、医疗、家居以及工业、农业、金融服务业等领域的发展，促进传统产业转型和技术革命，推动战略新兴产业跨越发展。智慧地球感知中国智能城市一数字城市的发展智能城市的应用领域二内容提要前景展望与建议四智能城市建设中的主要支撑技术三智能城市涉及的应用领域智能城市的应用领域智能交通数字旅游电子政务智能建筑智能医疗智能电网智能油田智能家居公共安全环境监测智能物流(一)智能交通交通事故频发在全世界，每年有70万人死于道路交通事故，意味着每50秒就有一人死于车祸，每两秒种就有人因交通事故受伤或致残。公安部提供的数据显示，2009年我国共发生道路交通事故23万余起，造成近6.8万人死亡，直接财产损失9.1亿元。交通拥堵情况日益严重洛杉矶社区平均每年在找车位上浪费的燃油可供一辆空车绕地球38圈。美国每年交通拥塞造成的损失高达780亿美元。未来城市的智能交通应具有以下特点：环保、便捷、安全、高效、可视、可预测目前，城市交通面临的问题：智能交通的应用应用大量传感器组成网络并与各种车辆保持联系，监视每一辆汽车的运行状况，如制动质量、发动机调速时间等等，并根据具体情况完成自动车距保持、最佳行车路线推荐、潜在故障告警等功能，使汽车可以保持在高效低耗的最佳运行状态。极具前景的智能交通应用：出行交通信息服务行车路线诱导道路交通控制共乘和预约服务公共交通管理电子付款服务自动路测安全检查危险品事故处理等出租车不规范运营监察出租车调度突发事件预测与应急商业价值区域挖掘智能交通——应用案例斯德哥尔摩通过收取拥堵费减少了车流：瑞典斯德哥尔摩交通拥挤非常严重。构建一套系统，自动向在周一至周五(节假日除外)6:30到18:30之间进出市中心的注册车辆收税。通过使用RFID技术以及利用激光、照相机和系统技术的先进自由车流路边系统，设计了一个随需应变的解决方案，可以检测、标识车辆，并收取费用。效果显著：交通拥堵降低了25%(远远高于预期目标)，交通排队所需的时间下降50%，出租车收入增幅超过了10%，城市污染级别下降10%和15%。并且，每天新增四万名公共交通工具乘客。智能交通运输实时交通信息一卡通：交通一体化道路收费智能汽车将迅猛发展，中国联通、中国移动与上汽、长安汽车等公司已经开展战略合作。中国汽车技术研究中心研究数据显示：中国汽车产量和销量将进一步增加，预测2010年全年汽车销量将突破1500万(二)智能电网什么事都不做时产生的花费1)每年美国不可靠的电力所造成的损失多于1000亿美元...相当于花一美元买电，同时还得付出30美分的停电损失。仅扰动和断电（不计大停电），美国每年的损失就达790亿美元。2)2003年8月的大停电造成:$60亿，5000万人受影响。3)纽约趸售电价中23％是阻塞成本，它们全部转嫁给用户。为了解决这些问题，国际上形成了一些大型科研群体，开展面向未来智能电网的研究。2003年，美国能源部：Grid2030；2004年，GridWise组织：GridWise2005年，美国电科院：IntelliGrid；2006年，欧洲技术论坛：SmartGrid其他相关：SHG(selfhealinggrid)、ModernGrid等项目。智能电网国外已开展的一系列相关研究TheModernGridStrategySmartGridactivitiesatUSDepartmentofEnergy(includingGridWise)PowerSystemsEngineeringResearchCenterConsortiumforElectricReliabilityTechnologySolutionsNewYorkStateEnergyResearchandDevelop