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                        智慧城市:使未來更加宜居的數字化解決方案

                        責任編輯:cres 作者:Jonathan Woetzel |來源:企業網D1Net  2018-07-25 15:43:42 原創文章 企業網D1Net

                        由于城市變得越來越智能化,它們變得更加宜居,也更加靈活。今天我們來展望一下技術能為城市環境做出什么貢獻。
                         
                        直到最近,城市的領導者才將默默奉獻的智能技術視為提高效率的主要工具。如今,技術正在以更直接的方式走進居民的生活。智能手機已經成為城市的鑰匙,它將運輸、交通、公共醫療衛生服務、安全警報和社區新聞等即時信息傳遞給數百萬人。
                         
                        經過十年的反復試驗,市政領導人意識到,智慧城市戰略應該以人為出發點,而不是技術。“智能(smartness)”指的不僅僅是在傳統基礎設施中安裝數字接口或簡化城市運營。它還涉及有目的地使用技術和數據來做出更好的決策,實現更高的生活質量。
                         
                        生活質量的涉及面很廣,從居民呼吸的空氣到他們走在街上的安全感。麥肯錫全球研究院(麥McKinsey Global Institute,MGI)的最新報告《智慧城市:使未來更加宜居的數字化解決方案》分析了數十種數字化應用如何解決這些現實的、非常人性化的問題。本報告發現,城市可以使用智能技術將一些關鍵的生活質量指標提升10%至30%——這些數字可以挽救生命、減少犯罪事件、縮短通勤時間、減輕健康方面的負擔以及減少碳排放。
                         
                        是什么讓一個城市變得智慧?
                         
                        智慧城市讓數據和數字化技術發揮效用,以制定更好的決策并改善生活質量。更全面、實時的數據使機構能夠在事件發展時觀察事件,了解需求模式如何變化,并以更快、成本更低的解決方案做出響應。
                         
                        圖1
                         
                        三個層面協同工作,使智慧城市生機勃勃(圖1)。第一層是技術基礎,其中包括通過高速通信網絡連接的大量智能手機和傳感器。第二層由特定應用程序組成。將原始數據轉化為警報、洞察和行動需要合適的工具,這就是技術提供商和應用程序開發人員的用武之地。第三層是城市、公司和公眾的資源使用情況。很多應用程序只有得到了廣泛采用并設法改變行為時才能獲得成功。這些應用程序鼓勵人們在非工作時間使用交通工具、改變路線、減少能源和水的使用,并在一天中的不同時段這樣做,以及通過預防性自我護理(preventive self-care)減少醫療系統的壓力。
                         
                        智慧城市技術具有改善城市生活質量的巨大潛力
                         
                        麥肯錫全球研究院對智慧城市應用程序如何影響生活質量的各個維度做出了評估:安全、時間和便利性、健康、環境質量、社會聯系(social connectedness)和公民參與(civic participation)、工作和生活成本。大量的結果反映了這樣一個事實,即應用程序在不同城市之間的表現有所不同,具體取決于遺留基礎設施系統和基礎起點等因素。
                         
                        應用程序有助于城市打擊犯罪并改善公共安全的其他方面
                         
                        將一系列應用程序進行最大化部署可以將死亡人數(謀殺、道路交通事故和火災所導致的)降低8%至10%。在一個擁有500萬人口的高犯罪率城市,這可能意味著每年可以挽救300人的生命。毆打、搶劫、入室盜竊和車輛盜竊事件可降低30%至40%。除了這些指標外還有很多不可估量的好處——居民來去自由而不必擔驚受怕。
                         
                        技術不是犯罪問題的速效對策,但是機構可以使用數據更有效地部署稀缺資源和人員。例如,實時犯罪地圖(Real-time crime mapping)利用統計分析來凸顯模式,而預測性警務(predictive policing)則更進一步,它可以預測犯罪,在犯罪發生前予以阻止。當事件確實發生時,槍擊檢測(gunshot detection)、智能監視(smart surveillance)和家居安防系統(home security system)等應用程序可以加快執法。但是,數據驅動的警務必須以保護公民自由的方式進行部署,并避免將特定社區或群體當罪犯看待。
                         
                        在生命受到威脅時必須爭分奪秒,一線救護人員在第一時間到達緊急情況現場至關重要。智能系統可以優化呼叫中心和現場作業,而交通信號優先權(traffic-signal preemption)可為緊急車輛提供清晰的駕駛路徑。這類應用程序可將緊急響應時間縮短20%至35%。響應時間已經短至8分鐘的城市可以減少近2分鐘的時間。一個平均響應時間為50分鐘的城市至少可以削減17分鐘。
                         
                        智慧城市技術可以使日常通勤更快,使人少一分沮喪
                         
                        世界各地城市的數千萬人每天上下班都要忍受繁忙的交通和過度擁擠的公交車和火車。改善日常通勤對提高生活質量至關重要。
                         
                        到2025年,部署了智能移動應用的城市有可能將平均通勤時間減少15%到20%,有些人的通勤時間甚至可以進一步縮短。各個應用程序能發揮的潛力大不相同,具體取決于每個城市的密度、現有的交通基礎設施和通勤模式。在一個擁有龐大交通系統的密集城市,智能技術每天可以節省近15分鐘的平均通勤時間。在一個通勤十分勞累的發展中城市,智能技術每天能縮短20至30分鐘的通勤時間。
                         
                        一般而言,交通系統得到充分使用的城市可以從簡化乘客體驗的應用程序中受益。使用數字標牌或移動應用提供交通延遲的實時信息,使乘客能夠即時調整路線。在現有物理基礎設施上安裝物聯網傳感器有助于技術人員在故障和延誤發生前解決問題。
                         
                        在自駕很普遍或公交車是主要交通方式的城市,緩解道路擁堵的應用更為有效。在公交車出行為主要交通工具的發展中城市,交通信號的智能同步有可能將平均通勤時間減少5%以上。實時導航使駕駛員意識到交通延誤并幫他們選擇最快的路線。智能停車應用直接將他們指向車位,使他們不必徒勞地兜轉于城市街區而浪費時間。
                         
                        城市可以成為改善健康狀況的催化劑
                         
                        由于城市密度很高,這使其成為解決健康問題的重要平臺(盡管目前未得到充分利用)。我們意識到,技術在醫療領域的作用是廣泛的,不斷變化的,因此我們只分析能讓城市發揮作用的數字化應用。我們量化了它們對殘疾調整生命年(DALYs)的潛在影響,這是世界衛生組織用于表達全球疾病負擔的主要指標,它不僅反映了因早逝而錯過的年華,也反映了因殘障而錯過的正常生活。如果城市將我們的分析中包含的應用程序做了最大化部署,我們認為將DALY降低8%至15%是完全有可能的。
                         
                        有助于預防、治療和監測慢性疾病(如糖尿病或心血管疾病)的應用可能在發達國家最有作為。遠程病人監測系統(Remote-patient-monitoring system)有可能將高收入城市的健康負擔減少4%以上。這些系統使用數字化設備獲取重要數據,然后將這些數據安全地傳輸給別處的醫生進行評估。這些數據可以在患者需要早期干預時提醒患者和醫生,避免并發癥和住院治療。
                         
                        城市可以使用數據和分析來發現具有較高風險指數的人群,并更準確地制定干預措施。所謂的移動醫療干預可以發出關于疫苗、衛生、安全性行為和遵循抗逆轉錄病毒治療方案(antiretroviral therapy regimen)等性命攸關的信息。在嬰兒死亡率(infant-mortality rate)較高的低收入城市,光是以孕產婦和兒童健康為重點的數據干預措施就可以將殘疾調整生命年(DALY)降低5%以上。如果發展中城市使用傳染病監測系統在快速蔓延的流行病中領先一步,那么將傷殘調整壽命年進一步降低5%是有可能的。通過視頻會議提供臨床咨詢的遠程醫療也可以在醫生短缺的低收入城市挽救生命。
                         
                        智慧城市可以提供更清潔,更具可持續性的環境
                         
                        隨著城市化、工業化發展和消費的增長,環境壓力也在增加。建筑物自動化系統、動態電價以及一些移動應用能將碳排放量減少10%至15%。
                         
                        結合了高級計量和數字反饋信息的用水跟蹤機制可以在用水量較多的城市促使人們保存用水并減少15%的用水。在發展中國家的很多地方,最大的廢水來源是管道泄漏。部署傳感器和分析機制可以減少高達25%的損失。像垃圾按量收費(pay-as-you-throw)這樣的數字化跟蹤應用可以將人均固體垃圾減少10%至20%。總體而言,城市每人每天可節省25至80升水,并且每人每年可將不可循環利用的固體垃圾減少30至130公斤。
                         
                        空氣質量傳感器不能自發地解決污染源問題,但它們可以發現污染源并為進一步行動提供依據。北京通過密切跟蹤污染源并對交通和建設做出相應的調整,在不到一年的時間內將致命的空氣污染物減少了大約20%。個人可以通過智能手機應用與公眾分享實時空氣質量信息,從而采取保護措施。這可以將不利健康的影響降低3%至15%,具體要看當前的污染水平。
                         
                        智慧城市可以創造一種新型的數字城市公共空間并增強社會聯系
                         
                        社區是很難量化的,但麥肯錫全球研究院對城市居民進行了調研,以查明與當地官員溝通的數字渠道以及促進實際互動的數字化平臺(如Meetup和Nextdoor)是否會產生影響力。我們的分析表明,使用這類應用程序幾乎可以使與當地社區建立聯系的居民的比例翻一倍,與當地政府建立聯系的人數比例也增加了兩倍。
                         
                        為公共機構和地方機構建立雙向溝通的渠道,這可以使市政府反應更敏捷。很多城市機構在社交網絡上一直十分活躍,而另一些城市機構則自行開發了公民互動應用程序。這些渠道除了傳播信息外還為居民提供了報告問題、收集數據或權衡規劃問題的工具。巴黎實施了參與式預算(participatory budget),邀請所有對項目發表想法,然后舉行在線投票,以決定哪些想法可以獲得資金。
                         
                        將城市變成智慧城市不是創造就業的戰略,但智能解決方案可以提高當地勞動力市場的效率,并略微降低生活成本
                         
                        很多地方官員都想知道,將城市變成智慧城市是否能創造更多的高薪技術崗位或加速自動化浪潮。我們的分析發現,這對正規的就業有一定的積極影響。智能技術將直接使一些人下崗(例如市政府的行政和現場工作),同時也創造了其它的工作崗位(例如維護,駕駛和臨時安裝工作)。電子職業中心(E-career center)可以通過建立更高效的雇用機制以及吸引更多失業和不工作的人加入勞動力隊伍,從而產生一定的積極影響。數據驅動的正規教育和線上再培訓計劃可以加強城市的技能儲備。將營業執照簽發、土地報批和稅務申報等政府職能數字化可以使當地企業免于繁文縟節,從而有助于營造更具創業精神的商業環境。
                         
                        世界上很多最具活力和最令人向往的城市都面臨著嚴重的住房短缺,這推高了房租和房價。擴大房源可以降低這些成本。很多地方因官僚體制而陷入了土地征用、環境研究、設計審批報批等困境。對這些流程進行數字化可以避免風險和延誤,從而推動更多的建設。此外,大多數城市有大量可用來擴充房源的閑置土地。創建開源的地籍數據庫(open-source cadastral databases)有助于發現可供開發的地塊。
                         
                        智能應用程序可以在其它領域節省成本,例如鼓勵人們更高效地使用公用事業和醫療系統。家居安防系統、個人警報設備和可穿戴設備等產品涉及到消費,但人們愿意為它們所帶來的價值買單。移動應用程序也帶來了新的價值,盡管線上計程車調配系統(e-hailing)可能會鼓勵人們更頻繁地搭計程車。然而,線上計程車調配系統和其它共享應用程序使一些人放棄購買私家車。麥肯錫全球研究院估計,普通人可以節省高達3%的當前年度支出(current annual expenditure)。
                         
                        從目前全球50個城市的部署情況來看,即使是最先進的部署仍然任重而道遠
                         
                        麥肯錫全球研究院為全球50個城市的部署情況拍了快照,這不是為了加冕全球最智慧的城市,而是展示全球正在進行的全部活動。這包括評估每個城市的技術基礎,城市當前的應用推廣和公眾采用率。
                         
                        我們對每個城市的技術基礎的觀點都考察了傳感器和設備的覆蓋程度、通信網絡的質量以及開放數據端口(open data portal)的存在。其中最先進的城市是阿姆斯特丹、紐約、首爾、新加坡和斯德哥爾摩——但即使是這些領跑者,也只占當今綜合技術基礎的三分之二。總的來說,中國、東亞、歐洲和北美的城市擁有相對強大的技術基礎,中東的豪華城市也是如此。但非洲、印度和拉丁美洲的城市卻相對落后,尤其是在傳感器層的安裝上沒跟上,這是資本支出最大的要素。
                         
                        我們使用當前智能應用程序的一個檢驗清單來衡量每個城市的實施進度。大多數城市一直都很重視移動性,但總體上實施了最多應用程序的地方(倫敦、洛杉磯、紐約、首爾、深圳和新加坡)已涉足多個領域。有些城市尚未實施能最大限度地解決一些優先事項問題的應用程序。
                         
                        麥肯錫全球研究院在所有被分析的城市進行了線上調查,以評估居民對其環境中已經發揮作用的技術的看法。我們發現,亞洲城市在認知,使用和滿意度方面表現最佳,而歐洲城市則落后了。積極的采用和認知似乎和城市的青年人口相關,他們不僅接受了更加數字化的處事方式,而且對此表現出期待。
                         
                        智慧城市改變了基礎設施的經濟,為合作伙伴和私營部門的參與創造了空間
                         
                        智慧城市技術有助于城市最大化利用資產,無論是擁有大量的遺留系統還是從頭開始創建。在有形資產和維護上進行投資的問題是繞不開的,但智能技術可以在核心組件升級時增添新的功能。
                         
                        基礎設施投資曾一度使城市被需要大量資本且遙遙無期的計劃套牢。如今,他們只要將傳統結構和智能解決方案結合起來就可以更加動態地對需求變化的方式做出響應。如果偏遠地區的人口飆升,那么增加新的地鐵或公交線路以及隨之而來的車隊擴建可能需要數年時間。相比之下,私營的按需小巴服務可以更快地啟用。
                         
                        市政府不一定要成為各類服務和基礎設施系統的唯一出資方和運營者。雖然對我們所考察的大部分應用程序的實施工作應由公共部門來做,但大多數初始投資可能來自私人參與者。公共財政可以僅用于必須由政府提供的公共物品。此外,公共部門的大部分初始投資能產生積極的經濟回報,這為建立合作關系打開了大門。
                         
                        讓更多的角色參與進來不是一件壞事,因為這可以讓更多的人采用基礎設施并將更多創造力應用到用數據上。當私營部門的創新自然而然地涌現時,政府則可能要起到監管、召集關鍵參與者、提供補貼或改變采購決策的作用。有些城市不是采用總體規劃方法,而是將自身定位為生態系統,創建聯盟甚至物理協作空間。
                         
                        有些城市正在以財富、密度和現有高科技產業等固有優勢開始轉型。但即使是不具備這些優勢的地方也可以通過愿景、良好的管理、打破陳規的愿望以及不斷地滿足居民需求來鶴立雞群。私營部門(非盈利性的)和技術人員還有很大的發展空間——最重要的是,個體有權塑造他們稱之為家的城市的未來。
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                        關鍵字:智慧城市

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