物联网与智慧城市的关系

物联网与智慧城市的关系,第1张

智慧城市是一个有机结合的大系统,涵盖了更透切的感知、更全面的互连,更深入的智能。其中,物联网是智慧城市中非常重要的元素,它支撑着整个智慧城市系统。
物联网为智慧城市提供了坚实的技术基础。物联网为智慧城市提供了城市的感知能力,并使得这种感知更加深入、智能。通过环境感知、水位感知、照明感知、城市管网感知、移动支付感知、个人健康感知、无线城市门户感知、智能交通的交互感知等,智能城市才能实现市政、民生、产业等方面的智能化管理。物联网的主要目标之一是实现智慧城市,许多基于物联网的产业和应用都是服务于智慧城市的主流应用的。换句话说,智慧城市是物联网的靶心。
物联网与智慧城市最直接的联系就是M2M。 详细内容你可以访问飞瑞敖物联网信息论坛查看啦!!

要解释两者关系,先要了解一下两个概念:物联网和无线城市。
用通俗的话来讲,物联网就是让所有的东西都“连”起来,关键要有三件东西:感应处理终端,传输通道,控制处理平台。这样就可以让本来没有生命的东西能“感应”并“处理”信息,通过传输的网络传送到指定的地方或人那里,反过来还可以进行控制和指挥。无线城市就是通过目前的蜂窝通信网络,辅助以无线热点(WLAN)的覆盖,达到城市中的无缝覆盖,所有终端,包括手机,电脑等无线设备都可以随时随地接入网络。
智慧城市其实基础就是无线城市,只是要在此基础上实现大量的实际应用,好比马路上要有汽车。
以下面上海移动为例,将技术转化成城市中的生活应用的案例来解释会更加清楚地理解这个概念,由于物联网覆盖更多地要依赖无线技术通目前的通信网络,所以移动物联网将会更加符合未来发展方向:
案例一:你想知道孩子在幼儿园里开心吗?打开手机,点击“宝宝在线”,孩子的一颦一笑尽收眼底。“宝宝在线”在松江、闵行地区4所幼儿园试点后,受到家长热烈欢迎,订制这项服务的家庭超过500户,使用率接近100%。
案例二:在普陀的中环百联,借助中国移动上海公司“智能停车”系统,人们将可以用手机查看附近的停车场有无空位,用手机在中环百联的“虚拟商城”里“逛商店、买东西”。
案例三:将感应器与无线网关或无线座机连接,一旦家里发生煤气泄漏等险情,告警指令会第一时间发送到你手机。移动物联网最新应用“宜居通”,大大提高了城市安保的“智能”水平,目前已在普陀、闵行、松江、嘉定等地试点,未来三年计划覆盖全市。包括“宜居通”在内,中国移动上海公司已经拥有50万物联网终端用户。
不用等到2015年,这样的生活场景已经出现在我们的身边,一个个移动互联的信息化触角,正由点连成线,由线连成面,勾勒出一个智慧城市、一个智慧满溢的生活。而在中国移动上海公司看来,这个智慧城市就是以“无所不在”的网络,打造“无所不有”、“无所不能”的智慧生活。
在“十二五”无线城市蓝图里,中国移动上海公司提出,以无线城市助力上海智慧城市建设,围绕强政、兴业、惠民,使“无线城市”成为“政务管理的好帮手”、“推广行业信息化的好平台”、“民生服务的好工具”。

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姚建铨

中国科学院院士,激光与光电子科学家,天津大学精仪学院教授,主持筹建“物理电子学”博士点,获国家发明二等奖1项,国家教委 科技 进步二等奖3项,军队 科技 进步一等奖1项,天津 科技 进步二等奖1项,中科院特等奖、国际尤里卡发明金奖、国家级有突出贡献中青年专家、全国优秀 科技 工作者等称号,享受国务院特殊津贴。

国务院发改委“十二五”战略型新兴产业中物联网产业起草组副组长、中国电子学会物联网专家委员会副主任,中国通信工业协会物联网专家顾问组副主任,教育部物联网专业教育指导小组顾问等。

中科院院士姚建铨可以说是重庆的老朋友了。尽管已80岁高龄,他一直活跃在研发一线,近年来多次来渝参加各种论坛讲座,为推动重庆高质量发展献言献策。

物联网是智慧城市重要标志

姚建铨表示,人类 社会 已经进入一个新的 历史 时期,即电子信息技术时代。

“从互联网到物联网到云计算、大数据、虚拟现实系统、区块链、人工智能,这是稳步发展的过程。”姚建铨说,最近几年中国在信息领域发展速度很快,也逐步进入到从无序到有序的阶段。其中,物联网的发展与智慧城市建设关系紧密。

姚建铨直言,物联网和智慧城市之间是一种相辅相成的关系。“物联网是智慧城市的重要标志,智慧城市是物联网未来发展的热点应用场景。”

姚建铨说,物联网可以让城市联接,从人与人的联接拓展到人与物的联接以及物与物的联接,智慧城市需要物联网技术进行支撑。

在姚建铨看来,未来城市物联网将是智慧城市的基础平台,通过对城市物联网获得的感知数据进行融合分析,可以为万物互联、人机交互、天地一体的城市网络空间注入新的智慧。

对于物联网和互联网之间的关系,姚建铨则认为,物联网现阶段不会取代互联网,目前一段时间内将会有三种网络——互联网、物联网、移动通信网共存并互相补充,使得人类 社会 更加智能化。

发展物联网必须抓核心技术

谈到物联网的发展前景,姚建铨表示非常看好,“物联网虽然起源是在国外,但在国内发展非常迅速。”

姚建铨认为,这正是中国弯道超车的机遇所在:“中国的企业能够紧跟国际发展潮流,同时根据自己的体量不断发展。”

姚建铨还以华为研发5G为例,直言中国对5G具备发言权的同时还应研发与推动6G,事实上全球关于6G的布局竞争正在悄然上演。

近几年,全球物联网产业稳步前进,欧美等发达国家在该领域也进行了布局。

“这对我们既是挑战也是机遇,激励我们思考怎样稳步前进。”

姚建铨认为,要发展物联网就必须抓核心技术,研究商业模式问题,实现“政、产、学、研、商”的真正跨界融合。

“推动物联网稳步发展,政府要发挥作用,做好政策制定。”姚建铨建议,政府要结合该产业在国际上的发展情况,以及城市自身优势确定发展方向,充分发挥政府的搭台作用,部署一些物联网特色的产业园区,通过市场化运作的方式引进优质项目。

“政府确定发展方向,专家结合具体情况提出可行建议,企业也要努力创新发展。”姚建铨还表示,产业发展归根到底要走市场化道路,除了政府做好引领和服务作用,企业也要跟紧发展潮流。

重庆需打造自己的标志性项目

姚建铨曾多次来渝,对重庆的发展非常看好。目前,他已和重庆邮电大学建立了合作关系,在工业自动化领域联合申报 科技 项目,展开深入研究。

“重庆是我国的工业化大城市,基础很好,装备制造业、电子 科技 技术等个各方面都很强。”

谈及重庆的未来发展,姚建铨表示,重庆一直在推动以智能制造为主体的产业升级和以智慧城市为基础的应用示范,“中国现在不光有长三角、珠三角和京津地区,中部和西部也在崛起,作为西部的中心城市之一,重庆的机会很好。”

姚建铨建议,重庆应该加强顶层设计,制订更清晰、详细的方案,来突出自身的特色和优势。

“提到互联网,大家会想到乌镇,说起物联网会想到无锡,贵阳有大数据,天津有人工智能,郑州也有传感器,重庆也应该打造自己的标志性项目,这样对于做研究、搞产业,方向会更清晰。”

姚建铨还建议,随着新兴产业与技术的快速兴起,重庆既要重视软科学,也要在发展信息科学技术的同时发展装备制造业,真正实现两条腿走路。

智慧城市是指依托先进的信息技术和智能化手段,对城市的各种资源、设施、服务进行感知、收集、处理、分析和整合,以提高城市的运行效率、服务水平和生态环境质量的现代化城市。同时,数字孪生技术可以将城市的各种数据进行虚拟建模,提供全方位的城市管理决策支持。

数字孪生可视化可以将数字孪生模型以可视化的形式呈现出来,使城市管理者更直观地了解城市的运行情况和管理需求。可以将城市的各种数据进行虚拟建模,实现可视化呈现,使城市管理者更直观地了解城市的运行情况和管理需求。通过数字孪生技术的应用,城市的各种资源、设施、服务可以进行感知、收集、处理、分析和整合,提高城市的运行效率、服务水平和生态环境质量,实现智慧城市的建设。

将城市的各种数据进行虚拟建模,并且实现可视化呈现,使城市管理者更直观地了解城市的运行情况和管理需求。在这个基础上,城市管理者可以通过数字孪生技术的应用,进行更加精细化、高效化的管理决策,提高管理决策的准确性和可行性。解决城市管理中的许多难题,例如城市交通拥堵、环境污染、自然灾害等。让城市管理者更加全面地了解城市的状况,从而制定更加精细化、高效化的管理策略,提高城市运行效率和管理水平。

IOC 智慧城市智能运营中心大屏结合 GIS 地图,以城市地图为背景,辅以左右两侧 2D 面板进行展示。分别从城市综合、生态文明、社会治理、文化旅游四个方面对整座城市进行运营整合,全方位掌控城市运行状况,及时做出运营策略调整。

通过人口普查将性别、年龄、民族、迁移流动、社会保障、婚姻生育、住房情况等人口信息上传到Hightopo可视化大屏。运用图形化的手段清晰有效地将数据信息进行解读和传达,了解人口总量,掌握人口规模的变化趋势;分析人口结构和分布状况、人口迁移流动状况,人口结构演变和人口社会变迁等情况,挖掘数据背后的价值。充分利用互联网云技术、云服务和云应用完成数据处理工作。

将政务数据接入可视化大屏,统计税务信息来源比率分析手动填报、来文上报数据量;税管、人社、工商、招商、国土等的数据统计量和落实量采用柱状图进行对比,提醒落后企业加快数据上传;统计局、市场监管局、民政局、交管局等的提供目录量和需求目录量对比。

对接公安系统、消防系统、医疗系统,全方面支持对城市公共安全各领域运行态势进行实时监测与可视分析。为雪亮工程、天网工程、公安数字运维、社区安全管理等行业提供可视化管理工具。界面还支持展示了台风路径图的实时动画并且提供了实时信息交互功能,HT 的 3D 引擎支持画面的动态数据,客户只需要轻轻点击路径图,便可以获取实时台风动态信息。在此基础上还可以调取应急指挥知识库,选择合适的方案进行部署。

地下综合管廊内有专做的生活污水雨水管路,也有专业的排水管道配套设施,遇上城市污水管不能马上泄水时候,可以立即借助地下综合管廊的较大空间来实现排洪。通过液位检测系统快速确定液位高低,并发送数据至 HT 监控中心。如液位过高可实时调整水泵运行状态,有效降低管廊维护成本,提高效率。

实现上海市地图的精确还原。GIS 引擎,能够与 3D 场景准确同步。将上海市 16 个区的垃圾分类情况分别统计,有针对性地进行查看。2021 年下半年度上海全市 16 个区和 220 个街镇的生活垃圾分类实效均达到“优秀”水平。各区中,嘉定区、杨浦区考评成绩稳居前两名。

将智慧监控数据、传感设备数据接入可视化大屏,可在垃圾分类处理控制中心查看当日全市垃圾投放总量和垃圾回收率。通过可视化大屏的信息统计,再结合大数据、云计算等技术可获得垃圾管理社会成本,实现精细化管理和降本增效。

管理者可以更加全面地了解城市的状况,制定更加精细化、高效化的管理策略,提高城市运行效率和管理水平,实现智慧城市的建设。

智慧城市中的大数据挖掘与应用
智慧城市蕴含大数据
城市是生存繁衍最好的地方,城市是社会交往的地方,是文化享受的地方,按照城市的职能,我们让它智能化,比如智慧安防、智慧环保、智慧能源、智慧城管、智慧养老、智慧国土规划、智慧社区、智慧家居都是让人有更好的环境来生存繁衍。在经济发展方面,可以推动智慧制造、工业互联网、物联网。在文化享受方面,可以考虑智慧户外流媒体、智慧教育、智慧旅游等等。在社会交往方面,有智慧交通、购物、社会综合管理。
在智慧城市的建设和应用中,将产生从TB到PB级越来越多的数据,从而进入大数据时代。2011年,Science专刊指出大数据时代已经到来,美国工程院院士也指出大数据可以让我们实现海量数据在预测、建模、可视化和发现新规律等方面应用的时代就要到来,奥巴马总统宣布美国政府正式启动大数据研究发展计划,奥巴马认为大数据就是未来世界的“石油”,这个计划要超过以前提出的“信息高速公路计划”,智慧城市建设的潮流已经到来。
空间数据方面,空间的传感器资源,美国有185颗卫星,中国有91颗卫星,到2020年中国将有200多颗卫星,卫星每天往回传输的数据可以达到PB级,空间数据资源、处理资源、空间信息资源、地学知识库资源,这些资源都可以传到网上,通过可视化的服务,利用云计算环境,包括计算资源、网络资源和存储资源,来保证服务质量。
“天地图”挖掘海量数据
为了充分研究这些海量空间大数据,我们研发了一个软件,叫做“天地图”,“天地图”的数据已经超过了TB级,目前已经超过100TB。利用“4+1”倾斜相机城市三维模型,贵阳做了很多三维建模工作。通过大数据,我们可以监测上海的地表下沉问题,把雷达数据放在一起,进行数据分析和挖掘,自动地、随时地检测地表下沉,不同地区的下沉速度不同,上海大概每年下沉20毫米,远郊区和市中心都在下沉。我们的检测结果同上海市国土局对比,精度可以达到39毫米和25毫米。我们已经对上海、苏州、天津、广州等很多大城市进行了自动检测。我们还监测了三峡,将来还要监测高铁。
我国已建成世界最大的视频监控网,2005年平安城市计划启动,现在我们已经在全国600个城市安装了超过2000万个摄像头,投资超过3000多亿,摄像头的工作可以帮助我们保证城市的平安、交通的通畅,但是出现了大数据的问题,就是存不起,数据量太大导致无法存储。我们为天津做了一个规划,“十二五”末,天津将安装60万个摄像头,按照公安部的要求,数据要保留3个月,有4600多个PB,1PB等于1000TB,比我们的空间数据还要大,如果这样存下去,一年要花580多亿,相当于去年西藏的GDP。同时,数据也查不准,发现问题以后,用人工去查,查不准,不可能用几十万个人去查数据,超过了人工处理的极限。此外,也防不住,案件破案效率、破案速度、破案质量不高,这是我们面临的一个严峻的问题。
智慧交通方面,中国有13亿人,数据量到了PB级,24小时都有流量,我们要把这些数据保存起来。安防方面,我们要“365天×24小时”管好城市的安防,数据量也很大。智慧养老方面,现在中国超过65岁的老人已经达到2亿到25亿,一个人从65岁活到90岁、100岁,如果把变化状态记录下来,可以使老人得到及时的救护和帮助。
目前,大数据依靠云计算和数据挖掘。科学的发展经过了四个时代,最早靠经验,后来靠理论,现在我们进入了数字发现知识的时代,云计算就应运而生,把计算能力、存储能力、交互能力放在云端,这种服务叫云计算服务,出现了基于云计算的信息服务,今天走到了虚拟服务云计算的时代,云计算中心内部的生态链,在一个网络上,除了自身的计算资源之外,我们有一些商人做云服务器、集成服务等,这些人构成了一个链条,这个链条无所不在,为大家服务。
我们现在做了一个遥感云,把海量的遥感数据,复杂的遥感处理与分析方法放在远程的云计算平台上,利用云计算平台d性的计算能力,用户无需买数据、不需搭建环境,也不需要买软件,只需要选择数据和算法后即可获得计算结果,我们的服务不再是提供一个地铁、提供一个文件拷贝和数据共享,而是基于云计算的注册服务。
遥感云叫做OpenRS-Cloud,开放的遥感云是不收钱的,可以检查任务进来的速度,可以看计算机结果,把数据输入进去,可以直接在浏览器上察看到结果,用户使用非常方便。大家体会一下遥感云服务实例,云系统可以搜索下雨之前的卫星影像,还可以搜索下雨之后的卫星影像,有了这些影像以后自动生成了服务链条,可以得到遥感服务的结果。
云计算与数据挖掘
位置云可以将手机的导航卫星信号与其他定位相关的传感器信息传输到云计算中心,通过实时解算,实现室内外高精度的手机连续位置定位和实时导航。
地理国情检测需要,灾情报告员需要,土地调查员和城管员都需要,这样的系统可以把外面的卫星定位方法、室内的传感器定位方法、无线信号定位方法揉在一起,叫做混合定位。北斗正在做服务云,中国北斗从2012年已经开始全面运营,有120字短报文特性,我们做了增强系统,按照220公里的距离,可以保证导航精度一秒钟十个精度,在60公里以内,可以实现区域三频厘米级精密定位。如果用GPS,信号完好率达44%,初始化时间只有40多秒。
我们推荐的是GPS双频加北斗三频,可以保证平面精度1厘米、高程精度36厘米,提高了30%,完好率达100%,初始化时间只有6秒。
现在运营商做这个软件,精密定位可能收1毛或者2毛,高精度导航性能分析,可用于智慧交通中的车辆控制和智能驾驶,物质的运送只能在慢车道,原来控制不住,有了米级精度便可以控制,如果犯规了,指挥中心可以实时了解。
数据挖掘方面,我们现实世界的数据不是我们需要的,我们需要的是信息,最后要的是知识,我们要从海量数据中挖掘、发现我们所需的知识。
视频数据挖掘,要把安全行为进行智能分析,视频数据自动理解,从而实现视频数据自动压缩,把PB数据压缩下来,要推行智能设备就要解决一些问题,例如人体异常行为检测,异常事件检测,这是公安部门最感兴趣的。如果计算机能做,可以对目标进行跟踪,这就是我们需要的,自动地对物体中的运动目标进行检测、分离、跟踪,对其行为进行有效识别,如果有了这个软件,视频数据就能充分利用,正常人的活动可以删去,只把可疑的数据留下来。
智慧城市是基于数字城市、物联网和云计算建立的现实世界与数字世界的融合,以实现对人和物的感知、控制和智能服务。感知是数字城市的功能,控制和智能服务是智慧的高级阶段,智慧城市对经济转型发展、城市职能管理和对大众的智慧服务具有广阔的前景,使得人与自然更加协调。
做这件事情并不容易,首先要让大家把网络基础设施建设好,让大家用的好、用的起,如果大家用不好、用不起,智慧化就等于零。专家和企业应该抓好技术创新和攻关研究,拉动智慧城市引起的数字服务产业的发展,更好地实现各种智能化的应用。
智慧城市建设是一把手工程,城市一把手要根据每个城市的特点做好顶层设计,统一规划,分步实施。


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