智慧城市中的汽車、傳感器和物聯(lián)網(wǎng)

　　雖說智能家居讓我們的生活變得更方便，但可以說，傳感器和相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的真正潛力在于智慧城市和智能汽車。這可能會改善大多數(shù)人的生活方式，提高資源效率，并克服城市面臨的許多問題。畢竟，現(xiàn)在世界上56%的人口居住在城市，且這一比例還將繼續(xù)上升。

　　但是智能汽車和城市背后的傳感器和技術(shù)準(zhǔn)備好了嗎?在回答這個(gè)問題之前，先來看看它們的能力。

　　物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之所以得名，是因?yàn)槠涫鞘冀K連接到互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備，并且利用這種連接來執(zhí)行比傳統(tǒng)的無連接設(shè)備更多的功能。物聯(lián)網(wǎng)可以不斷地收集數(shù)據(jù)，并將其反饋給中央服務(wù)器，使這些信息從任何有數(shù)據(jù)連接的地方可用。此外，其通常包含收集更多數(shù)據(jù)的傳感器。

　　智慧城市的夢想是一個(gè)充滿基礎(chǔ)設(shè)施的城市，其中包括能夠處理周圍環(huán)境信息的設(shè)備，并利用這些信息提高效率和安全性，提高城市居民的生活質(zhì)量。這通常與減少能源消耗等環(huán)保目標(biāo)有關(guān)，但好處不止于此。

　　街景中的傳感器

　　在智能城市的背景下，傳感器可以了解人們?nèi)绾闻c城市的基礎(chǔ)設(shè)施和公用事業(yè)進(jìn)行互動。這可以使之更實(shí)時(shí)地適應(yīng)環(huán)境，并滿足上面概述的目標(biāo)。此外，各種各樣的數(shù)據(jù)可以收集來幫助規(guī)劃者改善一個(gè)城市的長遠(yuǎn)發(fā)展。

　　智能電表可以跟蹤建筑物的能源消耗，因此智能電網(wǎng)可以對這些信息做出反應(yīng)，以更有效地滿足能源需求。智能垃圾管理可以確保監(jiān)控垃圾水平并將其傳輸?shù)椒��?wù)器的垃圾桶不會溢出，而垃圾收集團(tuán)隊(duì)可以響應(yīng)這些需求。智能空氣質(zhì)量監(jiān)測器可以監(jiān)測社區(qū)污染水平，當(dāng)附近的野火造成空氣質(zhì)量指數(shù)較低時(shí)，當(dāng)局可以觸發(fā)警告和警報(bào)。

　　傳感器還可以安裝在路燈上，這樣路燈就可以根據(jù)周圍的人數(shù)來調(diào)整亮度，而不是基于一個(gè)簡單的開關(guān)系統(tǒng)，每天都保持不變。同樣，智能交通信號燈可以根據(jù)當(dāng)前的交通流量改變其模式，以緩解擁堵，保持車輛暢通。前者有助于保障人們的安全，而后者可以減少排放，甚至可能有助于阻止危險(xiǎn)駕駛。

　　想象一下，當(dāng)所有這些活動結(jié)合在一起時(shí)，可以收集到什么樣的數(shù)據(jù)——特別是如果使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法來分析。人工智能可以識別不同基礎(chǔ)設(shè)施可能產(chǎn)生的影響的模式或運(yùn)行模擬，城市規(guī)劃者可以使用其來持續(xù)改善城市。

　　與此同時(shí)，街道家具不再是單一用途的被動實(shí)體。每個(gè)企業(yè)都在監(jiān)控不同的數(shù)據(jù)點(diǎn)，這些數(shù)據(jù)點(diǎn)會產(chǎn)生大量的信息。由于其龐大，有時(shí)被稱為“大數(shù)據(jù)”。但是，一旦經(jīng)過人工智能和訓(xùn)練有素的分析人員處理，就會產(chǎn)生一些見解，從而創(chuàng)建一個(gè)更安全、能耗更低、出行更方便、總體上更能滿足公民基本需求的城市。

　　將汽車融入智慧城市

　　汽車給城市帶來各種各樣的問題。首先，城市實(shí)際上是為汽車而設(shè)計(jì)的。城市的大部分土地通常用于道路和車輛停車場。隨著嬰兒潮一代將其家庭搬到郊區(qū)，這是一個(gè)必要的回應(yīng)。

　　汽車還將碳排放直接帶到人行道上，在住宅、企業(yè)、公園和學(xué)校前造成呼吸危害和污染危害。糟糕或注意力不集中的司機(jī)也會對行人和其他司機(jī)造成危險(xiǎn)。汽車也容易受到誘導(dǎo)需求的影響，這意味著為緩解擁堵而修建的道路實(shí)際上只會吸引更多的汽車。

　　一個(gè)至少可以解決上述部分挑戰(zhàn)的潛在解決方案是，將傳感器和無線網(wǎng)絡(luò)集成到車輛上，這一概念被稱為“車聯(lián)網(wǎng)”(V2X)。這些智能汽車將自動為基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)提供天氣狀況、事故、道路擁堵、路面狀況、行人密度等數(shù)據(jù)。因此，交通工程師可以在交通高峰期繞路以避免事故�；蛘咴谑鹿拾l(fā)生時(shí)立即通知緊急服務(wù)部門。

　　車輛類別，如卡車或公共汽車，可以排在一起，并優(yōu)先于其他車輛類型。如果網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施提前給自動駕駛汽車或司機(jī)提供選擇，那么為了街區(qū)聚會和活動關(guān)閉街道也會更方便�？傊�，V2X可以讓交通和居住生活更加和諧。

　　V2X也可能是自動駕駛的關(guān)鍵，幾家汽車制造商正在研究和開發(fā)自動駕駛。盡管還有一段路要走，但其將提供高級駕駛員輔助系統(tǒng)成為現(xiàn)實(shí)所需的額外環(huán)境數(shù)據(jù)。

　　智慧城市準(zhǔn)備好了嗎?

　　如果手機(jī)或筆記本電腦不時(shí)出現(xiàn)故障或遇到問題，這可能很煩人，但至少不會危及任何人的生命安全。但車輛和交通信號燈就不同了。如果自動駕駛汽車出現(xiàn)問題，很有可能導(dǎo)致行人死亡。因此，不禁發(fā)問：我們?nèi)缃駬碛械募夹g(shù)有多可靠?

　　智能汽車面臨的一個(gè)嚴(yán)重障礙是，道路是為人類而建的，而我們?nèi)菀桌斫獾氖虑閷�傳感器來說可能是挑戰(zhàn)。以路標(biāo)為例，雖然可以訓(xùn)練人工智能閱讀路標(biāo)，但要讓人工智能識別光線昏暗或部分被樹或雪遮擋的路標(biāo)就困難得多。

　　實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是光探測和測距(激光雷達(dá))，其使用脈沖光波為車輛提供周圍環(huán)境的完整3D圖像，而不受光線和天氣的影響。

　　為了讓智能傳感器在城市中發(fā)揮其最大功能，支持其的網(wǎng)絡(luò)需要是可靠的、高帶寬、低延遲的無線連接。在當(dāng)今的時(shí)代，這可能最好通過5G連接來實(shí)現(xiàn)。然而，到目前為止，5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)的推出受到限制，其波長范圍相對較短，需要比前幾代協(xié)議更多的天線密度。這可能意味著某些領(lǐng)域最終會比其他領(lǐng)域更智能、更先進(jìn)。

　　這意味著一個(gè)成熟的智慧城市還需要數(shù)年，甚至數(shù)十年的時(shí)間。

　　開啟智能革命

　　隨著越來越多的人涌向城市，我們構(gòu)建智慧城市的方式，以及在城市之間移動的方式，可以顯著影響普通人的生活質(zhì)量。顯然，規(guī)劃者面臨著許多障礙。