对于「智慧城市」这个名词,电子工程师、投资者以及市政府员工大概都各自会有不同的解释,但现在该是为它定义,以及为智慧城市的目标与影响建立共识的时候了──然后我们就可以开始探索一个智慧城市所需的各种技术。
或许可以用「传感器化(sensorized)的城市」来概略解释智慧城市,也就是一座在几乎所有地方──包括在车辆上、民众身上、建筑物与基础建设上──部署了数千甚至数百万颗小型数字传感器的城市。那些传感器会即时收集数据,并将收集到的数据传输到中央系统由人或机器进行分析,然后必须要回传讯号至触发器,好让决策转化为行动;在很多案例中,这种传感、决策到触发行动的过程,花费时间只有几毫秒(millisecond)。
智慧城市开发专案致力于将自动化、速度与运算等优势导入复杂的市政系统,并让那些系统更具适应力、反应力以及可扩展性。而因为那些系统往往规模庞大与分散,传感器网络在实现智慧城市愿景方面也扮演了重要角色;收集关于分散系统的即时数据,并赋予人们根据资料做决策的能力,是智慧城市的核心。
目前在市面上能以相对较低的成本广泛取得快速精确之传感器,如加速度计、压力传感器以及温度传感器等;此外也有许多能依照需求提供具弹性、低成本之高容量储存、处理以及运算的服务,如AWS、Azure以及Google Cloud等。但在这中间缺乏的元素是低延迟、可靠与安全的通讯网络──包括无线与有线,能即时收集传感器数据并将数据递送至区域处理中心、进行决策,再将决策结果回传到各个节点付诸行动。
因此,一个对智慧城市更全面的定义,应该是具备可即时连结传感器与自动化决策/反应工具之先进通讯网络,能传送决策所需数据给需要的对象。
当所有的功能区块到位,智慧城市科技能让第一线紧急救护人员将来自传感器、人体以及仪表板摄影机的即时视讯与数据拼接在一起,改善反应时间并拯救生命;在教育应用上,能让偏远地区的理工科系学生通过可远端即时操作的线上4K画质显微镜观察微生物,以学习生物学知识,并与遥远的世界级大学研究人员通过低延迟、超高速连结进行高画质视讯会议。
在美国有一个名为PAWR (Platforms for Advanced Wireless Research)的专案,是结合了公部门与私人企业、为加速智慧城市基础建设进展的创新合作计画,由美国国家科学基金会(National Science Foundation)与一个结合25家以上无线产业重量级厂商的联盟,共投资1亿美元;这个专案将建立城市规模的测试平台,加速无线通讯与连网技术的基础性研究。
诸如此类的研发专案,是智慧城市议题越来越受到重视的证明之一;智慧城市需要强而有力、快速、具弹性的网路。以美国为例,随着相关技术可成熟部署,公-私领域的投资预期也将陆续上线。