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新型智慧城市
芝加哥将成为“物阵”的所在地，计划在全市范围内安装至少500个装有传感器的盒子。
信贷:亚历克斯Dibrova
目前，世界上超过一半的人口居住在城市内或城市周边。联合国预计，到2050年，还会有25亿人搬到大都市。随着城市人口的增加，产生数据的传感器和联网设备的数量将以更快的速度增长。专家表示，充分利用所有新城市数据的城市可能会成为更高效、更令人愉快的居住场所。现在的大问题是如何做到这一点。
直到最近，这似乎和从大型跨国公司选择合适的开箱即开的智能城市解决方案一样简单。纽约大学鲁丁交通政策与管理中心高级研究科学家安东尼·汤森表示:“大型科技公司的过度宣传承诺已经烟消云散。”“现在，你会看到城市政府重组，并就信息技术将在改善城市方面发挥的作用制定全面的长远愿景。”
领先的城市中心并没有把自己的技术未来交给一家公司或一个单一的大学研究小组。相反，他们依靠学者、公民领袖、企业和公民个人的结合，共同创建城市信息系统，使所有这些群体受益。挑战是多样的，要求很高，但世界各地的几个新项目让我们看到了一个真正的智慧城市可以提供什么。
遥感的城市
在芝加哥，阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory)的计算机科学家查理·卡特利特(Charlie Catlett)正在领导一个名为“物阵”(Array of Things)的合作项目，计划在全市范围内安装至少500个装有传感器的盒子。卡特利特也是城市计算和数据中心的主任，他说，这个项目一开始是为了更好地了解市中心的空气质量，但在与城市官员和其他科学家交谈后，它的范围扩大了。
这些箱子大约有停车标志的高度和宽度，并附着在杆子或其他固定装置上。每个单元将有17或18个传感器，虽然最终的实施方案尚未确定，但这些盒子可能会测量温度、降水、湿度、空气质量和人流量。例如，麦克风可以检测噪音污染或卡车在一个地方空转太久。
捕捉到的数据对各种团体都很有价值。希望了解城市气候的大气科学家将有机会获得有关空气质量、温度和降水的详细信息。社会科学家将能够研究行人数量和流量，以分析人们如何在城市空间中移动。城市规划者将能够做出更明智的决定，在哪里设置新的公交车站，或在大雪后在某些地区涂多少道路盐。使用这些数据也有可能打破僵局。卡特利特说:“交通管制员希望每个角落都有这样的车辆。”
普通公民也将受益。如今，一个配有智能手机或可穿戴健身设备的跑步者可以很容易地跟踪自己的路线、里程、平均心率和总步数;现在，想象一下这个小装置和城市本身对话。每当可穿戴设备通过蓝牙或Wi-Fi信号进行通信时，“物阵”单元就可以交换数据。“我们的手机可以记录这么多，”卡特利特说，“但我不会发现我暴露在颗粒物、一氧化碳或臭氧中的情况。这个新设备会告诉我我接触到的各种排放物;那么，也许我可以用它来改变我的路线或管理我的曝光率。”
格拉斯哥市，作为“未来格拉斯哥城”项目的一部分，正在测试一项类似的技术:安装智能路灯，可以测量空气质量、交通和行人流量。然而，格拉斯哥也依赖于更广泛的资源来推动其转型为一个更智能的大都市。最近，格拉斯哥宣布推出其城市数据中心(City Data Hub)，这是一个基于云的、公开可访问的信息存储，来自400多个数据集。该中心提供交通、零售区域的行人步数、公共车库的停车位等数据。最终，它还可以利用其他资源，比如地铁十字路口的智能卡读卡器。格拉斯哥未来城市的技术架构师科林•伯切纳尔表示:“我们正在整个城市中创建一个数据提供商的生态系统。”
公民第一次
在所有这些项目中，组织者希望这个生态系统将包括市民自己。一个城市只能安装这么多智能灯或安装在灯柱上的装置，但几乎每个居民都会携带一台装有传感器的智能手机。利用这些数据将提供一个全新的信息层次。不过，对于自愿提供这些信息的公民来说，必须有一个明确的价值主张。
Birchenall举了格拉斯哥的新自行车应用程序为例，它可以帮助骑手规划路线，轻松定位自行车架等;该应用程序要求获得收集用户旅行数据的权利。没有立竿见影的好处，但Birchenall说，骑自行车的人选择使用是因为潜在的长期好处。他们的想法是，如果用户自愿提供数据，那么城市规划者就能更好地分析骑行交通，并可能通过增加车架或拓宽车道来改善城市基础设施。
这种方法也被用于量化社区项目的某些方面，该项目是房地产开发商、技术和设计公司和纽约大学城市科学与进步中心(CUSP)的研究人员之间的合作。当开发商在纽约改造和重建几个废弃的城市街区时，CUSP的研究人员正在与他们合作，安装一系列智能系统。届时将会有大规模运行的传感器，跟踪垃圾的处理和回收，但研究人员也希望居民能够积极参与，自愿提供数据。
CUSP副主任康斯坦丁·康托科斯塔(Constantine Kontokosta)指着安装的传感器，这些传感器可以追踪到各个出水口和水龙头的能源和水消耗。这些数据将是匿名的，虽然居民仍然可以选择退出，但Kontokosta怀疑这些信息将被证明是有吸引力的。“价值是显而易见的，”他说。“我们的意思是，如果你让我们收集你消耗了多少能源和水的信息，然后我们会分析数据，并告诉你其他的数据，这样你就可以衡量你做得如何。”居民可能会因此而改变他们的行为，也许会减少用水或能源的使用。
量化社区和物阵项目也希望追踪行人的运动，但在这两个项目中，研究人员都设计了保护隐私的系统。如果“物阵”(Array of Things)装置正在测量行人流量，而你正拿着一部有蓝牙功能的智能手机经过，该装置可能会记录下信号，但它不会存储你手机上的独特签名;相反，它会简单地将这个信号解释为有人在场，然后删除私人数据，这样就不会有你在场的记录。“我们的计划是计算我们能看到的唯一地址的数量，然后扔掉那些地址，只报告计数，”Catlett解释道。“这意味着它是一个公共数据公用事业，因此我们必须认真考虑如何保护人们的隐私。”
开放数据，无限可能
这种公用事业方式是连接不同智慧城市项目的共同主线之一。量化社区项目将公开发布其所有数据。类似地，物阵单元的设计目的是将信息发送到阿贡国家实验室进行质量控制和校准，然后再通过其开放数据门户向芝加哥市进行大规模传播。
在格拉斯哥，城市数据中心使收集到的所有信息都能方便当地居民访问。市政府还指望他们利用这一技术，与当地大学的城市信息学小组密切合作，鼓励企业利用行人密度数据来决定在哪里开设新店，并呼吁有进取心的市民自己想出新的解决方案。“这是一个刺激城市创新的机会，”Birchenall说。“你不必依赖政府。如果数据是开放的，任何人都可以尝试通过技术来解决城市的问题。”
阿贡(Argonne)的百亿亿次级技术与计算研究所(Exascale Technology and Computing Institute)主任、物阵(Array of Things)项目负责人皮特·贝克曼(Pete Beckman)表示，信息的洪流也可能带来新的挑战。贝克曼问道:“我们将拥有如此多关于智能城市的数据，但我们会拥有操作系统吗?”
总的来说，无论是贝克曼和卡特利特这样的研究人员、城市规划者、私人创新者，还是两者的结合，这些智能城市的变化都将是渐进的。“你不可能有一天醒来就生活在未来的城市里，”汤森说。“城市是系统中的系统。大规模的改变需要时间，但我认为未来我们生活的城市将从根本上改变运作方式。”
进一步的阅读
汤森,。
《智慧城市:大数据、公民黑客和对新乌托邦的追求》，W.W.诺顿，2013年。
Li, T.， Keahey, K.， Sankaran, R.， Beckman, P.和Raicu, I.。
基于云的传感器网络交互式数据基础设施，IEEE / ACM超级计算/ SC, 2014年。
Shin d.h
无所不在的城市:城市技术、城市基础设施和城市信息学，信息科学杂志, 2009年。
卡瓦略,L。
智慧城市从无到有?社会技术的角度来看,剑桥地区，经济和社会杂志, 2014年。
未来城市格拉斯哥:生活中的一天http://bit.ly/1GMuHwP
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