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智慧城市要不斷增強自身抵抗力

  • 2021-07-30
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暴雨后,鄭州出現大面積斷電斷網等狀況,人們日常生活受到巨大影響。面對這樣的情況,不時有人發問:智慧城市以及相關的傳感器等技術,在斷電斷網之后是否還能運行?

筆者認為,可以通過發展信息技術,令智慧城市以及相關的傳感器等技術在極端條件下仍然可以發揮作用。這也是未來ICT(信息與通信技術)研發的一個要點。在災害發生時,通信需求大幅上升,除了求救和報平安以外,應急調度指揮是救死扶傷和恢復城市系統重啟并協同運行的關鍵因素。

對于各種物聯網設備,比如城市傳感器,其網絡和供電的穩定性應是在設計中著重考慮的。除了內置備用電池以外,盡可能降低設備的功耗,使用風、光等分布式電源供電,保障斷電后盡量長時間地工作。無線通信本身也是功耗較大的模塊,盡可能選用NBIoT等低功耗網絡。在未來,材料科學和信息技術等的發展會使大量城市傳感器以類似數字微塵的方式無處不在,超低功耗、自組網、無源狀態長期工作,使各種傳統基礎設施都具備感知與通信能力。只有這樣,氣象、積水、地面沉降、管道運行、設備運行狀態等信息才能隨時盡在掌握。

除了通信線路以外,涉及基礎設施和城市服務的各種軟硬件產品的設計也應該考慮到災難場景下的可用性。比如基于區塊鏈的數字人民幣應用,就充分考慮到雙離線場景下的支付需求,取代目前常見的在線支付方式。共享單車等涉及付費的物聯網終端也應獲取離線賬戶體系和新的便捷支付模式。最近出現的“需要在線刷碼兩次借還”的共享單車產品不僅在災時不便,在平時也很不友好。又如無人駕駛技術,如果車身智能程度不足,過于依賴路側感知和中央算力調度,尤其是過于依賴低時延網絡,在通信系統出現問題時恐怕會造成更大的災難。

討論ICT技術,也不能不提到其難以離開的供電系統。在能源互聯網思想的指導下,以風、光為代表的分布式電源、近零能耗的建筑技術、分布式儲能技術,可以使一些場景實現一定程度上的能源自足。微電網本身也具有更強的抗風險能力和恢復能力。

智慧城市,或者說ICT技術的核心價值是消除信息的不對稱。在災害中,各種靠譜或者不靠譜的預報信息,氣象、地質、道路交通、管網等實時信息都將匯聚到政府決策中心,再進行各種應急指揮調度和決策,這個決策過程之復雜和影響因素之多是很難想象的。而在計算與連接能力加強以后,這個信息匯聚和決策的過程無疑會縮短,也會有更多輔助決策的數據和基于數據的智能算法。但最終趨勢其實是一種通過數據公開和開放實現的群體智能、邊緣智能模式:每個人都知道在什么情況下需要停工停學、甚至知道自己回家路上每個地點的積水深度等。本次暴雨中,某文檔平臺上一張自發形成的《待救援人員信息》表格,以24小時250多萬次的訪問量創下紀錄,成為民間的抗洪資源對接平臺,也體現了自下而上的信息高效流轉的價值。

總而言之,ICT基礎設施既是重要的傳統城市基礎設施,也是所有新基建的基礎。ICT基礎設施已經有了相對完善的基于數據的規劃、建設、運維、優化機制,也具備了相當強的抗災恢復能力。一方面,其應該成為其他基礎設施高標準建設、全生命周期精細化運維的范本;另一方面,其技術本身也還在高速演進,完全可以克服目前存在的問題,不能因為其某些方面的不成熟就否定其價值。

智慧城市不能是一個在災害時自身脆弱的系統,而應該隨著技術的發展不斷增強自身系統的抵抗力,成為分布式、低功耗、抗風險、群智能的生命體,這樣才能在災難發生時更好地賦能其他城市系統,幫助城市快速響應和恢復。

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