“云端之城”

【摘要】 如今云技術(shù)發(fā)展日趨成熟，已經(jīng)滲透到各行各業(yè)?；趪鴥?nèi)外已有的智能城市管理與發(fā)展的探索，借助于云計(jì)算與其他高新科技的應(yīng)用，筆者提出“云端之城”的概念與構(gòu)成，旨在探索智能、宜居、生態(tài)、高度自治的未來城市建構(gòu)方式。

【關(guān)鍵詞】 云計(jì)算 云端之城

云城市是一個(gè)已被提出過的概念，它是由張?zhí)鞆┫壬捌鋱F(tuán)隊(duì)創(chuàng)造的，其借鑒云強(qiáng)大的公共資源配置功能，在空間上重構(gòu)城市，以城市的實(shí)體公共資源配置中心即云中心為建筑核心，周圍發(fā)散安排各種功能建筑，力求任何建筑都能最快連接至云中心。由于云城市理念大量的集中了人們生活的各種可以共享的公共資源，將會(huì)實(shí)現(xiàn)前所未有的集約化、信息化、數(shù)字化、智能化城市。

筆者認(rèn)為“云”作為一種新的信息系統(tǒng)的運(yùn)行方式，其對(duì)城市空間的影響是緩慢的，類似電子商務(wù)的出現(xiàn)對(duì)城市實(shí)體店空間排布影響一樣?！霸朴?jì)算”公共資源配置中心的硬件構(gòu)成主要是運(yùn)算器和服務(wù)器，它可以被安置在任意一個(gè)相對(duì)安全的城市環(huán)境里，就像供電設(shè)施一樣（防洪、抗震指數(shù)較高地區(qū)，受干擾較小，具體設(shè)置可以參照變電站的配置標(biāo)準(zhǔn)），不需要因?yàn)橛?jì)算中心的存在而改變城市的空間結(jié)構(gòu)。

區(qū)別于云城市，在這里筆者提出的“云端之城”將嘗試從城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域闡述“云”在城市發(fā)展的運(yùn)用，不僅包括數(shù)字化的管理，還有硬件配置（傳感器）等方面。

一、“云端之城”構(gòu)想來源與實(shí)例

“云端之城”的體系已在一些實(shí)驗(yàn)性項(xiàng)目中初見端倪。以下范例分別從交通系統(tǒng)、環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)、全面檢測(cè)系統(tǒng)描繪了“云端之城”的部分圖景。

1.1哥本哈根自行車感應(yīng)系統(tǒng)

2009年12月的哥本哈根世界氣候大會(huì)上曾展示過一個(gè)叫“哥本自行車”的例子。項(xiàng)目中自行車成為了智能移動(dòng)感應(yīng)裝置的載體，可以檢測(cè)騎行者在城市中的活動(dòng)行為、其所處的環(huán)境狀況以及機(jī)動(dòng)性。騎車者通過網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用程序可以測(cè)算他們騎車的強(qiáng)度是否達(dá)到自己設(shè)定的鍛煉目標(biāo)，在騎行過程中是否會(huì)在某些時(shí)刻遇到困難，也可選擇污染最少的上班路線，甚至可以得知他們的朋友是否就在近處。除了給騎行者提供個(gè)人信息之外，城市的騎行者之間可以通過系統(tǒng)交換各自得到的信息，也可以匿名地和政府進(jìn)行信息互通。當(dāng)自行車切換到“擁堵檢測(cè)”模式時(shí)，可以實(shí)時(shí)地感應(yīng)所在地的污染狀況以及城市范圍內(nèi)的擁堵情況，從而疏解騎行者密度，使搜集到的信息價(jià)值得到提升。另外，感應(yīng)自行車能夠讓騎行者參與到城市層面的決策中。在“綠色英里”的計(jì)劃中，將依據(jù)人們騎行的英里數(shù)進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)，并最終建立市級(jí)的基金會(huì)來獎(jiǎng)勵(lì)人們對(duì)減少碳排放量做出的貢獻(xiàn)。

1.2“垃圾軌跡”項(xiàng)目

麻省理工學(xué)院的“垃圾軌跡”課題由開發(fā)一個(gè)小型的智能的，可感知定位的標(biāo)簽——“智能塵?！遍_始。這些小巧、可被定位的微電子機(jī)械（MEMS）極易被分裝到不同的物品上以提供有用的信息，并形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。這些標(biāo)簽，完全符合美國以及其他國家的固體廢物處理標(biāo)準(zhǔn)，可以被附著到不同種類的垃圾上，由此這些垃圾可以通過垃圾管理系統(tǒng)被檢測(cè)出來，追蹤人們?nèi)粘＠淖詈笠欢温贸獭！袄壽E”項(xiàng)目是了解城市垃圾回收流程的第一步，它激起了廣大市民以及環(huán)保人士的興趣。同時(shí)它將呈現(xiàn)正在城市中發(fā)生的另一個(gè)變化，一個(gè)自下而上的途徑來管理資源并通過這個(gè)技術(shù)的普及和散布改變?nèi)藗兊男袨?，更好地促進(jìn)環(huán)保事業(yè)的發(fā)展[1]。

1.3“城市觸覺”項(xiàng)目

“城市觸覺”是通過使用高密度布點(diǎn)的儀器來測(cè)定城市的多樣性以及其健康發(fā)展的狀況。這些感應(yīng)器被安裝在整個(gè)城市范圍內(nèi)，它們可以捕捉氣象信息，空氣質(zhì)量信息，噪音污染狀況，路況信息等等。項(xiàng)目最大的挑戰(zhàn)是如何通過網(wǎng)絡(luò)將這些傳感器與其相對(duì)應(yīng)的提供這些實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施相連接。單獨(dú)設(shè)置的數(shù)據(jù)檢測(cè)裝置需要持續(xù)的保養(yǎng)維修才能持續(xù)地使用，而且不是所有設(shè)置感應(yīng)器的地方都能通過實(shí)體線路連接上網(wǎng)絡(luò)。解決方法之一是使用無線的網(wǎng)絡(luò)來連接這些傳感器，他們?cè)噲D建立一個(gè)覆蓋整個(gè)城市的無線網(wǎng)絡(luò)。城市觸覺的節(jié)點(diǎn)被安裝在屋頂以及路燈上，他們與周邊很大范圍內(nèi)的傳感器都有很好的連接。這些搜集到的數(shù)據(jù)通過無線的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)，并最終集中到一個(gè)中心服務(wù)器，然后將這些數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)上。即使距離遙遠(yuǎn)，人們也可在第一時(shí)間將這些數(shù)據(jù)圖像化，或是對(duì)傳感器搜集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢[2]。

二、云端之城的核心構(gòu)成

從例子中可以看出，“云端之城”的片段是可實(shí)現(xiàn)的，并被證明對(duì)生態(tài)城市的發(fā)展有很大的利處。參照案例，筆者構(gòu)想了云端之城的基本組成框架。

1）“云端之城”之硬件平臺(tái)：由城市傳感器、傳輸網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理器（運(yùn)中心）組成。

城市傳感器根據(jù)不同需求被安置于道路欄桿上、管道管壁、屋檐上等，用于檢測(cè)道路擁堵、給排水用量、能源利用情況、城市環(huán)境質(zhì)量、城市防災(zāi)感應(yīng)等。

傳輸網(wǎng)絡(luò)由城市房屋屋檐上一定數(shù)量的無線數(shù)據(jù)接收節(jié)點(diǎn)組成，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有一定的服務(wù)半徑，在服務(wù)半徑內(nèi)設(shè)置的傳感器都會(huì)將搜集到得數(shù)據(jù)通過無線的方式傳送給各節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)通過有線光纜（可利用現(xiàn)存的光纜系統(tǒng)）連接城市云計(jì)算處理中心。

城市傳感器和特殊的傳輸網(wǎng)絡(luò)的布置和應(yīng)用將是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。終端感受器等同于監(jiān)測(cè)設(shè)備，但需要縮小體型以適應(yīng)不同的環(huán)境配置、較為安全的防水防曬等保障，并且需有一定頻率的維護(hù)。數(shù)據(jù)處理器（云中心）接受并處理來自傳感器的信息，其安置環(huán)境可參考配電站的設(shè)置環(huán)境。

2）“云端之城”之云平臺(tái)：云平臺(tái)是所有數(shù)據(jù)得到利用的出口。數(shù)據(jù)的共享性可分為兩大方面，即可獲得性和可操作分享性?？色@得性指的是數(shù)據(jù)可以被任何用戶下載，而可操作分享性指的是用戶可對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工分析，最后上載到服務(wù)平臺(tái)上，和公眾一起分享數(shù)據(jù)反應(yīng)的事實(shí)情況。它由原始數(shù)據(jù)、對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)查詢、數(shù)據(jù)處理軟件下載和數(shù)據(jù)分析上載系統(tǒng)組成。

3）“云端之城”之云服務(wù)：云服務(wù)即整個(gè)系統(tǒng)全程的輔助管理， 公眾比較關(guān)心的是服務(wù)的后期機(jī)制，即數(shù)據(jù)反饋之后的情況。在哥本哈根自行車系統(tǒng)的例子中，人們可以享受健康評(píng)測(cè)、選擇路徑等實(shí)際服務(wù)，亦可由“自行車騎行英里數(shù)”得到相應(yīng)的環(huán)保獎(jiǎng)勵(lì)。

云服務(wù)包括面向市民和面向?qū)W術(shù)研究兩大部分。面向市民的服務(wù)分為獎(jiǎng)懲制度和服務(wù)系統(tǒng)。服務(wù)系統(tǒng)根據(jù)不同的數(shù)據(jù)，自動(dòng)為用戶生成需要的信息如健康評(píng)測(cè)、選擇路徑等。獎(jiǎng)懲制度根據(jù)用戶使用資源的狀況給與相應(yīng)的物質(zhì)或是精神上的獎(jiǎng)勵(lì)。而面向?qū)W術(shù)研究可以由各個(gè)機(jī)構(gòu)申請(qǐng)或是直接由研究機(jī)構(gòu)自行建設(shè)開發(fā)服務(wù)。

三、“云端之城”的特征以及建構(gòu)的適用范圍

“云端之城”將為每一位市民構(gòu)建完全不同的生活方式。人們繳納電費(fèi)水費(fèi)或是辦理一切繁雜的手續(xù)業(yè)務(wù)都可以做到一站式解決；交通“云”可以促使人們自覺地遵守法律規(guī)范，環(huán)衛(wèi)“云”能讓人們有節(jié)制地產(chǎn)生垃圾，促進(jìn)環(huán)保事業(yè)的發(fā)展。這將形成一個(gè)龐大的自反饋的體系，為建構(gòu)未來的生態(tài)城市作出實(shí)質(zhì)性的探索和貢獻(xiàn)。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展層面來看，“云計(jì)算”將帶來很多新型的業(yè)態(tài)，可以成為新型的業(yè)績?cè)鲩L點(diǎn)。而城市的社會(huì)管理水平、公共服務(wù)水平都將在“云計(jì)算”的普及運(yùn)用下得到實(shí)質(zhì)的提升。由此，新一代的綠色城市也將應(yīng)運(yùn)而生。而從其他角度來看，“云”城市可以構(gòu)建良好的城市形象：不管是加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也好，或是城市建設(shè)多大規(guī)模、多大峰值的云計(jì)算中心，多大覆蓋范圍的傳感器和節(jié)點(diǎn)布置，都是塑造良好城市形象的重大工作[3]。雖然“云”是一個(gè)日漸熱門的詞匯，但不是每個(gè)城市都有實(shí)力去發(fā)展成為“云端之城”。 這就要權(quán)衡得到與付出的比重。一個(gè)城市本身擁有的資源以及其定位和在區(qū)域中的地位都決定了它是否能夠成為“云端之城”。因?yàn)椤霸啤奔夹g(shù)的普及需要大量基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，城市可以根據(jù)自身的發(fā)展定位、最為迫切的需求、所擁有的資金情況來選定“云”技術(shù)運(yùn)用的具體方面。只有在城市本身的正常運(yùn)行得到充分的保障之后，才能再考慮附加的“云端之城”網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)然“云端之城”的建設(shè)可根據(jù)城市不同的發(fā)展情況階段性進(jìn)行，或是片段性的進(jìn)行。如選取對(duì)城市發(fā)展最有利得若干系統(tǒng)（如交通系統(tǒng)監(jiān)控等）進(jìn)行重點(diǎn)建設(shè)等。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] Christine Outram， Assar Biderman，Carlo Ratti， Self-Engineering Ecologies[C]， Ecological Urbanism 2011

[2] Matt Welsh and Josh Bers， CitySense： An Urban-Scale Sensor Nework [C]， Ecological Urbanism2011

[3]安暉，國內(nèi)城市云計(jì)算發(fā)展存在的三方面問題， 在2012年中國城市云計(jì)算系列報(bào)道之智能交通與醫(yī)療云大會(huì)上的發(fā)言稿