物聯網在智慧醫療的應用范文
時間：2023-12-20 17:57:24
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篇1
中圖分類號：TP393文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)02-0303-03
物聯網（The Internet of things）概念最早見諸于1999年比爾?蓋茨的《未來之路》，正式提出是在2005年國際電信聯盟會議上。而近年來，隨著互聯網技術、傳感器網絡等科學技術的迅猛發展，物聯網被廣泛提上日程。以物聯網為基礎的五橫三縱系統框架和7個領域30種場景的物聯網應用體系也在國內的大型城市開始試點研究。醫療衛生事業作為現代化程度較高的領域，對物聯網的應用和普及要求更為迫切。因此，本文從物聯網的特性出發，分析物聯網技術在當今關系國計民生的智能醫療系統建設中所能發揮的作用及應注意的問題，以期為物聯網技術發展，盡一份綿薄之力。
1物聯網技術的概念及其特性
物聯網并不是一種通信網，而是在現有網絡的基礎上，實現傳感技術、通信技術、計算機技術的糅合。它綜合運用射頻識別技術(RFID)、傳感器技術、二維碼技術、衛星定位技術、無線通信技術等信息感知技術手段，支持物理、化學及生物系統和過程的遠程的人機交互，從而實現對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。物聯網技術具有無限傳輸、及時感知、方便存儲、智能處理等特點，從而保障業務穩定運行。
2物聯網在智慧醫療系統中的應用
經過長足的發展，現階段已有很多醫院建立了監控系統，配備和研發了各種信息系統，使得醫院的可視化管理和信息化建設取得了顯著的進步，但鑒于目前醫院的現代化發展水平較低，監控的感知手段校為單一，智能化管理仍存在不少死角，造成了社會資源的浪費；同時各種信息系統尚存在兼容問題。
物聯網作為新興經濟增長點，必然會對社會政治、經濟、生活的方方面面產生深刻的影響，在“十二五”規劃中，物聯網還被計劃應用于醫療衛生系統中，這不僅能夠幫助醫院實時監控病人的健康，如在病人體內植入芯片，隨時監護病人各項指標，隨時給出警示和建議，而且還可以有效管理整個醫院的運營，對醫院人員、設備、后勤供給、來往車輛和安全保障實行智能化、人性化管理。這不僅有效節約了社會資源，而且也大大推進了醫療衛生系統的運轉速度。
表1“十二五”規劃中物聯網在醫療衛生領域的應用場景
2.1智慧物聯網在醫療系統中應用的原理和結構
以物聯網為技術基礎的現代醫療系統建設，其基本原理就是對醫院內各種對象的感知、定位于控制，通過對醫院工作人員、病人、車輛、醫療器械、基礎設施等資源進行信息化改造，綜合運用物聯網技術，對醫院內需要感知的對象加以標識，進而通過標簽讀寫器智能終端設備手持接收終端無線感應器等信息識別設備對上述標識加以識別，并通過無線網絡技術將信息反饋至信息處理中心，并在處理中心加工處理融合后，傳輸至醫療指揮中心，指揮中心繼而對獲取的信息綜合分析，及時處理，從而醫院管理部門掌握感知對象的形態，進而為正確決策打下基礎，其結構和原理如圖1所示。
2.2物聯網技術在醫療系統中的具體應用
物聯網技術使得醫院對象感知能力激增，處理疫情、病情、醫院各環節調度的速度、精度和范圍都得到極大的提高，這是其他技術手段所不能取代的。
圖1物聯網技術下智慧醫療系統結構及原理圖
2.2.1醫護人員、病人、病人家屬、臨時就診等人員和診室、病房等區域實現智能可視化管理
每天都有成百上千的人出入醫院，這給有限的醫院空間帶來了巨大困難，而為醫護人員、病人、住院病人家屬配備相應的管理卡，通過這種門禁系統和遍布醫院的感應點，可以及時區分這些人群并對需要重點監控的病人實行全自動實時感知、定位，對進入重要區域的可疑人員進行重點監控，確保醫院安全。各科室醫護人員可以通過智慧醫療管理平臺實時了解本科室病人在診室、病房等地的各種情況，加強對病人的呵護和管理。并且，將管理卡與其他系統合并，如餐飲、洗浴，跨科室診療，可以大大提高醫療速度，節省醫療資源，提高管理人性化程度。
2.2.2對病人隱私、醫院重要醫療資料等事項智能化保密措施
為病人病情設置查閱密碼，對醫院重要資料、機密文件等張貼二維碼或嵌入射頻卡，可以實時感知其所在位置，并且對進出該保密地帶的人員進行實時監控，防止重要資料的泄密和流失。
2.2.3為遠距離專家會診提供方便和可能
物聯網技術條件下，單個醫院的信息既可以是封閉的，也可以實現人為管理的開放的，對疑難雜癥等的治療，可以通過開放的醫療衛生感應系統，實現遠距離專家會診，通過對病人病情信息的共享，使疑難病患不必飽受路途顛簸之苦，在最快的時間內，得到最專業的診療和護理。
2.2.4對進出醫院的車輛實行精細化智能管理。
通過為進出醫院的救護車、儲運車等車輛和重要醫療器械、醫療設備安裝電子標簽、嵌入傳感器、衛星定位裝置等，實現對交通工具、重要醫療器械、設備進行準確定位和實時跟蹤，并通過嵌入的各類智能傳感器，監控其工作狀態、完好情況等，從而實現對其精細化管理。
2.2.5在醫療倉儲、物資管理等多方面實現智能化保障
醫療藥品、器械的儲備充分是醫院應對公共醫療事件的必要保障，為醫院的倉庫、物資安裝包含醫療藥品型號、器械種類，品種數量等狀態信息的電子標簽，能使醫院管理者及時準確掌握醫療藥品、器械的儲備請康，為醫院應對各種突發事件提供保障。
2.2.6在重點區域設置電子崗哨，確保信息和物資安全
為財務、倉庫及醫院的其他重點區域安裝智能傳感器，實現對重點區域的24小時不間斷安全檢測，一旦發現有不法分子或可疑分子的不軌情況，可有感應點自動調整攝像頭的方向對嫌疑人進行全方位視頻監控，并向值班人員發出安全警示提醒，以便及時偵查，確保安全。
3智慧醫療系統建設應注意的問題
由于物聯網剛剛建立試點不就，正處于技術和標準體系的摸索期。很多與之相配備的制度和管理法規尚處于真空階段，因此，智能醫療系統的建立應重點處理好以下幾個方面：
3.1對智慧醫療系統的建設和引進要采取要科學謹慎的態度
當前是物聯網技術的初始階段，各階層、各行業對物聯網的熱情高漲，對物聯網美好前景的描述也讓對現代化程度要求最高的醫療衛生行業對其充滿期待。但在具體推進上，筆者建議采取科學謹慎的態度，不能不顧醫院的規模和實際的情況下盲目開展建設工作，浪費財力、物力。建議采取科學合理的態度，在充分理解智慧醫療建設重要性的基礎上，從部分大型醫院進行試點，重點推 進，逐步取得經驗，為全面建設智慧醫院做好技術鋪墊。
3.2對物聯網感知系統應采取統一數據格式標準
目前，在傳感器領域，傳感器生產廠家較多，感知手段不一而足，標準各異，各種傳感器之間，并無統一的標準，為了壟斷和控制市場，兼容問題一直不能夠實現，這就造成在物聯網應用和推廣中，感知信息的數據格式不一而足，不能形成統一的集中調控，因此，在物聯網的大范圍推廣前政府必須出面加強這方面的統一領導，制定規范的數據格式標準，使用兼容的信息系統管理軟件，使得醫院資源能夠統一管理，感知到的數據能夠共享和合并處理，以提高管控水平。
3.3不同設備采取不同的感知手段有利于降低建設成本
智慧醫療系統的建設涉及的項目很多，各種感知對象讀感應資源的反映情況差別也較大，
感知定位的要求又不一而足，因此，如果對所有感知對象采取統一的感知技術手段，不僅很那達到對感知對象的精確掌握，而且會造成大量信息冗余，增加運營成本。因此，要對不同感知對象區別使用不同手段，如普通醫療器械、醫療設備等可以使用二維碼、被動式射頻標簽對其進行標識和感知；救護車、物資車、重大器械等可以采用主動式射頻標簽，衛星定位等技術進行定位追蹤；而一些重要區域可以利用智能傳感器芯片對其周邊環境進行感知，了解其安全狀態。這樣，既做到了量體裁衣，又有效節約了成本。
3.4與原有系統有效整合、綜合利用的問題。
由于目前很多國營和大型私立醫院已經實現了智能視頻監控，并且對其他信息系統也采用了較為先進的處理系統，因此，物聯網在建設智慧醫療系統的過程中，應充分利用舊有的系統，與舊有系統進行兼容性設計，減少重復開發的成本。
4結束語
智慧醫療系統的建立不僅能夠為患者提供方便、快捷、及時、準確的醫療服務，還將大量的人力、物力從繁雜的日常運營管理中解放出來。在為全社會提供全方位的信息診療的基礎上，向著更廣闊的空間邁進。但物聯網智慧醫療系統的建立還有很長的路要走，這需要全社會各階層的共同努力。
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篇2
與此同時，各地政府都將智慧城市列為“十二五”中的建設重點，大力發展云計算、物聯網等新興產業，以實現“和諧”的發展目標。那么，我們離智慧城市還有多遠？
改變現代醫療
“過去是PC+PC，人與物相連，現在通過物聯網的模式。我們希望能夠實現醫療服務模式的創新，從而適應衛生改革的需要。” 衛生部信息化工作領導小組辦公室副主任高燕婕表示。
目前，國內普遍存在著看病難、看病貴的問題，而追尋這背后的根源，實際上是醫療資源分布不合理，既存在分配不均的問題，又有著嚴重的資源浪費。“因此，我們希望通過物聯網和智慧醫療帶來醫療模式的創新，提高醫療服務質量，改善現代醫療的種種問題。”據高燕婕介紹，衛生部從2008年起，就根據物聯網技術在中國的探索和運用，出臺了衛生系統信息化建設的相關規劃，并探索基于IC卡的醫療一卡通產品的應用。2009年，衛生部首次召開了衛生領域RFID應用大會，圍繞醫療器械設備管理、藥品、血液等領域進行技術交流。
通過傳感技術和物聯網，可以控制醫療缺陷。比如利用電子標簽加強藥物、血液的運輸、追溯系統等，提高醫療資料，實現精細化管理，提升醫療服務能力。
同時，物聯網也能夠在慢性病管理、急性傳染病檢測等方面發揮巨大作用。數據顯示，目前國內高血壓的知曉率、治療率和控制率分別為30%、25%和6%，這意味著有七成高血壓患者不知道自己生病、只有1/4的高血壓患者得到治療、不到一成的高血壓患者得到有效控制。而物聯網的作用就在于對患者追蹤，及時發現身體異常并治療。
除此之外，衛生部還在大力推進電子醫療，以較低的價格把現有的醫療監護設備無線化使各種醫療信息和有限的醫療資源得到高度共享，大大降低公眾的醫療成本。我們希望通過智慧醫療來改變傳統醫療服務模式，通過遠程醫療、自助醫療等緩解醫療資源短缺的壓力，提升醫療現代化的服務水平。”高燕婕說。
提高城市管理
2010年上海世博會閉幕式發表著名的《上海宣言》中寫道：“城市化和工業化在帶給人類豐富現代文明成果的同時，也伴隨著前所未有的挑戰。人口膨脹、交通擁擠、環境污染、資源緊缺、城市貧困、文化沖突，正在成為全球性的問題。” 為此，中國各大城市開始把“和諧城市”作為目標，通過構建智慧城市改善民生。
“我們把智慧成都歸納為‘智能的城市，智慧的生活’。” 成都市經濟信息中心副主任、總工程師郭念東說，建設智慧城市是改善民生，提高面向農村及弱勢群體服務水平，應對城市化發展挑戰不可或缺的手段。
據介紹，成都市以建設“世界生態田園城市”為目標，積極通過云計算、物聯網等新興技術建設信息化，已經實現了生豬蔬菜產品質量安全可追溯、水電氣智能調度、重點污染源自動控制預警、應急聯動指揮、網上政務大廳、流動人口服務管理系統，智能鄉村信息服務等一批城市的智能應用系統。
除成都以外，北京市也在數字北京的基礎上，開始了智慧北京的規劃建設，包括人口精確管理、交通全面智能、平安城市、綠色集約政務網絡體系等。
北京市信息資源管理中心主任彭凱告訴記者，北京正在建設全市范圍內的政務物聯網應用平臺和政務云計算平臺等，同時提升現有的設施，進一步完善政務信息資源共享交換平臺和移動電子政務管理平臺。
“物聯網和智慧城市的應用，能夠有效地促進政府職能轉變，把政府的行政資源進行整合。”專家指出，目前有些地區已經把行政資源覆蓋到村級，借助信息化手段，對村鎮平臺進行管理，使老百姓辦事都有了統一的入口。
突破“最后一公里”
“信息化一直在強調‘最后一公里’的問題。而智慧城市建設最終能不能真正落地，實際上也是‘最后一公里’的問題。” 清華同方物聯網應用產業本部副總經理王恩勇說。
實際上，對絕大多數把智慧城市和物聯網放在戰略高度來發展的城市而言，盡管擁有十多年的信息化累積，但面對新技術、新應用，以及城市化建設中的種種問題，打近“最后一公里”變得正越來越緊迫。
首先，在作為基礎設施能力的云計算中，“我們感到最大的問題有兩個。”彭凱說，一是如何利用已有的IT投資發展云計算和虛擬化，尤其是現有的分離式系統，哪些該淘汰、哪些繼續并存難以把握；二是云計算環境下，信息安全架構面臨重新確立，而個體應用的安全和整體云環境的安全體系也需要建立新的規則。
篇3
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[3]劉強，崔莉，陳海明，物聯網關鍵技術與應用[J].計算機科學，2010.
篇4
在未來五到十年，無錫要在城市發展科技內涵方面取得突破，打造好“智慧城市”軟件基礎，充分利用建設好國家傳感網創新示范區的機遇，鞏固、提升和擴大無錫在物聯網技術研發應用方面的先發優勢，搶先進入全國和世界“感知城市”發展的第一方陣。
智慧基礎設施逐漸成熟
2013年，無錫憑借智慧基礎設施建設、智慧民生、智慧管理等方面的優異表現蟬聯國內智慧城市發展評估第一名，超過浦東新區、寧波、上海、杭州、北京、深圳等城市和地區。
目前，無錫地區的信息基礎設施已躋身國內一流水平。無錫基本實現了“百兆到戶、千兆到樓、T級出口”的光網城市建設目標。無錫城區、集鎮FTTH 已普遍覆蓋，農村覆蓋率已經達到90%，全區光網覆蓋能力超過409萬戶，比2012年增長近100萬戶，全市互聯網出口帶寬已經達到1.3T，比2012年增加了340G。
無錫全市免費無線熱點已達6000個，2014年將新增2.4萬個，力爭2015年上半年達到4萬個，覆蓋無錫兩市（縣）七區；社區智慧信息屏預計到2013年底可建100個，明年新增400個。光網城市、無線城市、三網融合、寬帶提速等重點工程建設將進一步推進。
在無線無錫建設的基礎上，一些“智慧”應用將越來越完善。如“智慧旅游”手機客戶端，2013年將把旅游中的購物、娛樂、餐飲元素納入該客戶端平臺上，讓無錫的游客用一只手機就能解決購物、娛樂和用餐的需求。游客在出行時也可用手機按鍵實現隨地隨時叫出租車。
2013年，全市4000多輛出租車都納入統一的招車系統內，用戶用該客戶端可了解到自己所在地周圍出租車的數量，待自己發出招車信號后就可以看到被招車輛的車牌號和離自己所在地的距離。
目前，該系統出租車終端數字模式正在升級為地圖模式，將來終端接收到招車信號后會顯示一張地圖，愿意搭載這名乘客的出租車司機在上面能看到乘客的位置和電話號碼。
此外，無錫還將以城市智能交通綜合管理系統、智能公交調度系統、智能停車誘導系統、智能交通信息服務系統為重點，在交通信息的傳感與采集、數據融合處理、服務的推送與應用等方面推進交通的智能化。
無錫還在國內率先探索市場化運作提升城市信息基礎設施建設水平的新模式，與中苗科技和德亞科技分別就“無錫公共免費無線熱點”和“社區智慧信息屏”簽訂協議，由政府負責引導和規劃，企業負責建設和運維。
以智慧產業帶動智慧城市建設
發展智慧城市首先要發展智慧型產業，無錫山水城科教園是一個高科技研發孵化園，在產業園內，隨處可見低能耗、高產出的智慧型產業，不斷為智慧城市建設創造效益。隨著無錫智慧城市建設如火如荼的進行，無錫山水城科教園正成為無錫建設創業型城市的一個不斷崛起的新增長極。
目前，園區累計建成“三創”載體100萬平方米，累計引進IBM、HP、軟通動力、英科睦、巨人網絡、今日動畫、文思創新、東軟、墨西哥Softtek、泛聯物聯網、埃卡內基國際高級IT人才學院等各類新興產業企業近1000家。集聚人才萬余名，新興產業年產值90億元。初步形成二校、四所、一基地的人才支撐和三業、四園、四平臺的發展格局。
無錫山水城科教園是最早投入云計算和物聯網建設的園區之一，在國內具有較高的知名度。園區內擁有眾多的將“云”進行商業化運作的企業，其中最具有代表性的當屬江蘇太湖云計算信息技術股份有限公司。
公司在2007年前僅僅只是公共服務平臺的IBM全球第一個云計算商業運營中心，然而隨著無錫現代服務業和物聯網產業的快速發展，公司在2010年便實現了市場銷售2000萬元，并且擁有市民中心、民政局、人保局等幾十家用戶，成績斐然，開創了云計算服務在中國商業化運作的時代。
物聯網感知智慧生活
自無錫啟動國家傳感網創新示范區建設和智慧城市建設以來，一批創新應用成果正讓城市生活變得更“智慧”。
為保障市民的食品安全，從2012年下半年起，無錫的一批超市和農貿市場開始試點推行“肉菜溯源系統”。到2013年年底，無錫市區范圍內將全面建成肉類蔬菜流通追溯體系。
根據智慧城市建設行動計劃，無錫還將建立全市統一的綜合性食品質量溯源管理物聯網基礎技術平臺，擴大基于RFID （射頻識別技術）標簽的食品安全可追溯范圍，進行源頭供應、處理、流通（包括批發、配送、零售和團購等）和消費各個環節質量安全信息的可追溯管理，實現對地產環境和農產品相關信息的實時采樣、傳輸、處理和遠程監控的智能化。
在智慧醫療方面，無錫已經啟動“醫療數據中心”建設，病案管理系統、門診電子病歷開始試點，面向城市居民服務應用的便民查詢系統、個人健康管理系統、專家遠程咨詢系統等已經完成程序開發。
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智慧城市的內涵及發展
據聯合國報告，全球人口中有一半生活在城市，在2025年前，將新增8個千萬人口城市，到2050年，生活在城市中的人口將從當前的33億增長到64億，全球城市化進程急劇加快。城市化進程意味著更大的資源需求、更復雜的城市管理和社會關系，人口膨脹、環境污染、資源短缺、交通阻塞等已逐漸成為制約現代城市發展的主要問題。云計算、物聯網、3G等新興技術逐漸成熟并開始投入商用，對推動城市信息化發展起到巨大的推動作用，讓城市更加智慧。面對城市發展挑戰和信息技術變革，實施智慧城市建設已經成為當今世界城市發展的共識。據統計，全球超過1D0個城市正在進行智慧城市的試點和實驗，其中歐洲和亞洲是智慧城市開展較為積極的地區。
智慧城市的概念、目標與價值
“智慧城市”是指按照科學的城市發展理念，利用新一代信息技術，在泛在信息全面感知和互聯的基礎上，實現人、物、城市功能系統之間無縫連接與協同聯動的智能自感知、自適應、自優化，從而對民生、環保、公共安全、城市服務、商務活動等多種城市需求做出智能的響應，形成具備可持續內生動力的安全、便捷、高效、綠色的城市形態。智慧城市帶來的改變不僅限于理念范疇，它將使城市的生產方式、生活方式、交換方式、公共服務、政府決策、市政管理、社會民生等方面產生巨大和深遠的變革。為此，中國電信建立了智慧城市架構全視圖（見圖1），安全、便捷、高效、綠色是我們要實現的智慧城市目標，其中最關鍵是要有高效的政府管理，否則智慧城市無從談起。
信息泛在基礎是構建智慧城市的基石
信息泛在基礎是通過在傳統的工程性基礎設施和社會性基礎設施上，增加感知、交互、智能判斷、協同運作等能力，使得原有城市基礎設施具備信息化能力，是實現智慧城市的必要條件。在智慧城市建設的要求下，信息泛在基礎包括四個層面，從下至上分別是感知平面、網絡平面、信息平面和交互平面。
智慧城市在技術層面可以概括地看成是由物聯網、云計算、移動互聯網這三大技術為主。物聯網當中也談及感知層、傳輸層和應用層，沒有基礎的感知絕對不可能做到頂端的智能。智能的另一個前提是必須要有有序的管理和規范，感知體驗逐漸成為智慧城市的新概念之一。同時，網絡平面和信息平面必須要和感知平面結合起來。無論感知、信息網絡還是應用，現在都要通過手機、PC等終端設備，以多種多媒體手段呈現出來，這就體現了交互平面的重要性。在以往各界所提出的構架系統基礎之上，我們綜合了這四個平面，布置出一個更為全面、適用性更強的新平臺（見圖2）。
我國政府關注信息基礎設施建設和信息化應用，各級政府對“十二五”期間信息基礎設施建設給予了高度重視，要求建設由傳感網絡、通信設施、網絡超算、智能軟件構成的智能基礎設施，按照可靠、低成本信息化的要求，構建泛在的信息網絡體系。在上海，要構建寬帶、泛在、融合、安全的信息基礎設施體系，成為國內帶寬和服務最具競爭力的地區之一；在廣東，在無線城市、區域物流信息交換樞紐、智能傳感網等領域建成國內先進的物聯網基礎設施，實現城鄉網絡全覆蓋；在深圳，建設六大基礎設施重點工程（無線城市、三網融合、全面覆蓋的感知網絡、智慧應用集成平臺、以超算中心為基礎的基礎設施共享服務平臺、信息安全技術體系）。
2010年以來，在IBM“智慧地球”和各地物聯網發展的推動下，以“智慧城市”為主題，國內大中城市相關規劃、項目和活動漸次推出，利用信息技術加強城市管理、改善城市服務、完善城市功能，探索“智慧城市”建設模式。中國已超300個城市計劃建設智慧城市。截至2012年6月底，三大運營商已在全國320多個城市，與當地政府合作建設智慧城市，“十二五”期間各地智慧城市建設將啟動2萬億元的產業機會。
國內外智慧城市建設經驗――共性與特性
如今，國內外智慧城市建設已有許多典型實踐案例值得借鑒。臺灣，通過泛在、高速的網絡基礎設施構建，發展優質網絡化社會。新加坡，從無縫政府到智慧國家，全民參與信息化戰略從制定到實施的整個過程。首爾，智慧城市建設全力支撐首爾清潔且充滿魅力的國際大都市城市發展戰略。香港，政府以身作則，鼓勵全民參與，結合香港特點，推進信息化持續發展。總而言之，不論是國內還是國外，智慧城市建設都有一些共性特征可循，第一，數字化向智能化演進是城市信息化發展的總體趨勢；第二，圍繞城市發展戰略和總體發展目標展開是信息化建設取得成功的關鍵；第三，網絡、終端、數據中心等信息化基礎設施的建設與完善不可跨越；第四，以城市為視角的基礎數據的完備與共享是信息創造價值的突破口；第五，圍繞政府關切、公眾關心的核心訴求部署應用是可持續發展的動力。
在核心城市，智慧城市建設要做到緩解城市持續發展矛盾，增強城市國際競爭能力；在二線城市，要突破傳統經濟增長瓶頸，促進經濟社會協調發展；在新興城市，則要加速優勢資源轉換，推動區域跨越式發展。
中國電信助力智慧城市的基礎設施建設
建設智慧城市首先要建設好由光網城市和無線城市組合而成的寬帶城市。中國電信目前在全國WiFi的覆蓋點，到上個月為止突破了100萬個AP，而光網更大，現在已經覆蓋到600萬用戶，70%的用戶接入了20兆網速，光纖到戶很快將會實現。在光纖和無線的基礎上，再進一步搭建寬帶、泛在、協同、安全的信息基礎設施，實現安全、便捷、高效、綠色的信息化應用。
網絡發展――推動網絡由傳統管道向智能管道轉變
無線網絡能有效地擴大3G覆蓋和WiFi熱點地段部署，通過網絡優化、C+W協同、增強型技術引入等提升網絡容量和頻率的使用效率，同時可對網絡進行全IP化改造。
有線網絡將會完善新一代寬帶網絡，提供差異化的端到端網絡質量保障，全面實施光網絡演進，部署業務感知和策略控制系統，提高全業務綜合化、智能化承載能力，推進IPV6的試點和推廣，協調發展傳輸網與IP網，推動100G波分技術試點和商用，加快FTTH的進度。
物聯網能力平臺――傳感層的智能管道平臺
物聯網基礎構架已被業內認可并得到大力推廣，但在國外，處于傳輸層面關鍵環節的運營商們是聯手的，他們統一建立一個公共平臺，共同提供傳輸智能管道。我們要借鑒的也是這樣的內涵，而不是把傳感器簡單地聯系起來就可以的，物聯網時代對協同性工作提出了更新更高的要求，只有聯合，才能打通關節。
云計算――提供公共服務的計算能力
在建立物聯網平臺的同時，云計算平臺也被建立起來。智慧城市建設的實際問題和當前的迫切需求，催生了云計算，云計算也是避免智慧城市建設空談化的保障。因此要構建包括應用云、平臺云、資源云的整體云服務體系，打造智慧城市綜合平臺，開放四大能力域，形成產業生態環境（見圖3）。
IPV6――有效解決互聯網地址不足的困擾
還有一個非常重要的就是IP地址。互聯網業務流量每年以60%的速度在增長，省際帶寬已超過11T，寬帶用戶數超過6000萬，全部具備8M以上接入帶寬，20M以上支持能力超過70%。而它不僅僅是個簡單的IP地址，還應該包括標識層面的管理，智慧城市的建設，物聯網建設，如果沒有標識層面的管理也很難行得通。
中國電信助力智慧城市應用
智慧城市的根本目標在于使城市運行更加安全、便捷、高效、綠色，其功能范圍覆蓋了城市的政務、經濟、民生三大領域。國內智慧城市發展具有良好的發展環境，國家相關部門積極推進智慧城市建設，出臺扶持政策，成為智慧城市發展的源動力，主管部門牽頭智慧城市試點工作，地方城市紛紛出臺智慧城市規劃，扶持智慧城市建設，同時智慧城市相關專業機構出現。在國家引導下，地方政府推動下，產業鏈各方蜂擁而動，但在智慧城市發展初期，仍然存在一些問題，政府期望值過高，存在過熱風險和忽悠成分，缺乏有效的指標體系指引等，需要在智慧城市建設過程中得以改正與提高。
目前中國的智慧城市主要體現在城市信息基礎設施建設領域，智慧城市應用在各地百花齊放，主要集中在智能電網，智能交通，智慧物流，智慧醫療，智慧工業，智慧農業等領域。智慧城市應用相對集中，缺乏創新性與廣泛性。智慧城市需要構筑足夠豐富的應用，以規劃為先導，要以需求為導向，并且要創新應用，創新模式。中國電信以自身優勢和資源為基礎，為智慧城市建設提供一系列解決方案。
智慧安全，打造平安、和諧的城市生活。保障城市中人、財產、城市生命線和其他重要系統的安全，涉及到社會多個領域，如公共衛生、基礎設施、通訊、環境、商品供應、社會穩定、災害防控等；智慧的公共安全解決方案有助于打造平安、和諧的城市生活。
智慧交通，打造便捷的城市交通。以交通信息中心為核心，連接公共汽車系統、城市出租車系統、高速公路監控系統、電子收費系統、道路信息管理系統、交通信號系統、汽車電子系統等的綜合性協同運作，讓人、車、路和交通系統融為一體，為出行者和交通監管部門提供實時交通信息，有效緩解交通擁堵，快速響應突發狀況，為城市大動脈的良性運轉提供科學決策。
智慧政務，打造高效的服務政府。政府在城市發展過程中，在其管轄的環境、公用事業、城市服務、公民和本地產業發展中，充分利用新一代信息技術，智慧地感知、分析、集成和應對其在行使經濟調節、市場監管、社會管理和公共服務政府職能過程中的相關活動與需求，創造一個更好的生活、工作、休息和娛樂環境，最大限度地提高服務滿意度和美好生活感知度。
智慧環境，打造綠色的城市生態。實現集空氣質量、環境噪聲、煙氣排放、水污染、放射源、城市積水、城市雨量、河道湖泊水位、氣象參數、污染事故應急響應和環境綜合管理、網絡辦公為一體的綜合監測與監管協同。
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贏利成為熱點說明人們對物聯網的關注已經從理念的傳播轉向具體應用的實施,而從企業家峰會到智慧城市智能產業高端會議更名的背后,則直白地表露出企業家的關注焦點所在。
包括網絡在內的各種基礎設施既是物聯網應用的突破口,也是未來應用的重中之重。因此,運營商和政府將在推動物聯網發展中扮演重要的角色。與此同時,也必須重視核心技術的開發與生態環境的建設。從與會專家對物聯網感知、網絡和應用這三個層面的探討,可以一窺我國物聯網應用的現狀。
金卡工程奠基物聯網
“2009年,我國RFID應用市場規模達到了85.3億元,僅次于美國和英國,位居全球第三。今年保守估計,市場規模將達到120億元。”國家金卡工程協調領導小組辦公室主任張琪表示:“但傳感器網絡方面尚有不小差距,目前還沒有進入前10名。”
射頻識別特別是RFID是物聯網最基礎的核心技術。早在20世紀90年代,我國就開展了射頻識別相關技術的研究和應用試點。國家金卡工程非接觸式智能卡已廣泛用于不停車收費、路橋管理、鐵路機車識別管理以及電子證照身份識別等方面。2004年,RFID行業應用試點工作啟動,涉及到畜牧業飼養與加工、煤礦安全、工業生產、藥品與煙酒可追溯監管、物流監管、交通管理、軍事應用等。
張琪表示,當前我國RFID市場有三大特點:一是國內應用范圍逐漸從占據約60%市場份額的身份識別與電子票證,向資產管理、食品藥品安全監管、圖書館、倉儲物流等物品識別領域拓展;二是工作頻率逐步從低、高頻的門禁、二代身份證應用逐步向超高頻、微波的高速公路不停車收費、交通車輛管理等應用拓展;三是從閉環應用向開環應用拓展,如:國際海事管理等。
目前,我國RFID產業經歷了技術推動期,正處于政府推動期的中后期,并向市場拉動期轉變,行業市場需求開始蓬勃發展。張琪認為,政府在特定時期的扶植和引導這一對RFID產業發展的成功經驗,為我國物聯網產業的發展提供了借鑒。
張琪認為,我國RFID產業鏈已經初步形成,表現在低、高頻RFID比較成熟,超高頻RFID正在走向成熟,而微波RFID則有待成熟,國內企業已經在RFID市場上占據主導地位。隨著標準化、測試檢測、開放實驗室、示范基地、產業聯盟等相關領域工作的深入,我國RFID基礎服務體系已經初步形成。
張琪預測,2015年,我國RFID產業將進入大規模、全方位推廣的成熟期。
運營商重新定位角色
“從人與人之間的通信延伸到物與物之間的通信(M2M),這樣大的變革力度,對電信運營商來說是個很大的挑戰。”中國電信副總裁靳東濱強調,“據IDATE統計,全球2009年M2M通信模塊的市場總量為122億歐元。預計到2013年,市場規模將增長到295億歐元。”
對中國的電信運營商來說,這種挑戰來得更大。據TMNG 2009年對機器用戶占到總用戶比例的調查統計,瑞典為40%、芬蘭為18%、美國為10%,而中國移動僅為0.6%。
靳東濱認為物聯網給電信運營商在技術上帶來的挑戰主要是:來自RFID空中接口協議上的核心挑戰,移動通信網為支持物聯網而在網絡架構等方面進行調整,為云計算、物聯網及多媒體等應用提供高帶寬、高質量的網絡保證。
他表示,移動通信網、無線接入網、固話網、有線電視網等通信基礎設施在經歷了從分立異構網絡到異構網絡互通的發展后,未來將向著包含4G在內的全IP泛在網發展,其特點是異構網絡融合與協同工作,以支持物聯網應用泛在化的特點。
盡管電信運營商在傳輸層面優勢顯著,但靳東濱表示,物聯網豐富的內涵主要是在感知層和應用層,且行業應用千差萬別。加之物聯網網關之下的傳感網部分的運營管理并未有一個統一的責任主體訴求。因此,電信運營商必須重新思考自身的定位,調整經營策略,從而抓住物聯網M2M連接與通信帶來的新的市場機遇。
事實上,中國電信在智能交通、遠程醫療、智能樓宇與家庭、環境監測、災害預警等物聯網應用領域的嘗試,已經超出了原有電信運營商的定位。
政府主導統籌規劃
智慧城市的建設涵蓋了城市各種基礎設施,而基礎設施是以運營形式提供服務的,因而具有前期投入大、投資回收期長的特點。這種投資強度和跨領域協調能力遠非企業單槍匹馬所能勝任的。
“企業要生存就必須有贏利。初期為物聯網買單的人最有可能的就是政府,政府可以為一些公共服務、民生工程買單。”北京訊鳥軟件公司戰略與投融資副總裁陳勇良表示。
即便是政府投入,也要充分考慮智慧城市、物聯網等建設的復雜性。華為技術有限公司副總裁陳亦泉表示,他們在與客戶的溝通中發現,有的地方政府今天見到智能電網就建設智能電網,明天看到智能交通就建設智能交通,缺少統籌和協調。
陳亦泉認為,智慧城市的建設必須要有高瞻遠矚的整體戰略規劃,應該在一個統一的城市數據中心之上,對政府、金融、能源、交通、教育、醫療等垂直領域以及企業的應用進行統籌規劃,從而確保各種應用能在統一的框架體系架構中,分步實施。這一框架結構要對數據格式進行規范,如果各家醫院使用不同的數據標準而無法形成公共的衛生數據,那么,智慧醫療就是空談。
“未來,市長辦公桌上會放置一個智慧城市的儀表盤。”陳亦泉介紹說,電子政務、數字城管、智能交通、數字校園、智能醫療、智能樓宇等物聯網垂直應用都將可視化地反映在這個儀表盤上。
固安欲占地利之便
縱觀高技術產業的發展,無不與產業集群密切相關。作為尚在萌芽期的物聯網行業,對生態環境與產業集群的需求更為迫切。當前,物聯網已經成為國家戰略發展目標之一,全國多個城市競相成立各種研究機構或是產業基地。
在由商務部、貿促會、河北省人民政府主辦的為期兩天的“APEC智慧城市智能產業高端會議”上,固安工業區借“物聯網產業發展與合作專題會議”亮出物聯網產業園。
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目前來自懷柔區經濟和信息化委員會的最新消息稱，懷柔區在智慧鎮鄉項目中已經率先在橋梓和寶山開展試點工作，試點完成后，將會大范圍就項目所涉及的智慧工程做推廣。
從數字出發
懷柔區經信委主任周懷明曾表示，作為城市轉型升級的動力，“智慧鎮鄉”建設是創新城市管理的有效實踐，通過完善信息化基礎設施，實現打造智慧政務、提供智慧服務、普及智慧生活、培育智慧產業的目標。具體建設內容包括：推進高速寬帶網絡建設、建設覆蓋鎮村的電子政務網絡、大力推進鎮鄉政府機關辦公自動化、營造網上招商引資環境、遠程醫療、推廣數字消費方式、農村休閑農業電子商務工程等。特別是物聯網、云計算等新興信息技術廣泛應用到政務、商務、生產、生活、教育、文化等各個領域，將有效地促進民生、三農、教育、經濟等事業的加速創新發展。
據了解，與以往不同的是，
“智慧懷柔”是在新一代信息技術和知識經濟加速發展的背景下，以互聯網、物聯網、電信網、廣電網、無線寬帶網等網絡組合為基礎，以信息技術高度集成、信息資源綜合應用為主要特征，以智慧技術、智慧產業、智慧服務、智慧管理、智慧生活為主要內容的城市發展新模式，是從“數字懷柔”向“智慧懷柔”的全面躍進。為此，懷柔區制定了一系列圍繞這一主題的計劃。
例如，信息產業高端發展計劃。包括高端制造智能升級、新興業態創新培育、數字文化創意無限3個方面。經濟發展融合轉型計劃。包括網絡創新引領發展、生產制造智慧高效、農業發展智慧集約、電子商務智慧應用、物流體系智慧順暢5個方面。城市運行智能感知計劃。包括城市應急智慧精細、交通系統智能服務、能源應用智慧管理、城市人口精準掌控、水務安全智能保障、生態環境智能監測6個方面。信息資源開發利用計劃。包括系統整合資源共享、信息資源增值服務、領導決策智慧精準3個方面等。
此外，面向智慧懷柔的總體目標，還要求擴展現有行政辦事大廳及全程辦事網上審批與監督管理系統的功能。建設網上服務大廳，建成實體大廳與網上虛擬窗口并行、集信息公開、咨詢服務、網上申報、網上審批、效能監察于一體的綜合服務體系，集成政府各類服務，促進前臺集中受理與后臺協同辦理，實現面向居民和企業的一站式服務整合；加強鄉鎮與區、市政府部門間辦事服務系統的協同與信息共享，促進業務的協同辦理。
向智慧躍進
對于智慧城市的建設和規劃者來說，智慧包含的是技術、數據、信息等有著科技標識的創新手段。而對百姓而言，智慧就是讓生活變得更加便利，唯有這一條才是衡量城市居住感受的標準。在智慧懷柔的建設過程中，懷柔區經信委充分考慮到這一需求，讓民眾能夠切實感受到身邊的智慧。
懷柔區是北京市的遠郊區，在人口結構上農業人口占到相當大的比例，因此推進建立村級政府服務事項基層站點，能夠從更深入的角度實現智慧化服務。梳理、規范村級服務事項，推動社會保障、勞動就業、醫療衛生、文化科技、教育培訓等領域政務服務的移動化，在行政村內引進水、電、氣等公用事業觸摸屏代繳費的數字化服務，實現多種服務渠道；能夠隨時、隨地獲取政府服務，讓廣大居民享受到零距離、全方位的公共服務。
此外，還包括推進遠程醫療建設。擴大新型農村合作醫療管理和服務信息系統覆蓋范圍，建立面向鄉鎮衛生院、村衛生站、家庭的遠程醫學教育和遠程會診系統，建立農民數字健康檔案。推廣應用帶物聯網功能的便攜式醫療設備，推動建立居家養老、虛擬養老院等家庭保健服務新模式。目前，橋梓鎮社區衛生服務中心與懷柔區聯通公司合作，建立了社區中心、服務站和村衛生室三級服務網絡；通過打造醫患健康互動平臺，實現居民與醫生的遠程互動；在健康管理、慢病管理、日常診療活動中實現了網絡移動辦公，醫生通過共享資源可隨時了解居民健康信息。
按照城區水平進行規劃建設農村信息化基礎設施，光纜網絡到達全部行政村并入戶，到2012年具備進入家庭用戶帶寬達50兆接入能力，進入鎮村企業用戶互聯網帶寬可達1000兆，率先建成城鄉一體化農村信息化基礎設施。對于重點區域重點企業帶寬最高達到10千兆。推進無線網絡建設，形成全面覆蓋、高速穩定、移動互聯的網絡體系。開展三網融合試點，完成高清交互數字電視網絡升級改造，推進有線電視網絡數字化和雙向化升級改造，加快互聯網、電信網、廣電網的“三網融合”。推動網絡電視（IPTV）在家庭中應用，探索一種網絡承載多種業務、一種終端承接多類服務的新模式，促進業務與內容的融合。
充分利用信息化手段，推動村莊社區化管理。根據轄區及村內各主干街道、街巷胡同的分布、數量、距離，每個村莊安裝監控探頭，通過授權將圖像分別傳送到鎮指揮中心、派出所和村，形成三級聯網，實現全鎮的網上巡邏，提升社會治安及綜合治理水平，形成和諧宜居的生活環境。物聯網技術推動居民生活更加便捷舒適。同時，推廣數字消費方式，通過手機、計算機、高清交互電視享受購物、在線內容、文化娛樂和網絡學習等各類數字化服務。智能電表、智能水表、智能燃氣表和供熱計量器具在有條件的企業和家庭基本普及，實現遠程計量和分時段計費。目前，懷柔區積極推廣智能水電氣表，已在數百個家庭安裝了智能終端計量器具。通過智能管控系統的SIM卡綁定手機，完成交費、查詢、開閉等操作。新安裝的燃氣表裝有一個手機SIM卡，這張卡對應一個手機號，把燃氣或自來水充值卡的密碼，用短信發到該手機號上就可以實現充值。原來一收燃氣費，家里就得留人，現在可以通過短信繳費。
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我國在“十三五”規劃時期，經濟發展進入“新常態”，急需發展新動能。在“互聯網+”、“大數據”、“中國制造2025”、“三網融合”等戰略實施的帶動下，智慧城市作為新型城鎮化和信息化的最佳結合，將會成為地方政府加速科技創新驅動、促進發展方式轉變、推動經濟結構優化升級的有力支撐。在全球新一輪科技革命和產業變革興起的時代背景下，“互聯網+”與智慧城市兩大潮流的融匯，將成為推動我國經濟轉型升級的重要動力。
1智慧城市的特點
2008年，IBM在提出“智慧地球”的概念時，一并提出了“智慧城市”的概念，并將其作為智慧地球的一個重要項目，包括信息化基礎設施、智慧交通、智慧能源、智慧醫療、智慧教育等一系列組成部分。智慧城市的概念很寬泛，它包含政治、經濟、文化與技術等方方面面的內容，服務對象面向城市主體——政府、事業、企業和個人。從廣義來說，智慧城市就是運用現代通信技術感測、分析、整合城市運行核心系統的各項關鍵信息，從而對包括民生、環保、公共安全、城市服務、工商業活動、教育在內的各種需求做出智能響應。其實質是利用先進的信息技術，實現城市智慧化的管理和運行，進而為城市居民創造更加美好、便利的生活，促進城市的和諧和可持續發展。
智慧城市具有以下一些特征，即物聯化、信息化、深度互聯、覆蓋廣泛、智能化、協同共享、開放應用等。智慧城市通過建設寬帶多媒體信息網絡、地理信息系統等基礎設施平臺，整合城市信息資源，建立電子商務、電子政務、勞動社會保險等信息化社區，逐步實現城市國民經濟和社會的信息化，包括智慧的醫療、智慧的交通、智慧的生活、智慧的教育、智慧的養老、智慧的政務、智慧的能源等領域。
2互聯網+下智慧城市行業發展分析
智慧城市是信息化發展到一定階段的必然產物，中央高度重視智慧城市建設，智慧城市建設有利于緩解我國交通擁堵、環境污染、安全隱患、醫療衛生保障能力弱等“城市病，并提升城市功能品質、更好地保障和改善民生。當前形勢下，我國智慧城市的建設需求呈爆發式增長，并且已經成為推進“互聯網+”戰略的突出亮點。概括來講，智慧城市就是從非常簡單的政府與老百姓的投訴反饋機制，延伸到網格化、精細化的管理系統，再通過城市的公共信息平臺，把云計算、大數據、物聯網這三大信息加上去，使得整個城市的智慧管理系統不斷升級，不斷向前發展。
目前，智慧城市的很多項目已經在城市的應用中取得了較好的效果，其原因主要包括三個方面，首先，“互聯網+”構想的提出，讓社會經濟中的許多主體都在思索怎樣通過互聯網在領域中進行改革，并形成了許多優秀的創意;而政府及其他一些投資商、資源開放平臺等也對這些改革的實現提供了資金、基礎設施等支持;其次，互聯網產業經過長期的發展，其信息化的觀念早已深入人心，新成長起來的一代人本身就是對信息化極其依賴的“網絡人”，用“智慧”的方式解決任何問題都是水到渠成之事;另外，政府的改革一直在推進，政府自身、公用事業單位的深度改革是近年改革的目標，包括政府信息公開、醫療分級體系的建立等等，為眾多服務商打開了新的前景之門。
下面列舉一些大家所關注的具有前景的智慧城市應用。
2.1智慧醫療。醫療是跟我們每個人息息相關的，智慧醫療是各互聯網公司關注的領域。看病者都希望能享受便利的醫療，醫院和醫生也都希望能最大程度地滿足患者的需求。目前，智慧醫療的核心是減少患者在醫院的非必要時間，增加醫患接觸的時間。基于此，政府的模式是推動分級診療發展，并由此帶動了智能病歷等解決方案的市場。而阿里、百度等互聯網公司推出的在線掛號、在線支付等方式，將患者在醫院的等候時間盡量留給診療環節，而非排隊等候的時間。與此同時，醫藥類電商推出了在線購藥服務，使患有常見病、慢性病的患者不用前往醫院。
2.2智慧交通。交通是一個城市的“動脈”，一個城市只有交通順暢，才能減少大家出行的時間，以提高工作和生活的效率。智慧交通是指以交通信息中心為核心，連接城市公共汽車系統、城市出租車系統、城市高速公路監控系統、城市電子收費系統、城市成道路信息管理系統、城市交通信號系統、汽車電子系統等的綜合性協同運作，以充分保障城市交通安全、提升交通系統運行效率和管理水平，為公眾的出行提供便利順暢的服務。
2.3智慧教育。社會經濟越發達，教育就會越受到重視，教育是民眾最關心的問題之一，從義務教育到高中教育、大學教育，甚至是成人教育、老年教育，都可以在互聯網的支持下采用智慧化的方式，智慧教育正在實現教育的全方位覆蓋。在學校的課堂教學當中，在城市里已經普及電子化多媒體教學;“家校通”在中小學的普及已經為家校之間的互動提供了便利;各個教育資源平臺正在將學校教育延伸至課外，其在線的互動型教學，為學習者們提供了新的學習方式。這些教學應用覆蓋了各個年齡段、各種學習類型、各種學習時間，真正實現了全面發展的智慧教育。
2.4智慧生活。在智慧城市的應用中，智慧生活無疑是人們生活的重點。近幾年，O2O(Online To Offline)的興起使智慧生活吸引了人們的注意。O2O是指將線下的商務機會與互聯網結合，讓互聯網成為線下交易的平臺，通過打折、提供信息、服務預訂等方式，把線下商店的消息推送給互聯網用戶，從而將他們轉換為自己的線下客戶，這就特別適合必須到店消費的商品和服務，比如餐飲、健身、看電影和演出、美容美發等，“智慧”不再是簡單的信息傳遞，而是服務的直接交付。對消費者而言，O2O提供豐富、全面、及時的商家折扣信息，能夠快捷篩選并訂購適宜的商品或服務，且價格實惠;對服務提供商來說，O2O模式可以帶來大規模的消費者，且本地化程度較高的網站借助O2O模式，還能為商家提供其他增值服務。
2.5智慧養老。養老一向是現代人所關注的話題，當前老齡化問題比較嚴重，對于是獨生子女的80后，現在即將面臨老人贍養問題，工作的繁忙必然面臨居家養老無人照顧的難題，而養老院等機構床位短缺，所以智慧養老是目前政府和各互聯網公司正在積極探索嘗試的新領域。一些城市正在嘗試社區養老模式，即老人們還是居住在自己家里，但周邊建成的服務機構可以隨時上門為老人們服務，老人們與服務機構之間可以依靠智能硬件、智能應用等進行連通。目前，有些城市智慧養老的應用處在試點當中，相信在政府的支持下，不久便可以在多個城市進行推廣和應用。
21世紀的“智慧城市”的創建是一項系統工程，需要各行各業的有效對接和互聯互通、因地制宜、循序漸進，為市民提供宜居的、安全的、綠色的生活環境以及良好的就業機會和創業環境，實現“讓城市更智慧、讓生活更美好”的目標，實現智慧城市的可持續發展，從而對于包括民生、環保、公共安全、城市服務、工商業活動在內的各種需求做出智能的響應，為人類創造更美好的城市生活。
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城市是人類文明進步的重要標志,是社會物質和精神財富生產、積聚和傳播的中心。社會、經濟和科學技術的進步加快了城市化的進程,而城市化發展的水平又直接關系到人類社會經濟的健康發展。人類社會經濟的發展經歷了資源經濟、資本經濟和知識經濟三個階段。在當前這個知識經濟時代,以信息技術為代表的科技進步使我們這個時代的經濟社會生活發生了新的巨大變化,信息化的程度和水平已經成為衡量城市發展綜合實力和文明程度的主要指標,信息化正在成為城市一切領域進步和發展的根本動力[1]。在城市信息化進程中,數字城市成了推進城市信息化的標志性工程,這是有著深刻背景的。就社會背景而言,國家的信息化催生數字城市,解決城市面臨的全球性問題呼喚數字城市,這是需求牽引;就技術背景而言,地球空間信息技術的迅速發展促進城市數字化,國家信息基礎設施建設推進城市數字化,這是技術推動。數字城市正是在這樣的背景下發展起來的[2]。實踐表明,數字城市在推動政府管理創新和提高政府科學決策水平、提高城市信息化水平和樹立良好的城市形象、開拓地理信息產業新領域和推動經濟社會發展、促進全社會的文明進步和改變公眾工作學習生活方式等方面,確實起到了很好的作用。但是,“數字城市”建設還存在許多制約城市信息化進一步發展的問題。其一,信息獲取手段的自動化程度低,實時性差,更新慢,導致“數字城市”與“現實城市”脫節;其二,缺乏統一規劃,整體推動力量薄弱,信息不能共享,系統之間不能互連互通互操作,導致重復建設,造成浪費;其三,智能化程度差,數據多但用不上,有數據但用不好,有信息但找不著,有系統但不好用,影響整體效能的發揮。造成這種狀況的原因是多方面的,既有政策、體制和機制方面的問題,也有技術方面的問題。物聯網、云計算和網格技術的出現,為解決“數字城市”面臨的上述問題提供了機遇。怎樣利用物聯網技術解決對城市的實時感知和實現“數字城市”與“現實城市”無縫連接的問題,怎樣利用云計算技術來解決多源異構海量數據處理的問題和增強智能服務的能力,怎樣利用網格技術解決信息資源共享的問題和實現協同工作,這些都是學界和業界思考的問題。“數字城市”往何處去?由“數字城市”到“智慧城市”正是在這種情況下呼之欲出的。智慧讓城市更美好,城市讓生活更美好!這是全社會的心聲。
2智慧城市與數字城市的關系目前,全國有一百多個城市都在建設“數字城市”基礎地理空間信息共享平臺,許多城市依托數字城市基礎地理空間信息共享平臺建設的電子政務已投入使用,東部沿海城市啟動了數字城市的全面建設。與此同時,智慧城市的理念和規劃也紛紛推出,這就涉及到智慧城市的理念、特點及其與數字城市的關系。
2.1智慧城市的理念智慧,指對事物能認識、辨析、判斷處理和發明創造的能力,或指學習、記憶、思維、認識客觀事物和解決實際問題的能力,其核心是思維能力。而這就必須具備更透徹的感知、更全面的互聯互通和更深入的智能化服務等智慧的要素。智慧城市,簡單地說就是讓城市更聰明,本質上是讓作為城市主體的人更聰明。它是通過互聯網把無處不在的被植入城市物體的傳感器連接起來形成的物聯網,實現對現實城市的全面感知,利用云計算技術對感知信息進行智能處理和分析,實現網上“數字城市”與“現實城市”的無縫連接,并發出指令,對包括政務、民生、環境、公共安全、城市服務、工商活動等在內的各種需求做出智能化響應和智能化決策支持。
2.2智慧城市的特征智慧城市“智”在哪里?這是大家非常關心的問題。關于這個問題,目前眾說紛紜,但還是可以歸納為以下六句話[3],即透徹感知、全面互聯、深度整合、協同運行、智能服務和激勵創新。這6個方面中的每個方面都是十分重要的。沒有對現實城市的全面、綜合透徹感知和對城市運行的各種信息系統的實時感測,就不可能有面向現實城市的正確判斷和決策;沒有無所不在的傳感器的全面互聯并實現感知數據的智能傳輸和存儲,就不可能發揮透徹感知的后續作用;沒有對多源異構空間數據的深度整合,就不可能從海量數據中獲取知識,也不可能提供一致性數據服務,信息共享將成為一句空話;沒有基于網格環境的城市各個要素、單元和系統及其參與者的組織和高效的協同運行,就不可能達到城市運行的最佳狀態;沒有云計算這種新的智能服務模式,就不可能為人們提供各種不同層次、不同要求的低成本、高效率的個性化服務;沒有激勵創新機制,就不可能為政府、企業和公眾提供科技和業務創新及尋找新的經濟增長點的實驗平臺,也就不可能為城市經濟社會發展提供源源不斷的動力。
2.3智慧城市是數字城市的演化智慧城市與數字城市兩者一脈相承。數字城市是城市的數字化,智慧城市是數字城市的智慧化,是數字城市功能的延伸、拓展和升華。這里,使用“演化”一詞是采用隱喻方法,以達爾文的“生物進化”隱喻數字城市的科學演化、技術演化和工程演化[4]。在科學層面上,數字城市可以理解為“現實城市”(存在物)的“數字空間”,而智慧城市則可視為“數字城市”的“智能空間”,其科學目標是實現由數字到信息再到知識的轉化;從技術層面看,智慧城市是數字城市的物聯化、智能化,是現實物理世界、互聯網虛擬世界與物聯網智能世界這“三個世界”的無縫連接、相互疊合構成的面向未來的全新城市形態;從工程角度看,“現實城市”建設、“數字城市”建設和“智慧城市”建設都屬于工程活動的范疇,由“現實城市”工程到“數字城市”工程再到“智慧城市”工程,本質上是工程演化過程。城市建設的科學演化、技術演化與工程演化是相互關聯的。所以,智慧城市與數字城市既有連續性又有差異性,數字城市是數字化的城市,智慧城市是智慧化的城市,數字化是基礎,智慧化是靈魂。當然,這并不等于說只有建設好了數字城市才能建設智慧城市,正像有的學者認為的那樣,智慧城市與數字城市具有并行性,所以智慧城市也可以稱之謂智慧數字城市[5]。
3數字城市如何向智慧城市演化實現數字城市向智慧城市的演化,首先要有一個總體解決方案。如圖1所示,智慧城市的總體架構由智慧基礎設施層、智慧服務公共支撐層、智慧服務層和智慧服務應用層等組成。圖1 智慧城市總體架構由智慧城市的總體架構可知,實現數字城市向智慧城市的演化有以下3個關鍵技術。
3.1傳感器網與物聯網感知感測技術傳感器網與物聯網技術,是智慧城市實時獲取現實城市各類信息的基礎。包括天基、空基、地基、海基的傳感器網獲取的地理空間數據,連接被植入城市物體和運行信息系統的傳感器形成的物聯網獲取的感知、感測數據,通過互聯網傳輸到智慧城市云計算中心進行整合處理并存儲管理。沒有實時、動態的現實城市的海量數據,智慧城市就成了無源之水、無本之木。所以,網絡與傳感技術把數字城市與現實城市緊密聯系在一起。
3.2云計算技術云計算是智慧城市海量數據處理的智能平臺,對上提供虛擬支撐,包括計算虛擬化和存儲虛擬化。云計算是一種新的計算模式,它通過虛擬化技術把計算資源、數據資源等管理起來,組成一個龐大的資源池,并將其作為服務通過互聯網傳輸給用戶。“云”就像是一個“發電廠”,只是它提供的不是電力,而是計算機的計算、應用和管理能力的服務。只要通過網絡進行連接,并得到授權,你就可以使用這些能力和資源。
3.3網格技術網格(Grid)指第三代Internet,或下一代web。不同于Internet和web,Grid的特點是:資源的范圍更加廣泛,具有很強的分布性、更復雜的異構性;共享更具目的性,引入了虛擬組織(Virture Origion,VO)的概念,而且具有動態性和可伸縮性;強調協同解決問題的能力以及服務的有序性和可控性。對于智慧城市而言,網格技術主要解決4個問題:其一,系統集成,指已建(或歷史遺留)分布異構城市空間信息系統的網格化集成,實現已建系統的互聯互通互操作;其二,信息整合,指多源異構地理空間信息的集成、融合與同化,從而從海量數據中獲取知識,提供無縫連接的一致性城市地理信息服務;其三,資源共享,指廣義信息資源共享,即一切都是服務的理念,如DaaS(數據即服務)、SaaS(軟件即服務)、KaaS(知識即服務)、PaaS(平臺即服務)等等;其四,協同工作,指網格上多個節點協同運行,共同解決城市重大而復雜的問題。這些問題正是由數字城市到智慧城市必須解決的。可以肯定地說,傳感器網與物聯網感知感測、云計算和網格等技術的發展必將讓城市更加智慧。
篇10
1.物與物交流的物聯網時代
物聯網（Web3)的物與物之間交流不同于Web1的人與物交流與Web2的人與人交流，其主要區別在于：Web1的物主要指計算機，人與計算機打交道，互聯網通過計算機終端提供服務，交流之主體是人與計算機；Web2的人與人交流更凸現了實時性和多媒體特征，人們之間的通過文字、圖片、動畫、語音和視頻的形式即時信息互動，超越了人機交互界面，交流之主體是人與人（圖1）；而物聯網之物與物交流是通過傳感技術、無線傳輸技術和互聯網絡將具有感知的物品連接在一起，“形成了一個更加智慧的生產和生活體系”2，交流之主體則是更為廣泛的包括人類在內之智慧物。
2.物聯網使具有“智慧”之物成為可能
物（things）指客觀世界中萬物之總稱，“物也者，大共名也”(荀子•正名)。而物聯網中的“物”是指能夠通過網絡聯系起來的“物”，換句話說，能否實現此物與彼物的相聯，關鍵在于“物”是否具有相連的條件，即物聯網中的“物”是否具有環境感知、身份識別、信息接收和行為決策等智慧特征。只有具有這些特征的“物”構成的“智慧地球”，才可能實現物聯網中物與物的“對話”。因此，物聯網中的“物”并非是物質世界中所有的物，而是具有一定智慧之物3。智慧是指對事物能迅速、靈活、正確地理解和解決的能力4。按照這一定義，以產品類“物”為例，要使其具有“智慧”似乎是不可能的事。但是，傳感器的應用使產品有了“感覺器官”，RFID的應用使產品有了可識別的身份，再通過無處不在移動網絡使產品有了判斷和處理問題的大腦，原本無意識的物體變成了有智慧的物品。也可以說物聯網中“物”必須具有一定程度的智慧，至少要讓物聯網絡知曉你是誰（能識別）、在何處（能定位）和做什么（能感知和溝通）。
設計對象的更新：從常規智能產品到智慧型物品
從產品設計視角，為了區分常規的智能產品設計與面向物聯網的產品設計，我們將后者的設計對象稱之為“智慧型物品”。從本質上說“智慧型產品”的也屬于“智能產品”一類，但其與一般意義的上智能產品有所不同。
1.“智能”有限的智能產品
常規的智能產品也可以具有感知、決策和執行等功能，如智能導航儀、智能洗衣機和智能冰箱等。這類產品是機械、電子、信息和人工智能技術的結晶，美國西北大學教授Norman認為“由于機器的智能并不存于機器中，而是存在于設計者的大腦中；因此，當意外事件發生時，由于設計者不在場，所以機器往往就不靈了”5。機器的“失靈”并不等于機器完全沒有“智能”，而是設計者使機器所具有的“智能”不能應對“意外事件”。理由有二：第一，設計者設定的或設想的智能處理程序與實際情況不符，因為設計者的智慧總是有限的，不可能窮盡所的可能性；第二，特殊情況下超出了智能產品的應對能力，從而出現錯誤。譬如，GPS導航儀由于無法反映道路擁堵、交通管制或維護等實時情況，從而導致錯誤的導航。
2.“智能”無限的智慧物品
與常規的智能產品相比，物聯網中的“物”并不是一個孤立的人工智能產品，而是網絡中的一個節點或終端，其智能與網絡有密不可分的關系，離開了網絡，其智能成了無本之木和無源之水。以3G手機為例，如果沒有了網絡不僅不能上網，甚至電話都不能用了。另一方面，來自物聯網的智能使產品更具有智慧，如物聯網導航儀可以隨時接收實時道路情況，選擇最佳的行駛線路；物聯網冰箱會及時提示用戶購買將要用完食物，進入商家購買界面享受商家自動配送服務。從“戴物聯網‘表’保老人平安”到“‘智慧旅游’開啟智能時代”無不具有“智慧”的烙印。對于基于物聯網技術的物聯網終端產品來說，與其稱為智能產品，莫如定位于“智慧型物品”更為合適。正如前述，這種“智慧型物品”是物聯網環境下的產物，完全依賴于物聯網而存在。因而，“智慧型物品”的“智能”存在于物聯網中之中。名為Nabaztag(后更名Karotz，圖2）的無線智能兔子，法國Violet公司將其稱為首款Facebook硬件。
Karotz是為社群網絡整合打造的，具有“智能”的“智慧型物品”。當連接至互聯網時，內置網絡攝像頭可在語音識別軟件的指揮下拍攝照片，并將照片上傳至Facebook，且還能閱讀Twitter信息流和天氣播報等內容。在此基礎上Violet公司還推出了Android版和iOS版的一款應用程序，能在Android或iOS移動設備上向Karotz智能兔發送文字信息，從而讓Karotz“講話”。
從設計“智能產品”到設計“智慧型物品”，設計師的思維方式將發生變化：智能產品具有智能不再是固化的和有限的，而是動態的和可擴展的。設計者雖然不能讓產品本身的智能應對所有情況，但可以讓產品接收來自網絡的“智能”變得更加“智慧”。設計師不只是設計產品對象本身，而是要設計好產品與物聯網對接的形式和獲得智能的路徑。
設計策略的變革：從一體化解決方案到智慧解決方案
物聯網的發展和應用給人們的生活方式帶來了革命性變化，許多過去認為是天方夜談的事情，如今已變成了現實。千里之外，人們可以看到家中的情景，智能家居讓小偷們“失業”；憑借一部手機，就能遠程輕松指揮智能家居，顯示了智慧生活的神奇魅力1。顯然要實現這樣的目標，得益于革命性的“智慧解決方案”。
1.一體化解決方案產生的非“聰明”產品
“產品設計的核心是為滿足消費者的需求所提供的產品創新方案”2。這種創新方案并非是一蹴而就，而是對多個產品解決方案的評價、篩選、組合和決策，其根本目標總是為了滿足產品服務的對象——產品消費者（間接用戶或直接用戶）的需要，實現這一目標必然會涉及到產品解決方案的選擇問題。對于常規的產品設計來說，滿足用戶需求的解決方案主要立足產品對象本身，即利用產品本體所具有的特性和功能來實現設計目標。設計者基于獨立的、有界的或者封閉的產品空間，提出一體化解決方案。立足于產品本身的一體化解決方案由于受自身條件的約束，在由用戶、產品和場景構成的產品系統中，用戶始終是起主導作用的主體，產品總是為用戶服務的客體，二者的主從屬關系也總是恒定的。如家用智能洗衣機，可以自動選擇最佳的洗衣程序，但確不能保證一定能將衣物洗凈；家用智能電冰箱，可以提供最佳的食品保存溫度，但確不可能提醒用戶食品是否超過了保質期。這是因為局限于一體化的產品解決方案，由于缺乏“智慧”是不“聰明”的產品。
2.智慧解決方案催生的“聰明”產品
智慧解決方案超越了一體化解決方案的局限，將立足于產品本身的解決思路擴展到開放的物聯網空間，利用以“更透徹的感知、更全面的互聯互通、更深入的智能化為特征”1的智慧方法來實現常規產品無法企及的目標。實現智慧解決方案的基礎是物-物之間的透徹識別和全面互聯構成的有機網絡，依托的是物聯網海量、高速、實時的數據超常處理能力和系統、全面和深入的智能決策和行動技術。縱觀物聯網的主要應用領域，如智能醫療、智能交通、智能電網、智能農業、智能安防、智能建筑、智能生活和智能家居等均是采用智慧解決方案的結果。
采用智慧解決方案不僅可以構建具有“更深入的智能化”的各類智慧的應用系統，還可以設計出“聰明”的各類物聯網終端產品。正如國際電信聯盟于2005年的報告中所描繪的那樣：“當司機出現操作失誤時汽車會自動報警；公文包會提醒主人忘帶了什么東西；衣服會告訴洗衣機對顏色和水溫的要求等”。海爾的世界上首臺物聯網冰箱，不僅可以儲存食物，而且可以通過與網絡連接，實現了冰箱與冰箱里的食品、與超市的食品、與人類之間自由溝通2。例如Wifi體重計(圖3)就像我們的便攜私人健身教練一樣，用戶可以隨時隨地、隨心所欲地咨詢健身相關資料。可幫助用戶堅持完成節食和健身計劃，還可以將數據共享到其他健身App中。憑借內置的Wi-Fi連接，可以自動記錄用戶所有的體重數據和阻抗測量值，并通過無線方式傳輸到用戶的iPhone、iPad和iPodtouch上。用戶通過下載免費的iTunesApp，便可隨時安全登錄查看完整的體重、體重指數（BMI）、脂肪和肌肉量等信息。與智慧型物品需要依賴于物聯網技術一樣，設計師要實現設計能夠理解人意圖的“聰明”產品也必將以基于物聯網的智慧解決方案為設計策略，這種設計策略采用開放的創新設計思維，體現了直接方式與間接支持、產品終端與網絡系統的交集與整合。
設計思維的轉變：從服務設計到智慧服務設計
服務設計命題的提出，為產品設計提供了一種全新的思維方式，是物質條件不斷提升的前提下，從為生存到為生活方式而設計的設計理念變革之使然。從本質上說，立足于非物質的服務設計是為了“將設計的理念融入到服務的規劃與流程本身，從而提高服務質量，改善消費者的使用體驗”3，而物聯網技術的應用和普及則為單純的服務設計轉換為智慧服務設計提供了可能性。
1.從為“一次”到“服務”之設計思維轉變
傳統意義上的產品設計主要針對用戶購買產品的“一次”，由于從“購買——使用——廢棄”全過程完全由用戶自主進行，產品提供的服務功能是在有限的設計過程中完成的，用戶的按受的服務也是在一個有界空間進行的。在服務設計之中，所謂的產品只不過是為用戶提供服務的一個節點或產品終端，設計不再囿于相對獨立的產品和不可拓展的服務。可以認為，為“一次”的設計是有限的，而為“服務”的設計是無限的。從“有限的服務”到“無限的服務”促使了設計思維的轉變與創新：首先，由于產品與服務融為一體的服務設計是“包括服務模式、商業化模式、產品平臺和交互界面的的一體化設計”1，因而這種設計必定是多學科的團隊行為，服務體系的構建需要不同背景開發人員同力完成。其二，實現“無限的服務”，需要一個合適的運作平臺，該平臺允許眾多的第三方設計公司可以在平臺上、斷更新和擴充服務功能和內容，以滿足用戶的無限需求。蘋果公司的AppStore和iTunes、GooglePlay以及諾基亞的OviStore等正是這種平臺的具體體現。
2.從為“接受服務”到為“智慧服務”之設計思維轉變
物聯網的引入使服務系統的感知服務成為可能。接受服務的對象進入服務提供環境之后，由無處不在的計算技術和網絡構成智慧系統就能夠自動識別接受服務的對象，從而提供相應的服務。如應用于北京故宮、成都都江堰、南京中山陵和杭州虎跑寺等景點的自動導游系統借助集智能多媒體導游和GPS全球定位系統，隨時感知游客所處的景點位置，自動進行詳細的講解。這種服務模式雖然只是基于物聯網技術的服務雛形，但其“智慧”特色已見端倪。基于物聯網的智慧服務系統的設計不只是對用戶需求、產品終端、計算技術和互聯網絡的整合，其服務對象和形式也將發生變化。服務對象將由消費者擴展為物聯網中的“物節點”，如汽車自動駕駛、不停車自動繳費、寵物位置定位、遠程信息采集和安全防護監控等。服務的形式將由接受服務擴展為基于感知識別的更智能的個性化“智慧服務”，如根據感知到的病人狀況，提供醫療咨詢和診治建議、根據感知到的家庭養花的物理信息（品種、濕度、溫度和養分等）提供自動養護等。物聯網的引入對服務設計注入了新的生命力，設計創新與科學技術的結合，將使真正智能化的智慧服務成為現實。
武漢僑亞百老匯信息技術有限公司利用物聯網、互聯網、無線通信等信息化技術，提出“信息化養老”服務模式，希望將智能養老服務模式延伸至老人家中。E-脈手表的服務內容涵蓋老年人生活的各個方面，包括生活照料、家政服務、康復護理、醫療保健、精神慰藉等，該方案以網絡和電話為主要實現形式，整合社會上已成熟的專業化老年服務機構力量，結合信息化終端E-脈手表和智能健康養老服務站為老人搭建了一個居家養老的信息化服務平臺2。
結語
