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陈龙:从智能建筑到智慧城市_4

发表于:2019-11-14 14:24 作者:新闻小编 来源:新闻小编

日前,中国科学院自动化研究所陈龙教授以从智能建筑到智慧城市为题进行了一次演讲。演讲内容包括四个方面。智慧城市最早是1984年诞生,从美国哈佛的一栋建筑的改造开始。在上个世纪智能建筑发展比较快,代表性的建筑就是最高的80多层的上海金茂大厦。智能建筑主要分成两大类:一类就是智能大楼,智能大楼的问题主要是各种各样的自动化系统的综合集成,因此,这个发展,大家比较清楚。

  进入到21世纪以后,80层、90层、100层的摩天大楼,现在都是以高度来抢占世界。什么叫摩天大楼,美国的标准,就是152米,按一层3米计算,50多层,发展非常快,中国都是在抢时髦,一定要抢最高建筑,我们国家在2017年将有一千座超高摩天大楼,其中最高的是长沙远大集团提出来的天空城市。长沙要建838米的大楼,比阿联酋的还要高,按照我们的标准,有的划成11个子系统,还有其他各个子系统,这里包括有楼控系统、电梯系统、安防系统、消防系统。智能建筑的目标就是在大楼建筑里生活的舒适度有保证。

  第二大类智能建筑就是社区,智能社区应该说是一种比较笼统的说法,我个人将社区的基本智能定义为居家生活信息化、小区物业管理智能化和IC卡公共化,这三化为代表实现我们小区的智能化。智能化社区要考虑到安全、健康、节能、便利、舒适五大要素,同时要创造出各种各样的优化环境。智能社区是最后一公里,是我们智慧城市建设的最后落脚地,包括感知、控制。

  智慧城市是一种高于数字化城市,让市民依托信息化基础建设的完善,充分享受城市信息化带来的快捷的、方便的生活。这种智慧城市的定义,刚大唐电信产品经理陈黎也讲了,各种各样的定义很多,无法统一,我们国家现在也没有标准,上海浦东他们物联网研究院有一个调查,他们还是以各种各样的智能化、网络化、数字化这些东西去定义。我个人不想从这种定义上来讲,我认为应该讲在实用上。一个智慧城市的基础是几个网络,互联网、物联网、移动通信网各种各样的网络。第二,我们跟智慧城市,跟智慧发生关系是通过各种各样的终端来实现的。第三,智慧城市应该表现为各式各样的应用,像智慧电网、智慧交通、智能物流,还有智慧的政府。智慧城市最后的效益是要使得城市更加安全、便捷、高效、健康和绿色。第五,智慧城市还应该能够提高城市处理突发事件的应变能力。发展、管理、社会、生活是城市化的主题,永远是我们城市经济能够保障增长、管理更加科学、达到生态平衡、提升市民幸福指数、和谐的价值观。

  第三方面,我介绍一下关于建设智慧城市的过程。我个人将建设智慧城市划分为下列三步曲,第一步是建设平安城市,第二步是建设数字化城市,第三步是建设智慧城市。打一个比较形象的比喻,就跟我们达到现在的生活水平一样,平安城市是解决我们城市、解决老百姓生活的温饱问题,数字化城市高了一个等级,就可以进入到小康社会。那么智慧城市比数字城市又要高一个等级,它使得我们能够享受生活,所以我是把它分成三个阶段来分析的。

  第四方面,我想介绍一下物联网和云计算技术是托起并支撑智慧城市的关键所在。物联网网联天下,云计算算出未来,智慧城市同时应该是绿色生态及低碳节能的楷模。关于刚才的建设部分,我不想详谈,这里我想稍微做一点补充,现在这个智慧城市的建设,基础还是平安城市,平安城市从311试点工程开始,我们已经走过了7到8个年头,就是从22个试点城市,从城市、从区县到派出所三级这样搞的试点城市,搞了很多。在国内震动很大,使得我们城市更加安全了。但是我们回顾这8年来平安城市的经验和教训,我们有比较多的感慨,平安城市虽然是对社会的进步有很大的促进作用,但是平安城市,我们当时是受到技术的影响,第二,我们城市只能是局域性的连网,最多在一个城市连网,我们没有实现跨区域的或者是全国性的连网。公安部现在在今年提出了平安城市建设的新要求,现在很多企业都在抢这一块蛋糕,公安部要求在2015年以前,全国要实现公安系统平安城市的全国性联网,而且颁布了一个标准GBD28181,通过SIP协议来实现全国的联网。所以,现在很多单位都在抢这块蛋糕,包括华为公司,也要搞论证会,就是因为都想抢这块蛋糕,这是我提供给大家的一个信息。数字城市,这个大家可能比较好理解,所以我就补充这一点。

  陈龙教授下面介绍了关于物联网和云计算托起智慧城市建设的具体内容。刚才说到智慧城市的三步曲,平安城市、数字城市到智慧城市。平安城市主要是视频监控联网,数字城市主要是3S技术,现在智慧城市主要是物联网和云计算。平安城市,主要是一个视频监控系统,这个占到物联网应用的40%以上,公安部2015年要实现全国连网,推出了GBD28181标准。数字城市的特征一个是有城市级的3S系统,第二是通信的高度发达,第三是计算机的普及,第四是管理平台。

  智慧城市是城市信息化建设期盼达到的主要目标,我们要建设资源节约型、环境友好型、人与自然和谐相处的城市。要建立智能型的政府办公系统,实现交通、电网、指挥、园区、物流、校园、城管等等的办法系统。物联网和云计算是托起并支撑智慧城市的关键,物联网大家很清楚,第一是互联网的延伸和扩充。第二就是有通信功能,我们可以把物联网连接为物体加嵌入式系统终端加互联网,物联网是一种技术,也是一种发展的模式。物联网的特点,一是全局的概念,和远程的控制。我们的视频监控是各种各样的感知层,像电子标签、无线通信这些都是。传输层里面,主要还是一些网络架构,能够跟互联网、跟移动通信互为补充的一个基础架构。管理层,各个国家不同,美国提出来数字地球,IBM提出来智慧地球,温家宝提出来感知中国,这些都是一个大的原则,美国在这个应用层主要是搞工业自动化和机器人,日本是搞环境监测和人体健康,中国智慧城市的应用层在什么地方?我个人分析可能在家居智能化和智慧城市一大一小这两头上是我们的生长点。为什么这样讲呢?因为中国的人口大。2001年底,城市人口超过农村人口已经达到51.27%,而且全世界的大城市,大概四分之一都是在中国,这样一种刚性需求,决定了中国可能要在这个方面发展比较迅速。

  另外,今年年初国家发展的物联网十二五发展规划圈定了九大应用示范工程,就是包括了工业、农业、物流、交通这些,跟我们生活最有关系的就是安防、家居、医疗、环保。所以,我稍微介绍一下。

  家居的问题,物联网家居有物联网智能家居系统,有各种各样的评价系统,用得比较多的是微功耗、低价格的协议,在我们物联网里头用得最原始,而且也最广泛。关于标准问题,一个住建部也在制定标准,另外,上海也制定了一个标准。智能家居他们列出了20项,这个可能代表了将来家居网的一个结构。

  最重要的一点是智能安防,智能安防是智慧城市中的一个特色,而且是我们从被动防御,模型判研和态势分析到主动防御的一个提升。另外就是吸收平安城市最大的特点,就是要从标准清晰度转向高清晰度,大家可以看到,这是一个图象的对比,左边的标准清晰度看不清楚,右边高清就可以看得非常清楚,高清摄像机跟标清摄像机从本质上有非常大的差别。应该说标准的高清晰度就是720P,是CIF分辨率的9倍,1080P是SIF的20倍。而且也要破除一个概念,过去认为高清很贵,实际上现在的高清如果是百万像素的话,一千块钱以内,当然也有很高的,这次马上要开的安博会,大家应该都听说了,有星光级的,这种可能价钱比较高。另外,高清摄像机如果是大尺寸芯片,你可以看到全局和局部的应用,所以一台高清可以顶很多台摄像机。在室外足球体育场,这是澳大利亚堪培拉的足球场,可以看到球员休息室,也可以看到VIP休息室和观众席。这是一个很大的商场,商场的各个部分都能看到,一台大面积一寸的摄像机都可以做到。高清摄像机现在比较热门,前面一个是二三百万像素的摄像机,这个用得很普遍,价格也比较低。第二个就是走广电的道路,最近都在推HDSDI高清摄像机,它的清晰度很好,但是缺点是联网功能和传输距离不太够。第三个就是创新数字模拟后的高清监控方案,这是索尼公司推出的,模拟技术的过渡是平稳的。这是HDSDI和网络摄像机的比较。

  主要讲一讲,未来在我们中国非常有前途,通过既能传输模拟信号,又能传输网络数字摄像机的数字信号索尼公司今年3月份推出来的产品,这是一个非常好的东西,对于原有模拟系统的升级改造非常有现实意义。

  另外大家说网络摄像机好,但是网络摄像机有延迟,有抖动,有丢包,这样问题的情况下,模拟摄像机是不是没有生命力了?答案是否定的,现在出了一种新的叫模拟高线,也是索尼公司出的,还是用CCD,960H方案,能够达到650线到700线,这个是美国的一家公司跟索尼公司共同合作开发的。因为涉及到编码架构,所以对这个系统非常有效果。兼容性也很好,而且从模拟系统平稳过渡到高清系统,或者是高线系统,很有现实意义。

  再者就是关于交通的问题,跟我们生活很有关系。因为智慧城市,我们除了居家以外,很大的问题就是出行,出行的问题就是交通问题。交通的问题,就是智能交通,大家可以看到有很多智能化的分析系统,包括拥挤的检测,包括在一些特定场合点人数,包括在铁道禁区有没有逆行等等,我们必须通过智能的视频分析技术来解决这样一个问题。而且,智能视频分析系统以前都是处于叫好不叫座的状态,实际上大家想想,因为我也接触过很多,就像在城市牛皮癣,贴租房子广告,就这些东西都很难解决。个性化智能技术是如此从海量的数据终挖掘出有用的数据,保证基础架构和设备与设备间数据正常流通,能够使得访问流畅通畅。

  下面介绍一下关于云计算。云计算是构建智慧城市的资源池和综合平台的基础,让我们城市飘起智慧云,这个是我们的一个理想。它可以根据需要,动态的提供配置服务器,有点像服务器托管的架构,但是它是一种基于互联网的计算新方式,通过互联网异构自治的服务为个人和企业用户提供按需即取的计算,资源如果你自己买不到,可通过大家抱团,通过大家互助公积金的办法来实现。云计算的基地,现在应该是它的规模很大,应该是有上百台服务器的数据中心,现在中国各地地方都在抢云计算,都在建设,肯花大钱,因为我们不愿意再一次落后,所以都在提云计算。这个云可以是真实的物理机器,也可以是虚拟的机器,包括各种各样的资源,比如网络装置、存储装置、防火墙、安全设备都是云的一部分。

  云计算的特点是具有高效率和灵活性,特别是云存储的问题,非常具有优势,云存储可以用最小的硬件资源和硬件的价格,能够通过软件来进行数据的存储,这当然不是本地,完全可能是异地,要通信系统的支持。所以,云存储可能是未来最核心的一个发展,包括云计算和云服务有三个领域,基础架构服务、平台服务、软件服务,根据需要,我们可以形成不同的产业。云计算在中国现在也有很好的公司,像海尔公司就提出了云社区、云家庭和云服务,通过智慧物联、聚会云端的主题,来勾勒出移动互联网时代的物联盛宴,但是我们国内缺乏统一的云计算标准,国外也没有完完全全有权威性的云计算标准,这是制约云产业发展的一个瓶颈。

  中国的云计算经过3年多的技术积累和产业准备,也开始进入务实发展的轨道。但是面临的问题很多,比较清晰的一种描述认为是中国云计算现状是理念清晰、操作模糊,八仙过海,云里雾里,还是在腾云驾雾孙悟空的阶段。

  最后,介绍一下关于智慧城市应该是绿色城市与低碳城市。绿色城市的思索就是四节一环保,即节能、节水、节地、节材及实现环境保护。这是我们国家自己制定的绿色建筑指标体系,绿色、节能是一个最大的问题,应该说,有效的能源管理是非常重要的,中国是耗能大国,所以必须要有能源管理,要采取云计算架构来进行远程的能源管理,来解决海量存储的问题、解决数据中心能源消耗的问题,通过虚拟化技术解决高可靠性、高附加性、远程的能源管理系统,所以能源管理是一种服务,是一种新型的能源管理模式。

  国外通过云计算数据中心来实现能源管理的一个产业集合,所以能源管理应该非常有前途,而且除了云计算是存储的一个核心以外,将来能源管理可能也会飘起智慧云。

  因为我们全世界70%的人口生活在城市里,我们产生了全球80%的温室气体,因此在全球节能减排、走低碳发展的情况下,必须要考虑我们子孙后代的生活。另外,现在特别强调低碳,就是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式,所谓低碳不仅是要减少二氧化碳的排放量,更重要的是如何把握地球资源的开发和利用,因此我们不光要追求GDP,更要追求绿色GDP,要追求能源技术和节能减排技术的创新,低碳实际上是一个长期的持久的过程。我们楼宇中能够节约多少能源?应该说潜力从20%几到50%是很大的。

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