想象一下,在不久的將來,你的城市會(huì)是怎樣?
在那里,交通方式豐富多樣、舒適環(huán)保。安全的自行車道遍布各地;“打車難”不再是問題,因?yàn)橛写罅康团欧徘冶阋说摹盁o人出租車”。開車的人更少了,城市中有了更多的公園和開闊地,空氣質(zhì)量極佳。
在你的城市里,生活是愉快、健康、可持續(xù)的。你的城市是一個(gè)智能的城市。
智能城市,就像智能家庭一樣,是建立在“物聯(lián)網(wǎng)”的基礎(chǔ)上的。在智能家庭中,所有物品都連接在物聯(lián)網(wǎng)中,它們通過收集、儲(chǔ)存和分享用戶信息來提高環(huán)境的效率。而在智能城市中,物聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)展到了家庭以外,整個(gè)城市的自動(dòng)設(shè)備全都在線。這些設(shè)備的信息匯集在一起就是大量的市政數(shù)據(jù),智能城市利用這些大數(shù)據(jù)來了解它的居民,以便于提高城市的效率。
智能城市的根本是互相連接的社交網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)。有了這些網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng),研究員們就可以把大數(shù)據(jù)應(yīng)用在城市規(guī)劃中。美國麻省理工學(xué)院(MIT)的數(shù)據(jù)、系統(tǒng)和社會(huì)研究所(IDSS)正著手于用大數(shù)據(jù)解決社會(huì)問題。其成員SarahWilliams就是一個(gè)使用數(shù)據(jù)做決策的城市設(shè)計(jì)師。
“當(dāng)大多數(shù)人都能理解數(shù)據(jù)的時(shí)候,社會(huì)變革就可以開始了?!盬illiams說,“數(shù)據(jù)改變了我們看待世界的方式,它向我們展示了過往政策的結(jié)果,同時(shí)為未來的新策略提供了重要信息?!?/p>
Williams的興趣是研究IDSS對(duì)城市系統(tǒng)的影響力,而她的一些同事們則在為未來城市發(fā)明新科技,比如無人車和智能電表。這些技術(shù)將有效地提高城市的生活水平,解決現(xiàn)有的社會(huì)難題。
智能的城市交通
交通是城市生活最大的問題之一,也是智能城市中最需要?jiǎng)?chuàng)新的領(lǐng)域。近期火熱的概念是無人車,IDSS航空與航天工程組的成員EmilioFrazzoli在無人車的創(chuàng)新上就有不小的進(jìn)展。
去年秋天,F(xiàn)razzoli和其他教授們組建團(tuán)隊(duì),參加了新加坡–MIT共同舉辦的無人車試點(diǎn)測(cè)試。他們的團(tuán)隊(duì)帶來了“無人高爾夫車”。在為期六天的公開展示中,參觀者們可以在大花園內(nèi)的任意地點(diǎn)從網(wǎng)上召喚“無人高爾夫車”,并乘坐它前往預(yù)先設(shè)置好的目的地。這些小號(hào)的汽車以最高每小時(shí)15英里的速度穿梭在公園中,靈活自如地躲避行人和騎行者。
Frazzoli正在研究什么樣的技術(shù)可以讓無人車正式上路?!叭绻芨鼜V泛地使用,無人車將改變我們對(duì)個(gè)人出行的看法,尤其是在城市中?!盕razzoli說,“無人出租車可以自主接客、載客、尋找停車場(chǎng)、或接待下一個(gè)客戶。這會(huì)使得公共交通像私家車一樣便利?!?/p>
Frazzoli對(duì)無人車技術(shù)的另一貢獻(xiàn)是他和MIT教授CarloRatti一起發(fā)明的數(shù)學(xué)模型。這個(gè)模型計(jì)劃讓十字路口變成自動(dòng)的、“空位制”的。這些自動(dòng)化的十字路口將不再需要信號(hào)燈,因?yàn)闊o人車會(huì)通過物聯(lián)網(wǎng)交流,確保每一輛車恰好在它所屬的時(shí)間空位進(jìn)入十字路口。這樣就可以減少不必要的剎車和等待,加快交通效率。Frazzoli的模型展現(xiàn)了一種可能的未來,一個(gè)沒有信號(hào)燈的城市。只不過,如果想要實(shí)現(xiàn)這一未來,在其他領(lǐng)域還需要有新的創(chuàng)新,比如如何讓行人和騎行者安全地通過自動(dòng)化的十字路口。
智慧的行為選擇
智能城市最聰明的一點(diǎn),不是機(jī)械和系統(tǒng)上的進(jìn)步,而是幫助居民們學(xué)習(xí)如何保護(hù)資源,尤其是他們自己的金錢。研究者使用大數(shù)據(jù)建立激勵(lì)措施,鼓勵(lì)人們依照更高效的模型做出選擇,比如錯(cuò)峰出行。
IDSS成員JessikaTrancik與公共環(huán)境工程教授MosheBen-Akiva共同探究如何幫助改變?nèi)藗兊慕煌ㄐ袨?。他們二人和其他幾個(gè)小組一起,開發(fā)了“最佳出行系統(tǒng)”,系統(tǒng)會(huì)獎(jiǎng)勵(lì)那些做出理想行為的用戶。在生活的其他方面,最優(yōu)化的行為總能帶來最好的回報(bào),而在交通上人們還沒有注意到這一點(diǎn)。
Trancik說:“人們依據(jù)個(gè)人偏好和交通信息來做決策。獲得信息的多少對(duì)人們的判斷有著很大的影響?!庇辛藴?zhǔn)確的實(shí)時(shí)信息和反饋,用戶可以更有效地行動(dòng)。
在智能城市中,每一個(gè)行為和選擇都被測(cè)量成數(shù)據(jù),以便于城市規(guī)劃者和工程師們分析?!斑@就是為什么模型很重要。通過模型我們可以把最重要的信息匯聚到一起。展現(xiàn)給用戶的,是有關(guān)交通的所有可能的選擇。”Trancik說。
這種個(gè)人對(duì)于數(shù)據(jù)的快速反應(yīng),不僅僅可以應(yīng)用于交通上,更重要的是在能源市場(chǎng)上。
智能的能源系統(tǒng)
對(duì)于消費(fèi)者來說,想要在能源市場(chǎng)中做出正確的、基于實(shí)情的判斷,是最難也是最重要的。這是因?yàn)槟茉词袌?chǎng)通常是“封閉”的——需求不隨價(jià)格的波動(dòng)而改變。雖然能源市場(chǎng)的價(jià)格變化非常頻繁,但由于大部分消費(fèi)者無法獲得實(shí)時(shí)的資訊,根本來不及對(duì)市場(chǎng)做出反應(yīng)。所以,消費(fèi)者們通常怎么方便怎么做,而不是按照價(jià)格來選擇,能源公司因而可以按照消費(fèi)者的需求隨意定價(jià)。
當(dāng)消費(fèi)者有了實(shí)時(shí)的價(jià)格信息后,比如使用了智能電表,他們的需求就可隨價(jià)格改變。這種反饋行為對(duì)現(xiàn)有的市場(chǎng)是有一定“破壞性的”。IDSS主任MuntherDahleh研究發(fā)現(xiàn),有了實(shí)時(shí)信息后,需求的波動(dòng)會(huì)非常頻繁而劇烈。如果供給側(cè)沒有做好準(zhǔn)備,跟不上需求的波動(dòng),就會(huì)非常危險(xiǎn)。
Dahleh和他的同事們正在用“控制理論”研究這種供給和需求的聯(lián)系。“控制理論”是工程與數(shù)學(xué)中,研究系統(tǒng)如何因反饋而自我改變的一個(gè)分支。他們嘗試建立一個(gè)反饋圈,使得消費(fèi)者可以隨著價(jià)格的波動(dòng)做出反應(yīng),但同時(shí)確保需求的波動(dòng)不是太過劇烈。解決這一問題會(huì)讓能源策略更加高效,并讓電網(wǎng)系統(tǒng)更智能。Dahleh說,“智能電網(wǎng)會(huì)通過測(cè)量消費(fèi)需求減少壓力。為了實(shí)現(xiàn)這一可能,我們?cè)谠O(shè)計(jì)激勵(lì)模型和策略,通過價(jià)格和信息來指引消費(fèi)者們做出合理的選擇?!?/p>
展望未來
在不久的將來,智能城市會(huì)由彼此相連的新科技組成,比如智能電網(wǎng)和反饋圈。它們將幫助人們做出知情的、高效的選擇。與此同時(shí),復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)則會(huì)讓研究員們進(jìn)一步改善這些系統(tǒng),使人們的生活更加高效。
智能城市的愿景也包含了一些問題,如網(wǎng)絡(luò)安全和信息隱私,但是智能城市將極大地提高人們的生活質(zhì)量。IDSS的研究者們所做的貢獻(xiàn),在未來可能會(huì)讓耗能嚴(yán)重的巨型城市變成“智能的巨型城市”,以高效的網(wǎng)絡(luò)取代阻塞的系統(tǒng),帶給人們可持續(xù)的城市生活和更美好的未來。