智慧城市中的汽車、傳感器和物聯(lián)網

雖說智能家居讓我們的生活變得更方便，但可以說，傳感器和相關物聯(lián)網技術的真正潛力在于智慧城市和智能汽車。這可能會改善大多數人的生活方式，提高資源效率，并克服城市面臨的許多問題。畢竟，現在世界上56%的人口居住在城市，且這一比例還將繼續(xù)上升。

但是智能汽車和城市背后的傳感器和技術準備好了嗎?在回答這個問題之前，先來看看它們的能力。

物聯(lián)網技術之所以得名，是因為其是始終連接到互聯(lián)網的設備，并且利用這種連接來執(zhí)行比傳統(tǒng)的無連接設備更多的功能。物聯(lián)網可以不斷地收集數據，并將其反饋給中央服務器，使這些信息從任何有數據連接的地方可用。此外，其通常包含收集更多數據的傳感器。

智慧城市的夢想是一個充滿基礎設施的城市，其中包括能夠處理周圍環(huán)境信息的設備，并利用這些信息提高效率和安全性，提高城市居民的生活質量。這通常與減少能源消耗等環(huán)保目標有關，但好處不止于此。

街景中的傳感器

在智能城市的背景下，傳感器可以了解人們如何與城市的基礎設施和公用事業(yè)進行互動。這可以使之更實時地適應環(huán)境，并滿足上面概述的目標。此外，各種各樣的數據可以收集來幫助規(guī)劃者改善一個城市的長遠發(fā)展。

智能電表可以跟蹤建筑物的能源消耗，因此智能電網可以對這些信息做出反應，以更有效地滿足能源需求。智能垃圾管理可以確保監(jiān)控垃圾水平并將其傳輸到服務器的垃圾桶不會溢出，而垃圾收集團隊可以響應這些需求。智能空氣質量監(jiān)測器可以監(jiān)測社區(qū)污染水平，當附近的野火造成空氣質量指數較低時，當局可以觸發(fā)警告和警報。

傳感器還可以安裝在路燈上，這樣路燈就可以根據周圍的人數來調整亮度，而不是基于一個簡單的開關系統(tǒng)，每天都保持不變。同樣，智能交通信號燈可以根據當前的交通流量改變其模式，以緩解擁堵，保持車輛暢通。前者有助于保障人們的安全，而后者可以減少排放，甚至可能有助于阻止危險駕駛。

想象一下，當所有這些活動結合在一起時，可以收集到什么樣的數據——特別是如果使用機器學習算法來分析。人工智能可以識別不同基礎設施可能產生的影響的模式或運行模擬，城市規(guī)劃者可以使用其來持續(xù)改善城市。

與此同時，街道家具不再是單一用途的被動實體。每個企業(yè)都在監(jiān)控不同的數據點，這些數據點會產生大量的信息。由于其龐大，有時被稱為“大數據”。但是，一旦經過人工智能和訓練有素的分析人員處理，就會產生一些見解，從而創(chuàng)建一個更安全、能耗更低、出行更方便、總體上更能滿足公民基本需求的城市。

將汽車融入智慧城市

汽車給城市帶來各種各樣的問題。首先，城市實際上是為汽車而設計的。城市的大部分土地通常用于道路和車輛停車場。隨著嬰兒潮一代將其家庭搬到郊區(qū)，這是一個必要的回應。

汽車還將碳排放直接帶到人行道上，在住宅、企業(yè)、公園和學校前造成呼吸危害和污染危害。糟糕或注意力不集中的司機也會對行人和其他司機造成危險。汽車也容易受到誘導需求的影響，這意味著為緩解擁堵而修建的道路實際上只會吸引更多的汽車。

一個至少可以解決上述部分挑戰(zhàn)的潛在解決方案是，將傳感器和無線網絡集成到車輛上，這一概念被稱為“車聯(lián)網”(V2X)。這些智能汽車將自動為基礎設施網絡提供天氣狀況、事故、道路擁堵、路面狀況、行人密度等數據。因此，交通工程師可以在交通高峰期繞路以避免事故。或者在事故發(fā)生時立即通知緊急服務部門。

車輛類別，如卡車或公共汽車，可以排在一起，并優(yōu)先于其他車輛類型。如果網絡基礎設施提前給自動駕駛汽車或司機提供選擇，那么為了街區(qū)聚會和活動關閉街道也會更方便?？傊琕2X可以讓交通和居住生活更加和諧。

V2X也可能是自動駕駛的關鍵，幾家汽車制造商正在研究和開發(fā)自動駕駛。盡管還有一段路要走，但其將提供高級駕駛員輔助系統(tǒng)成為現實所需的額外環(huán)境數據。

智慧城市準備好了嗎?

如果手機或筆記本電腦不時出現故障或遇到問題，這可能很煩人，但至少不會危及任何人的生命安全。但車輛和交通信號燈就不同了。如果自動駕駛汽車出現問題，很有可能導致行人死亡。因此，不禁發(fā)問：我們如今擁有的技術有多可靠?

智能汽車面臨的一個嚴重障礙是，道路是為人類而建的，而我們容易理解的事情對傳感器來說可能是挑戰(zhàn)。以路標為例，雖然可以訓練人工智能閱讀路標，但要讓人工智能識別光線昏暗或部分被樹或雪遮擋的路標就困難得多。

實現這一目標的一項關鍵技術是光探測和測距(激光雷達)，其使用脈沖光波為車輛提供周圍環(huán)境的完整3D圖像，而不受光線和天氣的影響。

為了讓智能傳感器在城市中發(fā)揮其最大功能，支持其的網絡需要是可靠的、高帶寬、低延遲的無線連接。在當今的時代，這可能最好通過5G連接來實現。然而，到目前為止，5G蜂窩網絡的推出受到限制，其波長范圍相對較短，需要比前幾代協(xié)議更多的天線密度。這可能意味著某些領域最終會比其他領域更智能、更先進。

這意味著一個成熟的智慧城市還需要數年，甚至數十年的時間。

開啟智能革命

隨著越來越多的人涌向城市，我們構建智慧城市的方式，以及在城市之間移動的方式，可以顯著影響普通人的生活質量。顯然，規(guī)劃者面臨著許多障礙。

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