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智慧城市拼图成形
基础建置快速到位

【作者: 王明德】2016年01月29日 星期五

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早上起来,尽管外面是酷寒的天气,房间温度仍然维持着最怡人的22℃,在床头柜上按下几个键,炉上开始煮起咖啡,窗帘自动打开,让外面的天光透进来,浴缸的水龙头放出温水,音响响起最爱的交响乐曲,出门上班时,城市的交通状况已经透过无线下载到智慧手机里,手机会依据现在的状况建议你几个最佳的交通方式,你选择了捷运,在车站内你不需要买票,直接将手机贴近闸门,车费会自动结算到每月的电话费帐单里…只要是提到智慧城市的文章,开头都几乎会有这些愿景,而且这些愿景可以凭想像一直写下去,让人感觉智慧城市似乎是个近在眼前、即将成真的梦,事实上,这边要泼冷水的说,智慧城市虽然终究会到来,但它不会一夕成真,不会在你起床的时候突然惊喜发现已经身在「智慧城市」里,所谓城市智慧化往往是在你不注意的地方开始小小地起步,当你某天回神才发现,一个如此完整的智慧城市服务系统,已经无缝嵌入你的生活。


举例来说,你还记得候什么时候第一次使用银行的提款机吗?你第一次看到数位看板(Digital Signage)是何时吗?这两者都是智慧城市的一小部份,也都在你我不注意的时候,逐渐普及到生活四周。


接下来有哪些已在消费者未察觉,但IT业者已动作频频的建置?


从安全起步的智慧交通


图1 : (Source: Asia Green Buildings)
图1 : (Source: Asia Green Buildings)

根据美国运输部统计,美国每年因交通事故而死亡的人数高达43,000人,伤残人数则约320万人,为了处理交通事故所消耗的社会成本则超过1,500亿美元;在日本也有同样惊人的数字,日本车辆资讯及通讯系统的资讯指出,日本每年每人平均耗费在塞车的时间约为42小时,换算下来等于每年耗费12兆日圆,寻求有效降低运输成本的方式,成为各国政府的重要课题。


日本自1970年代就投入资源,用于改善交通基础建设与智慧型车辆的技术,可说是全球最早开始发展ITS的国家,从日本ITS,(Intelligent Transportation Systems;智慧型运输系统)发展史来看,大约可分成​​三个阶段。


第一个阶段为1970到1980年,这是先期研究及智慧交通系统规划、布建的基础阶段;到了1980~1995年,则进入第二个阶段,建构车用通讯的标准化介面,发展先进安全车辆及交通管理系统,同时确立了智慧型车辆及智慧型公路的两大发展主轴;自1995~2012年则属于第三个阶段,随着通讯技术的成熟,此时的行车安全应用已经开始转型,由传统感测器防撞侦测转为车载通讯的智慧式驾驶辅助。


美国ITS的研究发展则自1980年代中期开始,柏克莱大学在1986年执行一个名为PATH的研究计画,这是美国ITS研究的起源,之后美国政府与汽车大厂则约在1994年时,加入ITS的发展行列,当时美国政府设定了安全及运输效率的两个发展愿景。


在安全层面的发展目标,为在2016年以前降低15%交通事故发生率、每年的车祸死亡人数减少约5,000~7,000人、受伤人数则减少约45,000人,运输效率层面的目标,则是提升道路总吞吐量,解决未来因车辆数量持续成长而造成交通负荷超载的问题,估计每年可节省近200亿美元的国家成本。


最后来看欧洲ITS的发展,1993年底欧盟成立,其发展重点在于标准化,亦即为车辆及通讯系统建立统一的标准协定及介面,让ITS应用可以在欧盟各国间畅行无阻。


由于参与欧盟的国家为数众多,彼此的发展目标不一致也没有关联性,在力量分散的情况下,间接拖累欧洲ITS产业的发展脚步,有鉴于此,欧盟在2003年成立车间通讯联盟(Car-to -Car Communication Consortium),由各国政府、车厂、汽车零组件厂、科技厂商、电信业者、研究机构等共150个会员组成,负责制定泛欧通用的车载通讯标准,希望藉由整合各国资源,加速行车安全相关的技术发​​展及应用。


照护已成智慧医疗先驱

医疗专业人力养成非短时间内可达成,如何维持医疗品质,已成为医疗照护体系的一大挑战。

交通之外的另一个重点是医疗,智慧城市中的医疗建置,多以照护为主在智慧医疗的议题下,涵盖的范围很广,从远距居家健康照护到后续的院内照护,甚至是医疗照护场所的周边设施等,像是远距会诊、状况追踪、辅助病情解说、病历资讯调阅及统整等,都是可以智慧化的项目。


目前全球各国的医疗照护体系,正因为人力及资源不足,以及各种新病症的涌现,面临重重挑战。根据联合国世界卫生组织所公布的「世界卫生统计」,护理和助产人员平均密度比例最高的欧洲地区,每1万人口有55人;而最低的非洲和东南亚,每万人口却仅11人,显示医疗人力不足的问题十分严重,势必也会影响医疗品质;为了解决医护资源短缺的窘境,且在智慧医疗等议题发酵下,逐渐带动医疗产业结合物联网进入下一个崭新的应用阶段。


且由于医疗专业人力养成非短时间内可达成,如何维持医疗品质,已成为医疗照护体系的一大挑战。因此,为因应老年化社会来临所带来的长期照护需求,世界各国纷纷拟定政策,希望利用Wi-Fi、蓝牙、4G、LET、GPS及RFID等无线技术,架构起远距照护的应用方向,在医疗改革的千头万绪里,医疗资讯技术改革是极为关键的一环,事实上,随着资讯及通讯技术的日新月异,许多国家都在重新思考医疗服务的运作体系。


智慧电网让用电更聪明


图2 : (Source: Sustainability Zero)
图2 : (Source: Sustainability Zero)

智慧电网将传统电力公司的角色,由单向传送电力转为双向,同时整合了电力流与资讯流。

另一个正在成形的则是智慧电网,各国的智慧电网已在加速推动中,标准底定后,半导体业者就可针对业界标准,整合所需要的功能,进一步量产晶片,降低建置成本。


智慧电网将传统电力公司的角色,由单向传送电力转为双向,同时整合了电力流与资讯流,透过标准的制定,未来电力流及资讯流建构将会更稳定、安全可靠、有效且容易使用的介面,来控制及应用,用电资讯的揭露就是其中一类应用,未来住宅、建筑物中所有设备的用电资讯,都会被撷取、纪录、分析,借以制定出更聪明的用电策略,降低住所与建筑物的能源消耗。



图3 : (Source:Nesta)
图3 : (Source:Nesta)

根据工研院绿能所研究指出,目前全球能源的消耗比重上,建筑物的比例高达37%,因此建筑物在智慧电网的架构中,扮演相对重要的角色,由于传统楼与有太多的系统必须整合,造成系统的学习曲线拉长;加上系统故障排除的问题增加,不但提高营运成本支出,更对节能发展形成障碍,智慧电网的建置,将可顺势整合以往难以决的整合问题,让智慧化与绿能目标,在未来城市建置中,能够同步达成。


智慧交通、智慧医疗、智慧电网,这些前面冠上「Smart」的系统,在终端使用者未曾察觉之下,已悄悄改变人们一部分的生活型态,其他领域如物流、零售、教育、娱乐等,也都已有业者着手设计相关系统,各类应用环环相扣,将让智慧城市逐渐成形。


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