可持续城市

为什么佛罗里达州的三个沿海城市转向科技以实现可持续性

快速行动:智能可持续城市投资技术“为未来做好准备”


  • 佛罗里达州的三个沿海城市面临着毁灭性自然灾害的风险,这些灾害破坏了基础设施,暂时使数千人无法居住,这三个城市分享了可持续技术如何成为城市的数字免疫系统。
  • 智能连接物联网设备和数据平台不仅有助于提高城市和公民服务的效率,还可以缓解气候和可持续性挑战。智能城市解决方案通过以下方式改善了生活质量指标:10–30%
  • 将共享城市基础设施“生态系统”的开放数据系统货币化,可以建立连接社区,访问实时数据,为新的收入流提供机会,保护城市经济、自然环境和公民。
  • 较小的市政当局应优先考虑小型但可扩展的项目,重点是提供公平、有效和适当的技术,同时衡量其部署和新服务的方式和质量。

午餐时,你只注意到橘子花的气味


想象一下,你正在上班。您通常在高峰旅游季节留出20分钟,但您可以按时留下立即,因为智能交通信号尽管游客涌入,但智能停车系统迅速将您迅速地送到可用点。你走进你的办公室,即使外部的热量正在上升,发现温度令人愉快,因为建筑的智能能量仪表轨道和优化电力消耗以节省成本并创造一个更清洁,更可持续的环境。

图1:智能城市的组成部分


当你出去吃午饭时,你会享受新鲜空气,因为环境监测传感器会提醒当局和公众空气质量的任何下降。你坐在那里吃午餐的公园很拥挤,但是,你注意到没有任何垃圾四处飘扬,因为垃圾箱中的传感器连接到垃圾车上的GPS系统,让他们知道垃圾箱的位置是满的。当你回到办公室时,你会看到城市的工作人员正在为一场预期的风暴做准备。技术系统提供了该地区潜在洪水的早期预警,因此您可以在手机上订购补给,并打开警报,以便了解情况是否升级。当你完成一天的工作后,外面很黑,但是当你走到车旁时,智能路灯会照亮这个区域,让你感到安全。当你到家时,你会查看邮件,并注意到由于屋顶太阳能电池板和家用智能电表,你可以通过智能手机应用程序更好地管理你的使用,从而节省了水电费。


当世界面临越来越多的环境挑战,从人口增长和城市化到全球变暖,可持续性和破坏性技术相结合的智慧城市的概念正在成为现实。技术有可能解决当今城市面临的一些最紧迫的挑战:减少碳排放以减缓气候变化,减轻自然灾害的危害以确保公民的安全。事实上,麦肯锡最近的一项研究表明,智能城市解决方案可以通过10–30%在这方面取得中等至重大进展可持续发展目标的70%


可持续发展的智慧解决方案


一个智慧、可持续的城市是一个建立在实体和数字资产综合网络之上的社区,结合起来以最经济、公平和环境友好的方式为市民提供服务。实现这一目标需要政策、治理、称职的劳动力、资产信息、分析工具、决策框架、公民等各方共同努力并相互协调,以便在卫生、教育、公共服务、个人安全和社会凝聚力等领域取得最佳成果。可持续技术可以成为一个城市的数字免疫系统,保护它的资源,确保它今天和下一代高度宜居。

上述方法示例显示,数字可持续性项目保护城市的资产,增加与其城市的公民满意度,并节省时间和金钱。但是,我们如何确保前进的项目,例如这些项目也是公平,有效和适用于公民和员工?这三个指标是一部分关于公平技术的全球公开讨论适用于可持续市政成果。

在申请技术在公共部门的同时,通过衡量其部署的方式和质量以及所创造的新服务,将提供良好的服务。对这三项指标的审议应促使项目和实施人员纳入公民和市政人员要求,以考虑跨人口统计,年龄,财政和技术熟悉。例如,Cape Canaveral市与AARP合作,以帮助与他们的选区进行沟通。有趣的是,AARP说,八岁是八岁的人的公平也是公平的,这也公平地对八十岁的人公平。考虑到这些建议应确保对可持续发展的速度,满意和社会支持直接影响您的选区。

目前,大多数市政当局刚刚开始利用信息和通信技术来创建一个高度可持续的城市的愿景。随着城市变得“更聪明”,它们变得更可持续,响应能力更强。市政当局可以建立一个智能设备和云交互的生态系统这使得数字服务收入增加,同时为公民和游客创造数字体验。到目前为止,已有大量文献证明,大城市在可持续发展项目上取得了成功;因此,较小的市政当局可能想知道,他们能做些什么来应对他们独特的挑战。


解决佛罗里达沿海地区地理和旅游业的压力源

压力源是一种化学或生物药物,环境条件,外部刺激或对城市的压力和基础设施产生压力的事件。压力源可以是公民和员工可能考虑要求,具有挑战性和/或威胁安全性的事件或环境。沿海市,就像Cape Canaveral,卫星海滩和可可海滩的城市,具有独特的压力,提供机会和挑战。这些压力源的来源通常与城市的地理优势和特征有关,每年吸引许多游客,并为其公民产生相当大的收入。


以下是六个强调区域,可以通过智能可持续技术改进:

  1. 能源和公用事业
  2. 自然灾害和气候变化
  3. 社区与生活质量
  4. 数据隐私
  5. 基础设施
  6. 运输和流动


一个城市如何,其全球智能城市同行的一小部分,大大提高了可持续性,同时管理了母亲自然的不可预测的挑战?让我们讨论有什么机会解决了许多挑战。


首先,这是一个与增长相关的挑战。由于其著名的航天飞机和火箭发射,卡纳维拉尔角的游客人数从1961年的10万人增加到现在的10万人2016年为170万. 根据卫星城海滩可持续发展行动计划(SAP),人口增长,城市发展,产业和农业对屏障岛的陆地和海洋栖息地构成了短期和长期危险。鉴于这些土地和水系统高度相互连接,在一个内部的变化具有极大地影响另一个的可能性:例如,印度河泻湖这些沿海社区的主要收入来源。


另一个主要挑战是天气:对于卡纳维拉尔角、卫星海滩和可可海滩来说,它们的地理特点和暴露也使它们极易受到极端天气条件的影响。同样的天气会阻止精心策划的火箭发射,也会对该市的基础设施、能源和交通系统以及市民的安全造成严重破坏。2018年,卡纳维拉尔角获得一笔赠款,用于评估当前和未来的自然脆弱性并提供了制定战略的机会,以增强该市对气候相关危害的短期和长期恢复能力。洪水、海平面上升、风暴潮以及风暴潮与海平面上升相结合可能会严重损坏道路和周围土地,影响该地区的日常活动、经济活力、公用事业和应急行动。此外,卡纳维拉尔角的私人和公共财产也面临风险,目前的财产价值超过14亿美元,政府运营和设施对风暴事件后全市的生命、安全、健康和运营的连续性至关重要。


卡纳维拉尔角、卫星海滩和可可海滩的重点是实施更智能、更有弹性的基础设施;这些项目旨在使城市“为未来做好准备”,更好地支持游客、市民和城市本身。

“可插拔”、以生态系统为导向的项目可以协同工作,交换数据,告知工作人员和市民,并优化整个城市的基础设施运营。例如,提前通知是更好地为自然灾害做好准备和恢复行动的第一步,但在公共安全至关重要的紧急情况下怎么办呢?通常会有很多困惑、沟通困难和位置问题。我们的急救人员部署在哪里?他们是否被部署到适当的地区?我们是把它们分散得太稀疏还是不够广泛?可以部署生态系统构建块项目城市网络-比如说低功耗广域网(LPWAN)-因此,人员和设备可以立即定位,环境监测器可以实时更新情况。这意味着您可以缩短紧急呼叫的响应时间,并提高人员和公众的安全。Thoughtworks已经向一些商业公司提供了使用此类技术的解决方案,这些公司希望跟踪现场工作人员,以监控其安全性,原因是时间安排或隔离、危险的条件。188bet宝金博app下载


沿海社区经常成为毁灭性洪水的受害者,洪水摧毁了基础设施,使数千人暂时无法居住。一家牛津初创公司,牛津洪水网络,正通过使用物联网(IoT)传感器和电视空白来改善英国各地的洪水防护。另一个可插拔的生态系统解决方案是以公民为中心的倡议,旨在通过在偏远地区部署开源无线水传感器网络来监测当地的水位。传感器安装在从桥梁到地板下的所有地方,随后收集数据,以便环境署和地方当局在水位高企时能够迅速采取行动。

在过渡到EV舰队时,有一个机会为城市创造一个共享基础设施的开放数据系统,在公共汽车、汽车、充电站和电源之间,并将这些数据用于更好的城市规划。Thoughtworks与一家中国电网电力公司合作,该公司希望为中国的电动汽车车队建设一个清洁能源网络。这种可插拔的生态系统解决方案允许充电软件连188bet宝金博app下载接到车辆中的远程通信盒(T-box)和驾驶员的智能设备(如iPhone)。电池电量实时共享,电网能够通过调整单价来适应其工作负载,以鼓励更多电动汽车在电力充足时充电。未来,一个城市的车辆电池可以重新利用进入当地电网存储,有可能为城市节省资金。

随着城市决心发展可再生能源,他们应该考虑如何清洁可持续的能源可以负担得起,并产生收入。Thoughtworks帮助印度的一个组织实现了他们的愿景,即通过开发一个定制的短信收入系统,将政府用于某些公民的能源支出转化为数十亿公民购买的资产,为低收入的离网家庭带来清洁能源。188bet宝金博app下载

废物管理可插拔解决方案也是可能的。188bet宝金博app下载思考作业为下一代招标系统建立了一个马德拉斯废物交换这是印度的废物交易系统。这个开放但安全可访问的软件解决方案,或称“平台”,允许回收商发布存储在回收中心的现有废物销售数据,并允许绿色制造企业在整个产品生命周期中访问扩展的生产者数据。

城市还应考虑如何增加服务、流程和机器的网络化、数据、智能化和自动化,从而提高员工的生产率和效率。确保您的市政当局与技术公司合作,该技术公司有经验、有能力,并且具有处理这些类型的技术多样性的广度。合作伙伴不仅应精通在整个市政当局的有效部署,而且还应精通将项目信息传递给市政当局雇员。

我们的下一个可插拔解决方案是针对能源需求响应提供商的。Thoughtworks构建了一个实时数据系统,用于分析来自建筑HVAC系统的物联网传感188bet宝金博app下载器数据。数据系统确定任何绩效问题的根本原因,并提出促进盈利能力、可持续性和透明度的建议。这使得设施运营商能够提高租户的舒适度,减少设备磨损,减少能源使用,并影响底线。一个关于共享城市基础设施的开放式数据系统可以完成繁重的工作,并带来高价值的结果。

数据首先方法

解决这些挑战和需求的关键是为实时数据捕获和监控提供一种经济高效的机制。并非所有城市都能负担得起建设和运营专有网络基础设施所需的费用,以支持实时捕获来自CCTV和环境传感器等设备的数据。公共/私人5G网络也不是实现智能城市的城市范围网络的强制性要求,尽管它们是解决方案的一部分。

正如前面的第一响应者示例所示,另一种方法是组合多个成本较低(或免费)的数据源以提供相同的结果。智能手机(带位置)、现有数据源(天气、交通等)和低功耗广域网(LPWAN)传感器(用于位置、空气质量监测)的结合,现在正使各种规模的社区能够使用低成本、众包数据模型建立感测能力。LPWAN非常适用于需要设备在单电池上长时间远距离发送少量数据的应用。

其中许多项目都是使用物联网,这是一个开放的软件生态系统,旨在创建“连通”社区,为为城市员工、市民、游客、企业和规划者设计的应用程序访问实时数据。货币化的应用程序(如智能停车)也可以帮助资助该计划的进一步发展。最重要的是,物联网解决方案或平台,如物联网(TTN),在设计时考虑到了公共数据安全和隐私。

我们已经看到,这些倡议已经点燃了一个志愿公民社区,他们愿意建立和支持这些项目,以创建一个更安全、更连通的社区,使用自己居民提供的数据。处理来自公众的数据的安全和使用权政策是需要解决的一项关键挑战。解码(分散公民拥有数据生态系统)巴塞罗那通过一系列试点项目解决这一挑战,其中思考是作为技术顾问的思考。188bet宝金博app下载解码希望确定人们如何自由贡献信息或数据,同时保留决定数据的共享和在哪些条件下的能力。

一个解码飞行员涉及放置环境传感器监测居民住宅和社区的噪音水平和污染。188bet宝金博app下载Thoughtworks帮助解决了整理和存储公民感知数据流的技术挑战。对数据的访问是通过聚合数据集并使用密钥进行加密来控制的,只有经过身份验证的人才能访问数据,这样公民就可以通过移动应用程序与社区匿名共享加密数据。

第二个飞行员把注意力集中在一个开源社区请愿软件平台这使公民能够引发社区的变化。加密解决方案用于构建仪表板以可视化社区数据,使居民能够在规模中拥有个性化但私人体验来自组织,并为城市官员带来最紧迫的问题以采取行动。这种“Crypto-Magic”是一个大公共/私人证明点,了解智能城市如何开始民主知识。

虽然低成本,但像传感器这样的现成的解决方案很容易部署到收集数据,安全地集成那些点解决方案是真实值实现的地方。项目开始集成数据平台上的数据,使用机器学习来识别模式,最重要的是,决定用户,利益相关者和公民如何行动这些模式。创建这种类型的连接生态系统需要智能可持续技术的城市和从业者之间的协同开发。


智能可持续城市的增量投资方法


可持续技术投资不必以大爆炸方式完成。在更大的设计中种植小型投资的策略可用于建立较大的生态系统(或共享基础设施)的价值,而不是收购点解决方案,其中总和不大于各个部件。为了创建此生态系统,解决方案需要所有使用兼容或可翻译的数据标准,最好是开放标准。以下图片为智能解决方案技术提供了扩展的可持续发展成熟度模型。

这个曼彻斯特城市服务项目是2016年地标风险投资,开创了在四大用例中使用物联网技术:旅游和运输;健康和社会保健;能量与环境;和文化和公共领域。它的整体设计解决了120多个概念验证,包括超过20种不同合作伙伴的联盟。城市verve从一开始就跳进了创建生态系统,揭示了可能遇到的无数复杂性;关于技术,治理,创新,社区参与,政策和监管。它的遗产突出了其他智能城市的重要课程和指导。

较小的市政府应优先考虑试点项目,并着力于提供基本技术基础,使新的服务有机发展。在任何智能城市项目开始时,地方政府都需要明确目标,并表现出管理的灵活性。现有的高层计划和目标,如卫星海滩可持续发展行动计划和绿色实现目标,是一个很好的起点。可以将技术分层以增强解决方案。例如,考虑建议将所有市政建筑照明转换为更高效和更持久的LED照明。除了LED灯外,RFID标签还可用于让您知道何时需要更换灯,并可安装运动检测传感器,以便只有行人经过时,灯才会打开。现在,您不仅优化了效用效率,而且还收集了有关社区如何运行的匿名聚合数据。您可以利用对行人交通的了解来识别新娱乐空间的安全风险或机遇。从中获得的数据洞察可用于构建未来的业务案例。所有工作流程中的合作伙伴需要定期聚集在一起,以便在战略上保持联系和一致。考虑分配专用资源来管理通信程序,并使用现有的信道来创建与公众的持续对话。

虽然曼彻斯特不一定能成为它所希望的智慧城市蓝图,但它的开放数据系统无疑取得了成功。“平台思考”,即在广泛的使用情况下安全地访问和链接软件应用程序,对于实现可扩展性,可复制性和开放式创新至关重要。CityVerve的“公民需要先”方法也是一个值得注意的概念。最后,但重要的是,营销投资的目的是提高人们的认识,特别是那些天生不接触科技的居民的认识,以教育和获得公民的支持。

随着小城市从点解决方案发展到共享城市基础设施的开放数据系统,它们应该将生态系统扩展到邻近社区,以创造更大的价值。想想印度河和香蕉湖沿岸的部分地区正在经历的水藻爆发。目前,城市依赖水资源管理区、国家鱼类和野生动物保护委员会(FWC)、环境保护部门或非政府组织(大学和非营利组织)的数据。卡纳维拉尔角、卫星海滩和可可海滩可以使用摄像机检测水中的颜色变化,以跟踪藻类的发展。然后,这些信息将被输入数据平台,以监测和跟踪藻类是否朝它们的方向发展,让它们有时间做出反应,保护其经济的很大一部分。另一个例子:如果您实现智能交通解决方案来理解卫星海滩的交通模式,这肯定是有帮助的。然而,想象一下,如果这些交通解决方案能够沿着堰洲岛的主要通道SR A1A进行连接和协调,那么交通将会变得多么顺畅,或者在天气紧急情况下协调工作将会如何改善。


城市智慧城市的成功因素


在为卡纳维拉尔角、卫星海滩和可可海滩等较小城市和沿海城市实施智能城市能力方面存在各种机遇和挑战。已经走上这条道路的市政当局已经为其他国家的后续行动铺平了道路。全球类似的社区正在利用开放标准和社区驱动的数据计划,这些计划不一定需要传统上昂贵的资本网络项目的资助。这些社区计划遵循可持续性成熟度模型,以最少的资本投资进行迭代开发。


推荐的智能城市方法


我们已经将我们推荐的智能城市方法归纳为八个关键设计主题,您可以在制定战略时作为指导。

社区参与入门

我们讨论的另一个共同点是如何获得社区的认可和采纳。我们在下面总结了一本初级读物,以获得智慧城市项目所需的支持和支持。

  • 生成社区意识.起点是通过从社区内的营销活动中参与营销活动来创建种子进行宣传。较大的城市传统上挣扎着在广泛的公民观众中获得牵引力。市议会处于一个理想的立场,以促进这项努力,从而避免试图满足更大的受众遇到的陷阱。
  • 是透明的. 对项目目标完全公开和诚实。更重要的是,要简洁,避免使用过于复杂的技术术语。为了使smart计划取得成功,公民和关键利益相关者必须充分了解新解决方案的好处和影响,并了解如何使用其数据的细节。获得成功结果的许多挑战通常与人有关,而不是与技术有关。
  • 从第一天起就与社区建立联系.我们见证了最伟大的成果,当市政委员会在项目一开始就让市民参与进来。为了保证社区在计划和意图的透明度方面的投资,让社区参与最初的规划阶段。待评估的潜在解决方案清单必须包括社区的意见和批准。
  • 为共享投资模式实现更广泛的合作.邻近的城镇,城市和地区可以是社区倡议的一部分。某些机会可以通过与邻近的社区与相邻的社区合作中受益于“数量的实力”。智能流量和环境监测系统可以从共享投资模型中受益匪浅。这些福利不仅限于技术领域,而且仅限于合作和社区建设,以便在共享举措中赋予公民权力。

四条交通规则

最后,城市在规划和执行阶段都应该设置检查点,以确保它们遵循以下协议。

  • 耐心点。许多智能城市项目的垮台正朝着特定的解决方案越来越聚焦,以便更快地移动,以损害其他一切。这不仅会增加您的失败风险,而且在考虑遵循的项目时也会疏远社会。社区不得努力赶紧酝酿和讨论。一些最有趣且有效的解决方案并不总是最明显的解决方案。不幸的是,不成功的项目通常是大多数人记住的项目。
  • 不要煮海。许多智慧城市项目都因尝试做得太多而失败。与社区合作,确定少数初始项目的优先级,以启动这一势头。这将允许您在考虑更多项目时学习和发展。要考虑的项目的确切数量在很大程度上取决于社区的参与和预算,但目标是尝试和解决少数特定问题的一个小而重要的方面,而不是在单个领域耗尽所有可用的资源。
  • 不要重新发明轮子。你有大量的经验和附属品可以帮助你评估什么是可行的,什么是困难的。世界各地有很多成功和失败的智慧城市倡议,都有很好的文献记录。从失败的项目中学到的东西和成功的例子一样有用。这些宝贵的信息和经验将为您的社区提供无价的知识、技术资源,更重要的是,为您的社区智慧城市之旅提供人脉。
  • 敢于与众不同.当智慧城市项目和经验开始成熟时,卡纳维拉尔角、卫星海滩和可可海滩都将处于有利地位,探索更创新的解决方案,以应对其独特的挑战。在这一点上,你的经验和成功应该分享和传播到全球其他地区有类似的挑战。然而,失败并不总是可以避免的,“快速失败”的敏捷心态(即快速学习和在必要时调整计划的能力)适用于智慧城市的努力。只要你适当地考虑在哪里投入你的努力,你就不应该被你在这令人兴奋的旅程中遇到的任何失败而偏离轨道。

技术可以帮助解决世界上一些最紧迫的环境挑战。虽然连接,聪明和可持续的城市似乎是一个未来主义的想法,但您现在可以开始采取基础上的基础迈向实现现实。开始小,采取迭代和以公民为中心的方法,介绍点解决方案的数据标准,并与邻近社区和私营部门合作,构建一个数据平台,将在链接和同步城市组件之间创建可扩展的生态系统。未来比你想象的更近。

额外的贡献者

本文是在卡纳维拉尔角、卫星海滩和可可海滩的可持续发展团队的慷慨帮助下撰写的,我们要感谢他们的时间、耐心和令人难以置信的洞察力。排名不分先后:

Zachary Eichholz;杰瑞斯弗朗西斯;Kelsey Mack;Nicholas sanzone;布兰达惊喜;Alexis Miller。

参考文献1.匹兹堡的AI交通系统将旅行时间减少25%2.公平的城市-纽约的新名字3.巴塞罗那可以成为广泛使用物联网的世界领先城市4.资产管理是智慧城市的重要资产5.Seestadt aspern在聪明,可再生的未来的道路上6.https://lagoonloyal.com/indian-river-lagoon/

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