■文 /厉 俊
大数据是智慧城市的基石,未来的智慧城市需要千千万万个数据入口。
21世纪初,智慧城市在美国率先落地并逐步推进到荷兰、英国、德国等国。在亚洲,日本、新加坡、韩国等国也在过去的五六年间进行了一系列智慧城市项目的实践。中国智慧城市的发展基本与世界同步。2011年后,智慧城市的概念成为很多城市政府与业界关注的焦点。2013年初,住房和城乡建设部发布了第一批90个智慧城市的试点城市名单,引发了国内新一轮的智慧城市热。此后,推出智慧城市规划的城市数量呈现爆发式增长。据新技术行业研究公司壹行研(Innova Research)统计,在第一批智慧城市试点推出不到一年的时间里,至少有250个城市宣布了它们的智慧城市规划和相关目标。截至2016年底,中国提出智慧城市计划的城市已超过500个。
尽管智慧城市广受关注,对智慧城市的定义却是五花八门,不同城市对智慧城市的功能和目标的解读也都各不相同。这主要是由于每个城市的经济发展、生活方式、生活环境、人口情况、交通状况、政府管理水平等千差万别,这些差异直接导致了每个智慧城市都有自己独特的着重点和需要率先解决的问题。
总体而言,目前的智慧城市都是基于大数据、互联网、云计算等信息技术,在社会管理与市民生活等各个方面智能化地预测需求,并帮助政府与市民有效地、合理地分配和使用资源的系统。
大数据是智慧城市运作的基石。如果把智慧城市比作一个巨人,那么大数据就是这个巨人的血液。要获得海量的、足以支撑决策的数据就必须建立大量的采集数据的入口。海量数据的采集是智慧城市面临的一大挑战。未来,很多与城市运行和居民生活息息相关的智能家电等产品都会被用来作为数据入口,承担为智慧城市系统采集数据的任务。相应地,数据采集的巨大需求也为传统家电和其他电子产品的智能化升级换代提供了绝佳的潜在市场和商机。
对城市的道路、交通、行人、车辆、安防等信息的采集而言,路灯无疑是极佳的可利用的载体。有路的地方必然有路灯,跟着路灯布局,智慧城市系统中相关交通、行人和安防的数据采集就可以轻易覆盖整个城市道路而不留死角。
目前,智慧路灯已经面世,配有摄像头、显示屏、紧急呼叫、射频标签感应等设备,并装备了4G或其他无线通信系统。摄像头用来观察路面和行人的状况,并把采集的图像和其他数据通过相关通信系统传回控制平台。一些比较高级的安防摄像头还可以实现远程控制,也就是说,控制平台可以随时转换每个摄像头的拍摄角度以获取更加高质量的画面。智慧路灯上的显示屏负责显示交通拥堵情况、前方道路状况等相关的交通信息。当摄像头捕捉到某个路段严重堵车时,后台可以把相关的信息显示在附近道路的路灯所附带的显示屏上,便于驾驶员看到后及时绕道。
智慧路灯装备的射频标签感应装置的用处则比较特殊。在过去很长一段时间里,城市居民和管理者被窨井盖失窃问题所困扰。在窨井盖上嵌入射频标签后,只要窨井盖被非法移动,路灯上的射频标签感应装置就会被激活,被挪动的窨井盖所处的精确位置等相关信息会被传送到后台,同时,被搬走的窨井盖还能通过路灯的信息传输被轻易定位。智慧路灯附带的射频标签功能可以在窨井盖等公共资产的防盗和维护工作中起到关键作用。
智慧路灯整合充电桩设备,还能用来充电。电动车在路边临时停车或过夜时都可以充电,只需要按照充电时间投币或用磁卡来付费即可。拥有智能充电桩功能的智慧路灯将成为城市新能源车的充电相关数据的主要采集点。
射频标签,又称RFID(Radio Frequency Identification),已经在我们的生活中被广泛应用,只是很多人并不知晓它们的存在。在我们的身份证、护照等证件中都镶嵌有射频标签芯片,这些芯片以加密的方式储存了个人的身份、旅行记录等各种信息,以备拥有法定射频读写装置的公安、边检、安防等人员查阅。只要人们在火车站、机场等处使用这些证件,个人的行踪就会作为数据被记录存档。另外,射频标签还被广泛用于交通卡、电子门票等,起到随时充值、防伪等作用。
射频标签在智慧物流和商品追溯上可以起到更大的作用。射频标签可以从商品出厂开始,记录商品在检验、入库、运输、进入超市和菜场、被市民购买等全过程中每个节点的信息。市民可以用相应的读写器读出商品原产地、质检情况等信息,以决定是否购买。城市管理者通过全程追溯商品信息可以确保只有经过认证的、安全的商品才能流入市场,有效减少不安全食品、伪劣商品等带来的风险。
2012年,成都推出了“猪肉质量溯源安全监管系统”。该系统以射频标签为主要追溯手段,从生猪出栏到进入市场的整个产业链条上有超过1万个射频标签信息采集点,对任何一块猪肉的出产地、检疫情况、运输路线、冷库存放、销售渠道等信息进行采集并录入云数据中心,以备消费者随时通过手机进入云数据平台查询。
目前,在智慧物流和商品可追溯领域,射频标签已经被广泛使用于高档服装、酒类、保健品、医药等产品。据壹行研估计,2015年中国射频标签的市场收入超过40亿元人民币,预计到2020年将超过80亿元人民币。未来,随着射频标签成本的进一步下降和拥有射频标签读写功能的智能手机的普及,射频标签将会在智慧物流、商品防伪和可追溯等方面起到不可替代的作用。
射频标签作为记录人员和商品流动的重要的大数据入口在未来5年将会得到快速发展。
家庭是城市的组成单元,家庭的水、电、煤气等使用的时间、频率、习惯等数据是城市相关部门进行电网、煤气管网等布局和规划的重要依据。智能电表、智能水表和其他智能家电产品会成为未来千千万万个家庭相关数据的采集点。
智能家电的初衷是实现家电的智能化运行和允许用户对家电产品进行远程控制。比如,在清晨起床时自动升起窗帘、打开窗户,睡觉时间自动关闭电视和电灯、放下窗帘等。远程控制功能则更为实用,比如,用户可以在上班前在智能电饭煲里预备好米和水,下班时用手机远程打开智能电饭煲开始煮饭;在到家之前远程打开家里的空调系统,使用户到家时就能享受适宜的温度等。
智能家电除了给用户带来更加便利、高效的体验外,智能开关等新产品还能把家庭用电情况和相关数据的采集细化到某一个家用电器。用户可以将智能开关安装在电器的电源处,通过安装了相关APP的智能手机随时查看任何一个家用电器的用电状况。当电器的用电状况出现异常时,比如用电量突然增大,用户就能及时做出反应,对老化、濒临失效的电灯和电器进行更换。
正是由于智能家电的远程响应能力,智能家电被赋予了采集消费者使用习惯和相关数据的功能。比如,智能空调能够采集用户打开、关闭空调的时间,用户对制冷、除湿等功能的使用习惯等信息,并把相关数据回传到数据平台,帮助空调公司更好地理解客户的使用行为,并作为公司调整产品设计的依据。
在传统的、粗放式的农业生产过程中,农民凭经验播种、施肥、投放农药、灌溉,因而不可避免地导致农药投放量过多或不够,造成环境污染和土地退化,以及负担不必要的费用。由于日照和降水非人力所能控制,所以旱、涝等自然灾害依然是制约农业生产的重大因素。在未来的智慧城市,传承千年的传统农业生产技术将被彻底颠覆。
智慧农业是智慧城市的一个重要组成部分。其主要实施方法是用湿度、温度、摄像等传感、监控和信息技术收集农作物不同生长时期所需要的光照、水分、农药、肥料等数据,并在数据分析的基础上形成这些生产要素的最优化配置,以满足不同作物在不同生长阶段的要求。
中国农业科学院和其他一些国内研究机构研发的大田智能监控系统可以实现一定程度的农田管理智能化,并极大地提高农田管理者的效率。该系统通常有多个感应设备,被分别安置在大田的不同位置,负责收集安装在其周围的传感器发来的信息,并通过4G或其他远程无线网络将这些数据发往控制中心。例如,田里湿度过小,感应设备会通知控制中心打开灌溉系统。大田智能监控系统可以帮助管理者只在需要的时候进行灌溉,以减少不必要的水资源浪费和节省相关的费用。
有些感应设备还配置了摄像头,农田管理者可以定期检查,并在第一时间了解各个感应设备周边的大田里农作物生长和病虫害状况,决定是否要使用或追加农药和肥料。在这个智慧农业系统中,各种温度传感器、湿度传感器、摄像头等设备共同构成了海量数据的入口。
未来的智慧城市需要千千万万个数据入口,由此带来的商机正引起需要转型的传统路灯、电子产品厂商,相关传感器生产商,数据运营商和投资者的广泛关注。
2016年7月,我国第一个大规模智慧路灯系统,由LED照明系统供应商上海三思公司为江苏省洪泽县铺设的智慧路灯系统正式投入运营。该系统包含了3 000余盏可调光LED传统路灯和30余盏带有空气质量传感器、桥梁和山体滑坡感应传感器等设备的智慧路灯系统。同时,该智慧路灯系统还拥有电动车充电设施和应急信息显示等功能。无独有偶,2016年7月在北京举行的中国智慧城市博览会上,华为公司也展出了智慧路灯解决方案。该方案也是利用无处不在的路灯搭建物联网,利用传感器和其他技术手段,在智能交通管理、智能环境监控、下水道窨井盖管理等方面起到实时采集数据,并通过管理平台迅速做出反应的作用。
相比智慧路灯,智能家居的潜在市场更为广阔。最近两年,全球智能家居领域的重量级并购层出不穷。2015年8月,全球芯片巨头美国高通公司宣布以24亿美元的出价收购英国CSR公司。CSR公司拥有蓝
牙Mesh的核心技术,而该技术的主要应用就是智能灯光控制和智能家居、家电控制。高通公司收购CSR公司彰显了其进军智能家电物联网的意图。在国内,智慧管理平台和软件供应商青岛东软载波公司以4.5亿元人民币的价格收购了上海海尔公司。上海海尔公司是海尔集团的子公司,致力于智能家居芯片的开发。通过该并购,东软载波公司从软件与平台业务领域进一步拓展到智能家居芯片领域。
在智慧农业方面,各种收购也是此起彼伏。2014年底,江淮动力以1.14亿元人民币的价格收购了上海农易60%的股份。上海农易主要搭建农产品生产过程中远程诊断系统、病虫害预警系统,以及农产品的农药使用监控系统等。2015年7月,神州数码全资子公司中农信达以3 570万元人民币的价格收购了农业物联网公司旗硕科技51%的股份。旗硕科技是典型的智慧农业数据采集和应用公司,其主要产品是农业生产监控系统和农产品质量追溯系统。
未来,数据运营商将会崛起。数据采集及后续的数据运营过程蕴含着巨大的市场需求和商机。在这个运营过程中,运营商采集数据是第一步,而后进行数据分析、数据挖掘,并据此指导城市管理者和相关公司做出反应,以获取最大的管理效益和商业利益。在智能家居和其他一些领域,数据运营商已经出现。智能家电有各种各样的品牌,不同品牌的智能家电采集的数据一般都是汇集到本公司的管理平台。相比之下,由第三方建立的数据平台能够采集不同品牌的智能家电发回的用户使用习惯等数据,从而使数据的来源更为广泛、更具有代表性。未来,数据运营商有望依靠出售数据和商业咨询建议获得丰厚的收益。
综上所述,大数据是智慧城市的基石,智慧城市需要千千万万个数据入口。这种需求为智慧路灯、射频标签、智能家电和智慧农业等系统的供应商提供了巨大的潜在应用市场。传统道路照明和家电供应商应该抓住智慧城市数据入口带来的商机,尽快将产品进行智能化升级换代。未来,覆盖数据收集、数据分析、数据挖掘等整个产业链的大数据运营商将会崛起。投资人应重点关注数据采集相关的芯片、系统集成、监控平台等供应商,以及有独特分析和数据挖掘技术的数据运营商,以充分利用这些智慧城市大数据相关行业未来巨大的增值潜力。