时间:2024-02-19 15:22:09
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【重大事项】
森源电气:签署3.1亿元EPC总承包合同
随着我国经济社会的快速发展,提高环境监测手段和监测实效性,对环境污染和污染排放进行感知以及有效的判定环境监察执法工作等成为环境保护领域的面临的重要问题。过去的“数字环保”工作机制已经不能满足当前严峻的环境问题治理和控制需求,而在“数字环保”基础上发展起来的“智慧环保”为新时期的环境保护工作提供了新的思路。因此,对“数字环保”到“智慧环保”的发展进行研究,对我国的环境保护工作具有十分重要的意义。
一、“数字环保”相关内容概述
“数字环保”是基于数字地球、GIS系统、GPS系统以及环境管理和决策支持系统等信息技术手段的基础上发展起来的,是收集环境数据、处理环境问题的大型环境保护系统。“数字环保”的核心是环境保护,将基础环境监控平台、高级环境监控系统以及战略环境监测系统整合到一起,并运用信息技术、网络技术、自动化技术以及通讯技术等对各个地区和层级的环境保护工作提供数据采集、信息处理以及决策支持等功能的服务。将“数字环保”系统运用到实际工作中,就要建立集环境数据中心、环境地理信息系统、环境信息定位系统、环境应急管理系统等为一体的数字环保管理体系,并且辐射到各个地区和层级,构建环境信息化管理和监管执法业务体系。
二、“智慧环保”相关内容概述
“智慧环保”的概念是在“智慧地球”概念的提出上提出来的,是利用新的信息技术,提高环境保护领域中的环境信息通信能力、环境感知能力、环境分析能力以及环境应变决策能力的一种环保信息化技术。“智慧环保”要求在现有的“数字环保”环境信息化基础上,充分的利用新一代信息技术,如物联网、传感网、云计算、虚拟现实等,将感应器和装备嵌入到环境监控对象中,通过超级计算机和云计算将环境保护领域中应用的物联网连接起来,将人类社会与环境保护系统紧密的结合在一起,对环境保护管理实行更加精确、及时的监控,促进环境保护决策的有效性和科学性。当前,“智慧环保”已经成为新时期环境保护信息化发展的必然趋势。
三、从“数字环保”到“智慧环保”的相关发展探究
(一)从“数字环保”到“智慧环保”的技术发展
从“数字环保”到“智慧环保”,关键是在“数字环保”的技术基础上加强感知层技术和智慧曾技术的应用和建设,前者主要是指物联网技术,后者主要是指云计算、模糊识别等智能技术。首先,物联网的建设是从“数字环保”到“智慧环保”发展的第一步,也是最关键的一步,在原有的“数字环保”平台上加入物联网技术,建设能够实现实时、自动化的环境数据感知系统,能够对环境污染源数据、大气环境质量数据等进行实时的采集和监控。其次,云计算、模糊识别等智能计算技术能够对感知到的数据进行智能分析,通过对收集到的信息进行整合,并通过高速的计算能力、并行处理能力等对大量的环境保护监测数据进行处理,推动环境保护工作的智能化、自动化。
(二)从“数字环保”到“智慧环保”的平台建设发展
首先,在环保平善建设方面,基于“智慧环保”的理念,环境保护的物联网产业建设正在稳步的推进中,在过去“数字环保”的平台基础上加入物联网建设,先后建设了环境监测系统、环境污染控制系统等环境保护领域的高效能平台,并且随着物联网技术的不断完善和应用范围的不断扩大,当前已经初步建设了集监测、监管和监控为一体的物联网环境保护体系。其次,在平台业务开展范围方面,当前的环境质量监测范围在不断扩大,并且形成了国家、省、市、县等各个层级的业务管理体系,并且对重点区域进行了专项环境监测,按照环境保护范围,建设了地表水环境监测网、大气环境监测网、湖泊河流环境监测网等,进一步深化了“智慧环保”的物联网环境监测体系。
(三)从“数字环保”到“智慧环保”的应用范围发展
“数字环保”下的环境保护信息化应用范围主要集中在环境监测体系、污染源监测体系以及国家环境保护信息化建设等方面,而在“智慧环保”下的环境信息化工作除了对以上以上几个方面进行物联网建设以外,还要在危险废弃物移动管理、环境应急管理等方面完善我国的环境信息化工作,并且在生物种群研究、气象和地理研究以及电磁辐射监测等领域之中也有所应用。
从“数字环保”到“智慧环保”的发展,即使信息化时代深入发展的必然结果,也是新时期提高和完善环境保护工作效能的重要举措。特别是物联网建设作为从“数字环保”到“智慧环保”的关键,为环境信息化发展提供了重要的技术支持。要在环境保护领域加大物联网建设和完善工作,推动“数字环保”到“智慧环保”的不断发展,为我国的环境保护工作奠定良好的基础。
参考文献:
环境保护工作严峻的形式给环境监管带来更高要求。当前环保监控系统中,移动执法和污染源、河流、水质、空气质量等环境要素的O控均有各自的系统,分别有不同的操作步骤,系统间难以兼容、操作繁杂;各系统接口的不同导致无法实现系统间的信息共享;现场执法人员无法实时掌握污染源排放情况;诸多不足给环境监控人员工作带来很大不便。在此大背景下,“智慧环保”应运而生。
1、“智慧环保”是互联网技术与环境信息化相结合的概念。它借助物联网技术的数字环保平台,将在线监测监控网络、环境应急指挥系统融合,结合物联网、云计算、多网融合等多种技术方案,通过实时采集污染源排放因子、环境质量、环境生态、环境风险、企业信息管理等信息,构建全方位、多层次、立体化、全覆盖的生态环境监测网络,构筑感知测量更透彻、互联互通更可靠、智能应用更深入的智慧环保物联网体系,以更加精细和动态的方式实现环境管理和决策,从而实现环境保护智慧化。
2、智慧环保建设思路
2.1建设思路
结合当前环境保护工作实际需求,按照“服务需求、应用主导;统筹规划,统一标准;整合资源、协同共享”的原则,提出一种“智慧环保”项目建设思路:包括大气环境综合监测系统、水环境综合监测系统、网格化监管系统、企业信息管理系统、企业环境信用评价系统、建设项目环境管理系统、排污许可证管理系统、三同时验收系统、环境监测业务管理系统等,形成覆盖主要生态要素的资源环境承载能力动态监测网络,实现环境信息统一监管、统一应用、统筹规划、生态环境数据互联互通和开放共享,具体归纳为:
(1)一张网:建设加密监测网+网格化监管网。通过“线上千里眼、线下网格员”的综合布局实现环境监管的天罗地网,通过线上监控和线下监管联动,促进环保执法溯源明确、反应及时、处理快速、监督有效。
(2)一张图:采用多维GIS融合技术,将污染源分布、环境质量实时监控、污染趋势变化,网格员分布等在一张地图上显示出来,真正实现“物联网前端感知、应用时态分析、管理虚拟仿真、多维GIS空间分析”一体化的GIS可视化应用创新模式,实现对环境质量和管理直观把控,对环保决策及监督进行有力支撑。
(3)一张表:将空气质量、水环境质量、网格化监管、企业信用评分等进行排名,有利于增强环保意识,强化各级属地责任、环保部门综合监管责任、行业部门管理责任和企业主体责任等,促进治污有效落实,从而使环境质量整体好转。
(4)一个库:将大气、噪声、固废、污染源、移动执法等不同业务信息集成于一个数据库,实现数据统一存取,信息共融共通,方便各种环境保护相关的工作应用。
(5)一个平台:通过整合原有业务系统,建立健全网格化监测监管系统及移动办公系统,促使工作程序化,规范化,提高工作效率及社会服务效能。进而实现工作过程可监控、全程可追溯、公众可监督,实现综合、动态、事前、事中、事后相结合,打造一个全方位、多层次、规范化的信息化监控平台。
2.2建设模式
智慧环保基于云计算、物联网、互联网+架构,其网络架构主要包括智能感知层、网络传输层、服务层和系统应用层。智能感知层包括对水质、空气、噪声、固废、土壤、污染源核辐射、移动执法等环境要素的感知监测设备;网络传输层为以互联网为基础的高速传输网络,如移动网络、卫星网络、互联网络和自组网络等;服务层包括支撑平台和环境云数据中心,支撑全局的环境数据资源和业务应用;系统应用层提供环境在线监控平台主要的功能――水质监测、大气监测和污染源、固废、噪声、生态监测,对数据、业务进行集成,形成完整的集成系统,实现日常办公应用、环保电子政务、环境管理和监控及决策支持等功能。
智慧环保项目涉及层面较广,实际构建中需要与多个技术方沟通对接,依据“优先解决突出问题”、“避免重复建设”和“充分利用现有资源”的原则,将大气环境网格化监测、水环境监测和网格化环境监管纳入建设重点,噪声、医废、固废、放射源可后期跟进;视频追踪和可与当地公安部门的综治系统结合,实现视频信息资源共享。
3、智慧环保发展前景
智慧环保是当代信息技术发展的必然,也为新时期环境保护科学发展提供了崭新之路。通过智慧环保,使得搭建一套综合信息基础架构成为可能,从而实现对环境的有效管理。通过部署完善的感测网,运用现场实地监测的感测系统,达到环境监管与预防突发环境事件发生的效果。
智慧环保提高环境与发展的综合决策能力,对构建资源节约型、环境友好型社会,实现环境保护战略目标具有重要意义。
【参考文献】:
中图分类号:F29 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)15-0141-03
近年来,学者与公众对于生态城市与智慧城市的研究及讨论都不断升温,生态化与信息化已然成为城市建设中的热门思想。正是在城市信息化的发展趋势之下,智慧城市的建设在全球范围内掀起了热潮。然而,自2007年,《欧盟智慧城市报告》中率先提出“智慧城市(Smart City) ” 这一创新构想以及之后的2010年,IBM公司正式提出“智慧城市”的愿景之时开始,学者们对智慧城市的关注大多数仅仅着眼于城市的信息化。而在城市不断注重生态化与信息化的今天,以信息化促进生态化的发展才是必然选择,智慧城市的发展只有注入了生态化的因子才能够真正体现其意义。
目前,智慧城市逐渐成为世界性课题,城市未来将逐渐呈现出智能化、信息化、生态、节能、低碳、安全等特性。因此,有必要从生态的视角去重新认知智慧城市,将智慧城市的概念优化,构建一种融合进生态理念的全新智慧城市模式。借助信息化时代的各种技术,利用物联网、云计算等智能手段,将城市中的物理、信息、社会以及商业基础设施全面连接起来,真正做到服务全民。
由于以往学者对智慧城市的研究主要着眼于城市信息化,因此本文尝试从生态发展的视角来重新认识智慧城市,并进一步探索生态型智慧城市的未来发展。
1 相关概念解析
当今,全球城市化可持续发展越来越受到资源紧张、环境破坏等各种因素的制约,需要创新性地使用新一代信息技术和智能技术手段来解决节能、环保、水资源短缺等问题。因而,从生态发展的视角下研究智慧城市的发展便显得尤为重要。本文首先就与之相关的“生态城市”与“智慧城市”的各自概念进行解析。
1.1 生态城市的概念解析
生态城市(Eco-City)的概念最初提出于20世纪70年代的联合国教科文组织发起的“人与生物圈(MAB) ”计划中,旨在建立一种尽可能减小对于水、食物、能源等必需品的需求量,以及降低废热、废气和废水排放量的城市。这一概念自提出之日开始便引起全球的广泛关注。生态城市主要具备以下若干
特点。
1)高效性。着力于提高资源的利用率,合理统筹资源,优化配置,多层次地使用各类材料与能源。在物流方面做到有序顺畅,方便迅捷,废物回收与循环利用方面,各行业间通过共生关系进行协调。
2)持续性。在可持续发展思想的指导下合理配置资源,使环境资源能够公平地满足当下以及未来几代人的发展需要,以确保能够健康、持续地发展城市经济。
3)区域性。生态城市基于区域平衡的理念,致力于对城乡的整合,互异共存的城市之间唯有通过协调与平衡,才能够实现平衡协调的生态城市的建立。
4)结构合理。生态城市要实现长远的发展,必须首先建立在一个合理的结构之上,交通设施、土地使用、绿地系统、公共设施等因素都应包含在内。
5)关系协调。生态城市最初的愿景就是希望实现人与自然和谐发展,因此必须注重城乡统筹,资源利用和更新,环境胁迫与其承载能力相协调等各个方面。
由此可见,生态城市关注于城市环境的方方面面,从各个角度致力于营造城市的良好生态。
1.2 智慧城市的概念解析
智慧城市是基于城市的科学发展观,通过使用新一代的信息技术,综合全面地感知泛在信息并无缝连接城市中的人、物以及各项功能系统,在自感知的同时实现自适应与自优化,从而最终形成绿色、安全、高效、方便、可持续的城市形态,主要应用于环境保护、城市活动、公共安全、以及解决民生问题等方面。智慧城市主要具有以下若干特点。
1)以人为本。建设智慧城市的目的是要实现城市的智能化、自动化、智慧化、人性化等。以人的需求为根本出发点,推动社会进步全面发展。通过建设智慧城市,使人们更好地参与社会。以人为本是智慧城市建设的出发点同时也是最终目标,更好地服务于人是智慧城市致力于实现的愿望。因此,各层次的人皆可通过数字包容来感受到智慧城市的便捷所在。
2)综合整合。“利用已经联网的基础设施提升经济效益和政治效率,促进社会、文化与城市发展”。利用智能化的传感设备将人与物及其相关信息串联成一个综合网络,并且通过实时感测城市各项核心系统的运行状况形成信息源。智慧城市借助包括传感、无线、通信、智能网络等各类技术,综合整合互联网与物联网系统。
3)智能协同。智慧城市的另一基本特征便是其具有集中智能处理与深度计算能力,通过这些能力来实现泛在信息之间的智能连接与协同联动,最终打造高效的智慧城市。
4)内生发展。智慧城市本身便具有内在驱动能力来实现发展与不断创新,借助这种能力,城市才得以实现自我适应、优化和改进。而智慧城市的驱动能力能够保证可持续的生产模式和消费模式能够最大限度地维护生物、生态系统以及遗传多样性,确保人类开发建设活动能够时刻受到环境的承载能力的约束。
由此可见,智慧城市着力于通过智慧化的手段对城市的各种需求做出响应。
2 生态发展型智慧城市
由以上介绍可以看出,生态城市将和谐性作为其核心内容,而智慧城市也以以人为本的理念作为起点。最初的智慧城市概念虽然多少提到了一些有关生态化的字眼,如“绿色”、“环保”、“优质生态”,然而,智慧城市的发展焦点依然集中于城市的信息化以及城市智能技术的使用与发展方面,却始终未深入挖掘博大精深的人文关怀的思想。脍炙人口的“城市,让生活更美好”并不只是一种愿景,它更是一种先进城市发展理念,是智慧城市应该致力于达到的目标。虽然智慧城市能够为人们的生活提供便利、提升生活品质,但倘若智慧技术无法结合更加接地气的城市发展理念,它便依然无法从根本上推动城市健康发展。因此,本文综合生态城市与智慧城市的特征及内涵,尝试讨论生态发展视角下的智慧城市。
2.1 生态发展型智慧城市的内涵
从生态发展的视角来看,智慧城市应该是在把城市信息化作为首要驱动力的基础上,加入各项生态技术因子的应用,从而帮助实现城市的生态转型以及高效运转。再借助开发建设模式的创新,全面引入系统工程、信息科技、生态经济学等知识来改善城市的管理与决策、生产和消费等方式,进一步挖掘城市生态资源方面的潜力,并最终将城市打造为生态化、信息化并重,且经济蓬勃发展的新型现代化城市。
生态发展视角下的智慧城市应当要致力于吸取生态城市与智慧城市的各自优势,将人与自然的和谐相处的生态化发展理念融入便捷高效的智慧城市发展中,使城市整体综合功能不断优化、资源与能源更加清洁高效、城市环境更加健康宜人、公共设施更加完善舒适。
2.2 生态发展型智慧城市的发展要素
对于生态发展型智慧城市来说,与一般的智慧城市一样,其发展需要依赖于一定的发展基础及自身优势。影响智慧城市生态化发展的相关要素可以主要总结为技术、资源、政策以及管理要素四点。
1)技术要素。智慧城市本身是城市信息化的高级形态,智慧城市建设有利于实现经济、社会、生态的可持续发展。不论是我们讨论的生态发展视角下的智慧城市或是其它任何形态的智慧城市,都是需要以信息技术为基础的。城市通过依托信息产业发展和技术创新应用来推动其经济社会发展模式的转型与城市生态化发展的现代化。因此,就要求城市发展要在技术上实现透彻感知、互联互通和深入智能。
2)资源要素。如果城市已经具备良好的生态环境及资源条件,那么城市在规划和基础建设中引进生态智慧的理念,采用先进的节能低碳、物联网、互联网、自动化等技术,全面规划建设交通、供水、供热、供气、排污等基础设施,系统设置警务治安、文化教育、医疗卫生、金融支付、应急救援等公共管理设施以及合理规划招商引资建设各种休闲旅游服务产业布局,那么对于城市未来的运转与管理必将取得事半功倍的效果。
3)政策要素。生态发展型智慧城市势必会面临城市建设方式的创新、管理机制与体制的创新、招商引资与项目建设的创新等方面的探索。因此生态发展型智慧城市的建设对城市的政策调整与制定提出了新的要求。
4)管理要素。生态发展型智慧城市是一种全新城市发展形态,配合全新的智慧技术,也需要有相应的管理体制、管理思路、规划理念、产业特点、经济体量等方面的考虑。只有能够敢于打破原本体制和模式桎梏,具有创新精神,才易于引进生态型智慧城市。
对于符合以上要求的城市,如果能在规划中引入绿色、生态、智能、人文理念来统筹处理好城市建设发展与整体规划布局、自然环境资源、农业人口转移、新农村建设、市政设施建设、周边区域错位竞争、市民素质形成、品牌文化特征、产业经济发展等关系,必能在与周边区域新城的竞争脱颖而出,成为集聚优势产业、具有国际影响力、承载区域创新发展的未来之城,节能环保低碳绿色的生态健康宜居之城,互联化、物联化、智能化和信息化的智慧之城。
3 生态发展型智慧城市的主要应用方向
最初的智慧城市理念的关注点主要为医疗、食品、交通、水、电力、应急系统等方面,以及如何应用智慧技术来完善各方面的运转。而融入了生态思想的智慧城市将从城市经营的可持续化、城市服务的智能化以及产业的生态化三方面来应用智慧思想,使得人们生活更加便利,城市环境更加友好。
3.1 城市经营的可持续化
相较于传统的智慧城市概念,本文所探讨的生态发展视角下的智慧城市与其最大差异在于——城市功能与服务水平的提升对于推动着高质量的城市化的产生的作用远大于城市人口数量与比例的与日俱增。因此,城市的可持续发展以及生态经营必将在城市的建设发展中受到越来越多的关注。而生态发展型智慧城市恰恰率先关注到了这些方面。
人们已经深刻意识到气候变化对于人类生活的影响。碳作为温室气体的主要成分被过量地排放,这也直接导致了全球气候变暖,由此产生的气候异常与自然灾害频发。因此,从碳的排放的角度来看,生态发展视角下的智慧城市势必要发展低碳经济,致力于从城市生活与生产经营两方面推进智慧城市的生态化,将低碳的理念落实于城市建设的方方面面。
3.2 城市服务智能化
先前的智慧城市理念中提出了推动医疗卫生、交通运输、社会安全监管等应用范围,而对于生态发展视角下的智慧城市,应当进一步考虑智慧城市对生态环境的促进作用,使得两者结合,使人们更好地分享信息化与生态化的成果,构建充满活力、安定有序的社会主义和谐社会。
医疗服务方面,较大范围的医疗资源的合理配置可以通过日渐成熟的医疗服务系统网络来实现,主要包括建立远程医疗数据库、专家信息库、电子病历系统等,以远程的方式通过对有关临床治疗方面信息的智能搜索来协助医师准确地诊断并治疗患者的病情,为人们提供更加便利、及时、完善的医疗服务,使市民更加健康地生活。
交通管理方面,实时交通状况可以通过利用监控摄像头、传感器、通信及导航系统等的传输与互联进行监控,同时科学地自动建模并进行预测分析,将分析结果反馈给各相关部门与系统,使其各司其职地对交通状况进行协调,进而有效缓解交通方面的压力或突发状况,进而实现城市交通的良性疏导,从而贯彻绿色交通的理念,降低交通方面所造成的环境污染。
安全监管方面,公安机关等部门在犯罪实时监控、预警和分析侦破系统所提供的智能分析等的协助下能够迅速获取最有价值的信息,从而发挥更大的作用,有效地提高打击及预防犯罪的效率,进而为人们创造安定而和谐的生活。
3.3 产业生态化
对于生态发展视角下的智慧城市来说,在信息化的基础上考虑更多的是城市生态环境方面的问题。产业生态化指的是优化城市环境,将与城市生活质量提高相关的产业的发展方向与资源的综合利用相结合进行调整,这一调整对于传统产业、新兴技术产业以及环保型产业都有全新的要求。
从传统产业的角度来说,这种生态化是指人们在日常生产和消费中融入环保的理念,注重资源的循环与综合利用,降低噪声、废物垃圾、污浊空气、工业废水等对城市环境的影响,主要通过使用生态化的设计材料,发展并壮大资源型产业和污染较大的产业的替代产业,加大废弃物的综合利用和回收再利用以及实行生态补偿制度等方式来实现。
从新兴技术产业角度来说,致力于发展环境无害化技术成为了关键。它一方面能够使得城市在发展经济的同时环境更加友好,另一方面还能够扩大相关技术型人员的就业市场。此外,通过智慧城市所建立的各类数据库及信息源,帮助城市实现资源整合与数据共享,从而使经济活动更为高效灵活,也使人们获取更加人性化的服务。
关于环保型产业的实体化,首先是发展废弃物再利用、资源化和无害化处理产业;其次是合理整合资源,利用闲置的土地和地表水或污水来发展城市农业,这种全新的农业发展模式由于能够将食品运输与保鲜等环节削减,因此能够降低食物生产的价格及成本,从而便利快捷地为市民提供物美价廉的食物。
另外,未来城市能源的重要部分便是太阳能这类无污染、可再生能源。在欧美等许多国家与地区利用太阳能代替化石能源以此来降低碳排放的尝试已卓有成效,我国也应重视新能源技术的发展。
4 生态发展型智慧城市的价值
与早前的生态城市或智慧城市的理念不同,生态发展视角下的智慧城市着眼于以人与自然和谐相处的理念代替了经济优先的传统,通过智慧技术的手段与环境友好的理念科学地规划城市的未来发展路径。因此,生态发展型智慧城市的理念吸取了生态城市与智慧城市之所长,以信息化的手段实现生态化,会对城市诸多方面的发展起到良好的促进作用。
4.1 树立公众生态价值观
生态发展视角下的智慧城市带来的最主要的理念就是关注城市发展与生态环境的相互关系及相互作用,致力于探讨一种人与自然、经济与生态和谐发展的科学发展模式。由于环境与人们的生活生产息息相关,因此生态发展视角下的智慧城市的建设能够帮助树立公众对于生态更深入的了解与感知,将自己的行为与城市的发展产生关联,例如,绿色消费、生态旅游,通过对智慧技术的应用与对相应制度的调整来进一步树立公众的生态价值观。
4.2 协调发展城市建设与生态环境
生态发展视角下的智慧城市的理念将城市的发展建设与生态环境的保护并重,并且通过利用各类城市智慧技术进行更好地落实。在城市规划方面,通过对城市建设更为科学合理的统筹安排,使城市建设与生态环境得到协调发展。在城市规划过程中,借助信息化的技术,将生态化的理念融入,科学而高效地估算城市的资源环境承载能力,适当调整产业结构、数量与布局,合理估算城市人口数量以及密度,同时运用其他相关知识与多样化的手段来最终实现生态发展视角下的智慧城市的建设,从而全方位地提升城市实力与影响力。
4.3 促进经济低碳化发展
传统城市发展采用先发展后治理的方式,不仅消耗了大量的资金、资源,还很难恢复到污染前的样貌。对于生态型的智慧城市来说,就要率先认识到这一问题,大力引导相关企业使用清洁能源、绿色生产技术以及开发生态产品,发展生态旅游、生态农业以及绿色食品等生态低碳的产业,从而抑制污染,提高资源的利用率,使得产业发展过程中减少环境危害,实现城市经济低碳化发展。
4.4 提升城市管理水平
过去由于城市往往追求经济优先发展,因此人们容易产生政府是城市管理的唯一主体的误解,相应地,个人、企业以及非政府组织参与城市管理的意识并不强。而在生态发展视角下的智慧城市更多地关注人本思想的体现,因此能够更有效更切实地引导个人、企业以及非政府组织参与到城市管理中来。同时通过鼓励人们更多地开发与使用可再生资源,使能源结构向更环境友好的方向转型,另外,通过智慧化的服务手段,推动信息共享,为市民提供更好的公共安全与应急管理。
5 结束语
今天,在世界各地面临着严重的生态问题,如不断增长的碳排放,废气的污染,生活垃圾的堆积等。在这样的环境之下,我们致力于构建一个全新的智慧城市,将生态发展的理念融入其中,通过智慧城市的解决方案来推动节能,通过安装高效设备,引进新能源和可再生能源来最大限度地提高能源效率,由此提高人们的生活质量,做到真正的“智慧”。
另外,对于生态发展型的智慧城市还有几点思考。首先是在智慧城市的建设中要注重对新兴产业的筛选,防止陷入区域间的恶性竞争和产能过剩。其次是在智慧城市的产业体系的建设上要惠及于民。为了防止由于在信息技能掌握程度等方面的差距而让社会鸿沟加大,可以通过各种方式普及信息技术应用基础知识,推进优质数字化教育资源共建共享,并且降低信息化应用门槛,并为老年人、低收入群体、外来务工人员等提供更多、更优的智慧化服务。
智慧城市是个抽象的概念,要将它落到实处,就要一点点做起。并且智慧城市必然是节能的城市、环保的城市、低耗能的城市,因此,智慧城市与生态发展的理念相结合便显得尤为重要。
参考文献
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[2]张云霞,来勐,成建波.智慧城市概念辨析[J].电信科学,2011,27(12).
[3]R.G.Hollands.“Will The Real Smart City Please Stand Up? Intelligent,Progressive,or Entrepreneurial?”. City 12:3(2008).
假设一个地方下了一场暴雨,当地的水务、防汛部门往往会手忙脚乱。倘若有一个覆盖全域的水务物联网,在区域中心的监控指挥室里,就可以把各种情况、数据看得一清二楚,那该有多好?
这不是想象。记者在近日浙江召开的“推进智慧城市示范试点暨启动云工程与服务产业培育工作座谈会”上得知:在不久的将来,浙江省台州市的水务、防汛、环保等部门就可以实现“运筹于千里之外”。而市民若想知道家门口的河水质量,也只需点点手机。
智慧水务 水到渠成
百度百科将“智慧水务”定义成是通过数采仪、无线网络、水质水压表等在线监测设备实时感知城市供排水系统的运行状态,采用可视化的方式有机整合水务管理部门与供排水设施,形成“城市水务物联网”,并可将海量水务信息进行及时分析与处理,做出相应的处理结果辅助决策建议,以更加精细和动态的方式管理水务系统的整个生产、管理和服务流程,从而达到“智慧”的状态。从这一概念我们可以得知,智慧水务涉及了城市水的方方面面。
台州智慧水务的建设遵循了这一概念,它涉及防汛防台、资源水利、生态水务、城市水务等四大领域,涵盖“一个平台、四个子系统”,即一个与市应急指挥平台合用的市智慧水务信息化展示指挥平台和四个分别由市水利局牵头实施的智慧水利、由市城市发展集团股份有限公司牵头实施的智慧供水、由市环保局牵头实施的智慧水环境、由市住建局牵头实施的城市智慧排水等覆盖全市的子系统。
据了解,台州市目前已分别完成智慧供水、智慧水利和智慧环保的分项目――智慧在线监测等子项目的评审和立项批复。智慧水利、智慧供水、智慧水环境及城区智慧排水4个第一批子项目总投资分别是6400万元、13075万元、165万元、260.5万元(四项合计为19900.5万元)。同时,还从浙江省智慧城市试点专项资金中及时下达了相应额度的专项补助资金,以确保各子项目的顺利推进。
智慧水利 细化需求
在子系统智慧水利板块,台州市目前已完成细化建设方案中的物联网感知、水务流程、业务管理、水务服务等具体项目方案,完成水务图文频道框架搭建、永宁江及温黄平原涵闸自动控制系统、波雨量智能分析系统和水文化中科普教育等方案。在规范制定上,目前已制定《台州市水库山塘信息化建设管理规定(初稿)》和《村级智慧水务建设标准(初稿)》,并已完成智慧水务网格化图绘制,台州市也计划将村级智慧水务建设标准作为本项目的第一个标准进行建设。
台州市积极推进项目公司化运营主体筹建,计划招聘一批专职人员,组建独立核算的智慧水务运维机构,参与智慧水务(利)建设、实施、管理、升级、推广等有关工作,并积极谋划带动当地涉水制造业及信息产业发展。
智慧供水 按需分配
台州的智慧供水项目目前已经进入实质性的建设阶段。去年,智慧供水已经投入1430万元,完成部分工程建设,例如已完成原水泵站、水厂集中监控综合自动化系统和供水调度SCADA系统建设,实现了水量、压力、水质及各类工艺点信息数据的实时采集;完成人机界面交互、报警、历史数据、趋势曲线的储存、显示和查询等功能。今年的任务主要是完成输水管线远程监测系统、生产执行系统、管网地理信息GIS系统,形成综合智能调度系统。2015年形成统一的信息管理平台、统一的供水调度指挥平台,完成信息门户站的建设,改造整合采集数据和软件的相关资源,分级分类接入市级“智慧水务”系统,同时总结智慧供水系统的运行情况,不断完善优化系统,并形成一套建设管理标准,做好总结评估、验收等工作。
可以预见,在未来几年,传统的水表会被淘汰,市民的家中会安装上无线远传智能水表,自来水公司能随时掌握和监管各户的用水情况。市民如果出门忘了关水龙头,或是家中水管出现了爆裂,用水量激增之下,智能水表会自动向抄表员发出提醒,并告知市民,这样一来,损失就可以降低到最少。
智慧排水 五水共治
台州智慧排水工程的主要内容是为城区54座河道闸门井安装自动化控制系统,进行远程智能化控制并以购买第三方服务的方式进行运维托管,实现对城区河道和闸门截污井的有效管理。该项目一期已经建成投运。下一步将启动建设永宁江及温黄平原36座涵闸自动控制系统。
同时,由于智慧水务和“五水共治”的工作内容具有共性,根据资源共建共享和业务协同推进的要求,台州市“五水共治”综合信息服务平台由市“五水共治”办和市建设规划局共同负责建设,一期项目总概算553.5万元,涵盖指挥大厅和治水地理信息系统两大主要内容,涉及65条城区河道和125条乡镇河道视频监控。项目建成后,将与水利、环保等部门的在线监测服务系统统一纳入智慧水务总平台。目前,该项目已通过专家评审进入实质性建设阶段。
智慧感官
21世纪的“智慧城市”,能够充分运用信息和通信的技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息,从而对于包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能的响应,为人类创造更美好的城市生活。
具体来说,“智慧城市”需要具备的四大特征之一是能够做到全面感测。也就是说遍布城市各处的传感器和智能设备组成“物联网”,对城市运行的核心系统进行测量、监控和分析。
在北京,人们通过物联网设备感知到网格化城市管理的实惠。例如,北京市朝阳区依据指挥系统技术保障建立了区应急办建立应急指挥技术支撑体系,以满足各种复杂情况下处置各类突发公共事件的指挥要求。主要包含:有线通信系统、无线指挥调度系统、图像监控系统、突发公共事件信息报送系统、基于地理信息系统的分析决策支持系统、视频会议系统、移动指挥系统等。
在湖南,湘潭市环保局采用物联网技术监控废水、废气污染物排放情况,出现超标立即报警并自动启动现场执法工作流程。以总量控制为目标,以污染源在线监测为核心,以监测数据采集与传输、管理与应用为主要建设内容,实现对辖区内重点污染源(废气、废水)、高危污染源排放情况及污染治理设施、监测设施运行状况实行24小时自动监控。
在江苏南通,利用物联网技术智能环保系统还有很多,环保部门增加的“电子眼”,可以24小时有效监控重点企业,大幅提高工作效率和环保能力。近年来,南通移动把物联网作为未来突破业务增长点的重要方向,积极开展物联网应用研发,其中“智能排污自动监控系统助力污染源监管”是南通移动推出的助力环保社会建设的物联网应用实例。
不仅如此,智慧带给人们的感官触觉从各个层面逐渐深入到人们的生活当中,包括教育、医疗,数字图书馆等等。
智慧产业
智慧城市的建设让越来越多的技术得以实行应用,产业的发展在技术的推行与落实中得以提升,不少地区借助智慧城市形成了一个又一个产业高新区,这些产业高地在智慧的笼罩下繁衍生息。
智慧城市的另一特征是协同运作——基于智慧的基础设施,城市里的各个关键系统和参与者进行和谐高效地协作,达成城市运行的最佳状态。而让这种指导理念以最融洽最快的速度深入城市发展的方式之一就是形成产业协同。
国际城市发展研究院院长王超指出:城市人地关系系统的数字化,体现出“人”的主导地位,通过城市信息化更好地把握城市系统的运动状态和规律,对城市人地关系进行调控,实现系统优化,使城市成为有利于人类生存与可持续发展的空间。数字产业的崛起,智慧产业的来临,数字城市的数字管理充分借助物联网、传感网,涉及到智能楼宇、智能家居、路网监控、智能医院、城市生命线管理、食品药品管理、票证管理、家庭护理、个人健康与数字生活等诸多领域,更加的智能化、智慧化。反思城市与人的关系,形成所谓“物联网”,然后将“物联网”与现有的互联网整合起来,为城市提供更便捷、高效、灵活的公共管理的创新服务模式,实现人类社会与物理系统的整合。把握新一轮科技创新革命和信息产业浪潮的重大机遇,充分发挥信息通信(ICT)产业发达、RFII)相关技术领先、电信业务及信息化基础设施优良等优势,通过建设ICT基础设施、认证、安全等平台和示范工程,加快产业关键技术攻关,构建城市发展的智慧环境,形成基于海量信息和智能过滤处理的新生活、产业发展、社会管理等模式,面向未来构建全新的城市形态。
因地制宜是很多城市开展智慧建设中的首要举措。例如,鄂尔多斯的能源优势体现在煤炭、天然气、风能、太阳能富集。现在煤炭外运成本很高,所以就用来发电。目前,鄂尔多斯规划了“一体两翼”,“一体”就是东胜区云计算产业园,“两翼”就是东胜区教育研发基地和康巴什软件服务基地。将来还要建设伊金霍洛旗云计算和物联网产业示范园。打造成“草原硅谷”,做成一个国家级的云计算接点。
“智慧”的“自转”与“公转”向人们阐述了技术发展的必然趋势,即人人都会成为“智慧”的推动者。现实也很乐观,国内ICT领域的多数企业,甚至传统家电企业都在为智慧城市添砖加瓦,推动部分新概念的落地:智慧园区、智慧社区、智慧家庭,不一而足。
放眼全球,智慧城市的广泛建设带来很多先进经验,而众多的国际企业成为传递经验的践行者。IBM作为智慧城市的引领者自不必提,而来自日本的NEC也是中国智慧城市建设进程中的一个重要角色。
作为一家有百年历史的ICT企业,NEC是日本较早倡导智慧城市的企业之一。据NEC信息系统(中国)有限公司总经理中井汪杰介绍,NEC于1977年首次提出“C&C”(Computing&Communication)的伟大构想,预见了计算机与通信融合的大趋势,这也是NEC所倡导的“以物联网与云计算支撑智慧城市建设”的雏形。在日本,NEC参与了数量众多的智慧城市项目建设,积累了丰富的行业管理模式和系统构筑经验。作为文化相近的东方友邻,日本的智慧城市战略及实施经验对中国来说极具参考价值。
他山之石,可以攻玉
在日本,智慧城市和物联网的概念存在多年,日本制定了“e-Japan/u-Japan/i-Japan”等系列国家信息化战略来推进国家ICT建设,最终建成无缝的基础网络,并以此为基础制定了“电子政务”、“医疗保健”和“教育人才”三大发展战略,激活产业和地域的活性并培育新兴产业,从而体现以人为本,创造使国民安心和有活力的社会。
1. 个人信息管理
“i-Japan”战略有一个核心内容——“国民个人电子文件箱”,其目的是让国民管理自己的信息资料,通过互联网安全可靠地完成工资支付等各种手续,达成信息共通并对其进行综合管理,使国民享受一站式的电子政务服务。NEC的云计算共通核心服务系统、信息共享平台等已在日本的长崎市、横滨市、富士市等几十个城市和区域导入。
2. 数字医疗
目前东京的电子病历系统在各类医院已经得到普及。电子病历系统整合了各种临床信息系统和知识库,能提供病人的基本信息、住院信息和护理信息,为护士提供自动提醒,为医生的诊疗活动提供帮助。此外,医院还通过无线网络和移动设备实现了医生移动查房和护士床旁操作。
目前日本的医疗信息化建设基本实现了诊疗过程的数字化、无纸化和无胶片化。其中,NEC不仅参与日本各大医院电子病历系统的构筑,还发挥网络技术优势,推动医疗机构之间以及医院和社区之间的信息共享,促进区域医疗服务网的发展。
3.节能减排
日本在2007~2008年间迅速展开了对智能城市构成要素的可再生能源与电动汽车等一系列相关要素的试点实验,并于2010年正式开始建设包含各要素在内的综合智能社区。在官民联手建设智能社区联盟的同时,日本也在横滨市、北九州市、丰田市、京阪奈科学城这4个地方开始了试点实验。
NEC在2012年提出了强化收集及分析“大数据”的业务方针,并成立了专门针对能源的分析组。在何时何地,何种装置生产或消耗多少电力,这些信息正可谓大数据。NEC致力于将自己的数据分析技术充分应用于电力领域。
以上是日本智慧城市建设中关于政务、医疗和能源三个领域的概括。从关系民生的细小之处中不难看出,“以人为本”的智慧城市建设正是创建和谐社会的基础,而NEC正在将这些经验带到中国。
智慧“武器” 民生为本
NEC于三年前启动智慧城市战略,其核心思想是围绕民生的五大问题:安心安全、节能环保、交通物流、医疗养老以及教育,建立一种能够应对城市变化的机制,创造一个安心舒适的居民生活环境。据中井汪杰介绍,NEC致力于在城市的各项功能中,通过云计算和物联网,将人流、物流、信息流整合利用,实现城市的高效运营。
NEC(中国)从2012年起将智慧城市作为公司新业务发展的重中之重,立足中国国情,基于物联网应用,将日本先进的智慧解决方案引入中国并服务于中国日新月异的城市现代化建设。NEC积累了大量基于物联网的行业智慧解决方案,包括智能安防/生物识别、节能环保、智能交通/物流、智能医疗/养老、防灾应急等等,它们组成了NEC攻城拔寨的智慧“武器”。目前NEC在中国重点推进安防/应急、节能环保、养老、物流等方案。
智慧安防——人脸识别/指纹识别
NEC的图像识别技术、状态不变性分析等先进技术能够实现对图片、视频和指纹的智能分析,广泛应用于智慧安防领域。目前,NEC人脸识别及指纹识别技术已经应用在澳门海关和香港海关的通关认证中。在中国大陆,NEC与本地伙伴合作将其导入到国家司法考试的身份认证中。
2011年,NEC为安徽省建设完成的千万级指掌纹自动识别系统,是目前为止中国最大规模的指掌纹系统,平均30秒即可完成一枚现场指纹查询比对工作。新系统启动后不到一年的时间,查破案件数量大幅增长,是2001年以来安徽历年平均破案数量的10倍以上。目前,安徽全省共建设了NEC指纹自动识别系统终端系统2300多套。今后,该系统还可进行扩容,最大可存储5000万人捺印指纹数据,从而大大提高系统对跨省作案案件的查破能力。
此外, NEC还将人脸识别技术与独特的视像处理技术相结合,应用于流通行业,以发现内部人员和顾客的偷窃行为或者提前识别VIP客户,革新购买体验,增加营业额。
智慧养老
——老年公寓智慧管理系统
中国正走向老龄化社会,但养老的理念和实践都非常落后。NEC在日本有着多年提供医疗和养老院智慧解决方案的成功经验。从2011年开始,NEC与北京汇晨养老机构管理有限公司合作,开发出包括移动化服务管理、实时数据挖掘、基于云的数据分享、智能人员定位等特点的智能老年公寓管理解决方案。
智慧能源
——楼宇能源管理系统(BEMS)
建筑物八成以上的耗电来自空调或照明,NEC楼宇能源管理系统通过在建筑中安装大量的温湿度及影像传感器,对空调和照明进行能耗控制,实现对大型建筑的分布式能源管理。
此外,在清洁能源方面,NEC拥有世界领先的锂电池技术,目前已成功运用于新能源汽车中,日产的Leaf电动车采用NEC的锂电池曾创下单次充电续航185公里的记录。NEC高性能电池还可应用于家庭储能系统,从而解决由于太阳能、风能的不稳定性而产生的能源浪费问题,实现清洁能源的有效利用。
智慧物流——智能冷链管理系统
NEC的智慧物流解决方案包括:停车场智能管理系统、冷链管理系统、电动车Telematics系统、物流仓储管理系统、移动车牌识别系统等。目前,NEC已将日本先进的智能冷链管理系统引入中,并成功地用于医药流通领域。
民生一直是NEC智慧城市战略关注的重点,中井汪杰表示,在防灾应急、医疗养老和节能环保方面,NEC不只是建立一个物理的系统,更重要的是带来了一整套的经验,而这些经验只有通过长期的实践才能得来。以防灾应急为例,日本这个地震频繁的国家在震后应急通信方面积累了许多宝贵经验。中井汪杰举了个例子,在东京都厅联络灾情有专门的屋子,政府设立专门的接线员与各个区进行电话联络。政府对这些接线员有个特殊要求:必须住在步行五分钟可回到联络室的范围内。这是由于一旦发生严重的地震,现代化的交通中断,移动通信瘫痪,只有步行和固定电话是可靠的——这是只有NEC才能提供的经验。
把脉症结 实现智慧
建筑工程业信息化应用
建筑行业,作为智慧城市的重要载体,对城市形态和功能的影响可谓重大。建筑企业的信息化、智慧化也就直接关系着智慧城市的整体推进。
赛迪设计把基于新一代信息技术的建筑工程行业信息化总体上分为四层架构:管理决策层、应用层、信息集成层和基础设施层。其中,新一代信息技术在建筑工程业的典型应用主要有三种:施工现场远程监控、建筑施工虚拟仿真和BIM。
■施工现场远程监控
施工现场远程监控可分为三个步骤:前端采集、信号传输及终端控制。鉴于物联网的基本原理以及施工现场安全管理的特点,首先进行前端采集,采用标签等对施工现场内的人员、设备、材料等进行标识,再应用射频识别技术(RFID)以及无线感应网络(WSN)对物体属性进行捕捉和获取,并将信息转换为网络传输的数据格式,采用网络通信技术传输到终端信息系统。最后,由相关软件对接收信息进行处理和计算,并通过终端显示设备实现直观的界面展示,还可通过视频云,融合云计算、人工智能及自动控制等诸多相关领域的知识,利用计算机视觉和视频分析的方法自动分析摄像机拍录的图像序列,实现对建设工程施工现场进行远程实时图像监控管理。
■建筑施工虚拟仿真
通过建筑施工的虚拟仿真应用可以直观、科学地展现不同施工方案的真实效果,定量地完成方案的对比,有助于施工方案的选择和优化,提前发现和解决问题,真正实现最优施工。为实现建筑施工的虚拟仿真,需要借助虚拟现实技术、计算机仿真技术、优化与建模技术等,建立复杂的数据分析模型,针对广域分布的数据资源和计算资源进行研究、分析、实验或修正,并提供直接真实的人机交互对话三维界面,计算规模庞大。云计算平台的集成计算引擎赋予支持系统强大的计算处理能力,能够满足建筑施工虚拟仿真应用中的海量数据存储与分析处理,是新一代信息技术在建筑工程行业的典型应用。
■BIM(建筑信息模型)
BIM是一个概念(或理念),可以理解为工程项目信息化集成管理系统。通过BIM,可以实现建筑描述通俗化、三维直观化,使设计师和业主等非专业人员对项目判断更为明确、高效,决策更准确;实现专业内多成员间、多专业多系统间的三维协同设计,避免不必要的设计错误,提高设计质量和效率;将建造过程与结果,在数字虚拟世界中预先实现,可以最大限度地减少未来真实世界的遗憾,使设计优化成为可能,保障工程设计企业最终产品的准确、高质量、富于创新。
智慧矿山的应用
环保问题和能源问题同样也是影响智慧城市落地的重要因素。在帮助相关企业实施信息化、智慧化的应用实践中,赛迪设计构建起了自己的研究体系,其对智慧矿山的探索和思考,对智慧环保和智慧能源有重要启发。
当前国家为应对环境问题,不可能人为的减缓城市化进程,中国需要城市化,每个老百姓需要现代化,需要小康,但是怎样在保障城镇化进程的同时又减少对环境的破坏?建立绿色建筑节能体系就成为重中之重,因为建筑是我们巨大的消耗和污染体系,建筑绿色概念提出让城市发展注入新的活力。这种活力的保持需要新技术和新材料的支持,在第九届中国北京国际建筑节能及新型建材展览会上,记者有幸采访到了隶属于中国500 强企业——北京建工集团的北京建筑技术发展有限责任公司和北京建工新型建材有限责任公司的相关负责人,听他们详细介绍了北京建工集团在“绿色+ 智慧、低碳生态文明”建设之路上的探索。
“智慧”与“生态”有机融合
韩克,北京建筑技术发展有限责任公司总经理,他详细介绍了技术公司的简要情况。北京建筑技术发展有限责任公司成立于2007 年,是专门从事建筑节能技术研究、应用的高新技术企业,拥有智慧城市和低碳生态区域规划建设、绿色建筑建设一体化,既有建筑综合改造,能源运营管理和节能产品开发生产等四大核心业务。其中,智慧城市和低碳生态区域规划建设业务在近几年刚刚发展起来,但却倍受关注。
“其实在智慧城市领域里,我们北京建筑技术发展有限责任公司探索了很多年,做了大量的研究和实践工作。”韩克这样告诉我们。韩克认为,在智慧城市管理方面涉及智慧医疗、智慧交通、智慧城管、数字地图等,所有与城市管理相关的内容都可以智慧化。近年来有很多地方都号称自己是智慧城市,国家也一直在开展智慧城市的评比工作,目的就是在于让城市管理水平得到更大的提高。但是,城市是否智慧化是由居住者感受的,那么该如何去提升城市的智慧管理让居住者感受到舒适与快捷,这才是智慧城市的核心。
城市的智慧化是一个逐步完善发展的概念,这个概念永远没有终止和尽头。韩克说,小到社区大到城市,都有智慧化的需求,但智慧化涉及到很多方面的内容,北京建筑技术发展有限责任公司最为关注的就是将“智慧”与“生态”有机融合。北京丽泽金融商务区项目就是将“智慧”与“生态”有机融合典型案例。
北京城南丽泽,一个以“零排放、碳中和”为目标的金融商务区正在逐步从规划变为现实。在北京建筑技术公司的努力下,这一区域的开发、建设、运营乃至管理、服务,全程都将“绿”起来。
2011 年,北京建筑技术公司开展丽泽金融商务区的低碳生态咨询。像丽泽这样在区域规划阶段就引入低碳生态理念,国内尚属首次。北京建筑技术公司引进了荷兰国家科学应用研究院研发的“城市战略系统”(Urban Strategy),对丽泽金融商务区2005 年碳排放基准值和2020 年建成后的碳排放规划值进行模拟分析,结合模拟分析应用,通过对北京市大量实际数据的调研和评估预测,给出该区域低碳生态指标体系,完成了丽泽金融商务区低碳生态规划工作。
这一规划体系分为建筑、交通、能源、生态环境和资源等7 类,其中重点内容包括:采用草桥热电厂余热为该区解决供冷供热需求,从源头实现节能;利用太阳能热水、污水源热泵等可再生能源进行能源替代;园区内绿色建筑比例达100%,其中二星级以上绿色建筑比例达72%;依托地铁、公交等公共交通、地下交通环廊、慢行林荫道构建绿色出行;以大面积绿地水系构建城市氧吧,绿地水系用地与建设用地比例超过1.3:1;采用中水回用、雨水收集、下凹式绿地、透水铺装节约水资源,拆除的建筑垃圾进行资源化处理,回用到商务区道路铺设;商务区的低碳生态最终做到可视化、可量化、可监管,能源监管覆盖率100%。
“这种新的运营模式在国内属于首例,其先进之处在于,在规划设计阶段就提出区域建筑的碳排放和能耗指标约束,并由专业团队全程参与和监督指标的落实情况和后期运营服务”,丽泽金都的负责人介绍说。
今年上半年,他们已经完成丽泽区域内970 万平方米市政基础设施建设管理服务方案的编制工作。
同时,在智慧城市、低碳生态规划的引领下,为丽泽商务区提供从区域规划、项目投资、工程建设、管理乃至未来整个商务区低碳运营的全过程的服务。
将宇航材料引入建筑领域
作为一家国有企业,北京建工集团所属的新型建材坚持“建筑应成为自然的一个组成部分”的理念,积极致力于绿色节能产品和高品质的物流服务首都和地方经济建设,展会上推出的一块智能手机大小和薄厚的新保温材料——“太空级”气凝胶绝热板产品,这种航天材料非常轻薄,按照行业建设标准,240 毫米的实心黏土砖墙体要求75% 建筑节能,使用普通保温材料通常需要90 毫米厚度,而使用它仅需15 毫米厚度,“运用这个产品就好像给房子穿上了‘羽绒服’,今天在展会上我们特意做了一个‘穿宇航服的房子’,让大家可以更为直观的感受这种宇航材料的保温效果。”
这种被研发人员称为“太空级”的宇航材料有多“牛”?北京建工新型建材有限责任公司的相关人员介绍,如果房子贴上这种航天材料,在相同的建筑面积条件下,会因其轻薄而节省空间,提升5%的出房率。
如此“薄”的材料能暖和吗?不必担心,这种材料最大的特点是极佳的保温性能,因为它的导热系数可以低至0.006 瓦每米度。在北方寒冷的冬季,房子穿上这层“羽绒服”供暖设施,人们依然可以舒适生活。换句话说,这层1厘米厚的航天材料所产生的保温效果约等于一床10 斤重的棉花被子。据推算,如果把这种材料应用于一台家庭使用的200升的冰箱,不仅能够增加4—6 升的食物储藏容积,同时因其保温性能好而节电约1/3。
“在最冷的冬天,您在屋里可以关掉暖气,只靠普通的电灯光照、做饭余温和自身散发出的热量,就能很舒服地待着。”承担了研发工作的北京建工新型建材公司负责人介绍,这种材料的最大特点,是导热系数低至小数点后3 位,几乎可以忽略不计。房子穿上“羽绒服”之后,就算没有供暖设施,人们依然可以舒适地生活。
“技术控”们还做过一个实验,将这种材料贴在家庭使用的200 升冰箱中,因为增加了保冷性能,冰箱的耗电量减少了三分之一。
据韩克介绍,这种“太空级”绝热板主体是气凝胶,最早运用于航天和军工领域,目前正在走进民用市场,逐步应用于建筑、工业保温、冷库等领域。在参观完“穿宇航服的房子”之后,相关业内专家说:“通常情况下,保温效果好的材料往往不防火,房子一旦发生火灾,会加速火势蔓延,非常危险。但这种航天材料却能巧妙地‘化干戈’——它自身具有不可燃烧的特性”。
此外,这种材料还有很多优异的性能,比如防水、隔音、抗震等。更值得一提的是,这种航天材料还是一种环境友好型产品,在生产过程中它对环境无任何污染,能够实现无有害气体排放、无固体废弃物、无粉尘、无噪音、无污水的五“无”排放,在国内完全具备研制生产和大面积应用的可能。正是基于对新型节能环保建材的不断探索与创新,北京建工新型材料研发生产的建材产品至今已经广泛应用于首都博物馆、首都机场新航站楼、奥运会国际会议中心以及多条地铁线路等大批重点标志性工程中。
让建筑成为自然的一部分
相关文献概述
自本世纪初开始,低碳经济领域吸引了国内外许多学者,但至今未得出一致定义。有许多学者分别从经济、资源、政治、环境因素等视角对低碳经济进行界定。本文认为,低碳经济就是通过更少的自然资源消耗和更少的环境污染,获得更多的可持续发展的经济产出。此外,也有许多学者分别从技术、政策、机制等视角对低碳经济发展模式进行研究。如Kannan(2008)使用MARKAL能源系统等模型,模拟分析英国实现减排60%的目标的技术路径;Vrijnoed等(2009)认为,政策设计直接影响技术进步的效果,长期来看,CCS技术与可再生能源配套更具成本优势;付允、马永欢等(2008)从宏观、中观和微观三个层次论证了低碳经济发展模式是以低碳发展为发展方向,以节能减排为发展方式,以碳中和技术为发展方法的绿色经济发展模式;鲍健强、苗阳等(2008)从低碳产业、低碳农业、低碳工业、低碳城市和碳汇五个方面提出了多层次促进我国低碳经济发展的路径;朱四海(2009)则从人为碳通量、碳预算、低碳技术、能源结构四个方面构建低碳经济发展模式;韩雪梅、刘欢欢(2009)从提高能源利用效率、提高煤炭净化比重、充分发挥碳汇潜力以及加强国际经济技术合作四个方面阐述了西部低碳经济发展模式的实现途径。
何国伟(2009)率先解释了基于物联化、智能化、感知化、云架构的智慧系统;黄天航、刘瑞霖等(2010)从智慧经济、智慧居民、智慧供应链等角度探讨了智慧城市发展与低碳经济的关系;陈柳钦(2011)详细阐述了智慧城市的概念,并系统地分析了国内外低碳城市的发展现状;张旭等(2011)对智慧地球的发展战略进行了探讨,还对智慧地球在我国信息战略、信息产业、信息技术、信息安全等方面的影响进行了相关研究。总体而言,国内外对“智慧系统”的研究都还处于起步阶段。因此,如何从基于资源整合观的角度探讨“全智慧系统”与发展低碳经济的关系,具有十分重要的现实意义。
“全智慧系统”概念解读
自IBM公司提出“智慧地球”概念后,各种解读纷纷出现,但大多是从单一视角出发,缺乏系统整合。据此,本文针对低碳经济的发展趋势,基于系统观的角度提出了“全智慧系统”的概念,它主要由智慧环境系统、智慧能网系统、智慧交通系统、智慧管理系统四大部分构成,如表1所示。
(一)智慧环境系统
自然环境是人类赖以生存的前提和必要条件,发展低碳经济的根本目的就是要通过节能减排来改善日益恶化的自然生态环境。而智慧环境系统是通过综合利用传感器技术、无线通讯技术和数据挖掘技术,结合居民信息的回馈,收集一定区域内的气温、空气质量、水质、生物状况、植物状况等多项环境数据,再将这些数据经过分析处理,广泛用于环境监测和天气预报等,被越来越多的国家和地区纳入建设环境友好型社会的框架中。
(二)智慧能网系统
智慧能网系统是以城市社区为空间范围,集社区热能网、电能网、智能网为一体的能源供应网络系统。智慧能网系统是低碳能源建设的关键技术,是物联网在低碳城市中的应用,它可以在提高市民生活品质的前提下,大幅度节约能源,降低二氧化碳排放量。智慧能网系统在需要的时间和地点,以精确的数量供应需要的能源品种(热能、电能、自然光、风力等),满足城市的生产、生活、流通等所有领域的低碳能源需求。通过多个社区的智慧能网系统的互联运行,还可以实现区域内的低碳、环保、安全的能源保障战略。
(三)智慧交通系统
交通运输一直都是全球能源消耗的“主力军”,要发展低碳经济就必须减少交通运输中的碳排放量。所谓智慧交通系统就是将城市路网信息联接成网络,安装传感器、红外线设备,通过优化交通信号系统、电子扫描系统、城市快速路监控信息系统,接合式电子眼和ERP系统等提供历史交通数据和实时交通信息,对预先设定时段的交通流量进行预测。通过智慧交通系统可以优化交通运行流程,合理安排交通路线,大量减少因交通堵塞而造成的能源消耗。
(四)智慧管理系统
智慧管理系统是基于信息数字化、互联网、GIS等技术,通过标准化的流程和充分的信息共享,帮助管理者更好地开展科学决策。智慧管理系统被广泛应用于各地政府的电子政务管理过程中,它能够让市民更好地监督城市运行情况和管理情况,为市民网络参与城市管理提供机会,而且在线提交数据、办理业务也能够减少城市的交通压力,提高城市运作效率。通过欧洲多个城市电子政务开展的数据表明,城市开展电子政务等智慧管理项目与城市低碳经济发展有着密切关系。
基于“全智慧系统”的低碳经济发展模式
低碳经济发展模式即运用低碳经济理论组织经济活动,用低碳技术改造生产和生活方式,从而实现经济发展的低碳化。本文在“全智慧系统”的基础上,探索性地提出了基于智慧环境的低碳监测模式、基于智慧能网的低碳消费模式、基于智慧交通的低碳运输模式、基于智慧管理的低碳运营模式,如图1所示。
(一)基于智慧环境的低碳监测模式
基于智慧环境系统下的低碳监测模式是利用RFID、传感器、无线通讯等技术进行的动态拟合监测模式,能够对系列环境指标进行实时数据智能化处理。如在爱尔兰西海岸的“智慧湾”,IBM与当地环境保护署合作,通过收集和分析大量关于水质、潮汐、天气预测和环境信息等复杂数据。根据这些数据,从事水产养殖的农民可以按照权威的洋流和海洋水质信息安全地养殖水产品,出海打渔的渔民可以根据洋流和海浪预报选择去哪一片海域捕鱼,潮汐发电厂也可以更加合理地安排生产。
(二)基于智慧能网的低碳消费模式
在智慧能网系统的应用下,人们将建立一种更科学、更低碳的能源消费模式。通过与建筑或家庭的“智慧能网”的互通,可以根据气象参数以及网内企业、建筑、商场、宾馆、学校、医院、家庭、电动汽车等用能情况,确定系统中的风力发电、太阳能发电、产热、垃圾发电、热电联产系统热电比例以及燃料电池等,优化低碳能源和温差能源的使用条件。此外,智慧能网系统内不稳定的气候低碳能源(太阳能、风能等)与稳定的低碳能源(氢能、 生物质能)互为补充,最大限度地利用气候低碳能源,减少社区的二氧化碳排放。简言之,智慧能网使得城市的所有产能和用能设备智能对话、合理分工、具体负责,在节能、低碳、环保、安全的前提下保证生活用能。在基于智慧能网的低碳消费模式下,社区的办公建筑与住宅建筑的能量使用昼夜错峰互补;办公建筑与商业建筑的能量使用节假日错峰互补;产业与建筑也可以错峰互补,极大地减低了社区能网的用能峰值,节约能源。
(三)基于智慧交通的低碳运输模式
2010年,我国汽油消费全年大约7118万吨(增长7%),基本上为汽车消费;柴油全年消费约15729万吨(增长13%),按汽车消费51%计算,为8000万吨。可见,交通运输对能源的消耗量十分巨大,基于智慧交通的低碳运输模式对低碳经济发展十分重要,但运行模式有多种类型,甚至可以与政府税收有效结合。
(四)基于智慧管理的低碳运营模式
在该运营模式下可以使得市政服务更加智能,在提高管理效率的同时也大大节约了运营成本,降低了能耗。目前,瑞典、丹麦、挪威等北欧国家在智慧管理方面具有全球领先水平,而韩国则是亚洲国家在此方面的佼佼者。韩国以电子政务为代表的智慧管理系统从20世纪80年代开始发展,经历了信息数字化、政府部门信息技术应用和政府职能整合“一站式”对外服务三个阶段。韩国政府2000年启动的G4C(Government for Citizens,即面向公民的政府)和后续开展的项目G4B(Government for Businesses,即政府面向企业的服务),分别为公民和企业提供各类政府服务,并向用户提供政府拥有的信息资源,为广大民众提供方便并帮助企业提高竞争力。目前两大系统都已被广泛应用,产生每年1000亿韩元以上的价值。此外,IBM公司和马耳他当地政府合作建设了第一个全国性的智慧系统,负责全国水电市政服务的管理,不但实时监测水管爆裂、缓慢泄露、排水渠道堵塞、污水溢出等问题,甚至能对以上问题进行预测和预防。再加上GIS系统的支持,即便是出现了问题,也能快速锁定问题发生的位置,快速解决。该类系统的使用不仅可以缓解市政服务人员的工作压力,减低了50%由于管道泄露造成的水资源浪费,而且降低输水能耗。
结论
基于“全智慧系统”新视角,本文系统地总结出低碳经济的四种发展模式。研究表明,低碳经济的发展不仅需要培养全民的节能环保意识,也需要不断地通过科技创新进行支撑,特别是对国外经验的充分解读和有效借鉴,并在此基础上走出一条具有中国特色的低碳经济发展道路。尽管目前我国对智慧系统在基础理论和数据模型、低碳经济应用领域的研究还处于起步阶段,但发展低碳经济,共建人类美好家园,是实现可持续发展的必由之路。
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当前,实现绿色、智慧的新型网络模式越来越引起组织机构的关注,伟思国瑞多网隔离虚拟化云平台、机房环境监控系统、网站群内容管理系统、Web应用防火墙系统、网页防篡改系统、网络舆情监控系统、综合网络运维管理平台、桌面管理系统、文件加密系统、网络流量控制系统、安全隔离与信息交换系统平台等产品应运而生,帮助客户降低成本、强化安全、优化业务,帮助用户实现业务高效成长。
车队管理系统在国际上的应用实践,以及中国客运企业采用G-BOS系统的效果表明:通过先进的科学技术来改进车队运营所产生的效益,不仅给客车运营商带来安全和经济方面的效益,也为客车制造商的产品创造了较高的社会价值。所以,概括来讲,车队管理系统(或G-BOS系统)是客车运营商和制造商共同利益的结晶。
现代车队管理系统己经将车载记录与通讯设备、全球定位系统与互联网在线管理界面结合在一起,自动收集行车数据并依据营运管理经验设定的模式进行分析,并通过门户网站以简单易懂的形式(如红、黄、绿色信号)进行报告,驾驶员和管理人员随时都可以方便地看到哪些方面需要采取措施来提高运营效率。
当我们从运输行业的角度来分析,车队管理系统只是客车制造商为客车运营商提供的一项增值服务。对客车营运商来讲,如何使用一个车队管理系统来统筹管理多家客车制造商的车辆,必需要有一个共同的技术标准,这是目前中国客车行业发展和推广车队管理系统急需解决的一个重要问题。
各种利益关系人在推动车队管理系统的应用中扮演着不同的角色。不论客车制造商联盟或客车运营商联盟、部件供应商联盟、行业协会或运输管理当局,大多是基于技术进步所产生的安全、经济与环保效益,倡导和推广车队管理系统的应用。