智慧城市中的汽車、傳感器和物聯網

雖說智能家居讓我們的生活變得更友善，但可以說，傳感器和相關物聯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，且這一比例還将繼續上升。

但是智能汽車和城市背後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。

物聯網技術之是以得名，是因為其是始終連接配接到網際網路的裝置，并且利用這種連接配接來執行比傳統的無連接配接裝置更多的功能。物聯網可以不斷地收集資料，并将其回報給中央伺服器，使這些資訊從任何有資料連接配接的地方可用。此外，其通常包含收集更多資料的傳感器。

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境資訊的裝置，并利用這些資訊提高效率和安全性，提高城市居民的生活品質。這通常與減少能源消耗等環保目标有關，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進行互動。這可以使之更實時地适應環境，并滿足上面概述的目标。此外，各種各樣的資料可以收集來幫助規劃者改善一個城市的長遠發展。

智能電表可以跟蹤建築物的能源消耗，是以智能電網可以對這些資訊做出反應，以更有效地滿足能源需求。智能垃圾管理可以確定監控垃圾水準并将其傳輸到伺服器的垃圾桶不會溢出，而垃圾收集團隊可以響應這些需求。智能空氣品質監測器可以監測社群污染水準，當附近的野火造成空氣品質指數較低時，當局可以觸發警告和警報。

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，每天都保持不變。同樣，智能交通信号燈可以根據目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，而後者可以減少排放，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，可以收集到什麼樣的資料——特别是如果使用機器學習算法來分析。人工智能可以識别不同基礎設施可能産生的影響的模式或運作模拟，城市規劃者可以使用其來持續改善城市。

與此同時，街道家具不再是單一用途的被動實體。每個企業都在監控不同的資料點，這些資料點會産生大量的資訊。由于其龐大，有時被稱為“大資料”。但是，一旦經過人工智能和訓練有素的分析人員處理，就會産生一些見解，進而建立一個更安全、能耗更低、出行更友善、總體上更能滿足公民基本需求的城市。

将汽車融入智慧城市

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。随着嬰兒潮一代将其家庭搬到郊區，這是一個必要的回應。

汽車還将碳排放直接帶到人行道上，在住宅、企業、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，這意味着為緩解擁堵而修建的道路實際上隻會吸引更多的汽車。

一個至少可以解決上述部分挑戰的潛在解決方案是，将傳感器和無線網絡內建到車輛上，這一概念被稱為“車聯網”(V2X)。這些智能汽車将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、行人密度等資料。是以，交通工程師可以在交通高峰期繞路以避免事故。或者在事故發生時立即通知緊急服務部門。

車輛類别，如卡車或公共汽車，可以排在一起，并優先于其他車輛類型。如果網絡基礎設施提前給自動駕駛汽車或司機提供選擇，那麼為了街區聚會和活動關閉街道也會更友善。總之，V2X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自動駕駛。盡管還有一段路要走，但其将提供進階駕駛員輔助系統成為現實所需的額外環境資料。

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。但車輛和交通信号燈就不同了。如果自動駕駛汽車出現問題，很有可能導緻行人死亡。是以，不禁發問：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，而我們容易了解的事情對傳感器來說可能是挑戰。以路标為例，雖然可以訓練人工智能閱讀路标，但要讓人工智能識别光線昏暗或部分被樹或雪遮擋的路标就困難得多。

實作這一目标的一項關鍵技術是光探測和測距(雷射雷達)，其使用脈沖光波為車輛提供周圍環境的完整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揮其最大功能，支援其的網絡需要是可靠的、高帶寬、低延遲的無線連接配接。在當今的時代，這可能最好通過5G連接配接來實作。然而，到目前為止，5G蜂窩網絡的推出受到限制，其波長範圍相對較短，需要比前幾代協定更多的天線密度。這可能意味着某些領域最終會比其他領域更智能、更先進。

這意味着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

随着越來越多的人湧向城市，我們建構智慧城市的方式，以及在城市之間移動的方式，可以顯著影響普通人的生活品質。顯然，規劃者面臨着許多障礙。

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