1、智慧城市，应对城市化挑战

　　根据联合国(UN)的数据，尽管城市只占地球表面的3%，但它们居住着世界一半以上的人口，它们消耗了70%的能源，排放了75%的碳。这些令人印象深刻、令人担忧的数据显然是20世纪50年代大规模城市化的结果。这一过程预计将在未来几十年持续下去：到2030年，人口超过1000万的“特大城市”数量将增加到41个，消耗全球81%的资源。这些统计预测表明，到2050年，城市人口将占全球人口的60%。

　　目前，54%的人生活在城市，因此，城市是我们大部分碳排放和能源使用的原因。它们产生了超过70%的碳排放，主要来自建筑、能源和交通。最后，他们消耗了世界上78%的主要能源。

　　今天的城市是物质资本和人力资本集中的主要场所。这吸引了商业活动并将城市转变为全球竞争力的中心。城市正在成为以服务为基础的世界经济的核心。不断增加的城市人口、有效管理有限自然资源和实现环境可持续性的日益必要、新兴的经济竞争力以及公民的期望不断提高，这显然是一条最高诫命：需要一种新的城市模式。

　　智慧城市是由人员、流程、政策、技术和其他利益相关者组成的复杂生态系统的同义词，这些利益相关者能够合作并共同提供一系列成果，即服务。这个理论框架需要整合每个功能领域：治理、教育、能源、基础设施、移动性、医疗保健、建筑、技术。其最终目的是提高城市居民的生活质量，使城市更加高效、可持续和宜居。

　　因此，向着更宜居的未来和更包容的未来几代人的社会的变革过程始于我们的城市。

　　因此，智慧城市意味着可持续发展。

　　2、慧城市呼唤智能共享出行

　　在一个移动倾向不断增长的世界中，人们每天通勤上班和休闲娱乐，各种商品和产品长途跋涉，越来越有必要创造一种新的、更可持续的移动方式。

　　从广义上理解，流动性也是某种文化的一种表达：例如，车辆所有权的概念以及流动性模式基本上是因国家而异的文化条件的结果。总的来说，传统的车辆拥有模式在部分电气化公共交通网络整合的通勤模式中仍然发挥着核心作用。

　　总体而言，由于多种因素，城市交通模式正在发生显着变化，例如更加以用户为中心并专注于无缝多式联运（称为 MaaS）的新移动范式的发展，共享使用车辆系统的惊人增长以及增加自动驾驶汽车的数量。 所有这些交通模式确保有机会降低交通成本、旅行时间和污染，改善交通拥堵和道路安全，调整目前用于停车的城市空间，从而使我们的城市成为更宜居和更环保的居住地。

　　移动性是我们智慧城市的命脉。

　　移动性是社会经济和环境发展的源泉。

　　移动性是智能公民的核心

　　与所有其他传统的按需移动服务（例如出租车、带司机和不带司机的租赁）一样，所有共享移动服务的特点是根据用户的要求，根据为每个特定情况确定的路线和时间提供服务。然而，共享出行服务的独特之处在于它们是由新的数字技术支持的，主要是通过移动设备上可用的应用程序。技术创新使共享移动服务能够确保性能可与传统按需服务提供的服务相媲美，但成本更容易获得并且通常具有更高的性能。

　　3、交通与能源的融合

　　交通部门的电气化——通过用电动汽车 (EV) 替代内燃机 (ICE)——是目前国家和地方政策的主要目标，以实现更清洁的交通和战略转变，使城市成为一个更智能的环境。

　　为了在减少二氧化碳排放方面产生更大和直接的影响，优先事项是公共交通、出行即服务车辆、出租车、车队和私家车的电气化，因为所有这些交通方式都代表了更高的每日里程数旅行。

　　在此框架中，电动交通成为智能交通的主要资产，作为推动范式变革符合更高可持续性、安全性和创新性的国际标准的关键要素。

　　因此，移动性和能源的融合是显而易见的，但在某种程度上至关重要。

　　电动汽车 (EV) 的普及必须伴随着电力系统的“智能”使用和管理。 正如麦肯锡 (McKinsey) 的一份报告（2018 年）所强调的那样，电动汽车不会造成电力需求危机，但它们可以合理地促进每小时高峰需求，然后重塑电力负荷曲线。

　　这意味着——如果电动汽车充电管理不当——当前的能源系统无法支持拥挤地区每小时高峰需求造成的可预期的额外负担。相反，如果以智能方式进行充电，不断增长的电动汽车市场的影响不仅是中性的，而且对能源系统也有好处。

　　在这种情况下，电动汽车的作用不仅仅是作为减少交通部门温室气体和污染物排放的工具。从更广泛的角度来看，电动汽车本质上是一个带轮子的电池：如果车辆运行双向充电 (V2G) 以实现与电网的广泛交互，那么大规模的电动汽车部署甚至可能对能源系统产生整体积极影响。

　　这意味着超越传统的电动汽车作为简单交通工具的概念；它们可以在能源系统中发挥更广泛的作用，因为它们代表着对更多电力的潜在巨大额外需求。作为电网的一部分，电动汽车电池是“移动储能”，可以极大地将可再生能源整合到系统中，在需求低的时候储存电力，在需求特别高的时候还给电网系统，并且主要资源不可用。车辆到电网技术，即 V2G，将允许汽车在白天充电以从可再生能源获取剩余电力。

　　得益于能够聚合和管理分布式能源的尖端能源平台，E-Mobility 可以被视为电力部门的电网灵活性解决方案，鼓励电力生产的分散化。在能源系统正在经历的这种深刻的全球变化情景中，新前沿体现在“产消者”能够发电、自用、储存甚至将电力回馈给电网。这个具体的例子让我们暗示，从中期来看，通过引入能够允许商业交易而无需可信中介的智能合约，将如何鼓励不同行业的新商业模式的出现，这要归功于区块链技术。

　　因此，电动交通有助于智慧城市的能源平衡，因为它有助于促进依赖可再生资源、完全自主和独立的实体以及新经济模式和社会创新先驱的当地综合能源社区的发展。

　　E-Mobility 还刺激了建设新充电基础设施的相关投资，并导致将能源和建筑视为单一生态系统的重要组成部分。

　　最后，电动汽车有助于促进共享和循环经济。首先，共享汽车通常作为城市出行的“第二辆车”，使得电动汽车非常适合共享交通服务的配送。其次，汽车二次生命电池的问题日益突出，即对于电动汽车而言，电池性能不再高，但仍有70%至80%的剩余容量，可用于不同的应用，例如为其他类型的车辆加油，或作为家用电池、电网的固定存储或短路绿色能源分配。这种二次利用锂离子电池的应用完全符合循环经济原则。

　　有鉴于此，共享的概念应运而生，成为智慧城市的基本原则之一。共享也是对整个生态系统、下一代的关心，并致力于营造更好的环境，促进智能公民的有效实现。

　　4、智慧城市平台的核心技术原则

　　从技术角度来看，智慧城市的接地原则是集成化。

　　智慧城市是以智能模式提供给市民的公共和私人服务的综合管理的代名词。因此，城市正在成为以服务为基础的世界经济的核心；因此，世界各地的城市大多必须应对相同的挑战，包括生活质量、流动性、环境、能源、可持续性、健康和安全、安保和经济增长。

　　正如麦肯锡 (McKinsey) 的图形表示 (2018) 中清楚地显示的那样，智慧城市生态系统涉及三个主要层：物理设备、连接性、服务。

　　新兴技术和技术创新在整合这三个创始层并产生系统性成果方面发挥着关键作用。

　　智慧城市物联网 (IoT) 平台的市场可用性正在迅速增长，其架构变得更加复杂和模块化。云可能是这种全新数据架构方法最具颠覆性的驱动力，因为它为公司提供了一种快速实施人工智能技术以获得竞争优势的方法。因此，当今的平台主要是云托管解决方案，用于连接设备、收集、匹配和管理来自不同城市域和微服务提供商的数据，以提供城市的整体视图。除了这些主要功能外，此类平台还旨在快速部署横向新解决方案（即核心和增值服务），这些解决方案既可以在内部开发，也可以通过垂直专家和本地供应商等供应商生态系统开发。

　　当今智慧城市面临的巨大挑战是开发一个有机的元平台，能够集成设备、连接、数据、应用程序，提供核心和增值服务。

　　从技术角度来看，要打造互联的智慧城市生态系统，需要开发跨行业的服务整合平台。实现互联的智慧城市生态系统需要 在基础设施和物联网软件层面开发全面的集成解决方案。

　　不同新兴技术——智能物联网传感器、人工智能和区块链——的联合发展有助于整合上述三层，即物理、数字和运营基础设施，并释放大量单一的未表达潜力。专注于改善生活质量的应用程序和平台。如今，一切都围绕实时数据展开。以适当和安全的方式提取、处理、提炼和存储数据无疑是最高诫命。从通过智能传感器更准确和自动化地收集环境数据开始，通过复杂算法的定义，直到通过区块链技术确保透明度、不可更改性和数据安全性。

　　鉴于上述情况，因此采用基于平台的方法似乎是必不可少的。

　　很明显，智慧城市平台的成功在很大程度上取决于平台吸引和培养开发人员、SaaS 公司、系统集成商和其他 IT 供应商的能力，以在平台之上构建增值和定制解决方案。

　　在这个基于协作平台的模型中，每个生态系统组件都严格交织在一起，因此相互依赖，开放性成为智慧城市框架的第二个基本原则。通过在开源许可和可扩展工具下发布的开放且完整记录的 API 公开数据的智慧城市平台可以确保直接和安全地访问这些 API，并为用户提供最大价值。一些供应商还提供可用的库和完整的软件开发工具包 (SDK)。

　　开源云基础设施平台支持构建更具包容性和可持续性的数字社会，促进智能公民。

　　然而，由于开放平台无法确保完全互操作性以支持第三方创新，因此这种合作方式并不总能迅速转化为具体和有形的进展。

　　一方面，如果实施基于标准的开放 API 等互操作性机制对于成功复制解决方案和成果以更有效地管理市政服务（例如，交通、能源、医疗保健、基础设施、建筑行业）和私人服务至关重要； 另一方面，这还不足以确保完全的互操作性。

　　因此，互操作性取决于开放和共享的标准。

　　因此，全球技术标准是智慧城市技术生态系统的第三个基本原则，是应对异构传感器和物联网平台的基本要求。

　　因此，实现全面的技术互操作性，能够在全球范围内实现所有可以想象的智能城市参与者、服务和设备之间的连接和可解释数据的交换，成为技术发展和创新领域的路线图.

　　在这个框架中，这种“有远见的”智慧城市平台被概括为技术子生态系统生态系统的核心——即有机元平台——其中按行业垂直化的应用程序、产品和服务可能随时可用终端用户。

　　与此同时，鉴于这一中长期技术视野，成功的智慧城市平台必须是开源的、跨行业的，因此，专注于克服基于定制和专有解决方案的传统孤立方法，该方法仍然存在于管理中城市服务。