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  • 计算机严格的讲从人类开始使用辅助脑力工具—“结绳记事”就开始了,只不过它那时只具有记忆能力,应该 叫记忆机。后来在中国发展为算筹算盘,具有了人机互动的计算功能,但仍以记忆为主。而真正具有计算能 力的...
    计算机严格的讲从人类开始使用辅助脑力工具—“结绳记事”就开始了,只不过它那时只具有记忆能力,应该 
    

    叫记忆机。后来在中国发展为算筹和算盘,具有了人机互动的计算功能,但仍以记忆为主。而真正具有计算能

    力的计算机是从1642年法国数学家B·帕斯卡的十进制齿轮传动加法器开始的。到了1673年德国数学家G·W·莱

    布尼兹制成了可以进行乘、除法运算的十进制计算机。
    1834年巴贝奇设计了具有程序控制的通用分析计算机雏形。1937年英国数学家图灵(Alan Mathison
    Turing,1912-1954)发表了著名的《论应用于决定问题的可计算数字》一文,提出了思考实验原理计算机—图

    灵机的概念。
    以后经过一百多年的电磁学、电工学、电子学以及真空电子二极管、电子三极管的发展和应用,为计算机能够

    进行数值积分、数值微分、微分方程求解等全面的数值算法奠定了基础。
    1941年德国K·朱赛制成了初步具有浮点记数、二进制计算、数字存储地址的全自动继电器计算机。1940-1947

    年间美国先后制成了MARKⅠ、MARKⅡ、ModeⅠ、ModeⅤ等继电器计算机。1938年美籍保加利亚学者J·阿塔纳索

    夫制成了电子计算机的计算部件。1943年英国交通部通信处制成了密码分析机“巨人”计算机。1946年2月美国

    宾夕法尼亚大学莫尔学院制成了大型电子数字积分计算机ENIAC,成千倍的提高了计算速度。 1945年3月数学家J

    ·诺伊曼领导的设计小组制成了电子离散变量自动计算机EDVAC,并于1946年6月提出了《电子计算机逻辑结构

    初谈》,同年又巡回演讲了《电子计算机设计的理论和技术》,推动了存储程序式计算机的设计和制造。1949

    年英国剑桥大学数学实验室制成了离散时序自动计算机EDSAC,美国于1950年制成了东部标准自动计算机SFAC。

    计算机的萌芽发展期结束,计算机巨大进步和发展已经准备就绪。
    在此期间,1945年图灵来到英国国家物理研究所工作,于1950年发表了《计算机能思考吗?》的论文,设计了

    著名的图灵测验,通过问答来测试计算机是否具有同人相等的智力,推动了智慧计算机的发展。但由于当时各

    种条件的限制,仍没有给出一个能使我们实际应用的具有自主智慧的计算机模型。计算机是否具有自主智慧仍

    然是一个物理学和计算机科学中的谜团。
    1948年美国贝尔实验室J·巴丁、W·H·布喇顿和W·B·肖克莱研制成点触式晶体三极管。 1957年美国贝尔实验

    室D·斯帕克斯发明了面接型晶体管,实现了肖克莱的场效应晶体管的设想。1958年,美国得克萨斯仪器公司把

    晶体管、电阻、电容集成在一块芯片上,制成为一个独立完整的功能电路,集成电路问世。 1961年,美国仙童

    公司制成了一种集成触发器。从此,集成电路获得了飞速发展。数字集成电路从小规模到中规模、大规模、超

    大规模发展。计算机得到了空前的迅猛发展:如1945—1958年间的ENIAC、IAS、EDVAC、 UNIVAC、UNIVAC-1IBM-

    701等;1959—1964年间的UnivacLARC、IBM-7030、ATLAS等;1965—1970年间的IBM-360、 CDC-7600、PDP-11等

    ;1971年到今天的产品为CRAY-1(1976)、VAX-11(1977)、IBM-PC(1981)等。特别是从 1971年起Intel公司

    第一个中央处理器Intel-4004 CPU问世以来,在20年的时间内从第一代发展到第四代,计算机体积越来越小,

    功能越来越强大、能耗越来越降低,生产成本大幅度降低。微型计算机步入了寻常百姓家。
    现代计算机向巨型化和微型化两端发展,功能向网络化和智能化进军。具有了自动性、快速性、通用性、可靠

    性。进入了科学计算、信息管理、实时控制、办公自动化、生产自动化、网络通信、电子商务和人工智能等诸

    多领域。但人工智能只是利用计算机模拟人类的某些智能行为,是计算机具有“学习”、 “联想”与“推理”

    等初步能力。这些作用应用于机器人、专家系统、模式识别、自然语言理解、机器翻译、定理证明等方面。只

    能进行人给定的作业,不能进行自主智慧作业。
    2000年5月6日,我将自己于1984年提出的“世界动态平衡”物理规律证明后,这个问题迎韧而解。这个发现出

    乎预料的解决了这个问题,这是我原来没有预料到的,更没有预料到的是在仅仅相隔几十个小时后于2000年8日

    、9日两天计算机给出了证实,很快完成了我自己设定的物理猜想。我非常感谢自然对我的支持,这也是我不懈

    努力的原动力。
    计算机具有自主智慧,这种自主智慧的产生原来躲藏在一个完美的、典型的、朴实的物理学规律后面……
    世界动态平衡理论是对中国朴素哲学、当代合理的哲学和自然辩证法的逻辑与数学链接,是对爱因斯坦相对论

    的补充,建立了一个全新的物理变换体系,使物理学从实证经典物理学、量子—相对论时空物理学到动态平衡

    基础视点物理学的合理转变。尽管时空问题在物理中还纠缠不清,没有完全彻底解决。但当代物理研究的主要

    问题和障碍,已经不是时空问题了,而是人对自然规律和事件的扰动问题,也就是说研究者自身从什么基础视

    点看问题的问题。我们必须剔除自身干扰因素,才能够与大自然进行完全彻底的对话。
    计算机具有自主智慧,但要达到实际应用还有一段路要走。我们还需要更多的人来努力。下面是2002年在深圳

    高交会上散发的中英文资料,一并献于广大物理爱好者,欢迎批评指正!

    科学发现  寻求协作
    物理学新规律(世界动态平衡规律)的发现,将会出现“物理学将会把思维(或智慧、或智能)纳入研究范畴

    ,因为物质、能量与思维是我们目前所处的自然环境中最为基础的‘三项基本客观存在’,并且它们之间的产

    生、发展和变化遵从物理学中的‘动态平衡规律’” 同时也可知“思维是物质、能量,运动、发展、变化的必

    然产物,它不光是人脑的机能,而是客观存在发展变化的必然结果。这种质变在一定的条件下,能够引起物理

    测量效应,有着普遍的数学表达方式和模型,并能被人们用机械实验所模拟”。
    从而能够预言计算机具有有别于人类且能够被人类所认识的思维并能被人们所利用(并非指计算机等现在所具

    有的记忆、逻辑推理和数理运算能力,而是指计算机等具有自主的非人为因素的,甚至超越了人对自然规律的

    感知和拟真的能力)。
    这样的事件,我们已经取得过一次成功。但因我们的各种条件限制,没有能力再继续进行这样的实验。尽管我

    们现在还不能够准确地判断这个发现对于未来世界人类的各项活动具有什么样的影响,但从人们追求科学、追

    求真理、创造人类美好生活、提高和平衡社会经济效益及综合利益方面将是一个非常利好的消息。
            实验和推广这项研究是一个非常艰难的过程,需要大量的高尖人才队伍支持、充足的资金和物资保障

    、良好的典型环境(自然环境和人文环境)容纳。为此希望世界各国有意于此研究的个人和社团关注和垂询,

    共同协作研究和开发。
    中华人民共和国公民:       侯晓旺
    联系电话:                (86)1392658**** 
    电子信箱:                 houxw2002@163.com                                                       

                                                                             2002年10 月12日

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  • 物联网和智慧城市

    千次阅读 2018-06-10 22:25:34
    一说起物联网,大多数的第一反应是智慧城市。的确,在物联网的帮助下,我们居住的城市正变得越来越有智慧。越来越多的道路摄像头能够清晰地看到车辆的状况,约束驾驶员们遵守交通规则。智能抄表系统的部署大大提高...

           一说起物联网,大多数人的第一反应是智慧城市。的确,在物联网的帮助下,我们居住的城市正变得越来越有智慧。越来越多的道路摄像头能够清晰地看到车辆的状况,约束驾驶员们遵守交通规则。智能抄表系统的部署大大提高了公用事业公司的工作效率,同时也减少了资源浪费。谷歌旗下的Sidewalk实验室还正在加拿大多伦多市郊区的Ontario湖滨,实施一个智慧城市的项目,准备把这个原本混杂了发电厂、管道系统、停车场和农产品仓库的人迹罕至的区域,改造成世界上最有创意的物联网社区。




          智慧城市包括了很多不同的领域,比如对汽车和交通的感知管理,对城市环境的感知(路灯、垃圾、污染等等),以及对市民自己以及他们使用的移动设备的感知。




       安装在道路周围的传感器构成的交通流量监控系统能够及时发现交通拥堵、道路损坏或者车辆排放污染,然后向携带了具有GPS定位功能和联网功能的设备的用户提供改道建议。




          配备了传感器和执行器的智能路灯能够察觉汽车或行人的移动,并且采取恰当的行动。当发现周围的区域内有汽车或者行人的活动时,路灯就会自动打开;否则,路灯就会自己熄灭。智能路灯能够为市民消除暗区,并且在不影响城市安全的前提下,节约能耗和金钱开支。智能交通信号灯能够感知到附近的自动驾驶车辆,及时改变交通信号灯,并优先照顾行人和自行车。




          有些传感器能够检测到水位变化、异常污染和火灾。对这些环境异常变换的早期发现能够及时地警告身处相关区域的民众,提醒他们关紧门窗或者马上离开。道路通畅吗?桥梁安全吗?安装在公共设施里的传感器能够预警潜在的危险,并且自动启动维护工作。




          有些传感器能够感知垃圾桶、公共厕所的状况,或者及时发现变得脏乱的公共场所,然后及时通知相关的服务机构采取行动,比如清洁厕所、处理垃圾,等等。有了这些传感器,服务机构和服务人员只有在需要的时候才会被通知。这样,工作流程得到了优化,也节约了市政开支。




          对于携带了智能移动设备的用户来说,安装在商店或者其它公共场所的传感器能够察觉这些用户,并且在识别出她是在本商店有着良好购物记录的优质客户后,向其推荐商品并提供个性化的折扣,或者当发现某个电影院正在播放的电影是她感兴趣的类型时,通知她并且给予价格优惠,等等。




          现在,运行在固定的轨道上的高铁和地铁,已经在一定程度上实现了自动驾驶或者无人驾驶。但是,物联网通过在普通道路上铺设传感器,将自动驾驶的使用范围拓展到了公共汽车、货运、拼车、自动泊车等领域。由于自动驾驶车辆能够严格遵守交通法规,而且具备高“人”一筹的巡航精确度,只需要为它们规划较狭窄的道路,因此可以腾出更多的空间用作人行道和公园。理论上,使用共享式的自动驾驶交通工具意味着很多家庭不需要拥有自己的汽车,从而节省了大量开支。




          这些传感器收集和记录了城市的使用情况,可以成为市政规划的依据;通过实际测量的数据,并且量化统计市民的活动和对公共设施的使用,可以有针对性地规划城市的进一步发展。传感器成为数据收集工具。




          通过这些来自城市各个角落的数据,关联、处理、分析和挖掘实时发生的市政状况,我们可以将各种智慧城市业务整合起来,为市民提供新的便利。比如,一个失窃物品(比如自行车)的数据库与自行车上的物主传感器标签,以及公共道路上的数据感知能力结合起来,就能够提供失窃自行车的追回业务。




           整个城市就像一个大的智能手机。智慧城市管理系统把自己看作像是智能手机的操作系统,为各种“市政APP”提供API和基础数据,比如为快递机器人业务提供位置数据。除了城市自营的APP外,第三方开发商也可以开发各种市政APP,就像智能手机的操作系统向第三方APP开发商开放一样。




             随着城市越来越大,还有出现更多现在还想不到的业务,将物和人更紧密地联系在一起。


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  • 在IBM发布的《智慧的城市在中国》一书中,对“智慧城市”下了这样的定义:“能够充分运用信息通信技术手段感测、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...

    在IBM发布的《智慧的城市在中国》一书中,对“智慧城市”下了这样的定义:“能够充分运用信息和通信技术手段感测、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作出智能的响应,为人类创造更美好的城市生活”。智慧城市的四大特征是全面物联,充分整合,激励创新和协同运作。

    从智慧城市的发展进程来看,西方国家走在前列。欧盟在2007年就提出了一整套智慧城市建设目标。荷兰阿姆斯特丹智慧城市建设从2009年开始,成为欧洲第一个“智慧城市”;美国爱荷华州的迪比克市于2010年成为美国第一个“智慧城市”;韩国“济州岛示范园”建设由168家电力、通信、家电等企业共同参与,计划建成电动汽车充电站、示范运营中心和大型风力发电机,并进行智能住宅试验。

    至于我国,2013年1月,住建部正式公布了首批国家智慧城市试点名单,启动了国家智慧城市试点工作。同年8月,住建部又公布了中国第二批智慧城市试点名单,确定北京经济技术幵发区等个城市(区、县、镇)为年度国家智慧城市试点。随着中国积极进行智慧城市试点,现阶段已然形成多个智慧城市群,试点项目超过欧州、印度和美国之和。截止至2020年4月初,住建部公布的智慧城市试点数量已经达到290个。

    随着物联网、大数据、AI等技术的发展,我国智慧城市建设正从连接互联网的1.0时代,向更高效的数据互联的2.0时代迈进。综合我国智慧城市建设情况来看,北京、上海和深圳三大城市在智慧城市战略、技术、领域和创新能力方面均表现良好,综合实力突出,为我国智慧城市第一梯队。第二梯队为杭州、广州、天津、苏州、宁波、武汉、重庆、贵阳、郑州、成都10个城市。在应用场景方面,智慧城市的建设和发展为新兴技术提供了大量的应用场景,包括智慧政务、智慧交通、智能电网、智慧医疗、智慧物流、智慧安防、智慧教育、智慧企业等数十个场景。根据IDC数据,我国市场上,智慧城市主要应用场景依次为智能电网、固定智能视频监控(智慧安防)以及智慧公交系统(属智慧交通)。下面,本文重点介绍这我国智慧城市在这三个应用场景中的建设情况。

    从智慧交通、智慧安防、智能电网的应用来看我国智慧城市建设现状

     

    一、智慧交通

    智慧交通是在智能交通(简称:ITS)的基础上,在交通领域中充分运用物联网、云计算、互联网、人工智能、自动控制、移动互联网等技术,使交通系统在区域、城市甚至更大的时空范围具备感知、互联、分析、预测、控制等能力,以充分保障交通安全、提升交通系统运行效率和管理水平。智慧交通不仅能缓解道路拥堵等“城市病”、还能保障交通安全、丰富人们的出行方式。

    1、相关政策

    2015年以来,中国颁发了一系列交通强国政策,重点引导交通数字化、智能化发展。2016年,交通运输“十三五”发展规划中提出“要求各地开展智慧交通示范工程”;2017年9月,交通运输部印发了《智慧交通让出行更便捷行动方案(2017年——2020年)》,提出四大建设方向:提升城际交通出行智能化水平,加快城市交通出行智能化发展,大力推广城乡和农村客运智能化应用,完善智慧出行发展环境;2018年2月,交通运输部出台《关于加快推进新一代国家交通控制网和智慧公路试点的通知》;2019年9月,中共中央国务院颁发了《交通强国建设纲要》,提出推动大数据、互联网、人工智能、区块链、超级计算等新技术与交通行业深度融合。

    2、我国智慧交通发展现状

    近年来,我国智慧交通发展取得了明显的成效,基础设施和装备智能化水平大幅上升,智能交通系统已从探索阶段进入实际开发和应用阶段。

    在政府层面,主要通过交通违法行为检测、交通事件监测、交通环境监测,交通信号控制、交通诱导信息发布等手段,来提升交通运输管理能力和服务水平。随着智慧交通系统的铺陈,简单的交通违法违规监测、交通信号控制,逐渐发展为城市交通拥堵提供解决方案。从单点检测,到线检测,再到区域检测,监测范围不断扩大,应用规模也不断增大,特别是国省道干线公路、城市道路、高速公路、大型桥梁、隧道、高风险水域、航段和港口等基础设施的监控覆盖。此外,物联网、大数据、人工智能等一些新技术在智慧交通领域逐渐得到应用。电子警察、卡口、车辆识别系统、信号灯控制、GPS/北斗车载导航系统、智能公共交通系统、停车场管理系统、行驶记录仪、交通收费设备、车载WIFI等产品和系统功能更趋完善、性能逐步提升。通过建设重点路段的路网运行监测、交通指挥中心、交通情报预警分析、交通勤务指挥等系统,为应急指挥处置提供先进手段。

    与此同时,在企业层面,众多巨头也在交通运输领域积极布局,新业态、新产品不断涌现。如腾讯在智慧交通领域的探索已覆盖停车场无感支付、共享单车、腾讯乘车码乘公交/地铁等;阿里也推出了支付宝扫码乘车,并宣布升级汽车战略,利用车路协同技术打造全新的“智能高速公路”;华为、百度等也从无人驾驶、车路协同、智慧城市、智慧高速等多个角度抢滩布局智慧交通市场。

    当前,智慧交通已成为智慧城市建设的重要突破口。首先,从应用成熟度看,在今天无论卡口、电子警察,视频监控是对图像和视频数据进行语意化和结构化处理最成熟、最完整、应用深度最深的领域。智慧交通可能是现在新兴技术和应用领域里,率先突破数据应用瓶颈的一个技术领域;其次,从技术角度看,包括大数据、云计算的技术架构,最先在智慧交通里落地,智慧交通也必将引领整个智慧城市各个子模块的技术潮流和走势;最后,从使用者与应用者关联的角度看,交通的智能化,最终会影响到每一个人骑车、驾车、公交出行的感受。每位市民都能够有非常好的交通秩序体验,这一点就需要智慧交通的技术方案去支撑实现。

    3、发展方向

    ① 智慧交通海陆空全面发展

    智慧交通利用物联网、车联网等新技术,提高道路效用率和通畅化,通过采集大数据流形成人、车、城市的统一。未来智慧交通将形成“道路-轨道-无人驾驶-航空”覆盖海陆空全面发展格局,随着未来人工智能技术的日趋成熟,城市道路或将不是主要交通载体,将会延伸至海上和航空。

    ② 综合交通智能化协同与服务

    近年来中国各种运输方式都得到快速发展,但多种运输方式间的信息交互服务滞后,制约综合交通协同与高效服务。艾媒咨询分析师认为,结合综合交通的发展和便捷出行的要求,未来信息共享和智能化服务技术将得到充分发展和应用,大力推进智慧交通建设。

    ③ 交通运输系统安全运行智能化保障

    交通安全是中国交通领域长期面临的严峻问题,涉及交通系统的多个要素,必须全面综合改善交通安全水平,运输系统安全运行的智能化保障将是未来智能交通发展的重要方向,重点在于运用现代信息技术来分析事故成因、演化规律、管控策略以及设计主动安全技术和管理方法,从人-车-路协调的角度实现交通安全运行防控一体化。

    ④ 合作式智能交通和自动驾驶将成为智能交通的重点

    合作式智能交通将无线通信、传感器和智能计算等前沿技术综合应用于车辆和道路基础设施,通过车与车、车与路信息交互和共享,首先实现车辆运行的安全保障,其次实现绿色驾驶和交通信息服务,是集安全辅助驾驶、路径优化、低碳高效等多目标统一的新服务,将成为智慧交通行业的发展方向之一。

    ⑤ 智能交通的特殊要求推动信息技术发展

    智能交通高速移动的交通工具间、交通工具与基础设施间的可靠数据交互和流数据计算的要求,对宽带移动通信技术和计算技术的进步起到了强大的推动作用,如超高速无线局域网和5G移动通信中低延时为一个重要指标,对交通安全应用技术提出新要求,推动智慧交通领域信息技术的发展。

    ⑥ 智能交通产业生态圈跨界融合

    新技术的发展和应用,为出行者提供更加精细、准确、完善和智能的服务,将是智能交通系统面向公众服务的重要方向。这些服务的提供加速交通产业生态圈的跨界融合,未来汽车制造业、汽车服务业、交通运营服务、互联网、信息服务、智能交通等行业的融合发展是大势所趋。

    从智慧交通、智慧安防、智能电网的应用来看我国智慧城市建设现状

     

    二、智慧安防

    1、我国智慧安防发展现状

    2016 年,伴随阿尔法狗打败围棋世界冠军,AI 再次受到广泛关注。与前两次AI 爆发不同的是,由于这几年云计算、大数据等技术的相继成熟和深入应用,促使 AI 具备了落地的条件,随后深入到各行各业。除了众所周知的消费领域之外,安防领域也是深度应用的行业之一。自此,AI 开始在城市治理方面崭露头角,大到城市安全,小到社区管理,发挥的作用、体现的价值越来越重要。因此,2016年称得上是安防领域的一个分水岭。在此之前,安防硬件设备的销售和使用占据主导地位,看重的是数据的获取,各种超清摄像机、超大容量存储设备应接不暇。

    当前端建设逐渐普及后,安防领域更看重“用”,精准采集数据之后,更要挖掘海量数据的深层价值,于是平台化、智能化成了最显著的特征。过去,安防强调的是事后查证,“存”下来即可;现在,安防领域则希望实现事前预防、事中干预,这对数据分析能力提出了非常高的要求。用户需求的变化导致技术变迁,并进一步推动安防产业发展。比如,在技术层面,单纯停留在硬件层面的创新开始减少,软件层面的创新大幅提升,大数据处理、分析能力,人脸识别技术等开始大范围普及和应用,涌现出越来越多的新型基于算法的新兴独角兽企业。这种转变对传统安防企业带来挑战。

    在云计算、大数据、芯片、算法等基础能力技术的助推下,“AI+安防”的概念开始浮出水面,应用已经落地。基于GPU运算的方案、人脸识别、大数据应用等已经成为业内的共识。可以说,安防监控行业正在经历一次重大转型。各种新技术的大规模植入,加速驱动着智能监控技术升级,向更高层级进化。与此同时,行业用户对视频监控也提出更多需求,多样化的应用场景催生出不同的用户需求。

    以公共安全领域为例,中国平安城市建设在经历了基础设施建设阶段,到现在的“雪亮工程”是安防行业继平安城市后又一历史性机遇,“雪亮工程”已出现加速向上拐点,取代“平安城市”成为安防市场主要驱动力。“雪亮工程”在采招网上公开的中标项目总额在2017年由第一季度的3亿增长到了第四季度的43亿,四季度同比增速达到220%。2016年全年公开中标项目总额仅为2亿,2017年达到66亿,是2016年的33倍。为了实现力争到2020年实现公共安全视频监控建设联网应用“全域覆盖、全网共享、全时可用、全程可控”的目标,接下来无论是发达地区,还是边远地区或者欠发达地区,都有望在未来两年内大力建设平安城市、雪亮工程等视频监控项目。

    可以看到通过雪亮工程的建设,切实的增强了预计预防、打击犯罪、整体防控、基础防控和破解社会管理难题的能力,目前已进入以数据分析为核心的情报驱动的信息化建设阶段。在这个阶段,数据是重中之重,而对于公共安全领域的使用者和管理者来说,如何更高效地收集和分析数据是一个重点。所以,从应用层面来看,大数据、视频云和智能分析的有机结合与多维应用已经是当前公共安全项目建设的热点。

    2、发展方向

    随着物联网、大数据、人工智能、VR/AR等新一代信息技术以及无人机、机器人等不断被引入到安防行业中,安防产品和系统将变得更加全面立体化、网络化、智能化,安防创新应用不断涌现,全球安防行业进入智慧安防的发展新阶段。

    安防产品智能化使得安防从过去简单的安全防护系统向城市综合化管理体系转变,涵盖街道社区、道路监控、楼宇建筑、机动车辆等众多领域。智能化监控系统通过信息技术手段建立全方位防护,在注重安全防范的同时,兼顾城市管理系统、交通管理系统、应急指挥系统、智能城管等众多管理体系,给人们的安全生活带来便利。

    当前,智慧安防的发展重点已从前端的摄像头等硬件设备向后端的物联网云平台转移,安防云平台将成为安防企业未来竞争的核心。企业通过构建安防云平台,能够实现各类安防产品的互联互通,并通过数据资源整合与云端智能分析,为用户提供一体化的解决方案。

    从智慧交通、智慧安防、智能电网的应用来看我国智慧城市建设现状

     

    三、智能电网

    智能电网是将信息技术、通信技术、计算机技术和原有的输、配电基础设施高度集中而形成的新型电网。它通过建立一个数字化信息网络系统将能源资源从开发到终端用户的各种电气设备和其他耗能设备结合起来,通过智能化控制实现供能的精确化、对应化、互助化和互补化,全面提高能源利用效率和能源供应安全水平,将污染和温室气体排放降低到环境可以接受的程度,使用户成本和投资效益达到一种合理的状态。智能电网的最终目标是建设成为覆盖电力系统整个生产过程,包括发电、输电、变电、配电、用电及调度等多个环节的全景实时系统。而支撑智能电网安全、自愈、绿色、坚强及可靠运行的基础是电网全景实时数据采集、传输和存储,以及累积的海量多源数据快速分析。

    1、相关政策

    自2003年起,我国电网的规模不断提升,线路复杂度也不断增加,给我国电网带来了巨大挑战,倒逼电网升级,提高电网的信息化、自动化、智能化成为了首要任务。2009年,为了进行电网升级,同时也是刺激经济计划中的一部分,国家出台了《中国智能电网计划》,我国智能电网拉开了序幕。此外,在2010 年和2011 年政府工作报告中都提出了“加强智能电网建设”,并将智能电网建设纳入国家国民经济和社会发展“十二五”规划纲要中。这表明,智能电网已作为国家战略予以推进实施。

    智能电网研究和标准化工作也得到了国家科技部、国家能源局和国际标准委员会的大力支持。2012 年5 月,国家科技部发布《智能电网重大科技产业化工程“十二五”专项规划》,明确提出了“十二五”期间智能电网科技发展思路与原则,确立了总体发展目标,部署了九项重点任务。该规划是智能电网正式纳入国家“十二五”规划纲要以来,国家部委层面发布的首个关于智能电网的相关规划,对明确智能电网发展思路具有重要价值及指导意义。2013 年3 月11 日,科技部和发改委印发《“十二五”国家重大创新基地建设规划》,将智能电网与特高压入围国家重大创新基地建设。

    2、我国智能电网发展现状

    国家电网公司是我国智能电网的主要推动者和建设者,也是其服务区域智能电网建设的投资者。2009 年以来,国家电网公司全面启动了坚强智能电网研究和实践工作,结合各地区电网特点,开展智能电网试点项目建设,目前取得了 8 个方面的重要成果:

    ①先后建成 3 个世界上电压最高、容量最大的特高压交、直流工程,已累计送电超过800 亿kW·h。

    ②取得多项大规模新能源发电并网关键技的研究成果,支撑了新能源的开发、消纳和行业发展。经营区域内并网风电装机已超过 6 000 万kW。

    ③一批智能输电技术得到广泛应用,实现了输电业务的精益化管理和电网安全运行决策。已在15 个省完成了输变电设备状态监测系统部署。

    ④开展了两代智能变电站的持续实践。在两批共 74座试点工程的基础上进一步升级原有智能变电站技术方案,大幅优化主接线及平面布局,构建一体化业务系统并深化高级应用功能。已新建并投运智能变电站500 多座,研制成功多项关键设备并得到规模应用;6 个110 和220 kV 电压等级新一代智能变电站示范工程技术方案已得到实践验证,预计2013 年底投运。

    ⑤配电自动化加速推广应用,在配电网自愈控制等方面取得进展,在 64 个城市核心区建设配电自动化系统,提升了配电网的智能化运行水平。

    ⑥累计实现 1.55 亿户用电信息采集,构建了大规模的AMI系统,支撑了智能用电服务的提升。

    ⑦电动汽车充换电服务网络建设全面推进,在26个省区建成投运了电动汽车充换电站360 座、充电桩15333个,带动了电动汽车相关产业的快速发展。

    ⑧智能电网调度技术支持系统全面推广应用,建成投运了 31 个省级以上的智能电网调度技术支持系统,提升了大电网安全运行水平。

    3、发展趋势

    智能电网被看作是一个不断演变的生态系统,新技术的发展,政策、市场机制的调整及标准的形成都将对智能电网的发展产生较大的影响。

    1)智能电网的概念正在得到不断的扩展。在智能电网基础上,智能能源系统、智能社区、智能城市等新概念被提出,将能源系统从电力扩展到水、油、气,将智能化从能源系统扩展到医疗、交通、安防等方面。此外,美国GE公司提出的工业互联网,将智能化的机器、人脑和网络联系在一起,也与智能电网也有着密切的联系。目前,这些新概念的研究还是刚刚开始。

    2)信息通信技术和新能源技术的发展及其融合对智能电网的发展有着最重要的影响。当前,物联网技术、云计算和大数据技术在智能电网的应用,已受到了全球范围的广泛重视。物联网、云计算的研究已有一定的基础,大数据的理论尚不完善,学术流派正在形成,大数据在智能电网中的应用价值被看好,但深入系统的研究尚未开展。

    3)储能技术的突破对电动汽车的发展有着重要的影响,而储能技术和电动汽车的大规模应用又将对智能电网的形态产生很大的影响。2009 年以来,中国、欧美、日本都加大了储能技术的研究力度,特别是对低成本、大容量、长寿命、高效率的电池的研究。

    4)欧美国家近期的工作重点在于通过智能化技术的应用,在尽量减缓投资的情况下,应对新能源并网带来的挑战。对于中远期(2030—2050)的电网发展的研究工作也已启动,欧盟提出了超级电网的设想,启动了欧洲与北非能源数据映射体系的建设工作,为与北非相连形成超级电网展开前期研究。美国风能协会 2008 年提出通过直流“背靠背”将全美交流765 kV 电网互联,形成超级电网;美国德州提出采用多端直流技术及高温超导输电实现东西部电网互联。中国国家电网提出了采用特高压输电技术形成洲际联网的设想,并进行了初步的技术经济分析。为实现未来超级电网、洲际联网的发展目标,特高压输电技术、超导输电技术或其他新的输电技术或将得到大规模的发展和应用,电网的规模和形态也将发生重大的改变。

    以上是我国智慧城市三大重要应用领域的发展现状及趋势。展望未来,在智慧城市建设的高级阶段,除了这三大应用领域,包括智慧教育、智慧生活、智慧社区、智慧经济等各大应用场景都将交织联动起来,共同推动社会进行颠覆式创新,促进社会经济发展,居民生活品质将进一步提高,城市生态圈建设将持续发展。

    编辑:文婧

    校对:林亦霖

    —完—

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    6月24日,腾讯智慧出行举办线上年度新品发布会。本次发布会以“创造出行新价值”为主题,发布了生态车联网产品TAI 3.0、全新一代自动驾驶虚拟仿真平台TAD Sim 2.0,以及汽车云数字营销解决方案、智慧交通解决方案,从深度和广度上展示了腾讯作为智慧出行产业共建者的价值。

    “出行行业的数字化升级已经进入深化期,数字技术让每个人、每辆车、每条路都成为‘数字节点’,挖掘、发挥数字化价值,成为制胜关键。”腾讯副总裁钟翔平表示,面对出行产业的数字化变革,腾讯希望从智能网联、自动驾驶、数字化营销以及智慧交通等维度,助力合作伙伴给用户提供安心、高效和让人愉悦的出行服务。

    “‘疫情’加速了出行数字化变革的进程,并且构成了不可逆转的趋势。”行业分析人士称,去年行业喊出“软件定义汽车”之后,包括车企在内的整个出行产业加速了数字化变革,今年突然爆发的“疫情”,以及“新基建”、交通强国的顶层设计的持续落地,也让出行产业数字化转型的方向、模式更加清晰,“数字化模块”成为新的“竞争要素”,在出行产业中占据越来越大的比重。

    “面对数字化竞争,腾讯希望助力所有车企、合作伙伴建设‘数字化护城河’。”钟翔平表示。目前,腾讯智慧出行与29家车企展开合作,落地超过110款量产车型;同时,还在城市智慧交通领域,为110个城市、1.3亿用户,提供乘车码、乘车登记码、实时公交等服务。

    搭建出行全场景方案“数字底座”

    助力“人-车-路-城市”数字化变革

    今年以来,国家推出一系列利好政策激发车市活力,汽车消费需求得到释放,2020年5月,汽车销售数据在22个月以来首次出现了同比正增长。随着年轻消费者正在成为购车主力用户,在线生活成为主流生活方式,用户在移动互联网时代形成习惯推动了对智能网联汽车需求的提升,促使车企数字化转型加速进入深化期。同时,在疫情推动下,乘车码等城市智慧交通基础设施也被按下加速键。数字技术正从各个方面深刻改变着用户的出行生活。

    钟翔平表示,用户习惯和需求的变化,最终会汇集成为汽车产品和出行产业进化的动力,加速产业数字化升级。2020年,腾讯智慧出行朋友圈进一步扩大,先后与中国一汽、Honda等车企展开战略合作,腾讯车联TAI生态车联网解决方案陆续在长安汽车、广汽传祺、长城哈弗、江铃福特、理想ONE等品牌产品上搭载,将腾讯社交、内容和服务生态优势带到车内,实现用户体验升级。

    腾讯智慧出行新业务架构

     

    自腾讯拥抱产业互联网以来,智慧出行的业务架构不断延展和清晰,从人、车、路延伸到智慧交通的更广阔的范畴,涵盖出行服务、腾讯车联、腾讯汽车云、腾讯自动驾驶、智慧交通五大解决方案。腾讯在技术研究和用户服务方面的深度积累,是智慧出行业务稳健发展的数字底座,基于腾讯在AI、云计算、5G、大数据四大领域的基础建设,深度结合内容、服务、社交三大超级生态,依托腾讯安全保障和腾讯位置服务两大能力平台,用一个超级ID贯穿用户服务的全流程。

    “生态+技术”加速汽车智能进化

    助力车企构建“数字化护城河”

    随着腾讯智慧出行全新业务架构升级,腾讯在海量生态和数字化技术方面的领先优势逐步获得释放。其中,全新一代生态车联网产品TAI3.0正式对外发布,并搭载在新款哈弗F7上进行了演示。腾讯希望借“生态+技术”加速汽车智能化进程,助力车企构建“数字化护城河”。

    2019年5月,腾讯首次提出生态车联网理念。经过一年多的发展,生态车联网阵营不断扩张,通过微信车载版等功能为车上服务注入新价值。在市场需求推动汽车产品升级的同时,数字技术的演进,也赋予了汽车感知和智慧,让汽车从交通工具向智能终端进化,具有了交互和服务的能力。

    作为生态车联网战略的核心承载之一,TAI3.0在年初CES上首发亮相,迅速引发行业、尤其是主机厂商的关注。此次发布的TAI3.0,已经进化具备四大核心服务能力,即“认识和理解用户、与用户的连接和沟通、为用户连接广泛的服务生态、贯穿全生命周期的云端处理”能力。

    腾讯智慧出行副总裁钟学丹表示,TAI3.0包含两大车载APP——腾讯随行、腾讯爱趣听,以及一个云端轻量化的生态开放平台“腾讯小场景”,能为车上生态带来300万量级服务应用扩展空间,丰富车上服务生态,并结合场景感知、LBS能力,为用户带来安全、自然的场景化“服务伴随”。值得一提的是,TAI3.0刷新了行业上车速度,能够适应不同车机系统和硬件平台,对于通过系统和硬件依赖性评估的车辆,2个月就能实现快速上车。

    与此同时,腾讯基于对用户理解和大数据服务能力,还面向车企推出了“全生命周期数字化营销工具链”。腾讯汽车云总经理李博表示:“数字化时代开启了汽车营销新模式,车企需要精准锚定用户的兴趣和习惯,做到不打扰的贴心服务。腾讯依托多年用户运营经验,助力车企构建自己的数据中台,提升精准获客能力。通过连接、全栈服务、和智能数据中台,让用户从有购车意向,到店试驾体验,购买成交,交付使用的全流程,都能享受到精准、高效的数字化服务。”

    “数据+游戏”双擎驱动新一代自动驾驶仿真平台

    五大能力加速自动驾驶技术迭代

    本次发布会上,腾讯自动驾驶仿真测试平台TAD Sim发布2.0版本,在行业内率先使用数据+游戏技术双擎驱动的技术路线,在真实性、全面性、可视化、标准化、轻量化五个维度进行了升级,全面提升自动驾驶开发和测试效率。 TAD Sim已经与国家智能网联(长沙)测试及公安部交通管理科学研究所等机构展开合作,基于高精度地图和模拟仿真技术,推行虚实结合的仿真测试,加速自动驾驶研发落地。

    据腾讯自动驾驶总经理苏奎峰介绍,TAD Sim 2.0场景库有超过1000种场景类型,而基于Agent AI技术,借助腾讯云并行加速加持,可以泛化生成万倍以上规模的丰富场景,具备每日1000万公里以上的测试能力;TAD Sim 2.0架构的数据传输能力可以获得10倍速提升,减少30%的资源占用,明显优于行业同类产品。

    据悉,“不造车”的腾讯在自动驾驶技术研发领域持续投入,腾讯自动驾驶自2016年开始成立布局,已经形成了仿真平台、开发云平台和高精度地图平台三大基础平台和自动驾驶核心技术套件,希望成为自动驾驶研发落地的数字化工具箱和加速器。在5G车路协同领域,腾讯还建立了未来网络实验室,基于“应用驱动网络演进”的理念,正在进行5G-V2X车路协同平台的研究,目前并已经开始在高速、封闭园区、市政道路等多场景探索落地路径,并取得实质性进展。

    TAD Sim 2.0仿真深圳城市道路交通

     

    “云端大脑”和“数字底座”

    推动智慧交通和智慧城市的建设

    作为智慧城市的重要基础,智慧交通的建设,需要依赖云端大脑和数字底座,提升交通运营效率,为道路管理部门提供科学的决策依据,助力智慧城市的不断进化。在这一方面,腾讯的数字化技术实力正逐步显现。

    钟翔平认为,公共出行领域,是智慧交通实践的最基础平台,也是服务最广泛用户的平台。今年疫情期间,基于微信小程序的乘车码服务,增加了乘车登记码功能,和地铁车厢拥堵情况查询,方便公共交通的调度和管理,为城市交管部门提供了重要的帮助。目前,全国已经有130多个城市的公交、地铁、索道、轮渡等公共交通系统开通了腾讯乘车码服务,用户数超过1.3亿。腾讯还跟北京、深圳、重庆、天津、成都、西安等全国60多个城市公交集团合作,为用户提供城市实时公交动态信息服务,提高市民出行效率。

    与此同时,腾讯积极与各地政府交通部门建立战略合作,开展交通大数据融合共享,共同构建城市公共交通领域的智慧大脑,为地方政府部门和交通运营方提供覆盖交通管理、决策、服务等方面的全方位交通优化方案,为城市交通规划、公共交通优化提供决策依据,全面推进智慧交通体系建设,助力提升城市运营管理能力。

    腾讯自发布智慧出行战略以来,持续为行业带来具有创新性、前瞻性的数字化转型助力。通过对人、车、路的紧密连接,实现出行领域全场景服务覆盖,提升出行效率和体验,推动智慧交通和智慧城市的不断升级。未来,腾讯希望继续做好智慧出行产业的共建者,为用户、为行业、为社会不断创造新价值。

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