“智慧城市”的好處與陷阱 | 行業(yè)觀察

近期，加拿大記者John Lorinc出版了一本書《Dream States: Smart Cities, Technology, and the Pursuit of Urban Utopias》探討了技術(shù)如何改善和降低我們的城市環(huán)境。

自2010年代初以來，所謂的智慧城市的愿景一直處于城市規(guī)劃和發(fā)展的前沿，而為智慧城市提供軟件和硬件的科技行業(yè)現(xiàn)在每年價值數(shù)千億美元。但支撐智慧城市技術(shù)的理念和方法，對城市社區(qū)、監(jiān)控、自動化和公眾參與的未來提出了嚴(yán)峻而重要的問題。此外，智慧城市時代堅定地屬于一個關(guān)于城市的更長的歷史故事——一個由烏托邦意識形態(tài)、建筑愿景和技術(shù)幻想定義的時代。

智能路燈、水和空氣質(zhì)量跟蹤、自動駕駛汽車：以紐約、洛杉磯、波士頓、波特蘭和芝加哥等世界各地的例子為例，這本書揭示了智慧城市技術(shù)的世界，但也將城市建設(shè)的這一重要轉(zhuǎn)變置于一個更廣泛的故事中，即為什么我們?nèi)匀粔粝胫昝赖牡胤健?/p>

本書作者John Lorinc在書中的精辟分析提醒我們，探尋城市烏托邦并不是什么新鮮事。多倫多大學(xué)的 Shauna Brail表示：“在整本書中，作者強(qiáng)調(diào)了這樣一個事實(shí)：從智慧城市大型項目到電子政府，再到流行病防范工具，所有的城市創(chuàng)新只有在與城市生活的政治、經(jīng)濟(jì)、社會和物理復(fù)雜性一起審查時才會帶來希望。”

康奈爾科技大學(xué)的城市規(guī)劃師Anthony Townsend表示：“烏托邦可能是城市建設(shè)行業(yè)中最古老的騙局，但這本書表明，技術(shù)是一種永恒的工具，可以將最普通的城市夢想——清潔的空氣和水、安全的街道和體面的家園——變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。John Lorinc的建議給了我們許多寶貴的建議?！?/p>

城市是高度復(fù)雜的“系統(tǒng)系統(tǒng)”，人類不一定會對周圍的世界做出理性或可預(yù)測的反應(yīng)。

2019 年 11 月，Bercman Technologies 的首席執(zhí)行官兼創(chuàng)始人 Mart Suurkash 在一個貿(mào)易展位前展示了該公司“智能人行橫道”的工作原型。

Bercman 的設(shè)備看起來與整個歐洲的人行橫道標(biāo)志一模一樣：一根柱子支撐著一個方形標(biāo)志，上面有行人過馬路的通用符號。正如他解釋的那樣，它之所以“智能”，是因?yàn)榘惭b在標(biāo)志內(nèi)的一組數(shù)字設(shè)備：面向各個方向的高科技運(yùn)動檢測器，經(jīng)過編程計算接近人行橫道的車輛的速度，以確定車輛是否安全減速當(dāng)有人過馬路時。

該軟件包括一個“機(jī)器學(xué)習(xí)”算法，允許檢測器學(xué)習(xí)并預(yù)測交通模式，以便它可以“優(yōu)化”通過特定位置的汽車。Bercman 的智能人行橫道還配備了無線傳輸功能，未來有朝一日會自動向快速行駛的聯(lián)網(wǎng)車輛發(fā)送通知，提醒它們立即剎車。當(dāng)人行橫道信號檢測到危險時，它會閃爍并發(fā)出嗶嗶聲。

這家初創(chuàng)公司位于愛沙尼亞第二大城市和技術(shù)發(fā)展中心塔爾圖，希望找到解決行人死亡率上升以及自動駕駛汽車最終出現(xiàn)的解決方案?！拔覀冋J(rèn)為這些車輛可能需要智能基礎(chǔ)設(shè)施的幫助，”Bercman 說。

截至2020年，智能人行橫道仍在開發(fā)中。該公司創(chuàng)始人Suurkash表示，在實(shí)際測試中，大約三分之一的警告信號被證明是誤報。

碰巧的是，該公司的設(shè)備還配備了測量空氣質(zhì)量、交通流量和行人流量的傳感器，以及用于識別車牌的數(shù)碼相機(jī)。他說，這個標(biāo)志“只是智慧城市“生態(tài)系統(tǒng)”的一部分。

自 1960 年代以來，信息和通信技術(shù) (ICT) 的革命——從早期的大型計算機(jī)和有線電視到 5G 智能手機(jī)和高帶寬光纜——已將城市轉(zhuǎn)變?yōu)槊芗木W(wǎng)絡(luò)中心，數(shù)字交互幾乎融入了各個方面的城市生活。

智慧城市技術(shù)是 ICT 革命的副產(chǎn)品，是一個廣泛而無定形的包羅萬象的類別。一個共同點(diǎn)是，這些技術(shù)旨在收集和綜合各種城市活動產(chǎn)生的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)——配備 GPS 的交通車輛、巨大的建筑檢查記錄數(shù)據(jù)庫中的隱藏模式、電力消耗趨勢、居民對規(guī)劃批準(zhǔn)的在線反饋等等。

一些專家提倡“智慧民用基礎(chǔ)設(shè)施”，建議在從道路、橋梁到水管的所有事物上廣泛部署無線傳感器，其設(shè)計目的是在檢查員發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障之前檢測到系統(tǒng)故障(Goldsmith, Gardner, and Jamieson 2021) 。表面上的目標(biāo)是讓所有數(shù)據(jù)用于解決一系列城市問題——正如智慧城市技術(shù)內(nèi)部人士所說的“優(yōu)化”。

人們可以將智慧城市系統(tǒng)視為一種技術(shù)，可以觀察或傾聽城市地區(qū)正在發(fā)生的事情，然后將這些觀察結(jié)果轉(zhuǎn)化為行動。然而，雖然我們生活在一個高速通信的超加速世界中，但智慧城市技術(shù)要想有效，必須克服所謂的延遲問題——收集地面信息和采取行動之間的滯后——以及總是會進(jìn)入任何計算機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的錯誤或病毒。

當(dāng)我們生活在一個高速通信的超加速世界中時，智慧城市技術(shù)要想有效，就必須克服所謂的延遲問題。

土木工程教授兼多倫多大學(xué)交通研究所所長埃里克·米勒（Eric Miller）認(rèn)為，這些系統(tǒng)“旨在創(chuàng)造更多更好的反饋回路，假設(shè)它會帶來更好的結(jié)果?！钡?，他補(bǔ)充說，城市是高度復(fù)雜的“系統(tǒng)系統(tǒng)”，充滿了人類，他們不一定會對周圍的世界做出理性或可預(yù)測的反應(yīng)?！昂诵膯栴}，”Miller觀察到，“是技術(shù)系統(tǒng)和人員系統(tǒng)之間的相互作用?！?/p>

智能城市系統(tǒng)由多樣化且不斷增長的技術(shù)構(gòu)建塊構(gòu)建：硬件、軟件、基于云的數(shù)據(jù)倉庫和蜂窩網(wǎng)絡(luò)、人工智能算法等。這些組件涵蓋從智能手機(jī)應(yīng)用和廉價傳感器到價值數(shù)百萬美元的交通控制樞紐。一些觀察家使用“everyware”一詞來描述它們的普遍性。

雖然許多智慧城市技術(shù)是為尋求數(shù)字化廣泛服務(wù)的地方或地區(qū)政府設(shè)計和購買的，但這些系統(tǒng)也可以在醫(yī)療保健、教育和公用事業(yè)以及私營部門環(huán)境中找到，例如“智能”辦公樓。

許多人專注于安全和城市交通應(yīng)用，而其他應(yīng)用（例如地圖、短期租賃或推薦應(yīng)用程序）本身并不適合市政當(dāng)局，但結(jié)果證明對城市的實(shí)際出行方式產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響功能。還有一些是使用市政當(dāng)局通過開放數(shù)據(jù)門戶發(fā)布的各種形式的信息構(gòu)建的——從分區(qū)章程和財產(chǎn)線到運(yùn)輸車輛上的 GPS 信號，無所不包。

作為智慧城市系統(tǒng)的組成部分，這些非常便宜、緊湊（拳頭大小或更小）的設(shè)備可以安裝在各種物體上，從電線桿和公共汽車到水管和橋梁。它們可以設(shè)計用于收集有關(guān)空氣質(zhì)量、振動、乘客負(fù)載、交通量或管道泄漏的讀數(shù)。

傳感器配有小型無線電發(fā)射器，以無線方式發(fā)送讀數(shù)，信號最終分流到監(jiān)控供水系統(tǒng)或當(dāng)?shù)毓檬聵I(yè)的控制中心，并使用這些實(shí)時數(shù)據(jù)來管理問題。

例如，在美國費(fèi)城，十年前該市安裝了配備 GPS 傳感器的“大肚皮”垃圾箱，可以檢測何時需要清空。費(fèi)城街道專員卡爾頓·威廉姆斯 (Carlton Williams) 表示，這些設(shè)備使市政當(dāng)局能夠更有效地安排垃圾車的路線——即它們只能從裝滿的垃圾箱中取走——并且在某些路線上削減了工作人員的數(shù)量，每年可節(jié)省 600000 美元。卡車數(shù)量的減少也減少了擁堵?！拔覀冋J(rèn)為這是一個巨大的成功，”他說。

微型傳感器現(xiàn)在嵌入到各種私人購買的消費(fèi)品和電子產(chǎn)品中，例如智能恒溫器、可穿戴連續(xù)血糖監(jiān)測儀或 Fitbit 或 Apple Watch 等產(chǎn)品中的健身追蹤器。這些設(shè)備正在家庭或企業(yè)的私人領(lǐng)域與更廣泛的城市公共領(lǐng)域之間創(chuàng)建全新類型的數(shù)據(jù)驅(qū)動關(guān)系。

智慧城市應(yīng)用還提出了有關(guān)隱私保護(hù)以及傳感器可能被濫用用于監(jiān)視或營銷目的的難題。

例如，智能恒溫器中的傳感器提供連續(xù)的溫度讀數(shù)，這些讀數(shù)以無線方式發(fā)送到中央控制設(shè)備。但一些智能供暖系統(tǒng)也以電子方式與當(dāng)?shù)毓檬聵I(yè)公司相連，這些公用事業(yè)公司匯總所有這些信息并使用它來管理他們的能源輸出，甚至遠(yuǎn)程調(diào)整客戶家中的供暖或制冷水平，以響應(yīng)高峰期的需求。

一些健康傳感器將患有糖尿病等疾病的人與醫(yī)生以及可以預(yù)測胰島素水平變化的智能手機(jī)應(yīng)用程序無線連接起來。2018 年對超過 33000 名糖尿病患者進(jìn)行的一項研究表明，在配備這些支持 wifi 的設(shè)備的人群中，有些人配備了連續(xù)血糖監(jiān)測儀，有些則沒有。

反過來，健身追蹤器揭示了個人健康和公共設(shè)施之間的另一種相互作用。10000 步健身方案的巨大普及促使許多人開始在他們的社區(qū)或當(dāng)?shù)毓珗@定期散步。額外的行人（和騎自行車）活動無疑是一個積極的發(fā)展，甚至可以促使地方政府建設(shè)行人/自行車基礎(chǔ)設(shè)施，甚至，正如一些研究人員所說，通過利用這些跟蹤器生成的 GPS 數(shù)據(jù)（通常是智能手機(jī)）來確定他們可以在哪里增加或擴(kuò)大人行道或創(chuàng)建新的小徑。

然而，此類應(yīng)用也引發(fā)了有關(guān)隱私保護(hù)以及此類傳感器用于監(jiān)視或營銷目的的潛在濫用的難題。

在世界各地的城市街道以及各種建筑物和其他公共空間中存在數(shù)十萬個視頻監(jiān)控攝像機(jī)并不是什么新鮮事，但這些設(shè)備已經(jīng)變得更小、更便宜、更少靜態(tài)，并且在一系列設(shè)置中更為普遍。例如，帶有數(shù)碼相機(jī)的數(shù)字門鈴，一些由谷歌和亞馬遜制造，允許房主使用他們的智能手機(jī)甚至筆記本電腦來監(jiān)視門廊竊賊或關(guān)注街上發(fā)生的事情。

面部識別系統(tǒng)以及可以識別個人步態(tài)的相關(guān)軟件的使用在某些制度下變得越來越普遍。在許多北美城市，警察配備了隨身攝像頭和行車記錄儀，用于記錄互動并上傳視頻以進(jìn)行臨時存儲。越來越便宜和放松管制的無人機(jī)配備了高分辨率視頻。這些可用于從房地產(chǎn)列表到失蹤人員搜索以及監(jiān)測高層建筑外部的裂縫或能量損失的所有事情。在英國，警用無人機(jī)使用面部識別軟件來協(xié)助執(zhí)行此類任務(wù)。

專門的攝像頭也被安裝在車輛上，用于遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出谷歌街景的地圖應(yīng)用。例如，英特爾旗下的以色列上市公司 Mobileye 與汽車制造商合作，在卡車和公共汽車的前擋風(fēng)玻璃上安裝專用攝像頭。攝像機(jī)記錄街道上的一切，流媒體視頻不斷上傳到基于云的地圖數(shù)據(jù)庫。這些地圖可以由需要實(shí)時信息的自動駕駛汽車無線訪問。

但是，針對監(jiān)控技術(shù)（包括那些嵌入流行社交媒體平臺的技術(shù)）的迅速蔓延，促使一些全球科技公司停止或停止了他們的面部識別程序，其中包括 IBM、微軟和 Meta/Facebook，它們刪除了到 2021 年底將有 10 億用戶的面部數(shù)據(jù)?！靶枰獧?quán)衡面部識別可能有用的許多具體實(shí)例，以及對整體使用這項技術(shù)的日益擔(dān)憂，”Meta 人工智能高級主管在博客中談到該公司的決定時寫道。

與互聯(lián)網(wǎng)無線連接的物體和傳感器的集合構(gòu)成了“物聯(lián)網(wǎng)”（IoT），包括各種設(shè)備，如帶有應(yīng)用程序的藍(lán)牙連接電動牙刷、電熱水器、智能冰箱等。

近年來，思科和 IBM 等科技巨頭估計了此類設(shè)備的數(shù)量，其中包括手機(jī)。根據(jù)巴塞羅那物聯(lián)網(wǎng)隱私和信息政策研究員 Gilad Rosner 的說法，這些數(shù)字令人震驚：截至 2020 年，全球有 200 億到 500 億，盡管數(shù)字因所包含的內(nèi)容而有很大差異，但實(shí)際數(shù)字“很難確定”。

智慧城市系統(tǒng)越來越多地建立在數(shù)字基礎(chǔ)之上，其中包括廣泛部署連接到物聯(lián)網(wǎng)的支持 wifi 的傳感器。這些網(wǎng)絡(luò)可以讓工程官員和結(jié)構(gòu)工程師遠(yuǎn)程監(jiān)控主要橋梁或物業(yè)經(jīng)理的振動，以跟蹤智能辦公樓中的機(jī)械系統(tǒng)。

根據(jù) IoT Analytics 2020 年 8 月對全球 50 個城市的調(diào)查，最流行的城市應(yīng)用包括互聯(lián)公共交通、交通、洪水和天氣監(jiān)測、視頻監(jiān)控、街道照明和空氣質(zhì)量傳感器。

然而，公共空間中的物聯(lián)網(wǎng)引發(fā)了有關(guān)安全的關(guān)鍵問題——這些小巧而廉價的設(shè)備是否以無線方式連接到廣泛的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，容易受到黑客攻擊？——以及隱私，或者羅斯納所說的“隱匿權(quán)”。“問題在于監(jiān)控，”他說?！皞鞲衅髟蕉啵O(jiān)控就越多?！?/p>

盡管一些智能技術(shù)（例如視頻會議）已經(jīng)解決了實(shí)際問題，并且似乎已成為我們社會的永久固定裝置，但其他智能技術(shù)仍在開發(fā)中，它們承諾提供簡單的解決方案，但不太適合繁忙城市不整潔的現(xiàn)實(shí)。

多倫多大學(xué)土木工程助理教授 Shoshana Saxe 引用了 NASA 和巴斯大學(xué)聯(lián)合開發(fā)的基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)。這個想法是使用衛(wèi)星雷達(dá)上的遠(yuǎn)程無線傳感設(shè)備來檢測橋梁上的細(xì)微結(jié)構(gòu)振動，這可能表明存在惡化的弱點(diǎn)。官員和控制系統(tǒng)可以監(jiān)控傳感器是否有故障跡象。

但是，正如她指出的那樣，這個想法的問題在于它對數(shù)字設(shè)備、無線網(wǎng)絡(luò)和電網(wǎng)的依賴。她問道，如果斷電或傳感器無法接收到由潛在的災(zāi)難性裂縫產(chǎn)生的振動，會發(fā)生什么？其他智慧城市觀察人士也對安東尼湯森所描述的“漏洞百出”技術(shù)的風(fēng)險提出了警告。

Saxe在 2019 年《紐約時報》專欄中寫道，智慧城市“管理起來非常復(fù)雜，存在各種不可預(yù)測的漏洞。在我們的城市基礎(chǔ)設(shè)施中，新技術(shù)總會有一席之地，但我們可能會發(fā)現(xiàn)，“愚蠢”的城市往往會比智能城市做得更好。”

她觀察到普通的消費(fèi)電子產(chǎn)品——例如配備某種數(shù)字功能的手機(jī)或廚房電器——很快就會過時，智慧城市技術(shù)也不例外。

“與其追逐最新閃亮的智慧城市技術(shù)，”Saxe 警告說，“我們應(yīng)該將部分精力轉(zhuǎn)移到建設(shè)優(yōu)秀的傳統(tǒng)非智能城市——以一流的、持久的基礎(chǔ)設(shè)施和公共領(lǐng)域方法來規(guī)劃和建設(shè)的城市……科技在城市中占有一席之地，但那個地方并非無處不在?！?/p>

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