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通过新的和现有的 IoT 技术构建互联城市(2)

通过新的和现有的 IoT 技术构建互联城市(2)

应急管理和执法要了解更多信息,请查阅这篇 IBM 白皮书 。

来自传感器网络的数据提供了城市中发生的事件的实时可视性,使执法机构和应急响应人员能制定更好的决策。这种情景感知可用于每日预测、规划和假设分析,在出现危机时还能帮助快速响应事故。例如,可以在普通情况下使用监控交通的道路传感器,引导拥堵点周围的执法车辆。或者,在像发洪水这样的紧急情况下,同样的传感器数据可以表明哪些道路受限制或无法通行(交通量比平常低),还可以用于确定优先疏散哪些区域,应在事后清理和修理哪些道路。
接入智能照明和智能电网基础架构中的城市级传感器网络,通常包含摄像头用来监控停车位可用性,或用来检测是否有人以便调节照明水平。执法结构也可以使用这些摄像头进行监控,对原始摄像头信息提要应用视频搜索和分析工具。对于来自摄像头和传感器的这些数据,以及来自社交网络的内容等其他来源,可以使用机器学习和人工智能技术进行分析,以便预测何时可能发生犯罪行为。
居民参与要获得更多信息,请查阅这篇白皮书:

互联城市的许多好处,都源于利用从传感器收集的数据和其他检测数据,应用认知计算来生成洞察。但是,城市是以人为本的,所以从传感器收集的数据必须以来自居民的输入作为补充。移动和                Web 应用程序为居民提供了与当地政府互动的机会,他们可以提出请求,提供反馈,或者报告公共设施和基础架构的故障 - 以一种称为的众包形式。去标识化数据和非机密性数据(比如通过众包不断获得的空气质量观察数据)可以视为公共资产,并作为公开数据发布。对居民贡献的数据和传感器生成的数据都采用标准数据结构也很重要,这样做可以确保个人和企业仍然可以使用该数据提取价值。
开发互联城市时面临的挑战和学到的经验开发互联城市所涉及的许多挑战都不是单纯的技术挑战。开发互联城市涉及到建立合作,开发战略和业务模式,并咨询社区,完成这些之后才能推广任何技术。在现有互联城市项目发现的一些挑战包括:
  • 协作、策略和融资
  • 选择一个平台
  • 通信
  • 安全性和隐私
协作、策略和融资
“大规模 IoT 解决方案需要一个领导人物发起项目,推动干系人之间的协作和沟通。”

建立互联城市涉及到从许多干系人那里收集输入,以及从包括私营和公共部门在内的不同来源收集数据。但是,只有消除沟通阻碍,促进跨部门干系人之间的数据共享,才能实现这种级别的合作。这个过程涉及开发一种治理结构并制定一个城市计划,以便所有干系人能够齐心协力地实现同一个目标。
从像阿姆斯特丹这样的互联城市学到的一条经验是,任命一位协调者(即一位 CTO)至关重要;大规模 IoT                解决方案需要一位领导人物来发起项目,促进干系人之间的协作和沟通。另外,互联城市计划要取得成功,需要培养一种包容性、参与性文化,鼓励所有居民积极参与到决策制定过程中。
在团队制定决策并设定优先级时,他们需要确定最初采用人员驱动方法还是效率驱动方法。此过程涉及到平衡最大化效率和成本节省的需求与来自所有地区的居民的需求。在大型城市,得益于规模经济以及速度和效率改善所带来的节省,团队引入                IoT                技术后的投资回报可能很高。但是,对于小型城市和乡镇,对必要的基础架构和技术的投资可能要花许多年才能回本,尤其是在通过智能技术改造现有城市比开发全新项目更昂贵时。
现有互联城市计划通常采用的一种方法是,首先开展专注于提供直接成本节省的应用领域的试验,比如引入智能照明或智能电网技术。然后,团队可以迭代地应用所学到的经验和实现的节省,指导并资助解决其他需求的后续试验。
选择一个平台
“理解数据是互联城市取得成功的关键。确保您的 IoT 平台支持实时和历史数据分析。”

在我的 中,我讨论了采用 IoT 平台的好处并列出了通用的平台,包括 IBM Watson IoT、AWS IoT 和                Microsoft Azure IoT。特定于智慧城市的 IoT 平台包括:
  • 免费的、开源的 (在阿姆斯特丹创建)是为用于 LoRaWAN 设备而设计的
  • (用在 San Diego                    中)
  • 已应用于全球各大城市,包括美国堪萨斯城和法国巴黎

团队在开发此规模的可靠 IoT 解决方案时,IoT 平台中的可扩展性和灾备能力是要考虑的重要特性。理解数据是互联城市取得成功的关键。确保您的                IoT                平台支持实时和历史数据分析,因为互联城市中采用的许多自适应技术(比如自适应交通信号灯或智能照明)需要实时分析。另外,考虑支持对非结构化数据源(包括来自摄像头的视频提要或来自居民反馈和请求的文本)和来自部署在城市中的许多类型传感器的结构化数据进行结合分析的平台。
通信
“网络架构的设计,以及对要采用的标准数据格式和网络协议的决定,也会影响 IoT                    解决方案的有效性。”

通信基础架构(包括电缆、蜂窝塔、小型蜂窝网络接入点和无线接入点)使包括智能传感器和执行器在内的设备能够与网关进行通信,网关能与提供分析、规则和存储功能的云应用程序和服务进行通信,从而处理传感器生成的大量数据。只要将传感器部署到城市中并开始生成数据,通信基础架构就有可能成为限制因素,所以作为向互联城市过渡的一部分,通常需要升级此基础架构。应该监控网络、网关设备和服务上的负载,以便在部署更多设备时,能扩展基础架构来满足网络带宽和性能需求。网络架构的设计,以及对要采用的标准数据格式和网络协议的决定,也会影响                IoT 解决方案的有效性。
安全性和隐私
“您应该采用实现了安全最佳实践的设备和 IoT 平台。”

互联城市的安全挑战包括保持针对网络攻击(包括针对性攻击)的灾备能力,确保遵守法规框架,并保持居民隐私数据的机密性和完整性。
保持互联城市系统的灾备能力的最大挑战之一是,保护智能设备和传感器本身。面对如此多的各不相同的设备,存在许多潜在的漏洞。设备通常包含能触发实际行为的执行器(如果出错,可能导致危及生命的后果)。相关示例包括允许远程控制交通信号灯的自适应交通灯(可能引起交通事故)、能被打开或关闭的                HVAC 系统,以及能远程断开一些场所的电源的智能电表。因此,互联城市必须在设计之初就将安全作为优先考虑事项。
您应该采用实现了安全最佳实践的设备和 IoT 平台:IoT                平台提供了各种服务,比如针对设备、用户和服务的身份验证和访问控制服务,以及确保机密性的加密和保护数据完整性的数据签名。设备管理也是一个必要的安全相关                IoT                平台特性,而且应支持自动化、无线更新,以便部署的设备能在发现漏洞时及时更新,并“全体”打上补丁,而且它们能在设备到达使用寿命时退役。但是,您应该假设设备会受到损害并开发策略和制定漏洞管理计划,确保即使设备受到损害,您也能限制单个设备可能受到的损坏程度。这些战略包括保护网络架构和云服务,并对设备采用故障安全设计。
最后,您应该不断测试系统的安全性,并应用活动日志、异常检测、监控和分析(包括视频和非结构化内容分析)来检测物理安全事故。开发关于如何公开和管理漏洞的战略,并与安全情报供应商和执法机构展开合作,以便快速适当处理安全事故。
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