物联网与城市管理

在城市化进程中，随着城市规模的不断扩大，大城市在公共管理上面临着诸多难题：能源输配压力增加，环境污染日趋严重，交通拥挤，公共安全监管难度日渐加大，城市基础设施管理困难等。这些难题给传统的城市管理理念和实践带来了非常大的挑战。物联网的兴起，使大城市的精细化管理成为可能。

北京市有关部门非常关注物联网的应用。一些专家提出，要将物联网技术应用于城市管理。

城市管理的利器

物联网是具有感知、智能和自治功能的把物品通过通信技术相互连接形成的网络。这些物理设备可以在无人工干预的情况下实现协同和互动，从而提供智能和集约服务。物联网具有全面感知、可靠传递、智能处理的特点，使得城市管理变得更加精细化、智能化和简单化。

城市管理离不开数据。传统的以人工采集数据的方式，不仅数据的实时性和准确性较差，而且人工采集的范围有限。物联网不仅可以实时采集海量数据，而且能对数据的真实性进行鉴别。物联网可以部署在移动、恶劣、危险、复杂的环境中，并且可以实现无人值守。物联网能够覆盖整个城市，并可以通过大量的低端传感器的部署对城市中的特定节点进行可视化的管理，还可以通过对物联网的快速部署来监测突发事件。

借助物联网，城市管理部门可以管理那些采用传统人工方式无法管理的节点，比如监测井盖丢失情况等，从而提高城市管理、工业控制和操作管理的效率及精确程度。

物联网能够采集到更丰富和精确的数据，加之与城市公共管理相关的数据都汇总到数据库中，并能借助云计算平台进行数据挖掘与决策等，所以它可以使公共管理的范围明晰，同时提高管理的协同能力，使得管理，比如多种城市公共设施的综合管理更加智能。此外，将前端海量数据采集的实时性与后端云计算平台强大的处理能力相结合，可以简化管理流程，提高管理效率。

西方一些发达国家开始重视物联网的应用，特别是在公共管理方面的应用。IBM提出智慧地球的理念，其本质是把各种传感器嵌入到国家电网、铁路、桥梁、公路、隧道、供水管网、油气管道、堤坝以及建筑中，试图通过智慧的连接构建基础设施的物联网。

美国两年前出于安全的考虑，提出国家基础设施保护计划（NPI），目的是保护基础设施不受恐怖袭击，同时防止大电厂停电、大坝崩溃等突发事件带来的负面影响。

日本2009年制定的中长期信息技术发展战略《i-Japan2015》中提出，要构建以人为本的安心且充满活力的数字化社会，其关注点在政府、医院和学校，希望通过推动公共服务事业的发展，带动其他产业的发展。公共服务在欧盟提出的综合性战略规划《i2010》中同样占有重要的地位。

物联网与公共安全

近年来，各种危害公共安全的突发事件频发，使得社会各界对公共安全的关注程度越来越高。社会各界迫切要求建立和完善公共安全日常管理体系和应急处置机制，从而实现对气象灾害、地下空间事故、危化品事故、重大刑事和恐怖事件、公共场所治安等突发事件的预防和应急处理。

城市公共安全管理是保障城市正常运行和人们有序生活的基础，因而成为城市管理的重要组成部分。影响公共安全的自然灾害、事故灾难、公共卫生和社会安全事件等具有突发性，使得城市公共安全管理成为非常棘手的问题。物联网技术在公共安全方面的应用正是在这种背景下产生的。物联网技术为相关管理部门提供了一种防控事故的技术手段。

城市自然灾害主要包括洪水、地震、龙卷风、台风、泥石流、滑坡等。这些灾害的主要特点是影响范围大，人力往往很难抵御。以地质监测为主的监测和预报系统主要用于对地震、泥石流、滑坡等灾害的监测，而气象监测预警系统可以对洪水、龙卷风、台风等灾害进行监测和报警。

事故灾难主要包括城市公共基础设施系统风险、城市道路交通及其风险、城市工业危险源及其风险、公共场所及其风险等。

水、电、气、热供应系统和通信系统等公共基础设施的特点是具有网状结构，任何一个环节和节点有了问题，都可能导致供应中断等。人们可以通过智能电网、易燃易爆气体监测系统、生命线运行仿真系统等对上述风险进行监测。

物联网技术应用于道路交通管理，将形成智能交通的局面，交通事故、危险品运输事故将大大减低。

城市工业危险源，主要包括易燃、易爆、有毒物质的储存区和库区以及工业危险建（构）筑物、压力管道、锅炉、压力容器，还有涉及化学危险品运输和储藏的工业危险设施。其主要风险为火灾、爆炸和毒物泄漏等。人们可采用危险化学品全过程监控系统、危险源数据采集及监管系统、危险过程智能控制系统等对上述风险进行监测。

针对高层饭店、大型商厦及其地下商场、体育场馆、娱乐场所以及繁华的商业街等公共场所，监测系统主要有智能防爆安检系统、化学毒气监测系统、放射性物质监测系统等，特别值得指出的是对人员密集与疏散场所的预警监测系统。

此外，地下管线等有限空间作业的预测与监测同样重要。物联网技术率先应用于上述城市系统中的公共安全管理，既可行又实用。物联网技术应用于我国公共安全管理上，覆盖范围可迅速加大。几年前，已经在一些局部场所有了很好的应用。可以断定，具有中国特色的物联网技术、制造与应用前景很好。

基于云仿真的决策

安全是由安和全组成的。有些东西可能会引起公众的不安，比如小到机场内无人认领的包裹，大到城市里的储气罐等。如何做到让公众安心，并保证物品齐全，是城市公共安全管理必须解决的问题。传统的安全观念把重点放在全上。如今，借助物联网与计算技术，公共安全管理可以双管齐下，实现安和全。

一些特大型城市依靠人工管理或者视频系统等对公共安全进行管理的效率越来越低，特别是在非常态公共安全管理方面。非常态公共安全事件通常具有显著的突发性，比如恐怖袭击。当突发的小概率事件首次出现时，专家系统也无能为力，比如2003年突发的SARS公共卫生事件。

物联网技术、云计算和云仿真技术是紧密相关的，涉及海量数据的获取、大规模计算模型、动力学演变过程和海量数据挖掘等问题。

这方面的应用前景是很广阔的。比如，医生能够治愈SARS患者，却未必能判断SARS的流行趋势，而SARS病毒在潜伏期的高传染性与现代交通运输业的发达，对流行病学的一些传统理论和方法提出了挑战。人们可以利用高性能计算技术对各种假想的病毒及其传播特征进行数字仿真，并根据传染病动力学模型计算出病毒爆发的时间，为公共卫生安全提供决策依据。

如何有效、及时地感知SARS病毒，对物联网技术的应用提出了新的挑战。自来水消毒工厂、实验室、化工厂都离不开氯气，而氯气在第一次世界大战中被德国作为毒气武器使用。氯气有用但也有毒。因此，对氯气生产、运输和使用过程的监测非常重要，而对氯气泄漏造成的危害的模拟、评估和决策参考同样重要。人们可以借助物联网实现对氯气生产、运输和使用过程的全程监控，依靠云仿真技术对氯气泄漏造成的危害进行模拟、评估。

总之，城市管理是一个复杂的系统工程，只有把物联网技术与城市的各种基础设施融为一体，并与城市的常态和非常态管理系统相结合，同时与云仿真、云计算技术相结合，才能使城市管理者有效地进行城市日常管理，从容应对各种突发事件。