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智能城市的特點范文1
文/羅 偉
摘要:2013年底電子技術應用專業教學標準的出臺,標志著以“基于工作過程系統化的專業課程體系、課程標準”的新一輪中職學校電子專業課程改革進入了新階段。本文指出,在設計和開發電子技術應用專業課程標準時,采用基于崗位導向、注重過程(工作過程和開發設計過程)、多能(專業能力、方法能力、社會能力)并重、細化標準的課程體系開發總體思路是電子專業課程體系改革發展方向的著力點和指導思想。如何體現中職學校專業課程特色,構建“技能+素質”的一體化新型教學模式,培養適應經濟社會發展和職業崗位需求的“技術技能型”人才,是電子技術應用專業課程體系改革的重要課題。
關鍵詞 :中職教育 電子技術應用專業課特點 技能 素質 課程體系設計
以服務為宗旨,以就業為導向,積極探索校企合作新模式,大力推行工學結合模式,努力構建與本省及周邊地區經濟建設和社會發展的實際需要相適應、相配套的整體優化的教學內容和課程結構體系,主動適應區域、行業經濟和社會發展的需要,有針對性地調整和設置專業,重點突出各門專業課程的教學設計,采取以點帶面的方式,以任務為驅動,工作程序為主線,改革課程內涵,是各省中職學校專業課程建設的主旨和目標。
一、課程改革的指導思想
在電子技術應用專業課程體系建設中,深入分析電子行業對“電子應用藍領”的態度、技能和知識的需求,根據我國當前電子信息類專業人才培養的現狀,準確界定崗位群,合理定位職業崗位至關重要。通過對電子技術應用專業調研分析表明,“典型崗位工作任務化”課程體系的建設是適應社會崗位需求的發展方向和最佳途徑,它既能突出課程的職業定向性,真正使電子技術應用專業學生獲得的知識和技能真正滿足職業崗位的需求,又能使得電子專業“技術技能型”人才在校企合作和就業方向有更廣闊的選項和崗位發揮空間,以便更好地緩解電子技術應用專業學生人數下滑給專業發展帶來的壓力,達到有效地提高中職學校電子技術應用專業學生的社會認可度、就業滿意度和專業對口率。
職業學校的專業教學改革應整合好專業基礎課、專業理論課和專業實踐課的關系,課程的設置應以提高學生的職業能力、發展學生的個性為本位。在內容的選取上要以適用為主,盡量避免枯燥的理論,只有這樣,才能激發學生的興趣,培養學生的技能。
二、課程體系的設計
基于能力本位的教育觀指出,職業能力取決于專業能力(技能、專業知識)、方法能力(工作方法、學習方法)、社會能力(行為規范、價值觀)三要素整合。而行為規范體現的是職業道德、職業素養、團隊精神。因此,尤其要注重“綜合職業能力”的培養。
當前進行職教課程內容的改革,最為迫切的是要以職業的工作過程為依據,建立知識與工作之間的聯系,真正達到培養學生綜合職業能力的目的。
根據對我國中部地區和沿海發達地區各電子企業調研的統計和分析結果報告,目前中職學校電子技術應用專業畢業生就業崗位的主次表現為:首先處于就業量第一位的是裝配工(有一定專業基礎知識的熟練的技術裝配工人)和質檢工,其次是調試工和維修工,再者是生產管理人員,第四位為電路板制作和產品營銷崗位(有一定專業基礎和社會綜合知識的電子方面銷售人才)。質檢工較裝配工有相對較高的技術要求,應是中職學生就業的主要崗位;而調試工和維修工(有一定專業基礎知識和專業技能的維修技術技師)是部分學生在企業的發展方向,因此,電子技術應用專業學生專業能力的培養目標應向這個方向進行定位;生產管理人員崗位雖然就業量不多,但確是電子技術應用專業學生的發展目標。電路板制作和產品營銷在這些崗位的需求中,畢業生就業量最少,中職學生如從事此項工作往往還需企業的進一步培訓。
企業調研報告指出,超過六成的企業認為,電子技術應用專業畢業生應具備的專業知識包括:電子技術基礎知識與基本技能、電工基本技能、電工技術基礎知識、電子產品生產工藝、電子儀器儀表使用常識、PLC控制技術、傳感器知識、電子產品原理圖與PCB板設計制作、單片機知識。
1.課程體系內容的設計
分析電子技術應用專業對應的典型電子企業崗位群和典型工作任務(表1),根據能力復雜程度,整合典型工作任務,形成綜合能力領域,結合相關職業資格標準,構建電子技術應用專業學習領域課程體系,以真實產品為載體,遵循行動導向教學原則設計課程實施方案。根據職業核心能力要求,在課程體系改革中力求體現能力標準崗位化、課程構建工作過程化、教學目標層次化、教學內容活動化、能力形成實踐化、技能鑒定隨堂化、教學評估立體化的課程設計思想。
針對中職學校電子企業電子產品裝調、電子產品檢測、電子產品維修與售后服務、SMT工藝設計及操作、電子電路輔助設計、生產現場組織與管理等職業崗位需求,擬設模擬電子技術、數字電子技術、電子產品設計技術、電子產品裝配技術、工程及電氣制圖、電子CAD技術、電子產品檢測技術、電子產品維修技術、單片機技術、電子產品營銷、計算機應用基礎、SMT技術、集成電路應用技術、電路仿真技術、EDA技術、生產組織與管理等課程。
結合中西部地域與周邊地區經濟發展水平、電子企業產品特點和社會發展需要,筆者所在學校選擇與電子技術應用專業職業崗位相對應的“電子產品制造技術”和“數字視聽設備應用與維修”專業(技能)方向化作為電子技術應用專業課程體系改革主要方向與落腳點,開設實用電子產品生產與調試、單片機智能控制、工業自動化控制、電氣布線與控制、家用電器維修、機器人調試與維修、音響燈光與控制、冰箱空調維修、汽車維修電工等“4C”型工學一體化(即Choice自主選擇、Change靈活改變、Character個性發展和Compatible德技兼能。以下均稱為“4C”)課程,見表2。
在廣泛的人才需求調研和主流企業崗位的職業要求分析的基礎上,參照電子技術應用專業職業范圍,根據工作過程導向的課程教學要求,將中級電子裝接工、中級無線電調試工、中級維修電工、電子設計初級工程師、PLC程序設計師、單片機設計師等6個職業技能認證資格(工種)標準與本地區專業主流就業崗位的職業要求相結合,將職業資格標準要求融入到相應的課程教學中。遵循能力培養的教育規律,按照職業專項能力、職業核心能力、專業發展能力、崗位適應及遷移能力四個階段,依層次遞進培養。
2.課程建設和組織實施
實踐教學是教學過程中的重要環節。堅持理論聯系實際,學以致用,全面提升學生的素質,是教學的目的。實踐教學主要包括組織學生社會實踐、考察、調查研究等。實踐教學內容的直接經驗來自生產,要按照工作邏輯編排,遵循活動規律來構成課程的工作任務。
在“4C”課程組織實施中,主講教師應從學生的特點和需要出發,因材施教。要積極采用開放式(討論、研究、網絡等)培訓模式,強化實踐性教學環節。積極開展研究,探索規律,運用多重教學手段,重視學生在實操活動中的主體地位,充分調動學生參訓的積極性、主動性和創造性,進一步優化課堂教學內容,為學生創造更多的自學條件。
“4C”課程根據一體化教程任務設計方案,精心設計各教學環節。教案中包括教學內容的分析、教學目標(專業能力、方法能力、社會能力)、教學環境及資源準備、教學過程、反思和總結等的具體安排?!?C”教案充分考慮如何提高學生綜合素質和學習能力,如何有助于激發中職學生主動關心社會、引發思考、發現問題、解決實際問題的意識。
為配合國家示范中職院校建設和精品課程建設,需建立共享型教學資源庫,通過整合資源、優化配置、開放共享,為課程建設和教學改革提供服務。共享型教學資源庫的主要內容包括:數字化學習資源中心、網絡課程、電子產品制作項目實例庫等。
通過教學資源庫的開發和建設,整合各種優質資源,促進教學改革,滿足學生自主學習需要,為技能型人才的培養和構建終身學習體系搭建起公共資源平臺,充分發揮專業的輻射服務能力。同時建立完善的試題庫,為教考分離的進一步改革和教學質量的提高提供強有力的保障。
在“依托典型電子產品,培養崗位技能”的課程體系下,要大力開展學生電子技能(設計、作品)競賽(展示)活動,激發學生的興趣和潛能,培養學生的團隊協作和創新能力,大力開展參加從班級、電子協會級、校級、省級、國家級逐級遞進形式的競賽模式,體現出以提高學生職業能力、發展學生個性為本位的思想和以人為本、終生學習的教育理念。
參考文獻:
智能城市的特點范文2
關鍵詞:能城市體;模式簡析;技術框架
1 緒言
北京航天大學教授傅予在《基于物聯網和云計算的智能城市體研究》一文中首次提出智能城市體的概念,所謂的智能城市體,更多的是一種包含城市綜合體、智能社區以及其他的偏重智能化服務的綜合性質濃厚的城市生活區域概念。智能城市體不僅擁有智能社區的特點,還融合了互聯網和云計算的各項功能與特點,對于整個城市綜合體的長遠發展,有著非常重要的指導意義。近期,三亞市院地科技合作項目各項活動順利開展,將智能城市體的概念引入城市建設過程中,對于進一步推動三亞院地合作,促進整個城市的全面發展,有著非常積極的促進作用。
2 當下建設智能城市體的必要性
隨著城市經濟的不斷向前發展,城市化建設的速度也越來越快,在建設的過程中,各項基礎設施建設也得到了迅速的擴展,全世界范圍內的、不同領域內的人群在城市內部聚集生活,他們對于城市的發展有著更高的要求,這給城市的發展帶來極大的挑戰,無論是城市的硬件建設還是軟件建設,必須要上一個臺階,才可能滿足人們越來越復雜化的要求。
智能城市體的概念,在這個過程中應運而生,它是一種全新的城市化建設模式,擺脫了稍顯落后的行政色彩濃厚的城市管理與發展模式,采用物聯網與云計算的功能,為城市的長遠發展設計了一套全新的框架結構。這套發展體系能夠及時的感知城市體內人們需求的變化情況,能夠為在城市中生活的人們提供多樣化的生活服務,最為關鍵的是,它建立起了一個智能化的、可以擴展的系統平臺,在此基礎上形成一個通用的管理體系,對整個城市體的發展起到了很好的支撐作用。智能城市體的建設在當下是非常必要,也是尤為迫切的,最主要是因為它在很大程度上對政府的公共服務活動進行了創新,給生活在城市體之中的人們帶來了前所未有的快捷化、高質量的服務。
3 當下建設智能城市體的簡要模式分析
3.1 智能城市體的建設框架技術構成
在當下,我們建設科學而有效的智能城市體,最主要是積極的將物聯網與云計算的科技引入建設過程中,使得管理過程中各種類型的信息與數據都能得到迅速有效的收集處理。
具體來講,對于社區中居民需要監控的物品,包括車輛、房屋等等,會配備主動型的標簽,而對于一些服務型的公共設施,則配備有一定的被動標簽,在一定情況之下,兩者可以互相結合起來共同利用。無論是主動的標簽還是被動的標簽,最終都是為了更好的信息收集服務,之后再依賴一定的物理信息服務完成各項信息的處理與交付。
在利用物聯網與云計算建設智能城市體的過程中,從技術層面來考慮的話,主要的參與者包括五種類型,譬如說處于中心位置的云服務的提供者、整體城市體的管理者、居民使用平臺、平臺各種應用的開發者以及第三方的信息需求者,這些要素互相作用,互相補充,共同構建了智能城市體的基本框架,促進了智能城市體各項服務的順利開展。
3.2 SaaS模式與PaaS模式服務區分
當下我們在城市中建設智能城市體,主要運用的模式包含有SaaS模式與PaaS模式,這兩種模式的服務方式和服務對象都存在一定的區分,各有優勢。
譬如說在SaaS模式的應用過程中,云服務的提供商可以向用戶提供各種應用服務,這里面的應用服務,通俗的來講可以設置一些需要保護的弱勢居民用戶(老年人或者孩童)的保護系統,對他們的行蹤進行自動的定位與搜索,防止走丟;還可以對城市體中各種自然氣候狀態進行監控,方便居民應對自然災害。這一系列服務當然都是建立在SaaS模式對于所監控區域內各種信息的成功搜集上。
在應用PaaS模式的過程中,主要的參與者包括云服務的各種提供商以及各種平臺以及應用的開發者。中心服務商為第三方的軟件開發者提供一個良性的應用平臺,保證各個應用能夠順利通暢的運行,而軟件平臺則需要為第三方的軟件開發者提供一個允許符合體系標準的軟件可以運行的平臺,從兩方面保障了各項應用的順利運轉,從而促進了城市體的信息搜集與服務工作的開展。
3.3 基于物聯網與云計算形成的智能城市體的服務優勢
我們將物聯網和云計算技術應用在城市公共服務系統之內,不僅僅為城市的發展在技術層面構建了信息服務框架,它還在很大程度上規避了以往的城市服務過程中系統不夠兼容,升級速度慢、升級能力弱,前期投入大等缺陷,在當下城市化發展越來越走向精細化與人性化的過程中,這種智能城市體的構建方式,無疑是有著巨大的優勢的。
4 結語
運用物聯網與云計算技術構建的智能城市體的發展,從技術層面為城市的全面發展構建出了一個合理有效的框架,對各種信息進行高效的收集和處理,方便了城市居民各種服務的開展,在很大程度上推動了整個城市的發展。
[參考文獻]
[1]董賀軒,盧濟威.作為集約化城市組織形式的城市綜合體深度解析[J].城市規劃學刊, 2009,(1).
智能城市的特點范文3
一、智慧城市建設的核心技術及理念
智慧城市具有兩大基礎:一是快速革新的傳感、通信、信息技術組成的技術基礎,二是以人為本的社會創新基礎。智慧城市是一個復雜的巨系統,以物聯網、云計算、大數據為代表的新一代信息技術革命,為城市管理的快速反應、智慧認知提供了可能。
(一)物聯網是實現透徹感知的信息接口
智慧城市本身應該是可測量、可監控、可分析的,因此需要更多元和全面的感知接口。物聯網底層有很多感知對象和感知單元,通過網絡匯集,通過應用實現智慧決策。一方面,智慧城市物聯網的感知手段超越了一般性傳感裝置;另一方面,感知的客體更加豐富,包括各項市政基礎設施的運行狀態、人的活動狀態、各種類型的社會活動等。豐富的感知設備是智慧城市必要的信息接口,多元的感知主體是提升“智慧”能力的信息來源。
(二)大數據分析是實現全面智能化的技術方法
智慧城市之所以“智慧”,其核心是快速反應、主動應對,大數據分析技術的出現和應用,為快速反應、主動應對提供了可能。物聯網運行必然產生大數據,如醫療,大城市的醫院每天門診上萬人,全國每年住院已經達到了兩億人;中國聯通的用戶上網記錄為一秒鐘83萬條。使用大數據分析方法,判斷城市的運行模式、特征,如交通擁堵的原因、犯罪率高發地區的社會特點、城市居民行為的時空規律等,是全面智能化的必要技術方法。
(三)云計算是實現系統性運作的有力工具
傳統的無線城市在電子政務、電子商務等方面已經形成了多個應用平臺,但是平臺之間的相互獨立形成多個數據孤島,存在共享水平低、利用效率低、維護成本高等問題。智慧城市理念中的系統性運作,需要高效整合計算資源、存儲資源以實現數據共享、系統運作。云計算模式的重要特征就是資源整合,能夠提供更強大的應用支撐能力。
(四)以人為本是實現創新激勵的理念轉變
智慧城市建設將使得城市管理以“自治”為主、城市管理創新以人為本,逐步實現社會治理體系建構。在這種創新機制下,政府的角色是平臺構建者、機制供給方、服務提供方,管理需求由城市個體提出并融合,形成自我學習式、智能式的管理模式創新。例如城市交通管理中,出行者根據擁堵情況和停車位情況,自行決定是否出行、選擇非擁堵地段,每個個體都成為交通秩序的維護者。
二、我國智慧城市建設的主要模式
從智慧城市的核心內涵看,新技術體系和硬件平臺搭建、理念轉變和管理方式轉型,是智慧城市建設的必然要求。因此建設智慧城市是一個漸進式的過程,全周期的建設時限必然很長。我國各城市基礎條件各具特點,在推進智慧城市戰略過程中,出現不同的建設模式。
(一)以技術創新為導向促綜合提升
創新驅動型路徑以新興信息、網絡技術應用為基礎,核心是用技術創新促進城市的發展和整體提升,提高城市綜合競爭實力。如深圳市以完善智慧基礎設施、推進智能交通、培育智慧產業基地、推進“三網”融合為突破口,提升城市綜合競爭力;南京市以智慧基礎設施建設、智慧產業建設、智慧政府建設、智慧人文建設為突破口建設“智慧南京”,促科技創新和產業轉型;沈陽市政府與IBM合作,借助智慧城市建設,創新運用綠色科技和智慧技術,以互聯網和物聯網的融合為基礎,為沈陽市生態化建設提供一套完整的方法論。
(二)以智慧產業為導向促經濟轉型
產業驅動型是以智慧產業鏈或產業集群為核心推動力,促進城市經濟發展轉型。部分城市具備傳感產業、信息技術產業、互聯網產業的優勢基礎,以智慧城市建設為契機,助力智慧產業發展。昆山市的筆記本電腦、數碼相機制造占全球市場份額分別達到50%、12%,因此借助智慧城市建設,提出大力發展物聯網、電子信息、智能裝備等智慧產業;無錫市提出要充分利用國家傳感網絡創新示范區的優勢條件,鞏固、提升和擴大在物聯網技術研發和應用方面的先發優勢。
(三)以社會服務為導向促管理變革
這種模式強調社會應用示范項目建設,在公共安全、城市交通、生態環境等領域開展一批示范應用工程,逐步深入地進行智慧城市建設。如以實現現代化的智能交通管理體系為目標的智慧交通建設;利用現代電子口岸和綜合物流服務平臺的智慧物流建設;以搭建醫療衛生公共服務平臺、藥品管理監督為目標的智慧醫療建設;強化城市管理響應能力的城市綜合管控中心建設等。代表性城市包括昆明、昆山、佛山等。
三、我國智慧城市建設面臨的主要問題
智慧城市建設從理念提出到應用實施,需要逐步實現商業化、智能化、管理服務現代化一系列模式突破,而我國智慧城市試點建設處于起步階段,仍然存在理念不清、內涵不明、效益不彰、保障不力等問題。
(一)貪大求全、理念不清
在全面感知和充分互聯的信息化網絡尚不健全、社會創新體系尚未形成的條件下,部分地方政府推動的智慧城市建設布局貪大求全,智能交通、智能電網、智能社區、智能稅務、智能醫療、智能教育等一系列建設計劃紛紛出爐,是對智慧城市內涵的理解偏差。全面鋪開的模式,只是換了標簽,炒了概念,可能導致難以突破任何領域。
(二)資金缺位、產業乏力
據中國數字城市建設中心預計,兩批試點智慧城市建設總應用投資超過1.6萬億元,其中,財政投入占25%,申請銀行貸款占20%,企業自有資金占33%,其他資金來源占22%。然而仍有不少試點城市仍未開始智慧城市實質性建設,僅停留在規劃階段。相關投融資模式及體系未臻成熟,項目資金落地困難,產業化進程乏力。
(三)安全性弱、挑戰升級
大數據則智慧城市商業化的核心,智能電視、智能冰箱,甚至包括智能手機上的微博、微信等軟件的用戶數據采集端口,都可以向第三方開放。由于個人信息安全法律法規以及標準的缺失,存在個人隱私保障難、數據安全性弱的問題。隨著去年8月的美國“棱鏡”事件不斷發酵,網絡信息安全警醒著各個行業,也給智慧城市的大數據合法開發和利用帶來諸多挑戰。
(四)機制不全、配套不足
一是缺乏一套完善的智慧城市建設標準,真正通往“智慧”的道路仍然艱辛;二是業務部門條塊分割頑疾未除,大量的信息化建設投入結果只能是進一步加劇業務系統的信息孤島局面;三是社會創新、民眾參與程度不足,民眾對智慧城市成果的了解偏少,城市管理的客體中心難以體現,必然偏離智慧城市建設“全面智能化”的初衷。
四、我國智慧城市的建設風險
未來推進智慧城市建設仍然有很長一段路走,在這中間要防范各類理念、技術、經濟等各方面風險,避免智慧城市建設步入另一個困局。
(一)理念風險:概念復制、模式趨同
我國智慧城市建設的理念導入基本遵循了IBM 所提供的特征描述與架構設計,這將面臨外部概念復制風險,未必能有效應對城市化進程中的深層次困境。同時,不少城市借鑒其他城市暫時領先的建設經驗,這種建設模式的趨同化將會加劇同類城市競爭。
(二)技術風險:非自主性、安全威脅
目前智慧城市建設的基礎技術鏈仍然不夠完整,信息技術創新能力仍顯不足。如在傳感器領域,中高檔傳感器產品幾乎100%從國外進口,90%的芯片依賴國外。廣泛使用國外技術和產品將對國家安全構成威脅,核心技術所有國可以根據需要實施定向性、隱秘入。
(三)經濟風險:基礎薄弱、鏈條不全
產業基礎薄弱風險主要表現在:第二、三產業占比與發達國家差距較大、信息產業發展不充分并處于產業鏈低端、信息產業從業人員數量難以滿足智慧城市建設需求。產業基礎薄弱的另一個重要表現是產業鏈條不完整。以物聯網產業為例,以物聯網管理中心、信息處理中心等集成系統為代表的中游產業、以末端應用為主的下游產業薄弱,產業鏈斷環現象明顯。
五、推進我國智慧城市穩步發展的策略設計
推進智慧城市建設穩步發展,應結合城市特點、產業基礎和管理需求,分階段推進,不斷根據社會民生需求、技術革新趨勢變化來調整推進路徑,逐步從技術導向走向人本導向的建設目標。
(一)理念層面:認清管理需求、探索特色模式
建設智慧城市存在一個要建設什么樣能級和水平的問題,這就需要城市的管理者認清城市的現實管理需求:最急迫解決的有哪些問題、在現有技術手段和機制下哪些問題的解決具有可行性、未來城市發展可能遇到哪些新的管理需求等。具體來說,一要明確建設目標,是促進城市管理能力的全面提升、促進相關產業的發展轉型、還是改善城市管理的特定環境或模式;二要選擇合理切入點,包括物聯網、大數據分析等技術切入點和智能交通、智能醫療、智能社區等應用切入點;三要合理安排建設時序,保障分步實施的每一段能夠切實為智慧城市建設目標打好牢固基礎。
(二)機制層面:突出規劃設計、強化機制創新
應通過認真調研分析城市信息化基礎、建設智慧城市所具備的條件、存在的主要問題,統籌制定發展戰略,明確年度發展目標和重點。同時,智慧城市建設需要一系列機制創新:一是建立健全統籌協調、咨詢指導、信息聯絡等相關工作機制;二是完善政府主導、企業參與的投融資機制;三是加快推進智慧城市建設標準、物聯網建設標準等技術標準;四是盡快出臺相關信息安全規范,保障未來大數據分析應用的數據安全。
(三)技術層面:突破關鍵技術、提升智慧能力
主要把握兩方面內容:一要著力攻克推動智慧城市建設的核心關鍵技術,包括傳感技術、物聯網技術、大數據分析技術、云計算平臺搭建等;二要著力智慧應用市場開發,以應用來驅動技術發展,以應用來帶動智慧產業發展,推動信息技術與市場機制、管理體制、商業模式創新的有機結合。
(四)產業層面:培育重點產業、夯實硬件基礎
智能城市的特點范文4
關鍵詞:智慧城市;智能交通;存在問題;發展建議
中圖分類號:TU984文獻標識碼: A
引言
所謂智能交通是社會發展和科技發展的共同產物,其融入了大量高端科技,如信息技術、數據通訊傳輸技術、電子傳感技術、衛星導航與定位技術、電子控制技術以及計算機處理技術等,將這些技術進行科學的整合,運用于城市交通系統。智能化的交通體系優勢明顯,實現了全方位、精準、有效、即時的管理。不但提高了交通運輸效率,改變了人們的出行意識,盡量避免了交通事故和道路擁堵現象的發生,便捷了出行,間接減少了尾氣排放和能源消耗,保護了環境的同時也創造了更大的經濟效益。
一、國內智慧城市發展內在需求與動力
智慧城市概念首先由IBM公司提出,引入中國之后引起廣泛關注和響應。目前,住建部已經推出兩批試點城市,已經有上百個地區提出要開展智慧城市建設,一些省、市將其作為“十二五”時期加快經濟發展和經濟發展轉型的戰略導向和重要抓手。
1、提高城鎮化質量,治療“城市病”
我國目前還處于城鎮化高速發展階段,過去我國城鎮化所走的是高資源消耗、高環境沖擊的發展道路,與之而來的是結構性資源匱乏和環境破壞??焖俪擎偦陀^上加劇了人口、資源和經濟發展之間的矛盾,使人口膨脹、交通擁堵、環境污染等“城市病”日益嚴重。對于我國而言,如何通過智慧傳感和城市智能決策平臺來妥善解決交通、節能、環保、水資源短缺等問題已成當務之急。
2、 聚集新興產業,轉變發展方式
智慧城市建設的一個很大特點就是能推動產業發展,特別是軟件服務、新一代信息技術等相關產業的發展,因而對城市經濟的發展具有重要的推動作用。全球智慧城市建設浪潮和國家政策的鼓勵下,很多城市都將智慧城市作為城市下一步發展的新名片和提升城市品牌的重要手段,北京、上海、廣東、南京、武漢等多個省市已相繼掀起了智慧城市建設的熱潮。
3、 均化公共服務改善民生保障
城鎮化的不斷發展對城市的公共管理提出了新的要求,在智慧城市建設過程中,以解決實際問題、改善民生為導向,借助于現代信息技術,著重加強和創新社會綜合管理體系建設,其重要意義之一在于以技術革新倒推政府職能轉變。而智慧城市時代的服務型政府建設,已成為提高行政管理效率的新思路。
二、智能交通在應對智慧城市發展需求中的作用
1、智能交通的發展目標與智慧城市的內在需求高度契合
交通擁堵、交通污染無疑是城市病里面最突出的表象之一。智能交通正是起源于緩解交通擁堵和交通污染迫切要求。我國數十年的智能交通發展歷程,也正是交通治理與再擁堵的歷程。而今,智能交通日益成為化解城市交通治理難題的突破口。
由于智能交通突出的現實壓力和需求,各地政府、交通管理部門已經自發的將物聯網技術、云計算技術運用于城市交通管理中來。而以這兩大技術為代表的新一代信息技術正是智慧城市發展的基石所在,從這個意義來說,智能交通早已成為智慧城市的先行系統,智能交通對新一代移動互聯等新興產業的帶動作用,在智慧城市框架之外早已顯現。
2、智能交通系統已經作為智慧城市先行者出現
近幾年來,智能交通的建設思路逐步從重管理向重服務轉變,政府相關部門利用先前大規模投資所建的基礎設施獲取的大量數據,整合成對市民出行有用的一系列數據,為出行者提供信息、智能誘導等服務。智能交通下一步的發展重點如智能公交、智能停車、慢行信息服務等領域,是改善民生保障的重要體現。從這個角度來講,智能交通不僅對構建智慧城市具有重大的作用,更是已經以先行者的身份在整個智慧城市框架體系中出現。
三、智慧城市視角下智能交通建設中存在的問題
國內的智能交通系統在不斷摸索和實踐中已經取得了巨大的成就。但是在智慧城市這個更高的視角來看,智能交通建設和應用還存在明顯的問題,主要凸顯在以下幾個方面:
(1)先期投入使用和后期投入使用的城市,其系統功能差異不大,少有創新型的應用成果展現,一般后期建設的城市大都是照搬先期投入使用的系統功能和做法,很少有針對本城市特點的應用或有更有效的功能擴展,因而很難真正做到智能交通本地化。
(2)總體來看,智能交通系統集成化應用程度較低,應用相對單一,系統之間缺乏應有的關聯。智能交通涉及面很廣,單就信息采集而言,既有通過線圈的信息采集,也有通過視頻等技術手段的信息采集,更有通過手機、浮動車、GPS等獲取的信息。從各地建設并投入使用的情況看,一般都是按條線投入資金分開建設。
(3)數據應用的廣度和深度不夠,目前大量獲取的文字、圖片和圖像等結構化和非結構化信息,在結構化數據和非結構化數據的融合分析方面還存在非常大的欠缺。智能交通所采集到的數據與相應的數據應用研究都還集中在結構化數據的獲取和分析方面,而對半結構化、非結構化數據的獲取和分析,乃至結構化數據與半結構化、非結構化數據的融合挖掘分析,還缺乏一定的理論和方法指導,更少見應用成果。有了充足的基礎數據,還需要有先進的大數據應用,只有這樣,智能交通才能真正實現“智慧化”。
(4)受現有體制、機制和管理模式的限制,在深度應用上受到一定限制,難以發揮出智能交通的全部功效。城市規劃、道路規劃和交通規劃,運輸管理和交通管理,靜態交通管理和動態交通管理等歸屬多個部門,各部門均按自己的需求和標準建設信息系統,信息共享和系統關聯遠非人們想象中的那樣科學與和諧。
(5)交通信息服務的形式和內容還缺乏多樣化,尤其在如何應用位置信息提供人性化和個性化服務方面比較有限,在實現多樣化的同時較少考慮實用、好用和方便。
(6)智能交通技術在公共交通方面的應用還很不夠,公共交通并沒有達到舒適、便捷的要求,而這個要求在幾十年前就已經開始被人們認知和談論,并一直期待,卻至今未能夠得到解決。而公共交通領域正是均化公共服務和改善民生保障的重要方面,智能交通理應在這方面更有突破。
四、城市智能交通發展關注重點
隨著大數據、云計算、物聯網這些概念的興起,城市智能交通作為這些概念的落地者,未來仍會保持一個較高的增速。而基于移動互聯網的城市智能交通,目前還沒有得到大范圍的應用,這個方面將是后續市場的熱點。以下從4個方面對城市智能交通發展進行展望。
1、軌道交通的發展將持續火熱
因為城市軌道交通具有運量大、速度快、安全、準點、保護環境、節約能源和用地等特點,世界各國普遍認識到:解決城市交通問題的根本出路在于優先發展以軌道交通為骨干的城市公共交通系統。當下我們可以看到,除了一線城市在繼續加大軌道交通的建設外,二三線城市的軌道交通建設也越來越得到重視,上線的軌道線路越來越多。相信隨著軌道系統的發展,系統包括的綜合監控、綜合安防、乘客資訊、自動售票、通信及信號等系統產品,都將具有廣闊的前景。
2、公共交通的發展迫在眉睫
智能公交概念的提出,讓民眾對公共交通又多了幾份期待。公交智能化系統除了要解決公交數量、公交到站時間可查詢等日常要求外,公交的數據采集和、智能調度、行業監管與服務都是隱藏在后面的深層次需求,如何利用現有的產品和技術,將數據采集和、智能調度、服務做成一個三位一體的完整體系,是值得企業去嘗試的地方。
3、更有效的數據挖掘和分析,是可期待的熱點
理想的智能交通系統,有遍布城市各個角落的信息采集設備收集實時路面場景,一旦有異常事件發生,系統會立即反饋,協助管理員排查問題,將異常事件的監測與發現由“事后”轉為“實時”。數據采集是智能交通應用大數據的第一步。我國智能交通發展較稚嫩,面對炙手可熱的大數據,路走得并不順暢:震驚全國的長春市兩歲嬰兒被盜事件,案件發生26小時之后,直到發現被遺棄的車輛,警方也未能明確車輛行駛動向線索。無論是何種原因,未能及時查到車輛軌跡,顯然說明了我們對視頻監控系統采集來的原始視頻數據未能及時分析利用。當然,大數據的意義還遠不止如此。城市智能交通除了關注居民的安全感外,還可以利用大數據去關注居民生活的舒適度。比如利用大數據的分析,給居民提示出安全風險比較高的路段或區域,甚至可以根據路況分析幫助居民調整出行的時間段或選擇不同的交通工具等。隨著通信技術、GIS技術、3S技術(遙感技術、地理信息系統、全球定位系統三種技術)和計算機技術的不斷發展,交通信息的采集經歷了從人工采集到單一的磁性檢測器交通信息采集再到多源的多種采集方式組合的交通信息采集的歷史發展過程,目前我國在信息的質量控制技術、多源交通信息融合技術、信息集成技術等方面有了很大進步。
4、針對行業市場,開發簡單、實用的功能
城市智能交通領域技術因素還是占據較多份量,客戶很關心智能化的前端和中心平臺會不會給使用、維護帶來麻煩。確實如此,城市智能交通領域前端的使用,目前基本上只能交給廠家的技術人員或經過專門培訓的技術人員來操作,原因就是很多的功能在使用方面還是不易于理解和操作。有鑒于此如果針對行業市場能開發出更加簡單、實用的功能,相信會受到客戶的歡迎。
結束語
物聯網、云計算、大數據、移動互聯等新一代信息技術的發展,對智能交通系統的發展不僅提供了新的技術支撐,也帶來理念和模式的變革。交通運輸部提出要發展“綜合交通、智慧交通、綠色交通和平安交通”,交通運輸高安全、高效能、高品質服務的挑戰,使得交通系統智能化、綜合化、協同化成為發展的必由之路,智能交通成為現代交通運輸業的重要方向。
參考文獻
[1]張斌.解析智能交通對于構建智能城市的影響[M].北京出版社,2013.
[2]徐天琪.基于數據融合的城市道路交通事件自動檢測[M].北京出版社,2013.
智能城市的特點范文5
智慧城市的內涵及發展
據聯合國報告,全球人口中有一半生活在城市,在2025年前,將新增8個千萬人口城市,到2050年,生活在城市中的人口將從當前的33億增長到64億,全球城市化進程急劇加快。城市化進程意味著更大的資源需求、更復雜的城市管理和社會關系,人口膨脹、環境污染、資源短缺、交通阻塞等已逐漸成為制約現代城市發展的主要問題。云計算、物聯網、3G等新興技術逐漸成熟并開始投入商用,對推動城市信息化發展起到巨大的推動作用,讓城市更加智慧。面對城市發展挑戰和信息技術變革,實施智慧城市建設已經成為當今世界城市發展的共識。據統計,全球超過1D0個城市正在進行智慧城市的試點和實驗,其中歐洲和亞洲是智慧城市開展較為積極的地區。
智慧城市的概念、目標與價值
“智慧城市”是指按照科學的城市發展理念,利用新一代信息技術,在泛在信息全面感知和互聯的基礎上,實現人、物、城市功能系統之間無縫連接與協同聯動的智能自感知、自適應、自優化,從而對民生、環保、公共安全、城市服務、商務活動等多種城市需求做出智能的響應,形成具備可持續內生動力的安全、便捷、高效、綠色的城市形態。智慧城市帶來的改變不僅限于理念范疇,它將使城市的生產方式、生活方式、交換方式、公共服務、政府決策、市政管理、社會民生等方面產生巨大和深遠的變革。為此,中國電信建立了智慧城市架構全視圖(見圖1),安全、便捷、高效、綠色是我們要實現的智慧城市目標,其中最關鍵是要有高效的政府管理,否則智慧城市無從談起。
信息泛在基礎是構建智慧城市的基石
信息泛在基礎是通過在傳統的工程性基礎設施和社會性基礎設施上,增加感知、交互、智能判斷、協同運作等能力,使得原有城市基礎設施具備信息化能力,是實現智慧城市的必要條件。在智慧城市建設的要求下,信息泛在基礎包括四個層面,從下至上分別是感知平面、網絡平面、信息平面和交互平面。
智慧城市在技術層面可以概括地看成是由物聯網、云計算、移動互聯網這三大技術為主。物聯網當中也談及感知層、傳輸層和應用層,沒有基礎的感知絕對不可能做到頂端的智能。智能的另一個前提是必須要有有序的管理和規范,感知體驗逐漸成為智慧城市的新概念之一。同時,網絡平面和信息平面必須要和感知平面結合起來。無論感知、信息網絡還是應用,現在都要通過手機、PC等終端設備,以多種多媒體手段呈現出來,這就體現了交互平面的重要性。在以往各界所提出的構架系統基礎之上,我們綜合了這四個平面,布置出一個更為全面、適用性更強的新平臺(見圖2)。
我國政府關注信息基礎設施建設和信息化應用,各級政府對“十二五”期間信息基礎設施建設給予了高度重視,要求建設由傳感網絡、通信設施、網絡超算、智能軟件構成的智能基礎設施,按照可靠、低成本信息化的要求,構建泛在的信息網絡體系。在上海,要構建寬帶、泛在、融合、安全的信息基礎設施體系,成為國內帶寬和服務最具競爭力的地區之一;在廣東,在無線城市、區域物流信息交換樞紐、智能傳感網等領域建成國內先進的物聯網基礎設施,實現城鄉網絡全覆蓋;在深圳,建設六大基礎設施重點工程(無線城市、三網融合、全面覆蓋的感知網絡、智慧應用集成平臺、以超算中心為基礎的基礎設施共享服務平臺、信息安全技術體系)。
2010年以來,在IBM“智慧地球”和各地物聯網發展的推動下,以“智慧城市”為主題,國內大中城市相關規劃、項目和活動漸次推出,利用信息技術加強城市管理、改善城市服務、完善城市功能,探索“智慧城市”建設模式。中國已超300個城市計劃建設智慧城市。截至2012年6月底,三大運營商已在全國320多個城市,與當地政府合作建設智慧城市,“十二五”期間各地智慧城市建設將啟動2萬億元的產業機會。
國內外智慧城市建設經驗――共性與特性
如今,國內外智慧城市建設已有許多典型實踐案例值得借鑒。臺灣,通過泛在、高速的網絡基礎設施構建,發展優質網絡化社會。新加坡,從無縫政府到智慧國家,全民參與信息化戰略從制定到實施的整個過程。首爾,智慧城市建設全力支撐首爾清潔且充滿魅力的國際大都市城市發展戰略。香港,政府以身作則,鼓勵全民參與,結合香港特點,推進信息化持續發展??偠灾徽撌菄鴥冗€是國外,智慧城市建設都有一些共性特征可循,第一,數字化向智能化演進是城市信息化發展的總體趨勢;第二,圍繞城市發展戰略和總體發展目標展開是信息化建設取得成功的關鍵;第三,網絡、終端、數據中心等信息化基礎設施的建設與完善不可跨越;第四,以城市為視角的基礎數據的完備與共享是信息創造價值的突破口;第五,圍繞政府關切、公眾關心的核心訴求部署應用是可持續發展的動力。
在核心城市,智慧城市建設要做到緩解城市持續發展矛盾,增強城市國際競爭能力;在二線城市,要突破傳統經濟增長瓶頸,促進經濟社會協調發展;在新興城市,則要加速優勢資源轉換,推動區域跨越式發展。
中國電信助力智慧城市的基礎設施建設
建設智慧城市首先要建設好由光網城市和無線城市組合而成的寬帶城市。中國電信目前在全國WiFi的覆蓋點,到上個月為止突破了100萬個AP,而光網更大,現在已經覆蓋到600萬用戶,70%的用戶接入了20兆網速,光纖到戶很快將會實現。在光纖和無線的基礎上,再進一步搭建寬帶、泛在、協同、安全的信息基礎設施,實現安全、便捷、高效、綠色的信息化應用。
網絡發展――推動網絡由傳統管道向智能管道轉變
無線網絡能有效地擴大3G覆蓋和WiFi熱點地段部署,通過網絡優化、C+W協同、增強型技術引入等提升網絡容量和頻率的使用效率,同時可對網絡進行全IP化改造。
有線網絡將會完善新一代寬帶網絡,提供差異化的端到端網絡質量保障,全面實施光網絡演進,部署業務感知和策略控制系統,提高全業務綜合化、智能化承載能力,推進IPV6的試點和推廣,協調發展傳輸網與IP網,推動100G波分技術試點和商用,加快FTTH的進度。
物聯網能力平臺――傳感層的智能管道平臺
物聯網基礎構架已被業內認可并得到大力推廣,但在國外,處于傳輸層面關鍵環節的運營商們是聯手的,他們統一建立一個公共平臺,共同提供傳輸智能管道。我們要借鑒的也是這樣的內涵,而不是把傳感器簡單地聯系起來就可以的,物聯網時代對協同性工作提出了更新更高的要求,只有聯合,才能打通關節。
云計算――提供公共服務的計算能力
在建立物聯網平臺的同時,云計算平臺也被建立起來。智慧城市建設的實際問題和當前的迫切需求,催生了云計算,云計算也是避免智慧城市建設空談化的保障。因此要構建包括應用云、平臺云、資源云的整體云服務體系,打造智慧城市綜合平臺,開放四大能力域,形成產業生態環境(見圖3)。
IPV6――有效解決互聯網地址不足的困擾
還有一個非常重要的就是IP地址。互聯網業務流量每年以60%的速度在增長,省際帶寬已超過11T,寬帶用戶數超過6000萬,全部具備8M以上接入帶寬,20M以上支持能力超過70%。而它不僅僅是個簡單的IP地址,還應該包括標識層面的管理,智慧城市的建設,物聯網建設,如果沒有標識層面的管理也很難行得通。
中國電信助力智慧城市應用
智慧城市的根本目標在于使城市運行更加安全、便捷、高效、綠色,其功能范圍覆蓋了城市的政務、經濟、民生三大領域。國內智慧城市發展具有良好的發展環境,國家相關部門積極推進智慧城市建設,出臺扶持政策,成為智慧城市發展的源動力,主管部門牽頭智慧城市試點工作,地方城市紛紛出臺智慧城市規劃,扶持智慧城市建設,同時智慧城市相關專業機構出現。在國家引導下,地方政府推動下,產業鏈各方蜂擁而動,但在智慧城市發展初期,仍然存在一些問題,政府期望值過高,存在過熱風險和忽悠成分,缺乏有效的指標體系指引等,需要在智慧城市建設過程中得以改正與提高。
目前中國的智慧城市主要體現在城市信息基礎設施建設領域,智慧城市應用在各地百花齊放,主要集中在智能電網,智能交通,智慧物流,智慧醫療,智慧工業,智慧農業等領域。智慧城市應用相對集中,缺乏創新性與廣泛性。智慧城市需要構筑足夠豐富的應用,以規劃為先導,要以需求為導向,并且要創新應用,創新模式。中國電信以自身優勢和資源為基礎,為智慧城市建設提供一系列解決方案。
智慧安全,打造平安、和諧的城市生活。保障城市中人、財產、城市生命線和其他重要系統的安全,涉及到社會多個領域,如公共衛生、基礎設施、通訊、環境、商品供應、社會穩定、災害防控等;智慧的公共安全解決方案有助于打造平安、和諧的城市生活。
智慧交通,打造便捷的城市交通。以交通信息中心為核心,連接公共汽車系統、城市出租車系統、高速公路監控系統、電子收費系統、道路信息管理系統、交通信號系統、汽車電子系統等的綜合性協同運作,讓人、車、路和交通系統融為一體,為出行者和交通監管部門提供實時交通信息,有效緩解交通擁堵,快速響應突發狀況,為城市大動脈的良性運轉提供科學決策。
智慧政務,打造高效的服務政府。政府在城市發展過程中,在其管轄的環境、公用事業、城市服務、公民和本地產業發展中,充分利用新一代信息技術,智慧地感知、分析、集成和應對其在行使經濟調節、市場監管、社會管理和公共服務政府職能過程中的相關活動與需求,創造一個更好的生活、工作、休息和娛樂環境,最大限度地提高服務滿意度和美好生活感知度。
智慧環境,打造綠色的城市生態。實現集空氣質量、環境噪聲、煙氣排放、水污染、放射源、城市積水、城市雨量、河道湖泊水位、氣象參數、污染事故應急響應和環境綜合管理、網絡辦公為一體的綜合監測與監管協同。
智能城市的特點范文6
關鍵詞:電動汽車充電設施;智慧城市構架;管理;運營
基金項目:國家自然科學基金面上項目:“PPP項目社會風險的機理分析、動態評估與綜合治理研究”(71472037);國家自然科學基金青年項目:“基礎設施PPP項目殘值風險動態預測與監控方法研究”(71001027);江蘇省社會科學基金資助項目:“江蘇智慧城市建設與發展研究”(13GLB005);江蘇省社科聯社科應用研究精品工程課題:“基于PPP的智慧養老服務體系構建研究”(15SYC-087)
中圖分類號:F29 文獻標識碼:A
原標題:智慧導向的電動汽車充電設施管理與運營研究
收錄日期:2016年6月7日
引言
由于能源環境問題,新興的電動汽車以良好的節能和環保特性使其迅速成為當今國家關注的焦點和汽車發展的潮流。由發改委的《電動汽車充電基礎設施發展指南》(2015-2020年)中提出,到2020年新增集中式充換電站超過1.2萬座,分散式充電樁超過480萬個的建設目標。在當前信息化、智慧化大發展的背景下,如此需求不能僅僅依靠傳統的投資建設方式,需有智慧的管理與運營能力。
通過國家及各地方城市規劃可知,智慧城市成為我國新時期城市發展的重要方向,2015年4月7日,住建部和科技部聯合了《關于公布國家智慧城市2014年度試點名單的通知》,公布了84個試點城市,加上前兩批公布的193個城市,截至目前,我國的智慧城市試點已接近300個。智慧城市為使用信息和通信技術的“城市”,使一個城市的組件和關鍵基礎設施更感知、互動、高效(Washburn和Sindhu,2010)。而電動汽車具備智能、綠色、高效的特性,已成為智慧城市發展中的一部分,因此應符合智慧城市的規劃建設(Harrison和Donnelly,2011)。而其充電設施需求量較大,需高效、智慧的管理與運營能力的特點需要智慧城市的理念及技術構架來實現。Naphade等(2011)介紹了在丹麥通過智慧網絡管理系統,達到電動汽車系統與風電發電系統的負載平衡。Sarker (2015)針對電池交換站提出了優化的運營模式,以達到從點時間較短并與電力系統相協調。胡天嬌(2014)、肖湘寧等(2014)結合國外電動汽車基礎設施發展情況,對我國電動汽車充電設施建設和運營中的商業模式發展、標準的建立及與智能電網結合等問題進行了研究。張勇等(2014)定義了充電設施為準公共性及準經營性屬性,從政府策略角度研究了建設與運營問題。目前,眾多學者針對電動汽車基礎設施建設運營的基本問題進行了研究,而未結合城市規劃發展需求,對引用智慧城市的理念及技術對充電設施建設管理的研究較少。
本文結合智慧城市的建設構架及理念,設計了智慧型電動汽車基礎設施管理與運營系統構架,其中包含了設計、決策、使用、監控四個模塊,并提出包含信息平臺、PPP模式的模塊解決方案,形成了電動汽車充電設施的智慧的建設運營體系。
一、電動汽車充電設施建設現狀
(一)充電設施市場空間廣闊。新能源乘用汽車正在快速發展。在《指南》中結合國家新能源汽車推廣應用相關政策要求和規劃目標,經測算,到2020年全國電動汽車保有量將超過500萬輛。經統計,截至2014年底,全國共建成充換電站780座,交直流充電樁3.1萬個,為超過12萬輛電動汽車提供充換電服務,2015年新增充換電站3,600座,公共充電樁4.9萬個。隨著政策及充電設施等基礎生態環境的不斷完善,我國新能源汽車保有量還會繼續上升,而這也導致了充電設施市場的需求不斷增加,未來充電設施的市場規模將不斷擴大。對于充電設施的建設規劃應結合智慧城市建設的理念和技術,使充電設施建設布局及充電服務更加智慧、高效,更好地服務民眾。
(二)以充電模式為主。由于采用換電模式存在著換電站建設成本太高、各個企業的電動汽車技術標準不同和電動標準不同、各車企的技術標準私密性等問題,使得換電模式較難運行,而國內主要以充電模式為主。但換電模式具有占地面積小、效率高、成本低等優點,在電動出租車、專用車、物流車等領域采取換電模式是十分合適的,換電模式可以在這些特殊領域,作為充電模式的補充,而非競爭。
(三)多種運營模式并存。電動汽車及其充電設施的建設和發展是政府和企業關注的焦點,隨著電動汽車充換電設施市場的不斷開發,我國現有的充電設施運營模式根據運營主體的不同主要有五種模式:政府主導模式、企業主導模式、用戶主導型模式、混合模式(政府和企業)眾籌模式,從投融資模式角度分析,主要有融資租賃、PPP等模式,而后期運營模式主要有車電分離、網絡智能管理、充維結合等模式,而在后期運營中。不同模式的投資建設主體不同,然而都應該遵循一定的建設規劃及構架,這樣才能良好、效率地發展。
二、電動汽車充電設施全生命周期智慧化管理與運營系統架構設計
系統架構的設計是在智慧城市的理念和智慧城市基本構架上,以智慧城市中電動汽車建設目標為導向,考慮電動汽車面向不同相關者全生命周期各階段項目功能需求,提出智慧城市電動汽車管理與運營的系統構架和構架中的主要功能模塊。
(一)智慧城市
1、智慧城市目標及內容。智慧城市是數字城市的發展,運用物聯網、互聯網及云平臺等高級的信息和通信技術手段對城市的各種信息進行感應收集、分析、整合,對城市和人們生活的各個方面做出智能響應??偨Y歐洲智慧城市計劃書中的特征,智慧城市發展在以人為本的基本理念和核心上,應具有靈活性、創新性、可及性、全面性、可持續性。
2、智慧城市總體構架。通過國內外學者對于智慧城市的研究,智慧城市的總體構架主要包含四個層面:感知層、網絡層、平臺層、應用層。(圖1)
在感知層中主要包括各種信息感知設施;網絡層主要由有線及無線網絡傳輸設施組成,用于傳輸各種電動汽車相關信息;平臺層主要是對數據的共享和數據的處理兩個方面,通過數據的倉庫技術和分組管理,形成城市的各種數據庫,借助云共享功能對數據進行共享,通過云計算對數據進行處理,再通過集成地理信息系統和虛擬實現技術提供信息和技術等服務;在應用層面包括管理與運營中的各種業務,包括設計、決策、使用、監控四部分。
(二)智慧型電動汽車基礎設施管理與運營系統構架設計。智慧城市是一個巨系統,涉及城市生活的各方面,對于智慧城市中的一個發展建設項目,也應進行智慧的規劃和建設,促進城市的進一步發展。電動汽車及其充電設施的建設便是智慧城市中的一個項目,在智慧城市“以人為本”的理念和智慧城市基本構架上,以智慧城市中電動汽車充電設施建設目標為導向,考慮電動汽車面向不同相關者全生命周期各階段項目功能需求,提出了智慧城市電動汽車充電設施管理與運營的系統構架和構架中的主要功能模塊。(圖2)
電動汽車充電設施全生命周期智慧化管理與運營的系統構架的主要內容模塊圖如圖3所示。(圖3)
由圖3所示,電動汽車充電設施的管理與運營系統構架主要由設計、決策、使用、監控四大模塊構成。在項目前期,設計模塊主要包含電動汽車及其充電設施的設計,通過結合互聯網等信息技術,為使用者提供更高效、便捷的服務;在決策模塊主要包含投融資、財稅優惠及智能選址定容子模塊三個子模塊,為建設管理者提供了項目前期規劃、決策、投融資等服務。在項目使用中,使用模塊中主要由充電設施信息平臺及投訴調解服務子模塊構成,為使用者提供充電設施配套的各種公共服務。在項目后期,在監控模塊,主要是售后服務、電池回收、電池監控等,為使用者及建設管理者提供后期運營及售后的各種服務。
全生命周期的系統設計同樣也是對電動汽車充電設施的產業生態鏈的設計,本文只列舉了部分功能模塊,對于每個模塊都應不斷鏈接更多創新功能,使其成為一個高效、智能、完善的生態鏈。而要實現一個完善的生態鏈需要基于智慧城市的構架,將其運用到整個系統及各個環節,而各個環節通過智慧城市的信息技術能更好的協調合作。
(三)電動汽車基礎設施管理與運營系統子模塊及解決方案。子模塊的設計都遵循智慧城市“以人為本”的理念,由下向上進行設計,考慮服務對象的底層需求到上層的功能設計。通過智慧城市的構架及信息技術來實現這樣的設計。
1、云平臺。對于各個子模塊的構建及整個電動汽車管理與運營體系架構的構建都應建立在智慧城市的構架體系上。電動汽車及其充電設施的建設是一個巨系統,只有基于大數據及云平臺才能對各方做出考慮全局的統籌規劃,只有通過大數據、云平臺及智慧城市理念技術才能形成一個與政府、電力、物業、交通等大型終端及車載終端、駕駛者手機、pad、計算設備等小型終端相連的智能系統。電動汽車的規劃決策應通過云計算的虛擬化技術、分布式海量數據存儲、海量數據管理技術、云計算平臺管理等技術對各個子模塊進行構建,再通過云計算對整個管理及運營體系進行規劃。利用云計算平臺所提供的計算能力,并且充分考慮云計算平臺所設定的限制,開發出豐富多彩的電動汽車應用。向電動汽車的規劃者及使用者提供云平臺的基礎設施服務、平臺及服務和軟件及服務等功能及更多創新、智慧的服務。(圖4)
2、設計子模塊
(1)電動汽車功能設計。電動汽車的功能設計應服從由下向上的設計,遵從“以人為本”的理念,考慮使用者的需求偏好,為需求者提供更好的服務。對于新能源的電動汽車應該更好地結合智慧城市中的物聯網及互聯網技術,同時通過這些技術擴展使用者乘用期間汽車的車內功能,如聯合互聯網,對電動汽車加入車載信息服務,集成操作系統、大數據、通信、導航、云計算等資源,形成智能整車。車聯網平臺的設計便是基于智慧城市的構架及技術,實現了智能整車同其他物物相連。在感應層通過RFID設備、攝像頭等設備感應獲取使用者需求信息,通過互聯網等網絡進行信息共享,再通過云計算進行大量數據的計算,使使用者出行更便利,行駛期間車內功能更加高效。
(2)電動汽車基礎設施設計?,F在國際上的電動汽車充電設備主要有移動充電包、壁掛式充電器、充電樁及無線充電設施。在充電設施上應因地制宜,設計適合當地電網條件、便捷、智能的基礎設施。對于家用充電設備應便捷易攜帶,對于充電深度應該智能提示,延長電池的使用壽命;對于室外的充電設備應符合占地面積小、安全、智能等條件。在安全方面,能智能提示安全充電距離、危險源應,能智能測控溫度及電路故障,結合智慧城市感應層,提供充電設施及充電設施使用者的信息。在總體發展上,應該創新,發展無線掛充電、光伏充電等先進技術設施,與智能電網結合,通過電網負荷對充電站進行調節。
3、決策子模塊