想象一下，在不久的將來(lái)，你的城市會(huì)是怎樣？
在那里，交通方式豐富多樣、舒適環(huán)保。安全的自行車(chē)道遍布各地；“打車(chē)難”不再是問(wèn)題，因?yàn)橛写罅康团欧徘冶阋说摹盁o(wú)人出租車(chē)”。開(kāi)車(chē)的人更少了，城市中有了更多的公園和開(kāi)闊地，空氣質(zhì)量極佳。
在你的城市里，生活是愉快、健康、可持續(xù)的。你的城市是一個(gè)智能的城市。
智能城市，就像智能家庭一樣，是建立在“物聯(lián)網(wǎng)”的基礎(chǔ)上的。在智能家庭中，所有物品都連接在物聯(lián)網(wǎng)中，它們通過(guò)收集、儲(chǔ)存和分享用戶(hù)信息來(lái)提高環(huán)境的效率。而在智能城市中，物聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)展到了家庭以外，整個(gè)城市的自動(dòng)設(shè)備全都在線(xiàn)。這些設(shè)備的信息匯集在一起就是大量的市政數(shù)據(jù)，智能城市利用這些大數(shù)據(jù)來(lái)了解它的居民，以便于提高城市的效率。
智能城市的根本是互相連接的社交網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)。有了這些網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)，研究員們就可以把大數(shù)據(jù)應(yīng)用在城市規(guī)劃中。美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）的數(shù)據(jù)、系統(tǒng)和社會(huì)研究所（IDSS）正著手于用大數(shù)據(jù)解決社會(huì)問(wèn)題。其成員SarahWilliams就是一個(gè)使用數(shù)據(jù)做決策的城市設(shè)計(jì)師。
“當(dāng)大多數(shù)人都能理解數(shù)據(jù)的時(shí)候，社會(huì)變革就可以開(kāi)始了?！盬illiams說(shuō)，“數(shù)據(jù)改變了我們看待世界的方式，它向我們展示了過(guò)往政策的結(jié)果，同時(shí)為未來(lái)的新策略提供了重要信息?！?/p>
Williams的興趣是研究IDSS對(duì)城市系統(tǒng)的影響力，而她的一些同事們則在為未來(lái)城市發(fā)明新科技，比如無(wú)人車(chē)和智能電表。這些技術(shù)將有效地提高城市的生活水平，解決現(xiàn)有的社會(huì)難題。
智能的城市交通
交通是城市生活最大的問(wèn)題之一，也是智能城市中最需要?jiǎng)?chuàng)新的領(lǐng)域。近期火熱的概念是無(wú)人車(chē)，IDSS航空與航天工程組的成員EmilioFrazzoli在無(wú)人車(chē)的創(chuàng)新上就有不小的進(jìn)展。
去年秋天，F(xiàn)razzoli和其他教授們組建團(tuán)隊(duì)，參加了新加坡–MIT共同舉辦的無(wú)人車(chē)試點(diǎn)測(cè)試。他們的團(tuán)隊(duì)帶來(lái)了“無(wú)人高爾夫車(chē)”。在為期六天的公開(kāi)展示中，參觀者們可以在大花園內(nèi)的任意地點(diǎn)從網(wǎng)上召喚“無(wú)人高爾夫車(chē)”，并乘坐它前往預(yù)先設(shè)置好的目的地。這些小號(hào)的汽車(chē)以最高每小時(shí)15英里的速度穿梭在公園中，靈活自如地躲避行人和騎行者。
Frazzoli正在研究什么樣的技術(shù)可以讓無(wú)人車(chē)正式上路?！叭绻芨鼜V泛地使用，無(wú)人車(chē)將改變我們對(duì)個(gè)人出行的看法，尤其是在城市中?！盕razzoli說(shuō)，“無(wú)人出租車(chē)可以自主接客、載客、尋找停車(chē)場(chǎng)、或接待下一個(gè)客戶(hù)。這會(huì)使得公共交通像私家車(chē)一樣便利?！?/p>
Frazzoli對(duì)無(wú)人車(chē)技術(shù)的另一貢獻(xiàn)是他和MIT教授CarloRatti一起發(fā)明的數(shù)學(xué)模型。這個(gè)模型計(jì)劃讓十字路口變成自動(dòng)的、“空位制”的。這些自動(dòng)化的十字路口將不再需要信號(hào)燈，因?yàn)闊o(wú)人車(chē)會(huì)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)交流，確保每一輛車(chē)恰好在它所屬的時(shí)間空位進(jìn)入十字路口。這樣就可以減少不必要的剎車(chē)和等待，加快交通效率。Frazzoli的模型展現(xiàn)了一種可能的未來(lái)，一個(gè)沒(méi)有信號(hào)燈的城市。只不過(guò)，如果想要實(shí)現(xiàn)這一未來(lái)，在其他領(lǐng)域還需要有新的創(chuàng)新，比如如何讓行人和騎行者安全地通過(guò)自動(dòng)化的十字路口。
智慧的行為選擇
智能城市最聰明的一點(diǎn)，不是機(jī)械和系統(tǒng)上的進(jìn)步，而是幫助居民們學(xué)習(xí)如何保護(hù)資源，尤其是他們自己的金錢(qián)。研究者使用大數(shù)據(jù)建立激勵(lì)措施，鼓勵(lì)人們依照更高效的模型做出選擇，比如錯(cuò)峰出行。
IDSS成員JessikaTrancik與公共環(huán)境工程教授MosheBen-Akiva共同探究如何幫助改變?nèi)藗兊慕煌ㄐ袨?。他們二人和其他幾個(gè)小組一起，開(kāi)發(fā)了“最佳出行系統(tǒng)”，系統(tǒng)會(huì)獎(jiǎng)勵(lì)那些做出理想行為的用戶(hù)。在生活的其他方面，最優(yōu)化的行為總能帶來(lái)最好的回報(bào)，而在交通上人們還沒(méi)有注意到這一點(diǎn)。
Trancik說(shuō)：“人們依據(jù)個(gè)人偏好和交通信息來(lái)做決策。獲得信息的多少對(duì)人們的判斷有著很大的影響?！庇辛藴?zhǔn)確的實(shí)時(shí)信息和反饋，用戶(hù)可以更有效地行動(dòng)。
在智能城市中，每一個(gè)行為和選擇都被測(cè)量成數(shù)據(jù)，以便于城市規(guī)劃者和工程師們分析?！斑@就是為什么模型很重要。通過(guò)模型我們可以把最重要的信息匯聚到一起。展現(xiàn)給用戶(hù)的，是有關(guān)交通的所有可能的選擇?！盩rancik說(shuō)。
這種個(gè)人對(duì)于數(shù)據(jù)的快速反應(yīng)，不僅僅可以應(yīng)用于交通上，更重要的是在能源市場(chǎng)上。
智能的能源系統(tǒng)
對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，想要在能源市場(chǎng)中做出正確的、基于實(shí)情的判斷，是最難也是最重要的。這是因?yàn)槟茉词袌?chǎng)通常是“封閉”的——需求不隨價(jià)格的波動(dòng)而改變。雖然能源市場(chǎng)的價(jià)格變化非常頻繁，但由于大部分消費(fèi)者無(wú)法獲得實(shí)時(shí)的資訊，根本來(lái)不及對(duì)市場(chǎng)做出反應(yīng)。所以，消費(fèi)者們通常怎么方便怎么做，而不是按照價(jià)格來(lái)選擇，能源公司因而可以按照消費(fèi)者的需求隨意定價(jià)。
當(dāng)消費(fèi)者有了實(shí)時(shí)的價(jià)格信息后，比如使用了智能電表，他們的需求就可隨價(jià)格改變。這種反饋行為對(duì)現(xiàn)有的市場(chǎng)是有一定“破壞性的”。IDSS主任MuntherDahleh研究發(fā)現(xiàn)，有了實(shí)時(shí)信息后，需求的波動(dòng)會(huì)非常頻繁而劇烈。如果供給側(cè)沒(méi)有做好準(zhǔn)備，跟不上需求的波動(dòng)，就會(huì)非常危險(xiǎn)。
Dahleh和他的同事們正在用“控制理論”研究這種供給和需求的聯(lián)系。“控制理論”是工程與數(shù)學(xué)中，研究系統(tǒng)如何因反饋而自我改變的一個(gè)分支。他們嘗試建立一個(gè)反饋圈，使得消費(fèi)者可以隨著價(jià)格的波動(dòng)做出反應(yīng)，但同時(shí)確保需求的波動(dòng)不是太過(guò)劇烈。解決這一問(wèn)題會(huì)讓能源策略更加高效，并讓電網(wǎng)系統(tǒng)更智能。Dahleh說(shuō)，“智能電網(wǎng)會(huì)通過(guò)測(cè)量消費(fèi)需求減少壓力。為了實(shí)現(xiàn)這一可能，我們?cè)谠O(shè)計(jì)激勵(lì)模型和策略，通過(guò)價(jià)格和信息來(lái)指引消費(fèi)者們做出合理的選擇?！?/p>
展望未來(lái)
在不久的將來(lái)，智能城市會(huì)由彼此相連的新科技組成，比如智能電網(wǎng)和反饋圈。它們將幫助人們做出知情的、高效的選擇。與此同時(shí)，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)則會(huì)讓研究員們進(jìn)一步改善這些系統(tǒng)，使人們的生活更加高效。
智能城市的愿景也包含了一些問(wèn)題，如網(wǎng)絡(luò)安全和信息隱私，但是智能城市將極大地提高人們的生活質(zhì)量。IDSS的研究者們所做的貢獻(xiàn)，在未來(lái)可能會(huì)讓耗能?chē)?yán)重的巨型城市變成“智能的巨型城市”，以高效的網(wǎng)絡(luò)取代阻塞的系統(tǒng)，帶給人們可持續(xù)的城市生活和更美好的未來(lái)。
