建设智慧城市技术路线图的关键技术分析

　　我们进一步分析了事态发展、视觉元素、挑战[Geels2006，Kempetal.1998]和收到了一个创新路线图案激发的解决方案，这个路线图案基于应用系统概念的过渡、细分市场和领域，系统性概念创新路线图评价方法的支撑和社会变化路线图的发展。这种方法认为四个层面的趋势：技术变革、业务变化、改变政策和社会的变迁即将到来。这个概念的"利基"表示新兴而根本性的创新有潜力来修改现有价值网络(或"机制")。文中的"智慧城市"，一个组合的创新项目，政策工具，开放实验环境，如生活实验室，赋予权力的公民和颠覆性技术可以预期制定这样的"利基"。
　　
　　在拟定路线图的过程中，我们专注于特定的动态和三个主要影响互联网的技术：云计算；现实世界的用户界面的传感器、标签；还有语义网。其目的是评估智慧城市解决方案和操作，这些技术和信息的收集和处理、实时警报、集体智慧、学习的问题解决，其中描述了智慧城市信息和认知过程所产生的更改的预期效果。
　　
　　未来互联网域名景观包括多种多样的研究分支和为未来互联网设计选择的相关主题。例如，在物联网被认为是主要的研究和创新流领导，在大量的房屋、车辆、街道、建筑物和许多其他公共环境中的分布式电子设备互连物理和虚拟世界中创建大量的服务机会。因此，大量的数据将在因特网上流动，不应降低总体服务性能和满意度。[Calabreseetal.2009]建议检查的实时控制系统的四个关键职责：在一个环境不确定性的地点实体来控制；传感器能够获得实时信息实体的状态；情报能力评估系统性能与预期结果；物理驱动器能够作用于系统实现控制策略。这个观点对应于新技术范式的嵌入式空间智慧和智慧城市。未来研究所[Townsendetal.2011]还确定了一些关于智能城市未来互联网技术的主要趋势，智慧城市开始出现云计算、智能传感器和设备以及开放数据。
　　
　　云计算和智慧城市
　　
　　云计算基于高速网络、虚拟化和主要的标准化平台与应用程序等技术进步。然而，"云计算是一种新的提供计算资源的方式，而不是一个新技术"[澳大利亚政府2011]，通过互联网和一系列的新商业模式的外包提供计算服务。国家标准与技术研究所提供的云计算组成的五个基本特征(点播自助服务、无处不在的网络访问、表的使用、弹性和资源库）、三个服务模式（软件即服务SaaS，平台即服务Paas和基础设施即服务IaaS）与四种部署模式（私营、社区、市民和混合型)的程式化的说明[MellandGrance2011]。
　　
　　在云计算方面的进展预测到Gartner对云计算的炒作周期[Gartner2010]，这是该领域的技术定位38个不同阶段的炒作周期。
　　
　　在这种类型的分析，每个炒作周期是由代表典型的一种新兴的技术进展的五个阶段组成：(1)"技术触发"或技术上的突破和产生极大兴趣的厂商的产品上市，(2)"通货膨胀预期的峰值"的阶段过度热情和不切实际的期望，(3)"理想幻灭的低谷"的利益下降，因为技术无法满足期望而迅速变得过时，(4)"启蒙上升期"带来的好处与实验和实践技术的应用，(5)"生产力成熟期"，该技术的好处被广泛的展示和接受。关于云计算的预期非常高。然而，大多数技术在"技术触发"阶段，和云计算总体处于高峰期间的预期，一些解决方案在试验阶段，没有显示证明的阶段。这些解决方案的时间框架从2到10年，而且作为一个服务只有虚拟化和软件才更接近主流。
　　
　　云计算，以及它如何影响智慧城市的解决方案已经在几个预测2020年的出版物中讨论了[汤森等人，2009，2011]。在短期，云计算将由大型商业云，政府承诺的是G-clouds模型(更大的)城市，创造城市云，降低IT成本，并为小型企业应用程序和电子商务提供平台。云计算是物理空间虚拟化和数字产品替换的开始或新的可能。因为全球2009年危机的已有的许多活动和网络，从研发到市场，允许公司和组织以虚拟维持运作在财政紧缩的时代，获得灵活性和降低固定成本。它维持城市的新增长行业，现在一个更广泛的运动正在从制造业向服务业、从产品到服务发展，如材料和无形的基础设施开始由云提供了。
　　
　　极为重要的是预期的标准化智慧城市系统、平台和应用程序，在这方面提供重要的服务。标准化将加速技术扩散和学习，作为城市行政部门和他们的IT部门，他们会为主要地区和城市部门寻找已得到验证的解决方案。我们应该期望城市的20不同领域中能出现一个标准化平台和应用程序的协同创新生态系统，与典型的城市服务（CBD、制造业、住房、教育)、城市公用事业(交通、能源、水、宽带）和城市管理（行政、民生、规划）相联系。协同创新生态系统可能会出现在这些领域。
　　
　　现实世界的用户界面、传感器、电子标签和智能城市
　　
　　物联网包括RFID和传感器网络是另一个重要新兴产业链，这帮助克服智慧城市应用程序市场分散和解决方法单一的问题，并为所有城市提供解决方案。通用体系结构的示例包括网络化的RFID(被动的和主动的，移动设备)，传感器网络(多通道传感器和致动器，内置的智能代理)，和连接的对象，比如分布式智能系统、智能对象和生物识别技术[Lemke2010]。新一轮的应用程序，比如位置感知应用程序、语音识别、网络微支付系统,移动应用程序商店，这些已接近主流市场，可能在城市的物理空间提供广泛的嵌入式系统服务。增强现实技术在移动设备和智能手机领域也是一个热门的话题，下一步实现位置感知应用程序和服务[Gartner2010]。
　　
　　虽然物联网技术在未来被利用，并在物理世界和虚拟世界之间建立联系在很大程度上仍取决于投机，有预测他们将带来巨大的经济效益。经合组织的政策指导鼓励研究对经济和社会影响和促进企业界研发鼓励技术中立，开放的全球标准和统一的频带[OECD2008]。
　　
　　嵌入式的传感器网络和物理空间的城市的设备预计将启用一个新型的智能空间，进一步推进创建的web2.0应用程序，社交媒体和众包的功能。实时的空间智能直接影响了城市向其公民提供服务。空间智能化城市的概念指的是使一个城市智能或有智能的机制，并允许统一这些"信息城市"和"智慧城市"的重点关注的潜在信息和在一个共同的研究领域的认知过程(http://en.wikipedia.org/wiki/Spatial_intelligence_of_cities)。物联网让我们更接近威廉米切尔[Mitchell2007]形容的智能城市，即一个"数字通信网络(神经)，嵌入式智能(大脑)、传感器和标记(感觉器官)和软件(知识和认知能力)日益有效地组合"的城市。集体智慧和社交媒体已经成为了空间智能化城市的主要推动力。社交媒体提供了技术层组织集体的智慧、大众平台、聚合、web协作和其他参与解决问题的手段。现在，嵌入式系统突出显示位置准确、实时的信息空间智力。智慧城市的仪器仪表以及联网的移动设备和传感器拥有收集和分析数据并提高预测和管理城市的流动的能力，这样就能推动城市智能前进[Chen-Ritzoetal2009]。对于这种类型的嵌入式空间智力，重要的是城市物联网平台为无处不在的传感器网络体系结构下的智能信息基础设施提供一个共同的框架，用于传感器网络的发展[Hernández-Munozetal2011]。
　　
　　语义网，关联数据、本体和智能城市
　　
　　智慧城市的OVUM报告[Ovum2011]认为云计算和物联网是建立在一层开放的公共数据和用于快速决策的先进的分析方法基础上的无处不在的连通体。开放标准的趋势已经消耗政府数据，许多机构都提供访问那些刺激了应用程序出现的数据的权力，这些应用程序就是用来进行信息检索和做出决策的。来自与各种资源、政府、传感器、公民和企业的数据，给高级分析功能和智能检测模式、生成警报，可视化的信息和预测趋势提供了机会。
　　
　　在数据驱动的决定下，技术预报和预测分析是建立在很多领域的基础上的。相对较新的是由本体所提供的语义，如利用Good-Relations注释器工具创建丰富的RDF元数据来描述产品或服务和介绍HTML5。云端将为在云计算中相关的任何对象，提供关联数据额外的功能。语义网预计将冲破障碍，吸收来自不同源的数据，并用有意义的方式把它呈现出来。社会化媒体通过合作和集体智慧可以达到一个更高层次的效率和信息的准确性。未来媒体研究和技术提供一系列的解决方案，也许是并行物联网和嵌入式系统为内容管理提供了新的机遇。媒体互联网技术是数字多媒体内容和互联网技术的十字路口，其中包括媒体正在传递通过互联网的网络技术和媒体正在生成、消耗、共享和丰富的web技术。未来因特网的功能所支持的技术，如身临其境的多重感觉的环境中内容和上下文的融合，根据用户的位置和上下文的基于位置的内容、增强现实应用程序，开放和联合内容存储和分布为创新生态系统城市的新电子商务提供平台。
　　
　　用户和用户驱动创新的参与是成功的重要前提条件。Web2.0时代推动城市开始考虑将互联网(包括手机)作为一个动员公民和游客参与更多活动的工具。许多措施都是城市发起的。它看起来已经像一个示例，在生活实验室的调查和预测数字技术的基础上，人们生活在这座城市及其城市所涉问题的方式将如何改变。总之，未来互联网、生活实验室和智慧城市形成一个包括用户/公民、ICT公司、科研人员和决策者的智能化创新生态系统。在这个生态系统中，未来互联网描绘了科技的推动、智能城市描绘了应用程序牵引、生活实验室在FI技术和智能城市的应用程序之间形成探索和参与的平台。与实验平台相比，生活实验室构成一个4P(公共、私人和集体协作)的生态系统，给用户/公民提供机会来共同开发基于技术平台的创新场景，如涉及大型企业和中小企业以及从不同的学科入手的学术界的FI技术环境。看来未来互联网的发展可以使用户或者公民以建立自己的内容或建立与城市公共开放数据的混搭新应用程序来开发创新的方案。