智慧城市需要對基礎設施采取整體方案
——實現(xiàn)城市可持續(xù)化的需求將推動采用一系列智能解決方案

/MorandFachot 中國電器工業(yè)協(xié)會標準化與技術(shù)評價中心 孟子舒（譯） 張亮（校）/

智慧城市需要對基礎設施采取整體方案
——實現(xiàn)城市可持續(xù)化的需求將推動采用一系列智能解決方案

/MorandFachot 中國電器工業(yè)協(xié)會標準化與技術(shù)評價中心 孟子舒（譯） 張亮（校）/

巨型城市—紐約—將成為保持可持續(xù)性的智慧城市（照片：NASA）

隨著全球不可阻擋的大規(guī)模城鎮(zhèn)化趨勢，城市需要在多層面實現(xiàn)可持續(xù)性。解決途徑為在所有層面設計智能解決方案，以應對多方挑戰(zhàn)，發(fā)展智慧城市。

不可阻擋的趨勢

根據(jù)最新UN報告，2014年，54%的世界人口居住在城市，隨著另外25億人口移居至城市，到2050年此數(shù)據(jù)有望增至66%。此外，2014年，全球范圍內(nèi)現(xiàn)有28個1000萬以上居民的巨型城市，預計至2030年將出現(xiàn)41個巨型城市。

多數(shù)城市及建筑服務直接或間接地依靠電工電子技術(shù)，并逐漸依托IT系統(tǒng)。颶風桑迪2012年登陸美國東北部，數(shù)百萬人意識到中央電力對生活的重要性。中央電力供應切斷后，水供應被切斷、污水泛濫、火勢失控、所有形式的信息和交通均被中斷。

需要實現(xiàn)可持續(xù)性

城市必須實現(xiàn)經(jīng)濟、社會、環(huán)境的可持續(xù)性，并在未來成為“智慧城市”，從而得以繁榮發(fā)展，避免出現(xiàn)重大問題。IEC白皮書《協(xié)調(diào)可持續(xù)智慧城市基礎設施》指出，這只能通過融合基礎設施及服務提升城市效率。

改進智慧城市整體效率的技術(shù)解決方案已存在于許多領域，如建筑、交通、工業(yè)和服務。包括能量管理（發(fā)電和配電）、照明、供熱和制冷、設備、信息網(wǎng)絡和移動解決方案。數(shù)百個IEC國際標準將實現(xiàn)能源、建筑和家庭、照明、移動和其他智能解決方案的智慧融合。IEC智能電網(wǎng)標準路線圖中編制了許多使城市更加智能的國際標準。

物聯(lián)網(wǎng)（IoT）是用來連接可以生成、傳輸和共享數(shù)據(jù)、嵌入傳感器或移動設備的對象或設備的網(wǎng)絡，在智慧城市發(fā)揮核心作用。

智慧能源

智慧能源需要優(yōu)化電力供應系統(tǒng)。這包括新可再生能源、輸配電網(wǎng)絡的構(gòu)建以及聯(lián)結(jié)用戶裝置的融合。

IEC技術(shù)委員會（TC）8：供電系統(tǒng)因素與其他IEC TC合作，協(xié)調(diào)、合作并編寫此領域的國際標準和其他可交付文件。IEC分技術(shù)委員會（SC）8A針對大容量可再生能源并網(wǎng)制定國際標準?？稍偕茉磭H標準則由IEC TC82（太陽能光伏（PV）能源系統(tǒng)）、IEC TC88（風力機組）（IEC61400系列）制定。

IEC TC57（電力系統(tǒng)管理和相關信息交換）制定的國際標準對智慧能源同樣重要。其包括變電站的通信網(wǎng)絡和系統(tǒng)、以及電力自動化（IEC 61850系列）、電力企業(yè)應用集成（IEC 61968系列）、電力系統(tǒng)管理和相關信息交換（IEC 62351 系列）以及能量管理系統(tǒng)應用程序接口（IEC 61970系統(tǒng)）。

適當?shù)哪茉垂芾硇枰獪蚀_的計量。多功能、通信“智能”表計對比能源輸出/輸入、需求和電能質(zhì)量進行測量，并對負載、本地發(fā)電、客戶信息、客戶和合同和其他建設智能電網(wǎng)和智慧城市時的必要附加功能價值的管理。IEC TC13（電能測量與控制）聯(lián)合其他IEC TC如TC 8和TC 57為此制定了國際標準。

更智能的建筑

建筑占全球能源需求的40%，并且很快將達到60%。

智慧城市需要更智能、能效更高的建筑。建筑中的自動扶梯、電梯、門禁系統(tǒng)、供暖通風與空氣調(diào)節(jié)或設備均使用電力。

自動化使建筑更智能。因商用建筑的翻新和現(xiàn)代化頻率更高，因此其自動化程度比居住建筑更先進。建筑自動化包括安裝可編程的恒溫器、計時器和傳感器，從而按要求控制熱量開關、通風、燈光、電梯及其他設備如安保系統(tǒng)。IEC SC 47E（分立的半導體設備）為多種傳感器用零部件制定國際標準。

報警系統(tǒng)和電子安保系統(tǒng)使建筑更加智能，包括門禁控制、報警傳輸、火災探測報警、入侵報警系統(tǒng)、社會報警及關聯(lián)遠程接收和/或監(jiān)測中心的系統(tǒng)。IEC TC 79負責制定報警及電子安保系統(tǒng)的國際標準。

ISO/IEC第1聯(lián)合技術(shù)委員會（JTC）/第25分技術(shù)委員會（SC）/第1工作組（WG）（信息技術(shù)設備互連——家庭電子系統(tǒng)）為能量管理系統(tǒng)及家居自動化/家居電子網(wǎng)絡標準鋪路，使消費者能夠控制其用能并對其設備進行更深度的編程。

世界上一部分國家著力建設零能源建筑：使用過程中產(chǎn)生與消耗等量能量的建筑。除節(jié)能開發(fā)技術(shù)和絕緣，還可以通過結(jié)合存儲系統(tǒng)的PV或地熱等可再生能源、熱泵、插電式電動汽車（EV）實現(xiàn)。

智能照明

智能照明適用于建筑，也能在公共場所或街道、廣場和停車場等戶外場所安裝。

占地方政府電力賬單40%的街道照明設備可實現(xiàn)長期節(jié)能、得到良好的投資回報?；贚ED的照明解決方案替代高強度氣體放電燈，引入定制和智能解決方案，特別是結(jié)合能夠遠程開/關和多層次調(diào)節(jié)亮度的控制節(jié)點和多種傳感器?；贚ED的照明燈能效也極高。IEC TC 34（燈具和相關設備）為包括LED燈在內(nèi)的燈具和相關設備制定國際標準。

智能移動

隨著更多人不得不長途跋涉上下班，城市面臨著日漸惡化的交通問題。更廣泛的引入智能移動系統(tǒng)和EV為這個難題提供了解決方案。

智能移動系統(tǒng)可能包括行駛在專用導軌的無人駕駛電動車，就像在一些機場或靠近阿布扎比的馬斯達城、阿聯(lián)酋（UAE）和交通樞紐的情景一般。

優(yōu)化信號運行以提升交通流量的自適應交通控制系統(tǒng)已在一些城市區(qū)域投入，將與安裝在汽車中的自適應巡航控制系統(tǒng)協(xié)同在智能移動領域發(fā)揮更加重要的作用。

私人及公共交通用電動汽車均需要減少排放有害氣體。也可以將私人及公共交通與智能基礎設施相結(jié)合，通過插電式電動汽車與電網(wǎng)進行通信，向其提供電力，或根據(jù)電網(wǎng)需求控制充電量。

IEC TC 69（電動道路車輛與工業(yè)卡車）為電動汽車傳導和感應充電制定國際標準。

電池對于智能移動和電力能源存儲同樣重要。IEC TC 21（蓄電池）為蓄電池制定國際標準。

廢水和廢棄物管理

更多人移居城市，用水需求與廢水、固體廢棄物管理需求隨之與日俱增。

淡水供應極大依賴電力系統(tǒng)，從取水、輸送到水管道網(wǎng)絡到確認水安全可食用的凈水裝置。供水系統(tǒng)將逐漸連接至IT網(wǎng)絡，并支持遠程操作。

廢水處理同樣高度自動化，并依賴水泵旋轉(zhuǎn)電機等電力設備使澄清池和曝氣池工作。

固體廢棄物管理依賴傳送帶等電氣系統(tǒng)和機械，就像淡水供應和廢水處理需要旋轉(zhuǎn)電機設備一樣。IEC TC 2為此進程中所用的旋轉(zhuǎn)電機制定國際標準。

網(wǎng)絡安全

智慧城市（和智能建筑）值得特別留意的重要因素之一是其多重系統(tǒng)需要防范對抗網(wǎng)絡攻擊。

由于大部分構(gòu)成智慧城市環(huán)境的系統(tǒng)基于IT、互聯(lián)互通，這些系統(tǒng)可能成為網(wǎng)絡攻擊以致中斷或徹底關閉特定系統(tǒng)的目標。

兩個特別成立的機構(gòu)表明了IEC對網(wǎng)絡安全重要性的重視。

IEC標準化管理局已經(jīng)成立針對信息安全和數(shù)據(jù)隱私顧問委員會（ACSEC）以應對“涉及多個IEC特定技術(shù)委員會的信息安全和數(shù)據(jù)隱私顧問事務”及其他任務。

IEC合格評估委員會（CAB）已經(jīng)成立第17工作組（WG），IECEE已成立政策和策略（PSC）WG，兩者都針對網(wǎng)絡安全。

根據(jù)全球?qū)I(yè)服務網(wǎng)絡Deloitte近期報告，“隨著潛在破壞范圍從攻擊個人隱私擴展到公共系統(tǒng)的整體癱瘓，一個易遭受攻擊的單個設備可能將整個生態(tài)系統(tǒng)暴露在攻擊范圍”內(nèi)。

涉及許多TC

更多針對所有智能電網(wǎng)和智慧城市建筑模塊的國際標準正由多個IEC 技術(shù)委員會及其分技術(shù)委員會制定，以促進定制化解決方案發(fā)展。

除去這些，考慮到未來智慧城市的重要性，SMB已經(jīng)設立智慧城市的第1系統(tǒng)評估組（SEG）。評估組目前正與不同組織合作制定參考架構(gòu)和標準化路線圖，并探究IEC內(nèi)外的聯(lián)系。這包括ISO/IEC JTC1、ISO、ITU-T（國際電信聯(lián)盟電信標準化部門）及其他組織。

SEG 1中有180多名活躍專家，其下設8個工作組（研究關于城市服務持續(xù)性、城鎮(zhèn)規(guī)劃和模擬系統(tǒng)、城市設施管理、用例、智慧城市評估、智慧城市標準制定）及3個任務組。SEG 1今年年末將轉(zhuǎn)為系統(tǒng)委員會（SyC）。

除這些工作，IEC市場戰(zhàn)略局（MSB）召集領導國際公司的首席技術(shù)官員負責智慧城市白皮書《協(xié)調(diào)可持續(xù)智慧城市基礎設施》的編寫。

多個IEC TC、IEC SEG 1和其他組織的工作均推動智慧城市發(fā)展。

（轉(zhuǎn)載請注明文章來自IEC e-tech。）