霍布斯：未來智能城市試驗(yàn)基地

文/姬晴晴 工信部電子科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所 本刊編輯整理/楊立平

霍布斯：未來智能城市試驗(yàn)基地

文/姬晴晴 工信部電子科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所 本刊編輯整理/楊立平

霍布斯市創(chuàng)新、技術(shù)和測試中心

位于新墨西哥州東南部利郡的霍布斯市（Hobbs City），占地近40km2的“創(chuàng)新、技術(shù)和測試中心”是美國第一座未來智能城市。測試中心由美國飛馬控股公司投資10多億美元興建，以南卡羅琳娜州的一座真實(shí)城市為模型，城內(nèi)擁有高速公路、住房、商業(yè)建筑等人類生活必需的各種基礎(chǔ)設(shè)施。雖然住房中家具、水電等設(shè)施齊全，但卻無人居住，是一座專供企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)測試智慧城市新技術(shù)的智慧城市試驗(yàn)場。

飛馬控股是一個(gè)私營國際科技發(fā)展公司，意欲將測試中心打造為世界上最大的測試評(píng)估中心，從而突破目前存在于三大主要領(lǐng)域的研究壁壘：聯(lián)邦政府資助的研究成果商業(yè)化成果慘淡；由于規(guī)模、范圍和監(jiān)管的限制，新產(chǎn)品或新服務(wù)在真實(shí)世界傳統(tǒng)環(huán)境中的過渡測試幾乎不可能；小企業(yè)和創(chuàng)新者由于成本等影響因素，幾乎被完全鎖定在了聯(lián)邦和私營測試和評(píng)估設(shè)施之外。

雖然知識(shí)產(chǎn)權(quán)商業(yè)化是無數(shù)的政府和私人實(shí)驗(yàn)室的目標(biāo)和使命，但是這些致力于此項(xiàng)使命的人們卻都飽受現(xiàn)行法律、金融和文化上的阻隔，使得商業(yè)化的過程變得極為緩慢低效。測試中心在設(shè)計(jì)之初，就開始致力于打破這些技術(shù)轉(zhuǎn)化的壁壘，盡可能地尋求技術(shù)轉(zhuǎn)化的改進(jìn)，力求成為聯(lián)邦、學(xué)術(shù)界和私營部門研究機(jī)構(gòu)的一個(gè)額外選擇，而不是一個(gè)有競爭性的替代。同時(shí)，測試中心也能夠支撐其研究發(fā)展過程和預(yù)算，同時(shí)尊重他們研究的獨(dú)立性、保密性和專有性。

測試中心以前所未有的規(guī)模為產(chǎn)品開發(fā)者們提供了物理操作基礎(chǔ)設(shè)施，用以測試和評(píng)估他們的下一代創(chuàng)新潛力。它擺脫了普遍存在于研究實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中的監(jiān)管或安全等方面的限制，可以進(jìn)行廣泛的測試，甚至是在條件不夠純凈和底層操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施不健全的跨學(xué)科環(huán)境中進(jìn)行。其實(shí)，它是使得一個(gè)新產(chǎn)品、新技術(shù)、操作系統(tǒng)或服務(wù)得以“內(nèi)置于”真實(shí)世界的測試機(jī)制得到更強(qiáng)效果的場所。

測試中心會(huì)對(duì)所有的申請(qǐng)者開放，特別是小企業(yè)。對(duì)于大多數(shù)企業(yè)來講，成本仍然是一個(gè)很大的障礙。因此，它積極同國家和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展伙伴共同提出創(chuàng)新舉措，建立互惠互利方案，允許使用測試中心的設(shè)施為產(chǎn)品商業(yè)化和經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供先導(dǎo)性的支撐。

通過為世界上的公共實(shí)驗(yàn)室、大學(xué)和私營部門的最新技術(shù)和創(chuàng)新提供“端到端”的測試和評(píng)估，測試中心將成為加速應(yīng)用化、市場化研究的催化劑。這些創(chuàng)新若投入制造，將成為美國奪回制造業(yè)優(yōu)勢必不可少的因素，同時(shí)對(duì)于培訓(xùn)一批經(jīng)驗(yàn)豐富、受過良好教育的勞動(dòng)力來說也至關(guān)重要。與此同時(shí)，在能源、交通、基礎(chǔ)設(shè)施、醫(yī)療保健和環(huán)境保護(hù)中，先進(jìn)創(chuàng)新技術(shù)的商業(yè)化也有助于改善我們的生活環(huán)境。

測試中心旨在為下一代的創(chuàng)新科技提供開放化、商業(yè)化的測試試驗(yàn)場，聯(lián)邦政府實(shí)驗(yàn)室、高校、非盈利性技術(shù)中心、聯(lián)邦部門和機(jī)構(gòu)，以及私營部門均可在此實(shí)驗(yàn)。它的設(shè)計(jì)就是為了讓新技術(shù)得以融入城市、郊區(qū)和農(nóng)村的“傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施”中，并提供詳細(xì)的可衡量的試驗(yàn)結(jié)果，如其對(duì)經(jīng)濟(jì)和許多其他社會(huì)部門的影響——交通、電信、社會(huì)安全和農(nóng)業(yè)等。

以南卡羅來納州羅克希爾市為“模型”，測試中心將包含城市內(nèi)部所有集成的實(shí)體設(shè)施，包括城區(qū)郊區(qū)、農(nóng)村、標(biāo)準(zhǔn)化公路、建筑以及水利、電力、通信和運(yùn)營系統(tǒng)等。它允許客戶測試他們提出的下一代創(chuàng)新和技術(shù)，及相關(guān)硬件、軟件的成本和效益。鑒于該測試中心對(duì)新墨西哥州經(jīng)濟(jì)的巨大影響，國家和許多地方政府、州立大學(xué)和聯(lián)邦實(shí)驗(yàn)室與飛馬國際已建立起了穩(wěn)固的關(guān)系，以期打造一支強(qiáng)大的可持續(xù)的工作團(tuán)隊(duì)。

一、城市試驗(yàn)區(qū)

城市試驗(yàn)區(qū)是一個(gè)以美國一座人口數(shù)量約為35000的20世紀(jì)典型中小型城市為原型搭建的試驗(yàn)環(huán)境，建有完整房屋和商用建筑、市內(nèi)道路以及高速公路。同時(shí)，屋外也會(huì)有無線和固網(wǎng)通信等新舊并存的基礎(chǔ)設(shè)施、公共設(shè)施，屋內(nèi)則同樣安置有各類家用電器、電子、家具及衛(wèi)浴等設(shè)施。

霍布斯市城市試驗(yàn)區(qū)

真實(shí)城市是時(shí)刻處在變化之中的，需要不斷地新建與改建來滿足居民們不斷變化的需求。城市試驗(yàn)區(qū)的組建充分考慮到適應(yīng)性和靈活性的問題，個(gè)性化的元素或建筑物可以修改或添加，試驗(yàn)區(qū)還可以根據(jù)需要附加新的地區(qū)，擴(kuò)大試驗(yàn)規(guī)模。

城市試驗(yàn)區(qū)將提供一個(gè)傳統(tǒng)的城市環(huán)境，新技術(shù)可以在此進(jìn)行大規(guī)模測試，在產(chǎn)品進(jìn)入市場之前，研究人員和制造商得以對(duì)產(chǎn)品性能的不可預(yù)測性進(jìn)行管理掌控。

二、城郊試驗(yàn)區(qū)

郊區(qū)試驗(yàn)區(qū)位于城市試驗(yàn)區(qū)的外圍，郊區(qū)試驗(yàn)區(qū)將細(xì)分為多種行業(yè)專屬試驗(yàn)區(qū)域，包括：能源試驗(yàn)區(qū)，提供生物能、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、油氣的試?yàn)環(huán)境；水資源試驗(yàn)區(qū)，提供生物修復(fù)試驗(yàn)環(huán)境和噴霧領(lǐng)域、海水淡化試驗(yàn)環(huán)境；農(nóng)業(yè)試驗(yàn)區(qū)，提供食品、作物生產(chǎn)、植物遺傳學(xué)、抗旱試驗(yàn)；環(huán)境新區(qū)試驗(yàn)區(qū)，提供國際城市、安全、空氣質(zhì)量、基礎(chǔ)設(shè)施老化試驗(yàn)環(huán)境。郊區(qū)試驗(yàn)區(qū)參考了世界各地的城市郊區(qū)發(fā)展環(huán)境，能夠提供多種多樣的試驗(yàn)區(qū)環(huán)境。

霍布斯市城郊試驗(yàn)區(qū)

此外，郊區(qū)試驗(yàn)區(qū)和真實(shí)城市的郊區(qū)一樣，承擔(dān)著對(duì)中心城市試驗(yàn)區(qū)的支撐任務(wù)，為城市試驗(yàn)區(qū)提供一切系統(tǒng)支持，包括電力和通信基礎(chǔ)設(shè)施等；同時(shí)，郊區(qū)試驗(yàn)區(qū)也為城市試驗(yàn)區(qū)提供儲(chǔ)備空間，能夠?yàn)槌鞘性囼?yàn)區(qū)的增長、擴(kuò)張和技術(shù)調(diào)整提供場所，這種連續(xù)性將使研究人員在各種建筑環(huán)境中同時(shí)運(yùn)行測試。

三、中心控制區(qū)

中心控制區(qū)既是整個(gè)測試中心的大腦，也是其神經(jīng)系統(tǒng)。它將作為對(duì)檢測設(shè)施進(jìn)行控制和監(jiān)視的運(yùn)作中心。中心控制區(qū)位于地下，將會(huì)設(shè)有電磁脈沖固化和電磁干擾保護(hù)。它容納有網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營中心、數(shù)據(jù)中心和運(yùn)營及維護(hù)設(shè)施，也正是因?yàn)楣歉蛇\(yùn)作中心固化的抗電磁干擾和電磁脈沖，才會(huì)融入研究和開發(fā)實(shí)驗(yàn)室設(shè)施。

霍布斯市中心控制區(qū)

骨干中樞也包含一個(gè)管道隧道網(wǎng)絡(luò)，延伸至擁有公用系統(tǒng)、材料和數(shù)據(jù)的其他測試地點(diǎn)。它連結(jié)所有區(qū)域，使得建筑物和研究活動(dòng)構(gòu)成一個(gè)功能整體。

四、商務(wù)研發(fā)區(qū)

測試中心是一個(gè)現(xiàn)代化、高度可持續(xù)發(fā)展的中心，有著核心行政、研究和會(huì)議的便利設(shè)施。新思路將在這里形成，寫作計(jì)劃將在這里達(dá)成，下一代的產(chǎn)品也將在這里準(zhǔn)備進(jìn)入市場。

霍布斯市商務(wù)研發(fā)區(qū)

商務(wù)研發(fā)區(qū)位于測試中心的入口處，園區(qū)地理位置距離現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)室區(qū)足夠遠(yuǎn)，以保證不會(huì)干擾到測試。這將允許園區(qū)作為測試中心的一個(gè)公眾宣傳平臺(tái)運(yùn)作，并成為有關(guān)各方（研究人員、高校、創(chuàng)新者和投資者）的獨(dú)立經(jīng)濟(jì)發(fā)展“磁體”。

雖然在空間上與實(shí)驗(yàn)室和骨干中樞分離開來，但是園區(qū)在運(yùn)作管理和安全系統(tǒng)上將與測試中心保持完全集成。通過一個(gè)強(qiáng)大且相互關(guān)聯(lián)的全球信息和電信基礎(chǔ)設(shè)施，在園區(qū)內(nèi)利用國家最先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室和辦公空間，研究者們可以進(jìn)行無縫式控制、管理和交互工作，如測試中心實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的測試和評(píng)估工作，以及同全球其他較大的科學(xué)開發(fā)社區(qū)進(jìn)行交互。

園區(qū)科研大樓將包含國家最先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室。研究區(qū)域?qū)⑴鋫湎冗M(jìn)的基礎(chǔ)設(shè)施和公用設(shè)施系統(tǒng)，以支持廣泛的研究計(jì)劃，并允許必要的靈活性，以適應(yīng)研究者新的計(jì)劃和變化。

測試中心創(chuàng)造出一個(gè)安全的新環(huán)境，讓研究開發(fā)人員充分測試新產(chǎn)品對(duì)人類的影響。在進(jìn)行各種測試時(shí)，研究開發(fā)人員在不干擾人們?nèi)粘Ｉ钋覠o須擔(dān)心該技術(shù)是否會(huì)對(duì)人體有害的情況下，得以放手研究。在研究后期會(huì)考慮將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物納入測試中心，借以了解該技術(shù)是否最終對(duì)人體無害，以作為能否將產(chǎn)品投入市場的依據(jù)。同時(shí)，也可以了解新科技對(duì)現(xiàn)代都市人生活形態(tài)的影響，以及對(duì)現(xiàn)有設(shè)備設(shè)施的影響。

園區(qū)科研大樓

五、城市智能系統(tǒng)智能

1.智能運(yùn)輸系統(tǒng)

智能運(yùn)輸系統(tǒng)在歐洲以及亞洲正在迅猛發(fā)展，為了觀察此類新式交通系統(tǒng)在城市運(yùn)作上可能會(huì)遇到哪些問題，以及會(huì)有哪些方面與現(xiàn)行法律規(guī)定不符。測試中心搭建了一套完整的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，包括高速路、城市峽谷、郊區(qū)及鄉(xiāng)村道路，如行駛時(shí)速可達(dá)112.7km（70mile）的模擬州際公路，這些道路能夠用來測試和展示智能運(yùn)輸系統(tǒng)的新技術(shù)。測試中心的高速公路可以讓客戶在不危及其他司機(jī)的情況下，放心測試和評(píng)估無人駕駛車輛技術(shù)、交通管理系統(tǒng)和交通應(yīng)用程序，研究如何對(duì)城市內(nèi)傳統(tǒng)街道稍作改造，就能形成智慧交通網(wǎng)，并可以配合自動(dòng)駕駛汽車。

2.無線通信

測試中心也會(huì)將下一代的無線網(wǎng)絡(luò)納入城市建設(shè)，提供一個(gè)高速寬帶技術(shù)在能源、交通、安全等領(lǐng)域中的開發(fā)、安裝、測試和商業(yè)化的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，還包括將下一代無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)擴(kuò)大延伸至此類服務(wù)不足的社區(qū)中的情景測試，研究是否能夠借由城市無線網(wǎng)絡(luò)來控制家用設(shè)施設(shè)備，例如啟動(dòng)洗衣機(jī)或是馬桶等。同時(shí)，也會(huì)保留現(xiàn)有的舊網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，以觀察能否在舊網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上來測試新型智慧科技。

測試中心選址既考慮到場地要開闊，又考慮到技術(shù)要過硬。新墨西哥州的白沙導(dǎo)彈試驗(yàn)場、洛斯·阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室等機(jī)構(gòu)為該州贏得這一項(xiàng)目加了不少分。霍布斯市市長山姆科布稱：“這座獨(dú)一無二的研究基地雖然看起來像一座空城，但卻將成為附近社區(qū)多元化經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵。它將給我們帶來巨大的機(jī)遇，并將我們帶入世界的舞臺(tái)之上?！痹擁?xiàng)目在設(shè)計(jì)、開發(fā)、建設(shè)等階段將為該市創(chuàng)造350個(gè)長期就業(yè)機(jī)會(huì)，以及大約3500個(gè)間接就業(yè)機(jī)會(huì)。

3.智能電網(wǎng)

測試中心模擬了一個(gè)典型的美國社區(qū)電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，讓研究人員能夠利用舊的電網(wǎng)測試智能電網(wǎng)技術(shù)。希望無需整體替換就能把現(xiàn)有電網(wǎng)變成智能電網(wǎng)。