未來(lái)智慧城市發(fā)展研究

摘 要：未來(lái)智慧城市是對(duì)現(xiàn)階段城市管理體系和運(yùn)行體制的變革，這個(gè)變革對(duì)于人類(lèi)文明的進(jìn)步起著至關(guān)重要的作用。因此，對(duì)未來(lái)城市發(fā)展的研究顯得尤為重要。從智慧物流、智慧農(nóng)業(yè)、智慧教育、智慧交通和智慧工程五個(gè)方面對(duì)未來(lái)智慧城市的發(fā)展進(jìn)行探討，希望未來(lái)的城市生活能更加便捷、舒適。

關(guān)鍵詞：未來(lái)城市；智慧城市；城市發(fā)展

未來(lái)社會(huì)究竟會(huì)如何發(fā)展？人們從未停止過(guò)對(duì)此問(wèn)題的思考。其實(shí)，未來(lái)城市無(wú)論怎樣發(fā)展，科技一定是持續(xù)飛速更新的，并不斷影響著人們的生活。近些年，互聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的發(fā)展日新月異，也正是這些技術(shù)更新使人們的生活發(fā)生了很大的變化。那這些變化是否會(huì)持續(xù)到未來(lái)社會(huì)之中呢？我們期待的未來(lái)生活究竟是充斥著高科技、智能化，還是回歸自然，過(guò)著“采菊東籬下，悠然見(jiàn)南山”的生活呢？這都是值得大家深思的問(wèn)題。對(duì)于未來(lái)城市的研究不僅僅是簡(jiǎn)單地探討人們未來(lái)的生活方式，更多的是要解決現(xiàn)階段城市存在的一些問(wèn)題，在發(fā)展中推動(dòng)人類(lèi)文明的進(jìn)步。本文將從物流、教育、農(nóng)業(yè)、交通和工程五個(gè)方面對(duì)未來(lái)城市發(fā)展進(jìn)行研究，這是因?yàn)槠渑c人們的生活息息相關(guān)。

一、智慧物流

目前，我國(guó)物流業(yè)的發(fā)展十分迅速，如順豐、郵政、中通、京東、圓通等。其中，順豐速運(yùn)以其發(fā)貨、送貨速度快占據(jù)了不少的物流市場(chǎng)。而京東快遞是與京東商城相結(jié)合，率先采用了無(wú)人化物流分揀技術(shù)，獲得了大眾的認(rèn)可。在智能制造環(huán)境下，打造智慧、高效的供應(yīng)鏈，是制造企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵。國(guó)務(wù)院辦公廳《關(guān)于積極推進(jìn)供應(yīng)鏈創(chuàng)新與應(yīng)用的指導(dǎo)意見(jiàn)》明確指出，到2020年形成一批適合我國(guó)國(guó)情的供應(yīng)鏈發(fā)展新技術(shù)和新模式，基本形成覆蓋我國(guó)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)的智慧供應(yīng)鏈體系。

從技術(shù)上講，智慧物流是指云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)以及互聯(lián)網(wǎng)相互融合的發(fā)展技術(shù)，包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三個(gè)層面。感知層包括智慧物流系統(tǒng)對(duì)于貨物的感知，主要作用是識(shí)別物體、采集信息，運(yùn)用多種感知技術(shù)，包括條碼自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)、GPS移動(dòng)感知系統(tǒng)、傳感器感知技術(shù)、紅外感知技術(shù)和語(yǔ)音感知技術(shù)[1]。網(wǎng)絡(luò)層主要包括互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)和廣播電視網(wǎng)，通過(guò)這種技術(shù)將感知層的相關(guān)信息與應(yīng)用層相連。應(yīng)用層是指智慧物流系統(tǒng)與用戶(hù)的接口，也是較為重要的一環(huán)。智慧物流最終的方向是具有較強(qiáng)的實(shí)踐應(yīng)用功效，并與行業(yè)需求相結(jié)合?，F(xiàn)階段，人工智能技術(shù)也被應(yīng)用到智慧物流中，主要進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和決策、自動(dòng)化和智能調(diào)度等[2]。

未來(lái)，智慧物流依然會(huì)沿用入庫(kù)、存取、揀選、包裝、出庫(kù)、調(diào)撥、轉(zhuǎn)站、分揀再派送這樣一個(gè)基本流程，但是每一步的流程又會(huì)不斷地被細(xì)化。在自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)上，物流件直接通過(guò)流水線(xiàn)，自動(dòng)識(shí)碼，按照不同的分配區(qū)域自動(dòng)揀選并包裝。在揀選過(guò)程中，將需要配送的物品按類(lèi)別劃分好，出庫(kù)時(shí)可直接按照類(lèi)別分揀裝車(chē)出庫(kù)，轉(zhuǎn)站時(shí)同樣進(jìn)行流水線(xiàn)的自動(dòng)識(shí)別，無(wú)需人工錄入，轉(zhuǎn)站后再進(jìn)行物流件的分揀，最后到達(dá)派送地點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)更加快捷的配送。目前在最后一個(gè)環(huán)節(jié)的配送中，如果遇到快遞配送高峰期，往往會(huì)出現(xiàn)排隊(duì)等待的現(xiàn)象，那這個(gè)時(shí)候應(yīng)該采用錯(cuò)峰分時(shí)段配送，或者由用戶(hù)在手機(jī)移動(dòng)端或者電腦客戶(hù)端進(jìn)行預(yù)約，預(yù)約后即可享受機(jī)器人配送到家的服務(wù)。

二、智慧農(nóng)業(yè)

人類(lèi)文明的發(fā)展和進(jìn)步離不開(kāi)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。為了解決全球人民的糧食問(wèn)題，袁隆平院士生前始終奮戰(zhàn)在科研一線(xiàn)。目前，我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)雖然實(shí)現(xiàn)了與機(jī)械的結(jié)合，但是機(jī)械化水平并不高，還停留在大量使用人力進(jìn)行播種勞作的階段。在未來(lái)，將大規(guī)模實(shí)現(xiàn)利用現(xiàn)代化播種技術(shù)，科學(xué)配方，高效種植，并且垂直農(nóng)業(yè)的發(fā)展會(huì)逐漸滲透到我們的生活當(dāng)中。

近幾年，垂直農(nóng)場(chǎng)在世界各地相繼建立，尤其是在東南亞地區(qū)。相比于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，垂直農(nóng)業(yè)可以以更低的資源消耗獲得更高的產(chǎn)量。垂直農(nóng)場(chǎng)最早由美國(guó)哥倫比亞大學(xué)教授迪克遜·德斯帕米爾提出，是一種定位在城市中可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新型綠色農(nóng)業(yè)模式，與之對(duì)應(yīng)的農(nóng)業(yè)技術(shù)被稱(chēng)為垂直技術(shù)，也就是以“立體農(nóng)業(yè)”代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“平面農(nóng)業(yè)”，在減少種植面積的同時(shí)，單位面積的產(chǎn)量較傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)更高。垂直農(nóng)業(yè)無(wú)需利用土壤和耕地進(jìn)行種植，而是采用人工配置的營(yíng)養(yǎng)液，以及聚氨酯海綿、可生物降解的泥煤苔等替代材料。此外，垂直農(nóng)業(yè)還可通過(guò)自動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)回收利用生產(chǎn)中的淡水，極大地減少淡水的使用[3]。

目前，日本的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)在施肥和灌溉控制等領(lǐng)域表現(xiàn)卓越[4]。我國(guó)也應(yīng)該將現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與農(nóng)業(yè)相結(jié)合，發(fā)展科技農(nóng)業(yè)，將智能溫控、智能灌溉、智能監(jiān)測(cè)、智能播種系統(tǒng)積極引入農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中。

農(nóng)業(yè)是一個(gè)國(guó)家的根基性產(chǎn)業(yè)，糧食安全更是社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。由此，我們可以預(yù)見(jiàn)未來(lái)垂直農(nóng)業(yè)將成為商品住宅的配套產(chǎn)品，在有限的空間內(nèi)，利用垂直農(nóng)業(yè)節(jié)省空間，利用科技賦能將有限的資源充分發(fā)揮出來(lái)。

三、智慧教育

教育事業(yè)對(duì)于一個(gè)國(guó)家的發(fā)展來(lái)說(shuō)至關(guān)重要?，F(xiàn)代教育模式以面授或網(wǎng)絡(luò)授課為主，這種教師講授、學(xué)生聽(tīng)課的學(xué)習(xí)模式中，理論實(shí)踐較少，使得學(xué)生的主觀能動(dòng)性不能充分地發(fā)揮出來(lái)，而且智能AI技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用也不夠廣泛。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《智慧校園總體框架》給出了智慧校園的整體框架，明確智慧校園是要達(dá)到“智能感知，數(shù)據(jù)交換”的要求。第一，未來(lái)教育要能適應(yīng)國(guó)家“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)、新一代人工智能發(fā)展的大趨勢(shì)，建立一系列的未來(lái)教室、機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室、人工智能教室、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室，并配備功能模擬衛(wèi)星、3D打印機(jī)等硬件配套設(shè)施[5]。第二，實(shí)現(xiàn)多樣化的教育途徑，建立科教基地，并與學(xué)校建立合作關(guān)系，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)地學(xué)習(xí)演練，從而實(shí)現(xiàn)教育的升級(jí)。第三，未來(lái)教育要實(shí)現(xiàn)教育到家，學(xué)生在家即可享受到優(yōu)質(zhì)教育，教師也可隨時(shí)與學(xué)生互動(dòng)。這并非簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)授課，而是為了改善網(wǎng)絡(luò)授課的弊端，使線(xiàn)上上課更加接近線(xiàn)下上課實(shí)景模式。第四，未來(lái)教育要采用企業(yè)與高校相結(jié)合的發(fā)展模式，解決現(xiàn)階段高校學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容與實(shí)際工作脫節(jié)的情況。企業(yè)可結(jié)合自身實(shí)際需求，主動(dòng)到高校申請(qǐng)開(kāi)設(shè)相關(guān)課程；高校也可主動(dòng)與企業(yè)聯(lián)系，結(jié)合企業(yè)的實(shí)際需求，開(kāi)設(shè)相關(guān)課程，多帶學(xué)生到工作一線(xiàn)去實(shí)踐，培養(yǎng)企業(yè)需要的人才，實(shí)現(xiàn)教育共贏。同時(shí)，高?？梢越⒐蚕碣Y源室，培養(yǎng)一專(zhuān)多能的綜合型人才，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的復(fù)合型人才，培養(yǎng)思維能力強(qiáng)的創(chuàng)新型人才。

也就是說(shuō)，未來(lái)的智慧教育一定是理論聯(lián)系實(shí)際，有非單一的不同學(xué)習(xí)場(chǎng)景的教學(xué)任務(wù)，并且能將現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)用到極致，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，幫助學(xué)生精準(zhǔn)匹配教育資源，充分做到因材施教，對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化教學(xué)設(shè)計(jì)，開(kāi)闊學(xué)生的視野，增加創(chuàng)新課程，結(jié)合先進(jìn)技術(shù)對(duì)課程內(nèi)容、課程體系以及授課形式進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的改革。未來(lái)的智慧教育能夠更好地促進(jìn)教育公平，縮短城鄉(xiāng)教育差距，減少教育不合理現(xiàn)象，為國(guó)家培育更多合格的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人。

四、智慧交通

交通出行是我們生活當(dāng)中不可缺少的環(huán)節(jié)，其便利性更是對(duì)我們的生活有至關(guān)重要的影響。而智慧交通是一個(gè)復(fù)雜的智能系統(tǒng)，它不但要覆蓋交通范圍的全部區(qū)域，還要構(gòu)建有利于交通發(fā)展的智能體系。

智慧交通主要體現(xiàn)在駕駛工具、城市交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、智能交通數(shù)據(jù)系統(tǒng)、出行用戶(hù)系統(tǒng)等方面。首先，駕駛工具的智慧性主要體現(xiàn)在汽車(chē)、地鐵、高鐵、飛機(jī)等交通工具的先進(jìn)性上，自動(dòng)化無(wú)人駕駛汽車(chē)在馬路上馳騁，地鐵、高鐵和飛機(jī)等公共交通的駕駛操作也更加便捷。其次，城市交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的架構(gòu)會(huì)極大地便利群眾的日常出行，減少擁堵現(xiàn)象，實(shí)時(shí)模擬路況，根據(jù)模擬路況進(jìn)行道路行駛規(guī)劃，并能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)汽車(chē)尾氣中大氣污染物的排放量，以此來(lái)減輕交通擁堵壓力和環(huán)境污染的壓力。再次，智能交通數(shù)據(jù)系統(tǒng)能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，包括居民的出行信息、物流運(yùn)輸信息以及交通事故高發(fā)地、道路擁堵時(shí)間和擁堵地段等數(shù)據(jù)，采用科學(xué)的分析方法，改進(jìn)現(xiàn)階段存在的問(wèn)題。但技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，更需要保障的是數(shù)據(jù)信息的安全性，需采用一系列的加密方式，使數(shù)據(jù)信息能夠充分地服務(wù)于社會(huì)，避免數(shù)據(jù)信息的泄露。最后，對(duì)于出行用戶(hù)體驗(yàn)來(lái)說(shuō)，充分利用5G技術(shù)高可靠、低時(shí)延的特點(diǎn)，能夠助力車(chē)路協(xié)同多目標(biāo)優(yōu)化及自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展。在5G環(huán)境下，通信可靠性可以達(dá)到99.99％，即使用戶(hù)在車(chē)中娛樂(lè)，也不會(huì)影響車(chē)輛間通信的及時(shí)性、穩(wěn)定性[6]。

五、智慧工程

智慧工程所涉及的領(lǐng)域是十分寬泛的，包括生物工程、醫(yī)藥工程、建設(shè)工程等，這里從開(kāi)發(fā)方、使用方和中間方三個(gè)角度詳細(xì)探討關(guān)于建設(shè)工程的智慧化發(fā)展。

工程智慧化與信息化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用息息相關(guān)，圍繞智慧工程項(xiàng)目的應(yīng)用，以透徹感知、全面互聯(lián)、深度挖掘、智能應(yīng)用為主線(xiàn)，強(qiáng)化物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、BIM+GIS、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)、人工智能等新一代信息技術(shù)與工程建設(shè)、管理業(yè)務(wù)的深度融合，構(gòu)建工程施工體系、運(yùn)行管理體系的基礎(chǔ)大平臺(tái)[7]。

從開(kāi)發(fā)單位的角度來(lái)說(shuō)，工程智能化建設(shè)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上需要加入可視化的相關(guān)內(nèi)容，使得項(xiàng)目在未開(kāi)工以前就能夠做好項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估，優(yōu)化項(xiàng)目設(shè)計(jì)，調(diào)整項(xiàng)目結(jié)構(gòu)，以減少工程變更等事件的發(fā)生，同時(shí)控制項(xiàng)目投資，使項(xiàng)目效益最大化。

從使用方的角度來(lái)說(shuō)，智能家居的設(shè)計(jì)尤為重要，包含聲控、鍵控、光控等的家居互聯(lián)或辦公設(shè)施互聯(lián)，如照明燈、空調(diào)、加濕器、熱水器、冰箱、窗簾、窗戶(hù)、各種閥門(mén)、智能門(mén)鎖、監(jiān)控等的統(tǒng)一管理和控制，實(shí)現(xiàn)這些智能設(shè)備之間的信息交互、信息共享，為人們營(yíng)造更加安全、舒適、健康的家居生活環(huán)境[8]。使用方可以遠(yuǎn)程操控家中所有設(shè)備，使家與生活更好地融合在一起。

中間方是指介于開(kāi)發(fā)方和使用方之間的施工方。施工單位智慧工地的建設(shè)成為建筑工程發(fā)展的主流趨勢(shì)，主要包括人員、施工技術(shù)、管理方式的智慧互聯(lián)。人員的管控主要體現(xiàn)在遵循信息化管理、人性化管理和便捷性管理相結(jié)合的原則，而智慧工程最重要的是利用現(xiàn)代化技術(shù)為管理提供人性化的支撐。結(jié)合安全帽識(shí)別和人臉識(shí)別技術(shù)，對(duì)進(jìn)出施工安全通道的人員自動(dòng)開(kāi)展進(jìn)出人員歸屬單位、歸屬工作區(qū)域的雙重認(rèn)證，對(duì)于非本區(qū)域的闖入人員進(jìn)行語(yǔ)音警告[9]，以此來(lái)為施工安全提供更好的保障。在信息化管理方面，利用可視化技術(shù)指導(dǎo)施工，在施工開(kāi)始以前，先利用BIM技術(shù)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)情況做合理的預(yù)估并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，以免出現(xiàn)工程施工開(kāi)始后再大批量修改施工圖紙的情況，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)工程造價(jià)、進(jìn)度的把控。此外，還可以通過(guò)對(duì)施工環(huán)境和施工人員進(jìn)行傳感監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工安全的管理。施工環(huán)境方面，可通過(guò)物體移動(dòng)位置感應(yīng)、溫感、濕感等來(lái)感應(yīng)施工點(diǎn)位環(huán)境的變化。當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，可發(fā)出警報(bào)，提醒工人注意檢查施工環(huán)境是否存在安全隱患。施工人員方面，未來(lái)可將工人的工作狀態(tài)以腦電波的方式展現(xiàn)出來(lái)，通過(guò)監(jiān)測(cè)腦電波，提示工人可能出現(xiàn)疲勞趕工的狀態(tài)或可能出現(xiàn)安全隱患，發(fā)出警報(bào)后，相關(guān)工作人員會(huì)及時(shí)核查是否出現(xiàn)安全問(wèn)題或存在安全隱患。更重要的是，將工地建設(shè)成可以自動(dòng)控制監(jiān)測(cè)工程質(zhì)量的智慧工地，在施工的各個(gè)環(huán)節(jié)，由監(jiān)測(cè)機(jī)器人逐一對(duì)不同的施工工序和施工過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一旦出現(xiàn)誤差，就及時(shí)上傳到后臺(tái)云端，由業(yè)主方、監(jiān)理方、施工方和監(jiān)管方共同進(jìn)行質(zhì)量管理，提升工程質(zhì)量。

六、結(jié)語(yǔ)

未來(lái)的生活模式需要我們不斷去探索，朝著更健康、更舒適、更合理的方向發(fā)展。而智慧城市的相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)擬定實(shí)踐也需要盡早提上議程，更加強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)性，在更低社會(huì)成本的前提下有節(jié)制地使用數(shù)據(jù)和技術(shù)，促進(jìn)科技更好的發(fā)展，真正實(shí)現(xiàn)智慧城市在科技賦能下的可持續(xù)發(fā)展，使人們的生活更加美好。

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作者簡(jiǎn)介：

趙敏，碩士，鄭州城市職業(yè)學(xué)院助教。研究方向：工程造價(jià)、項(xiàng)目管理。