哪些城市问题可以利用物联网和人工智能解决

本文阐述了世界上大多数城市可能面临的最重要的问题，它们可以通过物联网和人工智能（AI）解决方案来解决或减少。另外，创新的伙伴关系和商业模式以及社会和环境责任也是必要的。

在过去的10年里，我们访问了40多个国家，200个城市并在六个国家生活，并在颠覆性的物联网（IoT）领域工作，如何让城市变得更加智能和更加公民友好的主题特别令人感兴趣我出于专业和个人原因。

根据联合国的一项预测，目前世界上一半以上的人口居住在城市 - 到2050年，这一数字将增加到三分之二以上。越来越多的城市居民对能源和水资源，交通网络，环境，国家医疗保健预算以及城市的其他方面施加压力。在过去几周里，我一直在思考世界上大多数城市可能面临的最重要的问题，但它们可以通过物联网和人工智能（AI）解决方案来解决或减少。通过物联网，我们只是指对象连接到Internet并交换数据。

凭借物联网和人工智能的强大功能，城市有能力在细微程度上实时了解最大的空气污染问题。

问题1：流动性挑战 - 如何改善公民的生活并使他们更加接近

大多数城市的城市化和人口增长正在为城市居民的流动带来越来越多的问题。通勤或开车去上班和回家已成为一件麻烦事。欧盟委员会估计，欧盟的拥堵通常位于城市及其周边地区，每年的成本接近1000亿欧元，占欧盟国内生产总值的1%。

移动性挑战很多，而不仅仅局限于交通拥堵。它们还有效地将（时间，成本，努力）不同的社区与公共交通工具联系起来，帮助公民和专业人员在最后一英里之旅，通过多种方式和多个方式访问关键站点（火车，机场，公共汽车）地区，为人们提供各种选择（包括自行车），提供停车位等等。这也是为了了解市民每天如何行动，以便市政官员相应地规划车站，自行车路线和交通灯的位置，以及优化每个城市活动的时间表而不会打扰他人。

今天，由于使用物联网和人工智能解决方案，城市可以改善并解决 - 或者至少减少 - 一些主要的城市交通问题。这里有些例子：

通过实时停车传感器优化公共停车位的可用性，该传感器可以向驾驶员显示最近的停车位，而不会盲目地绕行。在较短的时间内找到停车位可以减少交通拥堵和空气污染。

了解人们如何以及何时在城市中移动，从何处到何处以及他们的个人资料。拥有这种知识的城市当局能够根据数据和事实做出更好的规划决策。实现这一目标的一些方法是分析来自消费者电话的匿名和汇总的移动数据。如果这些数据与连接的城市家具产生的其他数据相结合，那么这些见解是无价的。智能城市家具可以连接灯，智能长椅和连通交通灯，而其他城市资产可以连接自行车和公共汽车，连接公共汽车和垃圾箱。对所有这些组合数据的分析可以产生我们永远无法想到的洞察力和自动化。

根据物联网启用的资产收集的数据，有效规划道路和公共交通网络的维护和改进。例如，街道上的大厅可以通过由于摇动传感器而由智能自行车/灯产生的数据来识别。无需派员工检查或要求公民报告（通常在事故发生后）。同时，可以基于来自该街道周围的传感器的可用数据来计划何时地方当局适合发送工人以覆盖大厅的时间表，从而可以避免交通中断。

当然，还有更多的物联网应用可以改善城市的移动性。说到这一点，提高机动性可以改善空气质量。根据 欧盟委员会的统计数据，城市交通占道路交通二氧化碳排放总量的40%，其他交通污染物占70%。

问题2：空气污染 - 如何进行城市规划和减少空气污染

城市化也带来了巨大的环境后果。尽管一些市长努力处理其城市的空气污染水平，但在大多数情况下，由于各种原因，我们在城市呼吸的空气质量正在恶化; 城市人口不断增加，汽车使用量增加，停车限制以及工厂运营。

除了对我们的健康造成明显的破坏性后果外，每个国家的经济也会受到严重的负面影响。例如，仅去年一年，英国国民健康服务（NHS）和社会护理的空气污染成本估计为1.57亿英镑。发布在PHE报告中的最新调查结果 警告说，除非采取行动，否则到2035年这些成本可能高达186亿英镑。研究人员解释说，这些数据是基于与长期健康状况导致的全科医生就诊，医疗处方，住院治疗和社会护理相关的费用，并未考虑因生产力损失而产生的经济影响。不幸的是，每个遭受类似问题的国家的经济成本和健康影响都是巨大的。

凭借物联网和人工智能的强大功能，城市能够在细微程度和实时中了解最大的空气污染问题，原因，受影响的人以及对公民意味着什么。通过所有这些实时洞察，城市管理员可以就如何解决问题以及如何确定投资优先级做出信息性决策。我相信将来我们甚至会看到实时的决策和行动，以改善受污染社区的空气。

今天，有各种各样的空气质量传感器可以放置在公共交通工具，智能家具，如智能灯，智能长椅或任何其他可以连接的设备，如垃圾箱，公交车站或自行车。一些环境信息是公开的，一些可以低成本或免费提供给地方议会，以换取其他东西（即使用城市空间或在城市家具上添加传感器的许可）。显然，如果来自测量空气质量的传感器的数据与来自移动运营商网络的匿名移动数据（例如O2）相结合，那么洞察力可能非常有价值，如上所述。城市可以根据空气质量水平计划建造新的步行街，新的自行车道，电动车充电器或停车位。

换句话说，理事会不是根据历史数据或意见做出决策，现在加上专家观点，他们拥有所有工具，可以根据实时数据优化决策，甚至可以根据具体事件自动化流程。此外，现在城市能够在邻里层面上定制他们的行动，并为每个社区采取不同的措施，而不是以同样的方式对城市的大区域甚至整个城市采取行动。每个社区可能有不同的问题，可能需要不同的行动计划。

问题3：老年人和弱势群体的家庭护理

我们经常阅读关于人口老龄化日益增长及其对国民经济意义的报道和文章，以及这些人的生活。预期寿命的增加恰逢“高度依赖”的老年人数量急剧增加。照顾老年人的支出正在迅速增加; 根据发表在“柳叶刀”杂志上的论文，到2035年，英国65岁或以上的人口将近190，000人需要照顾，增幅达到86% 。

如今，费用由家庭或市议会支付。虽然成本太高，但提供这些服务的方式非常不切实际且效率低下。例如，理事会需要派遣一名家庭护理员工每天三次访问病人或老年人，以检查他/她是否服用了药物以及他/她是否正常。出于显而易见的原因，没有技术支持，这样的服务无法扩展。

市场上有许多支持物联网的产品，可以帮助地方当局远程监控这些人的状况，在他们服药时获得通知，是否需要任何帮助等等。今天，不应该需要支付和派遣专业人员来检查老年人在家是否罚款。由于IoT和AI远程检查可以发生，并且可以在发生事故时发送警报。这些专业人士可以利用他们的时间从事更多增值服务，这些服务可以对这些弱势群体的生活产生更大的影响。我最喜欢的IoT和AI解决方案的一些例子是：

专门为老年人设计的智能手表，可以监控位置，健康状况，根据具体时间表提醒服用药物，帮助收集和发送医疗数据这些类型的解决方案也可以使老年痴呆症和老年痴呆症患者受益。

可以感应移动，温度，湿度和噪音的被动设备。该设备可以使用机器学习算法学习房屋中人的日常模式，并在日常模式中断时向该人或所选利益相关者（家庭成员，城市家庭护理服务或其他人）发送通知。您甚至可以与这些设备进行交互，以便提醒某些内容或通知其他人任务已完成。

监控水或电力消耗的智能设备，通过机器学习，他们能够识别人员日常模式的中断。例如，如果公寓的用户通常在10:00开水并在17:00打开电视，如果这些操作中的一个或两个都没有发生，则可能意味着该人感到不适或已离开独自一人。然后，可以向预定义的利益相关者发送警报，以便更仔细地检查问题所在。

所有这些家庭护理解决方案都可以被动地工作，而无需用户或其他人的干预。这通常是可能的，因为设备使用托管蜂窝连接（SIM卡）而不是Wi-Fi连接。通过这种类型的连接，不需要单元具有Wi-Fi或者有人使用Wi-Fi配置设备。该设备已准备好使用。除此之外，新的通信网络，如LTE-M，NB-IoT和5G，将允许部署更多的应用程序。

涉及智慧城市伙伴关系和生态系统

如果我们想要大规模地看到所有这些解决方案，那么公共机构和私营公司之间的合作类型必须改变。在过去，传统的关系是：买方=公共当局和一次性供应商=私人公司。这种关系目前无法提供可持续的解决方案和合作伙伴。

需要遵循城市问题的新方法（而不仅仅是），这是一个强大的合作伙伴生态系统的发展，意味着许多不同的供应商提供补充服务和技能，准备投入资源，以便与城市一起创新，从飞行员那里一起学习，然后进行扩展。该生态系统需要包括来自不同背景的利益相关者，如地方当局，当地大学，私人或公共协会，创业公司和一些关键企业。毋庸置疑，作为价值接受者的公民需要参与并不断更新其所在城市的想法，计划和项目，同时为他们提供分享反馈和建议的机会。

每个利益相关者都需要能够为价值链的特定部分增加增值。一家公司无法提供一切，而且城市不应该信任一家供应商的所有解决方案。伙伴关系和共同创新是一个神奇的词汇，以便城市能够规划，试验和扩展智能城市解决方案。我们在英国可以看到一些好的城市生态系统例子，如布里斯托尔，曼彻斯特和伯恩茅斯等城市。

新的商业模式

最后，虽然物联网改变了关系并建立了生态系统，但对于新的商业模式也存在明显的需求，因此他们可以为所有这些项目提供资金并将其转移到试点之外。众所周知，大多数城市无法为他们想要部署的每个新解决方案提供昂贵的CAPEX（前期）投资。每月或每年收费的商业模式（OPEX）更可取，提供一切“即服务”。此外，收益分享概念或基于结果的收费是当前讨论很多的想法，我相信我们会越来越多地看到它们的应用。

总而言之，城市只是触及数据的表面，通过技术使用积极的城市转型机会是充足的。但是，公民参与和对数据和公民隐私的关注是必需的，因为否则，为了使用技术而不负责任地使用技术或使用技术可能会破坏我们为城市设想的好处。创新的伙伴关系和商业模式以及社会和环境责任是必要的，以便在21世纪为智能城市提供经济，社会和环境可持续发展的路线图。