“智慧地球”概念的内涵浅析 (二)——IBM的“智慧地球”概念说了些什么？

四、能源、交通、基础设施

1、智慧能源

在智慧地球概念下的“智慧能源”也有称为“智慧电网(Smartgrid)”，“智慧公共用电设施(Smartutilities)”的表述。相关的内含均是一样的。以下的内容取自参考资料，翻译采用了意译的方式。

在过去一个世纪的绝大多数时间里，电网仅是社会技术发展过程中的一个符号。通过电网提供的廉价、充裕的电能改变着社会生产、生活的基本方式：电被送入居民家中、街道照明、商场、大小城镇。

现今电网的状态反映的是已经过去了的廉价能源时代，在廉价能源时代，电网与自然环境的冲突还排不到政府优先考虑的位置，而消费者也没有参与到相关的冲突中。传统的电力系统采用相对集中的封闭管理模式，由少量的大电厂供电。电网的设计只适合单向供电，远不是一个考虑现代需求的动态全球能源供应网。

传统的电网效率不高，这种电网模式每年在全球发电和配送过程中的浪费是惊人的。在没有智能电网负载平衡或电流监视的情况下，每年全球电网浪费的电能足够印度、德国和加拿大使用一整年。如果单是美国的电网效率提高5%，所带来的效能可抵销5300万辆汽车的燃油消耗和温室气体排放。每年数十亿美元的电能从发电厂发出还没有送到任何一盏电灯时即被浪费掉了。

幸运的是，我们的能源供应可以设计的聪明智慧一些，电网也可以设计得象复杂的全球系统一样来管理。目前的技术已经可以让我们做到将任何一件东西或物品经过嵌入智能化处理后接入网络——从家用电表到发电厂的涡轮发电机。事实上，智慧型公共供电系统可以设计得更象是在互联网上一样，而不是象传统的电网方式。数以千计的各类能源，包括环境友好型的风能和太阳能也可以互联起来。所有经过智能化处理的能源会产生一些新的数据，通过数据分析可以实时做出更好供配电决策。个人或消费团体也可以根据数据分析的结果做出更有效的用电消费决策。供电公司也可以据此做出更好的管理电网负载平衡与配送的决策。政府和社会也可以据此做出如何保护环境的决策。整个电网系统可以变得更加有效、可靠、自适应，也就是更加智慧。

试点的智慧电网项目可以帮助消费者节省大约10%的费用，并且可以减少15%的峰值用电负荷。可以想象一下，智慧电网项目普及后对政府、大学方面节省的开支。也可以想象一下，在金融危机环境下，投资到智慧电网所能够带给美国经济刺激的效果。

实际上根本不需要想象，目前在华盛顿正在形成的用在数字化电网以及相关替代能源与汽车工业方面的投资计划就可以产生25万个就业岗位。通过创造可出口的技能、资源和技术也有可能产生新形式的工业创新。

IBM正在致力于世界电网智能化方面的工作，正在与全球的供电公司协作以加速智慧电网的实现，同时也在帮助供电公司提高供电的可靠性并向消费者提供更多的有用信息。IBM正在实施全球最大的10家自动化仪表管理项目中的七项。IBM也在探索如何将未来数以百万计的电车的供电转换成分布式供电与储电系统。这样，供电中剩余的能量可以被储存起来并被再次送回到系统中利用。

实现智慧电网与能源供应，电网将可以再次成为社会发展的主要代表符号之一。让我们共同参与，共建一个更加智慧的地球。

图2所示是http://www.ibm.com/podcasts/howitworks/index.shtml网站介绍的一个智慧型供电的试验模型。参加该项试验的有120户志愿者。图2中的“1”代表居住家庭，“2”代表供电公司，“3”代表国家电网，“4”代表本地电网。基于用电峰值与谷值时的电价不同，采用智慧型电表并结合用户的用电偏好，通过选择用电时间（错峰用电供暖等）以及国家电网和本地电网的电价差异，选择合适的供电可以获得节省10%左右电费的效果。试验模型中电价实时变化，每5分钟核算一次。（智慧型电表降低用电费用）

2、智慧交通

2007年，世界进入了一个新时代：城市人口超过了农村人口，并且全球城镇化发展的速度正在加快。2010年，全球已有59个人口超过500万的大都市，较2001年增长了50%。

城镇居民多有私家车，城镇消费品则由卡车运抵。因此，如果人们现在即感到每天被卡在城市的道路格子中而苦恼不堪，那么将来又会怎样？

事情是非常简单的，目前城市的交通基础设施和管理措施还不能够掌控城市的交通需求。在美国，人们因交通拥堵造成的损失每年即有37亿小时，燃油方面的损失可达23亿加仑，足以灌满58艘油轮，因交通拥堵造成的经济损失每年达到780亿美元。

造成以上状况的原因交通没有智慧化的必然结果。从系统的角度考虑城市交通运输是破解城市交通困局的关键。我们可以暂停一下单纯考虑局部建一座新桥、扩宽一条路、多放置些信号标志、建此通勤便道、鼓励搭车或配置交通直升机的问题。

事实上，我们需要审视贯穿整个交通系统内的相互关系，以及与其它相关系统的关系，包括：我们的供应链、环境、公司……人和城市的生活与运转方式。交通不仅仅是排列成串的汽车，而是相互连接与贯通的蜘蛛网。

当前“智慧交通”还没有做到规范化，但是距这一目标也不会太远。目前，在许多地方，IBM正在帮助其实现智慧交通。

在瑞典的斯德哥尔摩，进出城市的动态车辆自动收费系统使交通拥堵减少了20%，缩短等待时间25%，减少排放12%。在新加坡，由道路传感器实时采集的数据送入控制中心的模型中预测未来的交通情况已达到90%的准确性。在日本京都，城市规划者仿真模拟市区交通拥堵情况时引入了数百万辆车的数据模型。

所有这些都是可能的，将智能与智慧注入到城市的整个运输系统，包括：街道、桥梁、交叉路口、标识、信号和收费，并实现信息互联、预测与导航可以使城市交通变得更加聪明和智慧。这些新的系统可以改善驾驶员的疲劳状况，减少拥堵、缩减油耗和二氧化碳排放，为城市规划者提供更好的信息，提升城市的商务效率，改善居民的生活质量。

地球城镇化的快速发展依赖于人和物的流动。20世纪，交通意味着州到州、国家到国家的高速公路。21世纪，智慧交通将是社会发展与进步的里程碑。

3、智慧基础设施

在过去的几周内，IBM一直在讨论有关智慧地球实现的可能性。选择“更聪明(smarter）”这个词来修饰地球，意味着这样一幅世界景象：数字智能不仅能够嵌入单个物品，还应贯穿到所有的系统中。数字智能将会影响到交通流、电能，甚到饮食方式的发生、处理、交付等相关事项的方方面面。

人们也许会吃惊地发现，即使是最能反映地球智能部分的信息技术本身，在智慧地球概念的指导下也需要重新注入新的内容。

对于技术本身来说，这并不是一个问题。服务器、存储介质、个人机、软件、网络适配，以及互联网等均将变得更加强大、普及与用得起。根据IDC的预计，在未来的三年，数据量和网络带宽将有望增大十倍。

目前的问题是如何将现有的这些技术配置成不同的系统：数据中心的设计和运用，应用的开发与运营，个人机和服务器的管理、升级与安全保障。事实上，支撑着世界如何工作的如此多的IT系统必须变得更加聪明和智慧。

基础设施到底能够智慧到什么程度？目前的情况是，服务器的使用平均很少有超过其能力和容量的6%。一些机构中，大约有30%的服务器根本就没有使用。这些服务器只是消耗能量并占据昂贵的数据中心里的空间。未来的5年，IT设施消耗的能量将会增加一倍。在有些IT公司里，大约70%的预算被用于管理、维护、安全和更新其既有的IT系统，而不是用于扩展既有系统的能力、服务和应用。

再考虑一下正在发生的事情：数以千亿计的智能物件（例如，传感器、摄象机、汽车、海运集装箱、智能器物、数以万亿计的RFID标签等）都可以相互连接起来。这将使得消费者、员工、病人和居民通过各种装置，在任何地方都可以高度灵活的方式相互联系与沟通。由此也会产生巨量的数据，如果我们能够对这些数据进行实时分析并发现其中的隐含意义与关系，将有助于帮助我们分析许多摆在我们面前急待解决的重大问题。

如果我们已经开始认识到智慧地球概念所蕴涵的巨大潜力，那么我们就有必要以20世纪工业化改造工厂里的地板一样来重新改造21世纪的的IT基础设施，使其更有效、动态性更强、更加简单以及成本更低。

值得庆幸是，更加智慧的计算模型已经成熟。基于面向服务的软件技术，企业可以开拓新的商务服务。要这样做，企业只需花费很少的费用对现有的软件做些改动即可实现灵活重用。虚拟化可以帮助企业重新改造其数据中心，削减服务器占据地板空间的70%到80%。服务管理软件可以在一个地方协调所有的系统。同时，一种IT界中标志着分布计算能力的“云计算”技术也可简便地引入并发挥作用。

信息技术已经伴随了我们50年，要抓住摆在我们面前的机会，还需要更多的智能机器，以及现有IT基础设计的智能化改造。