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案例 - 韩国:以网络为基础打造的无缝移动连接型智慧城市

未知 2019-09-19 15:12

  当今韩流风潮席卷全世界。作为有名的亚洲四小龙之一,韩国不仅有令万千少女尖叫的欧巴,还有人性化的智慧城市建设。韩国是亚洲网络覆盖率最高的国家,从2004年开始推进智慧城市建设,至今已推出多项战略计划于政策。

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  韩国作为亚洲地区网络覆盖率最高的国家,早在20世纪初期,就已经把发展以宽带为代表的信息技术提升为国家战略。2013年6月,在距离4G网络商用还不足两年时间,新一代 LTE-A 网络开始在韩国商用,使韩国移动网络进入 4.5G 时代。同时,韩国也是全球第四大电子产品制造国,内存、液晶显示器及等离子显示屏等平面显示装置和移动电话的飞速发展,使其在世界市场中占据了一定地位。

  制造业与科技产业的发达,使韩国在移动通信、信息家电、数字内容等方面居世界前列,而韩国也一直旨在通过智慧城市的建设来推动这些新兴产业的发展。2004 年, 面对全球信息产业新一轮“U”化战略的政策动向,韩国信息通信部提出“U-Korea”战略,并于 2006年3月确定总体政策规划,希望把韩国建设成智能社会。随后,韩国又推出了“U-City”综合计划,将“U-City”建设纳入国家预算,标志着智慧城市建设上升至了国家战略层面。韩国希望能以网络为基础,打造绿色、数字化、无缝移动连接的生态、智慧型城市,以无线传感器为基础,把韩国所有的资源数字化、网络化、可视化、智能化,从而促进韩国的经济发展和社会改革。

  一、韩国智慧城市发展战略与政策

  韩国为推动智慧城市的发展提出了多项战略计划与政策。其中,2004 年3 月推出的“IT 839”战略,主要目标是提升韩国现有的资讯科技框架,期望在2007 年达成韩国的全方位资讯社会愿景;随后推出的“U-Korea”战略,则是旨在以无线传感器网络为基础,实现资源的数字化、网络化、可视化和智能化,以此促进国家经济社会发展;此后的“U-City”计划和“智慧首尔2015”皆是实施“U-Korea”战略的具体体现。而韩国作为物联网国际标准制定的主导国之一,其提出的《物联网基本规划》也是不可忽视的。

  1. 智慧韩国——“U-Korea”战略

  根据规划,“U-Korea”战略主要分为发展期与成熟期两个执行阶段,其中发展期为2006—2010 年,成熟期为2011—2015年。发展期阶段的重点任务是建设“U-Korea”的基础环境、建立U 社会制度、应用信息技术。完成无所不在网络基础设施建设、发展U 化物流配销体系、U 化健康医疗等无所不在服务、扶植U 化产业与新兴市场、建立U 化社会规范、将IT 技术应用于生物科技与纳米科技领域。成熟期阶段的重点任务为推广U 化服务,不仅应用于国内各个产业,还致力于将国内U 化服务推广至海外市场,活用嵌入式智能芯片、生物科技与纳米科技、IT 技术、稳定U 化社会文化。

  2. 智慧城市——“U-City”计划

  早在2004 年,韩国就率先发起了“U-City”计划,希望能通过普及化的信息通信技术提高城市的综合竞争力。“U-City”是一个可以把市民及其周围环境与无所不在的技术(ubiquitoustechnology)集成起来的新的城市发展模式,把IT 包含在所有的城市元素中,使市民可以在任何时间、任何地点、从任何设备访问和应用城市元素。目前已有众多城市参与“U-City”计划,其中包括首尔、釜山以及仁川的松岛新城等城市。目的是要让彼此独立的系统能相互沟通并交换信息,将运算技术融入民众的日常生活中。

  3.“智慧首尔2015”计划

  在建设“U-City”的基础上,2011 年6 月,韩国以首都首尔为试点,发布“智慧首尔2015”计划,向世界展示了该市建设智慧城市的雄心,其目标是通过该计划将首尔推举成为全球的信息通信技术(information communication technology,ICT)领军城市,成为智慧科技用以提升可持续性和竞争力的示范。

  “智慧首尔2015”的最大特征在于其“以人为本”的出发点,即在最大化地利用ICT 技术的同时,建立城市与其居民之间的良好合作关系,使技术服务于首尔市民。首尔根据自身特征和诉求提出了智慧城市建设的三大要素:一是加强ICT 基础设施建设,致力于首尔区域内的网络建设,基本实现全域覆盖,为家庭安装智能表实现能源管理,建立社区地图反映居民基本诉求等;二是整合城市管理框架,确保各子系统、元系统和个体、楼宇-街区系统等完美整合、高效配合;三是扩大智慧设备的使用范围,使各领域、各阶层、各年龄段的人群都能享受到这些服务。

  “智慧首尔2015”计划还明确提出“数据开放”,明确提出公共数据已成为具有社会和经济价值的重要国家资产,努力打造“首尔开放数据广场”,目前已提供33 个数据库、880 个数据集,为用户提供十大类公共数据信息,配有图表、数据、地图和网络链接等,促进信息技术和公共服务产业的进步和发展。预计这些公开的公共信息产生的经济价值将达到1.2 万亿韩元,能够帮助企业创造多元化的商业模式和价值。

  4.《物联网基本规划》

  2014年5 月,韩国政府出台了《物联网基本规划》(以下简称为《规划》)。《规划》中,韩国政府提出了成为“超联数字革命领先国家”的战略远景,计划提升相关软件、设备、零件、传感器等技术竞争力,培育一批能主导服务及产品创新的中小及中坚企业;通过物联网产品及服务的开发,打造安全、活跃的物联网发展平台,推进政府内部及官民合作,力争使韩国在物联网服务开发及运用领域成为全球领先的国家。

  《规划》中提出了四大推进战略,包括促进产业生态界内部参与者之间的合作、推进开放创新、开发及扩大服务和实施企业支援,还提出了截至2020 年,要实现扩大市场规模、扩大中小企业和中坚企业的企业数量及雇佣人数、提高物联网技术的应用效率等具体战略目标。

  根据《规划》,韩国首先计划鼓励业界企业合作开发开放平台,用于开发跨部门以及以实际民间需求——如健康管理、智能家居等——为基础的物联网服务。物联网服务将聚焦融合物联网、云计算、大数据、移动等各类信息及技术的新型服务,通过阶段性构建及扩大物联网创新中心等DIY开放实验室,实施基于使用者参与的实证项目等,不断挖掘新产品及服务。

  物联网安全防护也是《规划》中提出的重点,包括制定“物联网信息安全路线图”、与其他国家在信息安全事故循序应对及分析方面实现信息共享、构建测试安保功能及性能的试验环境、加大嵌入式OS 等物联网安全技术开发力度、培育相关技术专家等。韩国还计划扩大第五代移动通信及Giga网络等基础设施,推动应用于远程物联网的低电力、长距离、非许可频段通信技术的开发。

  根据《规划》,韩国将重点开发可穿戴、健康管理、超小型、超电力化等新一代智能设备及零件技术,并重点培育智能传感器产业,确立国内智能传感器核心技术及商用化技术,特别是应用于主力产业及物联网产业的尖端传感器技术。

  二、韩国松岛新城智慧城市建设

  韩国松岛新城位于首尔以西约56 km,位于韩国第二大港口城市仁川滨水区,是一座人工填海形成的岛屿。该人工岛屿于2003年在海岸线上进行填埋、围垦建造,占地6.08 km2,计划于2020年全部竣工,竣工后预计全市住户达65000 人,在该市就业的人达30 万人, 将成为一座拥有国际上最尖端城市功能的绿色智慧型城市。

  作为韩国政府“U-City” 计划5 大示范城市之一, 松岛新城的建设从零开始, 由美国地产开发公司盖尔与浦项建设合资成立的松岛国际城市开发公司承建,思科公司提供技术方案支持和网络支持, 受仁川自由经济区管理局管辖, 在市内基础设施建设中引入大量IT 技术, 打造未来的智能城市。城内设立了技术园区(Technopark),让Ubiquitous IT 相关产业进驻,直接提供城市U 化的相关技术资源;同时与Cisco、Microsoft等跨国企业合作,进行智慧城市基础设施建设,提供家居、医疗、交通、零售、娱乐、电力能源管理、楼宇等U-Life 智慧应用服务。

  1. 松岛新城智慧规划

  松岛新城的设计特点包括开放的绿色公共空间、融合充电汽车和自行车的公共交通系统、先进的医院和国际学校、航空、节能节水的建筑及城市运营、中央垃圾收集处理系统、可持续的城市管理、数字基础设施和系统的广泛利用等,从而建设成为在各个方面都满足世界级城市要求的城市。该城市的建设融合了“智慧互联城市”的建设理念,其远景目标在于实现无缝通信服务,包括宽带网络、四网服务、基于地点的服务;实现一卡通、智能卡、多功能设备智能化;实现媒体、车站等新一代信息通信智能化;实现医疗、安保、信息安全等智能化,实现交通信息、宜居环境服务、城市地理信息系统智能化;实现门户网站、呼叫中心、礼宾服务智能化等。松岛新城在规划建设中,坚持先进甚至适当超前的信息化观念开展信息基础设施建设。在家居、商务办公、校园、医院等场所,信息技术“无时无刻无所不在”,重点聚焦于智慧工作空间、智慧交通、智慧楼宇、智能能源、智能社会等多个城市管理服务领域,通过信息技术开展智能型医疗、安全、建筑、绿色科技等应用。数字基础设施的广泛应用为松岛新城的快速发展如虎添翼,从无线网络覆盖到自动回收生物系统,再到通用智能卡,一应俱全。

  松岛新城作为世界上最环保的城市之一,其智慧化着重体现在其环保系统上,城市设计非常注重节水和雨水的再利用。岛内给水系统藉由巧妙造景收集雨水,并将水槽、洗碗机与洗衣机回收的废水净化处理,从而将干净水的用量降至平常的十分之一,这样雨水和生活污水都可以再处理、被利用,大大节省了市内的饮用水资源。

  另外,先进的公共交通系统也为松岛新城的繁荣发展锦上添花。这里地铁线路异常便利,地下火车与首尔相连,公共汽车或地铁连接仁川国际机场,城市海水运河上的“水上电动出租车”方便出行,还有长达25 km 的自行车路,既方便了人们的出行,又能减少碳排放量。配备电动汽车充电桩的主要停车场通常隐藏在位于城市的水下,以减少热气和废气对城市的影响,同时为地上交通预留了更广阔的空间。

  2. 无处不在的智慧生活

  松岛新城拥有各种高科技基础设施:从无所不在的无线网络、自动资源回收系统,到可以兼当电子钱包、钥匙与健保卡的智能卡系统。松岛的企业和居民能享受到以下三大类服务:一是楼内服务,主要指自动化、能源管理、设备维护等智能楼宇管理,门禁、监控、入侵检测等安全与安保服务,以及智能停车库、收费、车位引导等停车类服务;二是商业服务,包括信息发布与展示、广告等可视化通信,社区互联以及IT 服务外包、数据中心、云计算与云存储等数据中心服务;三是全域服务,囊括了全城WiFi、公共信息发布与服务、智能标杆等。

  ● 无处不在的传感器

  无线网络、光纤和远程呈现覆盖松岛新城的每一个角落,市内信息系统紧密相连,在每条街道、每条马路、每个建筑物中都安装有传感器,几乎可以说每块墙砖、每平方米地面都有感应能力,监视着岛内从温度到交通状况的任何数据,包括排放量、噪声、天气、停车位置、交通状况、行人行为、社会破损情况等。每个传感器会实时持续地将收集到的数据传送到中央控制中枢,举凡建筑物、电力需求、道路交通状况、室外和室内温度等数据,都会在这里汇整分析,使城市控制中心可以追踪到居民活动,适时做出应对,如电梯只有在有人乘坐时才会启动。

  松岛新城内的传感器在交通管理方面起着无法替代的重要作用。公共道路及建筑物周边布置了交通信息传感器网络,用于监测温度、路况等信息,为城市交通部门提供交通状况的具体信息。例如,根据传感器传输的数据,交通管理者可以智能地对交通信号灯进行重新设置,以便降低交通拥堵和交通事故的发生率,同时又能使车流和人流实现最优化配置,保障城市有效运转,若是侦测到道路或建筑物异常壅塞,可亮起警示,迅速针对各类事件进行响应,以减少交通延误造成的损失;高速公路旁的传感器可以识别障碍物、潜在危险和交通堵塞水平,并将这些信息及时传输给驾驶者;街道上的摄影机会监控人行道上有多少行人,街道冷清时可将街灯调暗,人潮熙攘时则把街灯调亮。传感器能够识别路灯或交通信号灯是否损坏,以便能够及时解决。

  松岛新城市内的汽车牌照都装载有无线射频识别(Radio Frequency Identification,RFID) 标签,通过扫描为运行的车辆建立一个实时的地图,并将当地数据发送至中央控制枢纽,在积累数据后根据之前的测量结果可以预测交通流量,或者自动识别出交通事故多发点以及路况调整信息,缓解交通堵塞状况。松岛新城U-Life 中心安装了占据一整面墙的屏幕,可以实时展现全岛内由中央监控录像系统传来的视频,用于政府部门监视交通状况、发现犯罪行为。通过RFID 积累的交通数据,中枢屏幕在一秒内就可以完全反映城市实时的交通状况。这些“智能道路”通过网络与中央控制枢纽相连,还能够在地震发生前发挥早期预警的作用。

  ● 完全自动的建筑

  松岛新城内所有建筑不仅外观时尚,而且智能环保,大楼玻璃窗冬季能存储热量,夏季能利用太阳能控制室内空调。网络还能够让市民直接控制周围的环境,每间公寓都安装摄像头,而且摄像头的开关完全由屋主控制,市民可以通过家庭或移动界面,远程监控自己的公寓;还可以远程操控自己的房间,如调节供暖和空调、检查是否锁门了等,甚至用指纹就可以打开房门。

  盖尔公司CEO 在松岛所住的公寓就是一个“智能家庭”的样板间:楼内和房间应用了先进的智能楼宇和智能家居系统,使用了可视化的联动门禁和监控安保系统;室内部署了智能控制面板,可操控房内所有电子设备,如电灯、冰箱、电视等,并且可通过网络远程操控房内的电子设备;房内安装的智能系统,还可进行远程视频会议。

  ● 智能租车

  如果想要使用汽车分享服务,用户只需在智能手机上下载一个汽车分享App,填写驾照号码与相关证件,接着轻轻一点就能查寻出最近能借车的地点在哪里,车型也全都一览无遗,只要填妥取车时间,一把虚拟的汽车钥匙就会传送到手机里。到达停车场后,只需轻轻点点击手机上的钥匙按钮,汽车自动发出声响,门也随之开启。用户不再需要前往租车中心取车,不用耗时填表格、复印身份证、拿钥匙,5 分钟不到,就完成了租车,而且租车费用比搭出租车还便宜。

  松岛新城每辆出租车的副驾驶座椅背上贴着一张不怎么显眼的小纸条,拿出手机轻轻往小纸条一靠,同伴就已经收到简讯,知道你在哪里上了车,驾驶姓名、车号也都马上透过手机的近距离无线通信(Near Field Communication,NFC)功能传到另一端的手机里。2015 年1 月,首尔和仁川,包括松岛新城都初步完成了出租车连线网,这意味着出租车与市政府连线,无论车辆开到哪,市政府都能即时用GPS 定位出每一辆出租车。

  ● 智能电网

  松岛新城的电力由天然气制造,通过智能电网传输至各户家庭。完全接入网络的智能电力设施可以监视电器的用电量,随时知道其供应的电力在家庭和办公室中的使用情况——无论电力是用于煲水、洗碗还是照明,都一清二楚,为城市管理者提供有关当前电量的使用信息;还能够帮助当地居民控制各自的电量使用情况,根据需求随时调节供应,从而节省人均40% 的能量消耗。例如,洗衣机会选择在用电量较少、价格较低的深夜自动清洗衣物。

  ● 网真视频系统

  各家各户,远程呈现设备像洗碗机一样普遍,住户不仅能控制供暖和防盗设备,还配备视频会议设备,足不出户就能接受教育、医疗和公共福利等;家庭、办公、医院及购物中心,甚至是街头都安装了网真系统(Telepresence System),任何人可以在任何地方使用网络视频通话,市民只需坐在电视屏幕前,即可与远在夏威夷的英语老师通话,或者远程跟随国内其他地方的健身教练上课,视频通话虽不陌生,但是与电视和订阅课程表融合却是世界典范。如今,松岛内已经有20000 户家庭安装了网真视频。

  松岛新城查德威克国际学校拥有两间网真视频教室,学生们可以在教室中和世界其他地方的学生实现远程同步学习。而且每个班级都安装了远程视频屏幕,可以随时和地球村各地的学生进行讨论,授课过程中教室可以使用这项网真视频技术进行授课,如教室一边的电子黑板上,印度班加罗尔(Bengaluru)的一个年级的真实影像和印度老师在另一边的黑板上书写的内容非常生动地显现出来。松岛新城市内每一寸土地、每一个角落都安装了虚拟突触,街道下布满了光缆,墙壁和房屋内安装了开关和路由器,整个岛屿架在了信息流通道之上。覆盖全岛的信息网络也能够让网真系统连接所有办公室、公寓和学校,这样教育、医疗和政府服务都能够通过视频会议的形式传播。

  ● 垃圾处理系统

  松岛新城内并没有收集垃圾的卡车,岛内所有建筑大楼和办公楼地下都埋有通道,压力驱动的中央垃圾收集系统会迅速地抽走垃圾,通过地下通道直接进入松岛垃圾处理中心——第三区自动化垃圾回收厂,系统内的自动系统可以对岛内垃圾进行自动筛选、回收、焚烧或填埋。整个垃圾处理系统只需7 人,即可处理全岛的垃圾。

  如今,高标准、高带宽的网络已经覆盖整座松岛新城,全城无线网络、公共信息发布与服务、智能标杆、网络可加载视频会议应用等服务被广泛应用。“U-City”建设给松岛的城市治理带来了诸多好处,以更高效的高科技信息手段对城市进行运行管理。通过“U-City”计划建设一个高起点、世界级的信息网络基础设施平台,吸引更多的一流企业入驻,同时其涉及的产业链也为城市的发展提供机会,对保持经济持续增长大有益处。同时,信息科技为居民提供了一个舒适宜居、绿色环保的生活环境,也提供了高质量的公共信息增值服务,提高了市民的生活质量。

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