智慧城市及智能交通的发展和挑战

1122334455相关数字和思考智慧城市概述智慧城市定义智慧城市概述智慧城市基础智慧城市简介01相关数字和思考中国城市人口的高速扩张经过改革开放以来30多年的发展，城市化步伐不断加快，每年有1500万人口进入城市。城市化率达到45.7%。到2025年，中国将会有近三分之二的人口居住在城市，已经进入了一个城市社会。今年，应对新发重大传染病，需要建立健全的政策体系，对城市的高效管理能力提出巨大挑战。以此次新型冠状病毒肺炎疫情为例，依然存在各个政府机构、医疗机构等信息不通畅、不对称问题，同时，跨地区、跨层级、跨部门的信息流转和政策执行难以高效实现，不同机构在面对突发公共卫生事件时，存在制定的应对措施不够精细、不够快速、不够专业的问题。针对新发重大传染病的监测不够全面完善、预警不够及时准确以及应对措施不够精细层次城市环境城市管理城市发展受到土地、空间、能源和清洁水等资源短缺的约城市环境城市管理城市发展面临的深层次问题还包括如何推进节能减排，如何推动城市的产业结构调整，如何建立有效的安全监控网络，保证食品、药品的安全，如何整合有效的公共服务设施，最大限度地满足人们在医疗、教育、卫生等方面的需要，如何快速有效地应对突发事件等。城市能源02智慧城市定义智慧城市是新一轮信息技术变革和知识经济进一步发展的产物，以互联网、物联网、电信网、广电网、无线宽带网等网络的多样化组合为基础。智慧城市是技术集成、综合应用、高端发展的网络化、信息化、智能化和现代化城市。智慧城市是以智慧技术、智慧产业、智慧人文、智慧服务、智慧管理、智慧生活等为重要内容的城市发展的新模式。通常把“智慧城市”定义为这样一个城市：“能够充分运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对于包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能的响应，为人类创造更美好的城u简单地说，智慧城市是充分利用信息化相关技术，通过监测、分析、整合、以及智慧响应的方式，综合各职能部门，整合优化现有资源，提供更好的服务、绿色的环境、和谐的社会，保证城市可持续发展，为企业及大众建立一个优良的工作、生活和休闲的环境。u形象地说智慧城市=智慧+互联+协同。阿姆斯特丹自由大学Caragliu(卡拉格鲁)的A.DelBo,C.&Nijkamp,认为智慧城市途径：通过参与式的治理投资：城市在人力资本、现代基础设施(信息通信)等领域加大投资目的：用以支撑可持续的经济增长，高品质的生活，同时自然资源得到明智的管理这个城市就是智慧的城市。一一“SmartcitiesinEurope",（2009）03智慧城市的基础光网城市“光网城市”是利用现代光纤通信技术，实现城镇地区光纤互联网络的全面覆盖。以发展宽带业务，光纤最终接入到户（FTTH），并可以提供百兆到户的接入能力，城市家庭平均带宽达到20M左右，轻松实现高速下载、IPTV、VOIP、会议电视、网络视频监控等大数据流业务的同步承载。光网城市的重点工作在于城镇光纤资源的建设，实现互联网用户的跨越性增长。无线城市无线城市，是使用高速宽带无线技术（WIFI）覆盖城市，向公众提供随时随地接入高速无线网络的服务，支持如：手机电视、手机视频聊天、手机视频会议、无线传输文稿照片、无线网络硬盘、移动电子邮件等服务。无线城市是城市信息化和现代化的基本要求，也是衡量城市运行效率、信息化程度以及竞争水平的重要标志。新基建04智慧城市简介智慧城市是当今世界发达国家在推进产业和城市信息化进程中的前沿理念和探索实践，是对现有互联网技术、传感器技术、智能信息处理技术等信息技术的高度集成，其大规模的应用将成为未来全球新的经济增长点之一。智慧城市的重点领域将包括智慧基础设施、智慧人文以及智慧服务等。在四个主要方面形成智慧的系统；1.公共服务管理：虚拟的“一站式”政府服务平台；2.交通管理：各种交通网络模式、服务提供商、车辆与用户的集成；3.突发事件管理：实时数据分析，并对突发事件和灾害做出反应；4.城市管理：监视并对城市事件（如防盗、交通事故等）做出反应。智慧城市基本原则智慧城市，集聚人的智慧，赋予物以智能，两方面互存互动、互促互补，以实现经济社会活动最优化的城市发展新模式和新形态。u其根本是要以人为本，汇人之慧，赋物以智，互促互补，实现经济社会活动最优化。(慧聚城市+智能城市)u其核心是充分运用现代信息通信技术，最大限度地开发利用信息和知识资源。(信息城市+知识城市)u从政府的角度看，一方面要推进城市管理服务流程的重塑优化。决策运行的智能化、协同化、精准化和高效化；一方面要推动产业智能化和智能产业集聚化。u从企业的角度看，其产品和服务要高科技、高知识、高效益。u从居民角度看，其信息、知识获取利用能力建设要普及深化并保持常态化。u从资源环境角度看，要推行智能化和低耗化。(高效城市+增值城市+科教城市+低耗城市)城市拥有海量的信息资源，通过分布在城市重要基础设施、城市公共环境中部署的传感、监测、监控系统和设施的联网，以及分布在城市中各个角落的个人、组织政府信息系统，实现城市海量信息与数据的实时收集与存储。构建如个人信息、法人信息、地理信息、统计信息四大城市基础数据库，以及如城市重大基础设施智慧监测信息、治安与道路实时监测信息等城市应用数据库。这些数据库构成了现代城市精细化管理运营不可或缺的信息基础。智慧城市的架构可以分为三层：信息采集层、运作操作层、领导决策支持层。u信息采集层利用视频监控技术、RFID技术、各种传感技术、进行城市各种数据和事件的实时测量、采集、事件收集、数据抓取和u运作操作层对采集的数据进行加工处理后，按照工作流程建模编排、事件信息处理，自动选择应对措施，进行工作处理、历史信息保留及查询、网络设备监控等。u领导决策支持层城市管理者可进行仿真演习、信息查询与监控、工作流程可视化监控、历史数据分析、专家协同分析、城市管理流程优化；为城市的智能化管理提供数据支持与经验分析。04智慧城市简介智慧范畴根据世界银行的测算，一个百万人口以上的智慧城市的建成，在投入不变的条件下，实施全方位的信息管理将能增加城市的发展红利2.5倍到3倍，这意味着智慧城市可促进实现4倍左右的可持续发展目标，并且引领未来世界城市发展的方向。04智慧城市简介智慧范畴----原国务院参事、中国科学院可持续发展战略组组长牛文元在“2010年世界城市建设国际论坛”上的讲话每个国家的城市将会因为信息通信技术的应用，变得更加美每个国家的城市将会因为信息通信技术的应用，变得更加美好。信息通信技术能够进一步改进公共交通的方式，城市环境将会变得更加健康，信息通信技术还将提高教育水平。这一切，就是智慧城市带来的改变。-----原国际电信联盟秘书长哈马德·图埃在世博会“信息化与城市发展”主题论坛上的发智慧城市使人们工作和生活更安全、更有效、更舒适。例如，宁波有条件率先实现由传统城市向“智慧城市”的战略转型和提升，同时，还要抓住产业转型升级契机，发展智慧产业，树立“智慧宁波”的形象。----原中国工程院副院长、国家信息化专家委员会副主任邬贺铨院士在世博会“信息化与城市发展”主题论坛上的发言04智慧城市简介评价体系欧盟的智慧城市评价标准包括智能经济(即创新型经济，发展数字经济)、智能移动(即不仅是智能交通，也延伸到教育、购物等领域、智能环境(即注重城市的生态环境)、智能治理(即政府管理模式的调整和改善)等多种在国内研究方面，上海浦东新区对智慧城市概念进行系统梳理，并提出了“智慧城市评价指标体系”。该指标体系统筹考虑了城市信息化水平、综合竞争力、绿色低碳、人文科技等。04智慧城市简介发展智慧城市意义智慧城市的热潮很大程度上缘于政府的推动，智慧城市的营造正成为全球城市之间竞争的基础要件之一，是证明一个城市信息化水平的“名片”，是保持城市竞争力的重要手段。智慧城市的城市管理、电子政务、交通运输、城市安全等市政公共服务是保民生、保增长、保效率重要手段；智慧通过整合城市信息资源、为市民提供无处不在的公共服务，为政府公共管理提供高效而有竞争力的手段。智慧将“P2P的无限沟通”带入“M2M物联时代”，打造数字城市管理、数字城市公共安全和智能城市交通。2019年1月15日，成都智慧治理中心正式启用，并将发挥“城市大脑”和“政务中枢”的重要作用，实现成都市城市治理体系的现代化。04智慧城市简介智慧城市与城市信息化的区别智慧城市与城市信息化是基本相同的，但两者也有一些不同之处：（1）智慧城市是以“发展更科学，管理更高效，社会更和谐，生活更美好”为目标，整个城市具有较为完善的行为意识和调控能力，具有空天地多平（2）整个城市具有智能感知、情境感知与认知能力；（3）整个城市具有成熟的信息—知识—智能转换机制，一定的决策能力；（4）整个城市具有一定的自我学习、自我成长和自我创新能力等。智慧城市建设困境04智慧城市简介智慧城市建设困境112233445501智慧城市领域智慧城市总体架构智慧城市总体架构02智慧城市架构总览03智慧城市案例—郫都区01智慧城市领域保稳定保稳定保增长保民生保增长保民生智慧城市通过整合城市信息资源、为市民提供无处不在的公共服务，为政府公共管理提供高效而有竞争力的手段，最终使城市在信息化时代的竞争中立于不败之地。02智慧城市架构总览智慧城市平台基础网络结构物联网互联网22智慧城市架构总览智慧管理平台整体框架智慧城市需要打造智慧城市需要打造一个统一平台，设立城市数据中心，构建三张基础网络，通过分层建设，达到平台能力及应用的可成长、可扩充，创造面向未来的智慧城市系统框架。应用层应用层数字教育数字城管城市公共安全应急指挥数字医疗数字环保智能交通数字园林空间资源视频资源业务管理空间资源视频资源摄像头RFID传感器网络感知层手机视频电话呼叫中心无线网关云计算摄像头RFID传感器网络智慧城市架构总览智慧管理平台整体架构信息采集信息展示信息采集表现层移动终端互联网呼叫中心摄像头M2M终端移动终端网站大屏幕移动终端互联网呼叫中心摄像头M2M终端定制应用应用层应用层jjjj数字园林集成框架j集成框架j管理功能能力引擎管理功能城市数据消息引擎语音引擎视频引擎能力组件WEB引擎城市数据消息引擎语音引擎视频引擎能力组件WEB引擎消息能力语音能力视频能力应用模板$$$$能力总线$02智慧城市架构总览应用总体架构03智慧城市架构建设案例——郫都区》》基础体系•以资源整合、集约建设为原则，整合郫都区各部门现有传感设备、硬件设施及基础数据等信息化资源，统一规划、集中部署，打造集约、开放、共享的基础体系，促进跨部门、跨系统、跨行业的互联互通、数据共享，走低成本、高效益的智慧化建设之路。高效、泛在的感知能力，实现信息的实时采集，为郫都区•建设多层次、立体化、高带宽、全覆盖的无线基础网络，实现宽带网、有线电视网从网络到业务的融合，构建T级骨干网、G级接入网、业务IP化的下一代高速•信息资源采集、共享和应用是智慧城市生态运行和发展的基石。智慧城市建设过程中应优先建设体系完整、结构合理、反应灵敏的信息采集体系，建立科学合理、完整一致、准确可信的城市公共基础数据库，实11334455智慧城市建设基础智慧城市建设发展智慧城市建设主要力量01智慧城市建设发展面对诸多挑战，智慧城市成为一种城市发展的新方式，借助物联网、云计算、移动互联网等信息化技术，实现政府管理、经济发展、民众生活模式的转变。北京、上海、广州、深圳、南京、天津、大连、合肥等城市都把建设“智慧城市”提上政府工作日程，做为城市发展的重要任务，智慧城市的建设正逐渐从宏观规划向微观应用落地发展。政府强政产业强政兴业兴业核心动力惠民核心动力惠民02智慧城市建设主要力量运营商 应用提供商提供商设备制造商智慧城市的建设是一个复杂的系统工程，产业链由政府、运营商及其他角色构成，形成了“政府主导+运营商 应用提供商提供商设备制造商•运营商优势：网络基础资源、运营保障能力、专业技术人才、产业链整合能力•运营商责任：承担智慧城市建设、运营工作积极扶持、引导和协调产业各方参与力量，形成智慧城市建设合力•其他角色积极参与：应用内容提供商提供本地化、行业化内容信息和定制化应用设备提供商提供智慧城市建设的硬件环境1133445501相关子系统概述智能交通系统智能交通系统02智能交通系统相关子系统概述GPS车辆定位监控子系统监控中心通信系统（GPRS/4G-5G技术）GPS车载终端主要功能地图操作车辆定位显示车辆查询车辆监控车辆管理信息服务轨迹记录与回放主要功能视频图像播放主要功能视频图像播放视频源选择视频立案功能视频核实功能视频核查查询统计功能电子地图视频查看以C/S+B/S架构，以PC作用用户的客户端，以标准的HTML交互形式与用户进行交互外部接口位于视频监控子系统的服务器中，以WebService的方式提供于外部应用程序进行交互系统将各视频终端位置信息（X、Y坐标）存储到数据库中，业务系统（呼叫受理子系统和监督指挥子系统）通过调用视频流进行现场情况显示相关子系统概述信息采集员管理子系统主要功能基本信息管理轨迹回放消息群发信息采集员追踪主要功能基本信息管理轨迹回放消息群发信息采集员追踪PDA维修记录任务统计智能警报现场视频相关子系统概述3D实景影像子系统主要功能影像地图显示影像地图缩放影像地图浏览属性查看影像地图定位相关子系统概述3D实景影像子系统主要功能影像地图显示影像地图缩放影像地图浏览属性查看影像地图定位影像地图标注案卷查询空间测量手机端功能相关子系统概述智能视频分析子系统主要功能主要功能区域入侵检测遗留物检测物品搬移检测02智能交通系统道路拥堵实时监测预道路拥堵实时监测预移动交通管理系统移动交通管理系统02智能交通系统城市交通数据资源交通基础设施动态运行数据车辆和人员础数据交通基础设施动态运行数据车辆和人员础数据查数据人查数据人口、土地开发、社会经济城市背检测设备行为数据第五次综合调查运输经济调查气象、道路施工、大型活动02智能交通系统智慧城市数据规模数据内容数据规模（以北京为例）动态运行数据道路检测数据断面流量、速度、车型采集：2分钟，500万记录/天车辆卫星定位数据客经纬度、时间、方位角、车辆代码采集：60秒（已升为12）6万辆出租车，15G，9000万记录/天2万辆公交车，5G，3000万记录/天电子收费数据收费时间、位置、线路、额度公交IC卡：2500万记录/天，10G/天ETC：300万记录/天车辆识别数据检测位置和时间、车牌号采集：2分钟2G，500万记录/天（按检测点存储）交通事故数据事故位置、时间、类型伪码移动信令数据信令发生位置、时间、活动类型北京移动：1800万样本，10亿条/天移动互联网众包数据触发时间、位置、用户高德：2013年12月6日，9G/天抽样调查数据城市综合交通调查、运输经济专项调查、出行方式意愿性调查第五次综合调查：共18项调查，其中：入户调查4万户约12万人（面对面）城市背景数据土地利用、人口分布、气象道路施工、交通事件多张网、交错关联交通基础数据人（从业人员）、车、路（道路网、公交线路）核心数据:车辆卫星定位数据(轨迹数据)02智能交通系统智慧城市轨迹数据轨迹数据就是时空环境下，通过对一个或多个移动对象运动过程的采样所获得的数据信息，包括采样点位置、采样时间、速度等，这些采样点数据信息根据采样先后顺序构成了轨迹数据。智能交通系统轨迹数据的作用为城市运行服务城市规划、疾病控制、智能交通、节能减排、环境保护、应急响应为城市运行服务为个人生活服务社会交流、个性化信息推送、驾驶安全、智能驾驶为个人生活服务为企业经济服务企业调度、门店选址、广告推送、位置营销为企业经济服务0202智能交通系统(一)道路拥堵实时监测预警系统道路运行状态实时检测，城市主干道交通拥堵状态实时分析，在线反映交地图查看视频监视设备位置和实时视频；地图查看路政巡查车、路政养护车和应急指挥车所处位置、轨迹，并可随时查看车载实时视频图像。全景展现城市交通运行状态视频规则触发式的流量抓拍；视频抓拍的车辆信息获取；动态后台管理系统和调度；基于GIS的交通车辆信息获取与单兵现场处理通便民信息的发布。道路车辆运行规则检测，对车辆形式的法停车等行为进行实时取证；的车流量进行实时统计，反映道路承载情况，提供交通规划数据支持；实时数据更新与记录，基于视频的实时分析处理，事件触发的即时记录。工作人员调度现场视频查看大屏幕视频调取变道闯红灯等行为的大容量数据库车牌检索；(五)交通综合业务管理与信息发布平台在线系统信息发布11334455轨迹数据在规划模型中的应用智能交通新发展5G大数据下的智能交通01轨迹数据在规划模型中的应用个性化路径导航应用个性化路径导航应用结合历史数据和用户行程上下文情景捕捉用户偏好，智慧导航。01轨迹数据在规划模型中的应用个性化路径导航应用个性化路径导航应用路线1:个性化导航路径路线2:高德导航最短路径路线3:高德导航最短路径用户实际走的路径1，而非高德导航最快最近路径（例如避免高速路线）。01轨迹数据在规划模型中的应用兴趣点挖掘推荐应用兴趣点挖掘推荐应用通过聚类从复杂的时空轨迹中挖掘运动物体的兴趣候选区域，并逐步筛选兴趣点。01轨迹数据在规划模型中的应用大众经验化路径推荐应用提取移动特征生成轨迹子序列，并对子序列进行路径挖掘分析，提取大众经验化路径进行推荐。01轨迹数据在规划模型中的应用交通子区域划分应用交通子区域划分应用基于交通特征之间的相关性划分整个交通区域划分为若干不同的根据北京出租车轨迹划分的交通子区域01轨迹数据在规划模型中的应用服务拥堵治理应用服务拥堵治理应用早高峰拥堵路段和节点职住平衡度与早高峰常发拥堵路段01轨迹数据在规划模型中的应用交通网络拥堵形成和消散演变规律分析应用交通网络拥堵形成和消散演变规律分析应用拥堵形成和消散的时间比例为2:301轨迹数据在规划模型中的应用交通网络拥堵形成和消散演变规律分析应用交通拥堵分布时空“云图”。莲花桥附近发生事故，产生拥堵。A：拥堵蔓延横轴代表时间，纵轴代表路段B：拥堵消散颜色代表该时间、该路段的拥堵程度。轨迹数据在规划模型中的应用城市总体规划应用城市总体规划应用周边地区与中心城通勤联系城市副中心公交可达性分析025G大数据下的智能交通智能交通行业智能交通行业智能交通行业是指从事智能交通相关性质的生产、服务的单位或个体的组织结构体系的总称，深刻认知智能交通行业定义，对预测并引导智能交通行业前景，指导行业投资方向至关重要。025G大数据下的智能交通025G大数据下的智能交通移动互联：移动互联：数据将越来越多，且复杂关联如FCD：4万辆=>500万辆出行意愿：12万=>2100万人客运与货运出行与社交、餐饮起点、换乘点、终点步行、公交车、时效：实时•上班、公务、下班、娱乐•工作日、休息日、节假日•今年、去年、过去十年025G大数据下的智能交通市领导：能否用一个数字反映交通运行状态道路类似个股拥堵识别“五维”理念以“交通指数”为核心的拥评价体系025G大数据下的智能交通交通运行提前研判和应对建立研判工作机制，年初、节假日前、高峰拥堵期前，针对性进行研判预测，引导各部门运力调配、公众出行。025G大数据下的智能交通025G大数据下的智能交通展的基本路线。通过“智能+网联”，提高30%的交通效率，减少80%的交通事故，降低30%的排放量。从智能交通业务发展态势看，未来车联网业务的发展趋势主要包括车载信息生活、智能安全驾驶和绿色安全出行三个方面。其对网络的需求也各不相同，典型智慧交通应用场景下的网络需求指标。典型智慧交通应用场景下的网络需求指标智慧交通业务需求025G大数据下的智能交通025G大数据下的智能交通025G大数据下的智能交通智能交通-车路协同（V2X-车对外界的信息交换）智能交通-车路协同（V2X-车对外界的信息交换）通过车车、车路信息交互和共享，并实现车辆和基础设施之间智能协同与配合，达到优化利用系统资源、提高道路交通安全、缓解交汽车企业汽车企业车辆运行状况车辆运行状况个人隐私道路设施操作