淺談物聯(lián)網(wǎng)在武漢“兩型社會”低碳建設(shè)中的應用

摘 要 低碳建設(shè)在于能源利用效率的提高、清潔能源結(jié)構(gòu)的創(chuàng)建和碳排放的減少，是一場涉及生產(chǎn)模式、生活方式、價值觀念和國家權(quán)益的全球性革命，也是武漢“兩型社會”建設(shè)的重大項目。物聯(lián)網(wǎng)作為一個以應用為驅(qū)動的新興技術(shù)，在各領(lǐng)域的低碳建設(shè)中都能發(fā)揮極大的作用。本文主要站在應用角度淺談如何在武漢“兩型社會”低碳建設(shè)中深入應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng) 低碳建設(shè)

中圖分類號：F062.9 文獻標識碼：A

物聯(lián)網(wǎng)被稱為是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)和移動通信之后世界信息產(chǎn)業(yè)的又一次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不僅能提高經(jīng)濟效益，還能大大節(jié)約成本，可以為資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的低碳經(jīng)濟發(fā)展提供強有力的技術(shù)支持。物聯(lián)網(wǎng)是實現(xiàn)物物相連的智能化網(wǎng)絡(luò)，使人類對客觀世界具有更透徹的感知能力、更全面的認識能力、更智慧的處理能力，例如建立環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)可以準確及時提供環(huán)境問題決策依據(jù)，提高污染防治信息化監(jiān)管水平，解決環(huán)境治理和低碳發(fā)展中的諸多問題。武漢城市圈“兩型社會”建設(shè)啟動三年多以來成果豐碩，“十二五”時期將是武漢城市圈“兩型社會”試驗深入推進、重點突破的階段，深入物聯(lián)網(wǎng)的應用將對“兩型社會”的低碳建設(shè)起到舉足輕重的作用。

一、“兩型社會”低碳建設(shè)中的物聯(lián)網(wǎng)基本內(nèi)涵

（一）對物聯(lián)網(wǎng)的認識。

從概念上講，物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸與擴展，能進一步實現(xiàn)人與物、物與物的融合，物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用射頻標簽與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建的一個覆蓋世界上所有人與物的網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)。我們知道，互聯(lián)網(wǎng)有很多種網(wǎng)絡(luò)服務功能，例如E-mail、FTP、Web等，學校的校園信息服務系統(tǒng)、企業(yè)的電子商務系統(tǒng)、政府部門的電子政務系統(tǒng)都在互聯(lián)網(wǎng)中運行。同樣，隨著物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應用，必然也會出現(xiàn)大量的物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)，如服務于物流、醫(yī)學、環(huán)保、軍事等領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)。今年5月的通信展中，湖北移動以“智慧城市、數(shù)字湖北”為主題展示了湖北移動在移動物聯(lián)網(wǎng)方面的最新應用成果，例如通過手機就能遙控家里的電器、打開手機就能看武漢三鎮(zhèn)的交通等，讓我們感嘆物聯(lián)網(wǎng)的神奇力量。

（二）在“兩型社會”低碳建設(shè)中應用物聯(lián)網(wǎng)是必然趨勢。

20世紀以來，人類創(chuàng)造了前所未有的財富，加速了社會經(jīng)濟的發(fā)展，同時也帶來了人口劇增、資源消耗過度、環(huán)境污染和生態(tài)惡化的問題。這些問題已經(jīng)嚴重影響著人類的生存與發(fā)展，如何發(fā)展低碳經(jīng)濟受到各國政府的高度重視。根據(jù)2006年的有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，我國GDP占世界的5.5%，而能源消耗占世界的15%，于是朝著資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的低碳經(jīng)濟發(fā)展道路轉(zhuǎn)型是必然選擇。數(shù)字環(huán)保、智能城市、智慧地球等概念也在這樣一個大的背景下產(chǎn)生了。同時在國內(nèi)外，物聯(lián)網(wǎng)在低碳建設(shè)方面的應用也有十分成功的案例。例如在日本，2008年東京大學實施了“綠色東京大學計劃”，這個計劃是利用了傳感器等先進的元器件及互聯(lián)網(wǎng)平臺，將建筑內(nèi)的空調(diào)、照明、電源、監(jiān)控、安全設(shè)施等子系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，形成兼容性系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)并進行智能分析，對電能控制和消耗進行動態(tài)、有效的配置和管理。實踐證明，傳感技術(shù)和智能技術(shù)的應用大大減少了電能消耗，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的采用為東京大學樹立了低碳節(jié)能的藍本。

二、武漢“兩型社會”應用物聯(lián)網(wǎng)推動低碳建設(shè)發(fā)展方式探討

與傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)方式相比，物聯(lián)網(wǎng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有很多優(yōu)勢。其一，物聯(lián)網(wǎng)可以通過對物聯(lián)網(wǎng)上每個“物”的數(shù)據(jù)的采集和獲取并經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸，不僅能豐富觀察手段而且節(jié)約人力物力。其二，物聯(lián)網(wǎng)對物體控制遠程化，根據(jù)感知數(shù)據(jù)控制遠程系統(tǒng)，改變了繁雜的人工操作流程，不僅節(jié)約資源而且提高效率。其三，物聯(lián)網(wǎng)是對物質(zhì)世界的智能化管理，其專家系統(tǒng)、決策系統(tǒng)、智能識別等技術(shù)可以實現(xiàn)智能管理功能，避免大量資源的無效耗用，從而達到節(jié)能減排的效果。

（一）應用物聯(lián)網(wǎng)檢測水質(zhì)，提升大東湖生態(tài)水環(huán)境。

水污染使水環(huán)境質(zhì)量惡化，飲用水源質(zhì)量下降，威脅著人們的身體健康。武漢地處長江中游，境內(nèi)江河縱橫，湖泊眾多。水資源豐富既是我市經(jīng)濟社會發(fā)展的有利條件，也提出了保護水環(huán)境的重大任務。作為老工業(yè)基地，各類工業(yè)與大型企業(yè)密集在武漢市區(qū)，進入市區(qū)河段的排污數(shù)量大、企業(yè)治理達標工作難度大，從而導致河流污染嚴重。在陸地水體中，湖泊交換能力弱，污染物長期停留，很容易造成水質(zhì)惡化和富營養(yǎng)化，一度引起東湖南湖成片死魚翻塘。居民飲用水源遭工業(yè)廢水污染，武漢市中心有7個自來水廠以長江為水源，4個以漢江為水源，兩江岸邊的污染影響沿岸水廠水質(zhì)，飲用安全問題令人擔憂。同時，農(nóng)田排水污染也很普遍。針對上述情況，應用物聯(lián)網(wǎng)通過對地表水水質(zhì)的自動監(jiān)測，可以實現(xiàn)水質(zhì)的實時連續(xù)監(jiān)測和遠程監(jiān)控，及時掌握主要流域重點斷面水體的水質(zhì)狀況，預警預報重大或流域性水質(zhì)污染事故，解決跨行政區(qū)域的水污染事故，監(jiān)督總量控制落實情況。目前，物聯(lián)網(wǎng)在我國太湖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中已有初步應用并取得成效。東湖作為武漢城區(qū)獨有的國家級風景區(qū)，加大治理力度，改善東湖水質(zhì)，是武漢“兩型社會”建設(shè)的首要任務，應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立大東湖水環(huán)境動態(tài)監(jiān)測管理系統(tǒng)，提升大東湖水環(huán)境，充分利用自然水系形成城市水網(wǎng)的綠色地帶，可以讓市民坐擁湖光山色，充分感受自然寧靜。

（二）應用物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測城市空氣，促進武漢邁向生態(tài)宜居城市。

空氣質(zhì)量一向是老百姓重點關(guān)心的問題之一。武漢近年來大興土木搞基礎(chǔ)建設(shè)，幾千個工地全城“開花”，一系列工程集中上馬。工地附近 “一片狼藉”、在建工程“飛沙走石”，“晴天一身灰，雨天一身泥”，這是許多居住在工地附近的市民對大建設(shè)時期武漢市的共同感受。盡管這類建筑污染多個部門都在監(jiān)管，卻一直難以制止。大氣環(huán)境污染不僅會衍生出溫室效應、酸雨，還會導致臭氧層破壞。這種由環(huán)境污染衍生的環(huán)境效應又具有滯后性，往往在污染發(fā)生時不易被察覺，然而一旦發(fā)生就后果嚴重，而物聯(lián)網(wǎng)可以廣泛應用于大氣環(huán)境監(jiān)測中。我們可以在所需監(jiān)測大氣環(huán)境質(zhì)量的區(qū)域布設(shè)大量大氣環(huán)境監(jiān)測無線傳感網(wǎng)絡(luò)。通過微型傳感器可以連續(xù)、自動采集大氣的溫度、氣壓、總可吸入顆粒、二氧化碳、二氧化硫或其他需要監(jiān)測氣體含量等參數(shù)，充分做好防范措施。武漢自古以來因水而興、宜水而居。遠離陰霾，讓天更藍，深入物聯(lián)網(wǎng)應用，發(fā)展低碳經(jīng)濟，建立生態(tài)宜居城市是必然選擇。

（三）應用物聯(lián)網(wǎng)緩解武漢交通壓力，構(gòu)建低碳運輸體系。

武漢當前已經(jīng)進入新一輪的交通大建設(shè)時期，路漫漫其修遠兮，交通擁堵可以說是武漢的陣痛。解決交通擁堵的傳統(tǒng)方式是增加容量（如新增高速公路和車道等），但在如今的大建設(shè)環(huán)境下，我們需要其他的解決方法。將物聯(lián)網(wǎng)運用到道路和汽車中無疑是可以實現(xiàn)的，例如，增設(shè)路邊傳感器、射頻標記和全球定位系統(tǒng)。通過隨處安置的傳感器可以獲取路況信息，幫助監(jiān)控和控制交通流量，司機可以獲取實時的交通信息選擇最佳路線，乘坐公共交通的人可以通過手機查看下一班的市郊火車或地鐵上有多少空位。據(jù)計算，每次我們加減速的燃油消耗是平常耗油的三倍，如果道路暢通，我們將平時車速提高到每小時30到40公里，平均油耗可以減少20%到40%。這樣不僅可以大幅降低碳排放量和各種污染物排放，還可以減少能源消耗。在“十二五”期間武漢將重點推進交通節(jié)能減排工程，完善城市路網(wǎng)，減少擁堵隱患，進一步提高能源利用效率，控制能源消費總量。只有結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)應用構(gòu)建低碳交通運輸體系，才是擁有978萬人口的武漢城市交通的“暢通之路”、“綠色之路”、“未來之路”。

（四）應用物聯(lián)網(wǎng)建智慧家庭，提高市民綠色生活品質(zhì)。

在歐美、澳大利亞、日本、韓國等國家，智慧家庭已經(jīng)走進了很多家庭，它是充分應用布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、傳感器材、安全防范技術(shù)、自動控制技術(shù)等將家居生活有關(guān)的設(shè)施集成，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事務的管理系統(tǒng)，具有安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性，并實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。在我國，它也離普通老百姓生活越來越近。11月武漢舉辦的光博會向人們充分展示了物聯(lián)網(wǎng)智慧家庭的獨特魅力。進房之前，一個LED屏幕顯示著社區(qū)的公告以及其他鄰居給你的留言。房間里，在一臺數(shù)字終端上，可以隨意操控燈光、空調(diào)等電器，并有夜間、白天、出行、活動等多模式選擇，實現(xiàn)最佳節(jié)能。手機可遙控家電，在下班路上遠程指揮廚房里的電飯煲做飯，燉鍋煮湯，跨進家門洗個手就能吃上熱騰騰的飯菜。臥室里，小孩通過可讀寫的投影儀，能與老師在線交流。便攜式的醫(yī)療儀器，上面實時監(jiān)控著你的血壓、體溫等數(shù)據(jù)，社區(qū)的診所將根據(jù)數(shù)據(jù)向你發(fā)出健康提醒。如此安全、健康、便捷、快樂的生活對我們來說也不是遙遙不可及，據(jù)介紹，該項目集成了社區(qū)管理、物業(yè)管理、第三方商務服務等，目前已在光谷兩個社區(qū)試點，未來幾年若在全市推行將大大提高武漢市民的綠色生活品質(zhì)。

三、武漢“兩型社會”物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展存在的問題

物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)一樣，都是一把“雙刃劍”，它在改變我們的生活方式、企業(yè)的商業(yè)模式的同時，也給我們的日常生活和生產(chǎn)帶來了威脅。首先是安全問題。在物聯(lián)網(wǎng)時代，人們期望把所有的日常事務交給人工智能去處理，但物聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)上和互聯(lián)網(wǎng)一樣并非無懈可擊，仍然可能會面臨黑客、病毒的襲擊和網(wǎng)絡(luò)壟斷等威脅。在市場價值更大的物聯(lián)網(wǎng)上，為了牟取利益一些非法操作不僅可能會侵犯隱私涉及個人安全，還可能威脅到企業(yè)安全甚至國家安全，必須引起高度重視。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)層的安全和業(yè)務層的安全是相互獨立的，而物聯(lián)網(wǎng)的特殊安全問題很大一部分由于現(xiàn)有移動網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上集成了感知和應用平臺帶來的，移動網(wǎng)絡(luò)中的認證機制、加密機制等大部分機制仍然可以適用于物聯(lián)網(wǎng)并能夠提供一定的安全性。但必須承認，很多不確定因素依然存在，完善物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)政策和法規(guī)，建立獨立的物聯(lián)網(wǎng)組織對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和設(shè)備進行及時的監(jiān)管和協(xié)調(diào)才能為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展營造一個良好的環(huán)境。其次是物聯(lián)網(wǎng)高成本問題。物聯(lián)網(wǎng)作為21世紀推進人類生產(chǎn)與生活智能化的新技術(shù)，面對潛在的廣闊需求市場，初期投入是很大的。據(jù)悉，在武漢 “智慧城市”2010-2011的一期建設(shè)中就要投入20—30億，剛剛啟動的“云計算”產(chǎn)業(yè)行動也需要500億的資金投入，如此龐大的資金需求也考驗著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景。國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相對于國外滯后，幾乎所有的標簽芯片現(xiàn)在都依賴于進口，如果這塊成本降不下來，國內(nèi)的標簽制造商也只能眼睜睜看著那么大的市場望洋興嘆。因此，政府應給予必要的扶持來支持物聯(lián)網(wǎng)的推廣和應用，從而提高國內(nèi)技術(shù)水平，走在世界物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的前列。最后還有技術(shù)標準問題。目前，物聯(lián)網(wǎng)的標準仍不統(tǒng)一。僅整個物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的標準方面，就有三個標準組織，我國目前主要參與ISO和IEO的聯(lián)合組。一般說來，誰掌握了物聯(lián)網(wǎng)標準，誰就掌握了物聯(lián)網(wǎng)的主動權(quán)。如果標準不統(tǒng)一，必然會阻礙物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，這也是未來物聯(lián)網(wǎng)推廣應用有待解決的瓶頸問題，做好物聯(lián)網(wǎng)頂層設(shè)計，完善物聯(lián)網(wǎng)標準體系建設(shè)就顯得格外重要。

物聯(lián)網(wǎng)是一場新技術(shù)的革命，推進武漢“兩型社會”低碳建設(shè)是貫徹落實科學發(fā)展觀的具體表現(xiàn)，在武漢“兩型社會”低碳建設(shè)中應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，讓我們看到光明前景的同時也帶來了考驗。面對新機遇新技術(shù)，我們只有一個選擇，那就是：敢于試探、敢于超越、敢于突破，推動武漢新一輪大發(fā)展！□

（作者：中共武漢市委黨校信息中心講師）

參考文獻：

[1]吳功宜.智慧的物聯(lián)網(wǎng)：感知中國和世界的技術(shù).機械工業(yè)出版社，2010.

[2]李向文.物聯(lián)網(wǎng)概論：物聯(lián)網(wǎng)框架及產(chǎn)業(yè)鏈藍圖，中國物資出版社，2011.