北京地下水資源存量不多,正等待著南水北調解渴;米蘭的空氣越來越臟,人們不得不在騎車時戴上口罩;墨西哥城的道路兩旁垃圾成堆,氣味難聞;圣保羅市每天的堵車隊伍平均長達180公里,只有這條綿延的長龍才能賽過圣保羅的海岸線。
困境并不屬于個別城市,而是世界大都市共同的難題。
大量人口的涌入更加重了城市焦慮,現在中國已經成為城鎮化速度最快的國家。
我們為什么來到城市?城市究竟能否讓生活更美好?無論悲觀或樂觀,人們從未停止對未來城市的設想。而新科技,無疑是未來城市突破困境的鑰匙。
數字無處不在的智慧城
在距離韓國首爾不到65公里處有一座新松島,這座人工島的特別之處在于:一切行動只需憑借一把智能卡鑰匙就可輕松搞定。人們進入高速公路、繳納停車計時費、看電影、免費租借公用自行車等,都可以用它來完成。
新松島,作為世界上第一個完全采用U概念的城市,于2005年動工建設,預計2014年完工。屆時,數字技術將植入這個城市的每個細胞,一張無形之網將城市每處細枝末節連為一體。
新松島無疑是理想城市形態的一種。在這里,網絡是最基本的基礎設施,它就像城市的神經系統,一個強大的數據處理中心將成為城市大腦,它能夠按照規定程序自動改善城市生活。
信息技術的突破將是實現這一城市形態的關鍵。上述城市形態在德國南部小城Friedrichshafen已經呈現出了現實版本,只不過是用手機實現。
在這座小城,人們想游湖,按一下手機即刻就能買到船票;在湖上遇險想呼救,按一下手機發出求救信號,GPS定位將使水上警察5分鐘內趕到;城市里隨處可見多媒體信息站,人們可以免費上網、打電話、視頻聯機、收發E- mail。在這里,手提電腦的功能幾乎完全被手機取代。

城里的大多數家庭里都安裝了All- inone的“電表”,集成了水表、電表、燃氣表和太陽能電力表。通過信息系統,用戶所用水、電、燃氣和太陽能的信息都會被登錄在家庭網絡平臺上,如此,人們就知道能源用在何處,哪些是被浪費的。
無論是新松島還是Friedrichshafen,都有著類似的運作形態:遍布各處的傳感器和智能設備組成“物聯網”,對城市運行的核心系統進行測量、監控和分析,隨時隨地全面感測;“物聯網”與互聯網系統完全連接和融合,將數據整合為城市核心系統的運行全圖,提供基礎設施;基于基礎設施,城市里的各個關鍵系統和參與者進行和諧高效的協作,達成城市運行的最佳狀態。
這樣的城市形態被叫作“智慧城市”。它們有一個共同的基因,就是基于FTTx光纖承載的ICT融合網絡。在技術上,目前智慧城市建設者的主流選擇是GPON- - -寬帶無源光綜合接入標準。GPON因使用無源分光器,可多個用戶共享一個端口,突出綠色環保的特點,不僅降低固定資產投入,更節約了能耗。
隨著全球信息化高速發展,智慧城市已見雛形。據不完全統計,全球已啟動或在建的智慧城市已達1000多個,包括中國的深圳、上海等東部城市,未來還會以每年近20%的增長率增加。
把節能做到極致
現代建筑并不完全令人滿意,高能耗是其被詬病的重要問題,以節能技術為代表的新理念正試圖改造城市建筑。
席卷中國大地的“節能示范樓”正在從北京、上海、廣州向二三線城市推廣,住房和城鄉建設部科技委副主任李秉仁等國內權威專家,在2012年12月20日舉辦的論壇上呼吁:“新型城鎮化節能建筑標準尚需提高。”
節能技術對現代建筑能有多大改觀?阿布扎比的馬斯達項目提供了示范。
這座樣板城區目前有4. 7萬人居住和工作。建筑外形與排列都盡量避免陽光直射房間;外墻可以調整角度,以最大化地利用陽光;屋頂的光伏設備為建筑物提供電能和熱水;陽光被鏡子引入室內,節約了照明用電;同時熱力泵將地下的冷氣帶到地表。
在這個氣溫經常高達40攝氏度的沙漠城市,空調消耗的能源是天文數字,通過新技術可以節約近75%的能源。節能技術的出發點就是令可再生能源成為能源供給的主要來源,而建筑則在節能問題上扮演一個不可替代的角色- - -畢竟全世界能源消耗的40%都由建筑物產生。
除了在屋頂架設太陽能電池板,利用地熱泵補充供暖等普通技術,使用生物質作為燃料的集中供暖設施也已經有了實踐。更為神奇的是,無論住戶身在何方,攝像頭和傳感器將為房間設置恰當的采光和溫度。所有無法全自動運行的設備,都可以通過信息中心的智能手機或平板電腦控制。
節能技術還將助推未來建筑成為大自然的一部分。按照德國弗勞恩霍夫研究所的城市規劃項目“inFarming”:凡是有空地的地方,比如建筑物的屋頂,都要種上蔬菜。借此,許多城市居民不必依賴長途運輸就能吃上新鮮蔬菜。新的栽培技術,利用了建筑物的廢水和廢熱,并不需要土壤。
在上述項目中,當員工準備下班回家的時候,可以很方便地在辦公樓樓頂的溫室里收獲西紅柿;辦公樓里的廢水則經過凈化,用于澆灌蔬菜;建筑散發的廢熱和太陽能電池板為溫室提供能源。項目負責人介紹,相信人們將在鋼筋水泥土澆筑的現代建筑里找到新的綠洲,激起居住在未來城市的渴望。
無人駕駛能否帶來暢行
2010年10月,《紐約時報》報道說,谷歌的無人駕駛自動車車隊已經累計行駛14萬英里。2011年6月,美國內華達州剛剛通過了無人駕駛汽車的立法。
在舊金山灣區,谷歌的無人駕駛汽車已經成為尋常風景。仍有不少人質疑:怎么能放心將生命交給自動運作的機器?谷歌方面邀請了不少人親身感受,體驗者發現,無人駕駛車的反應速度超過人類駕駛員,它可以同時處理更多信息,對緊急情況的反應更快;可以追蹤行人、自行車;可讀懂交通信號燈;可以高速匯入車流,在許多方面都優于人類駕駛。
坐在無人駕駛汽車上,可以通過位于駕駛座一側儀表盤上的電腦監視器觀看汽車的行進。它顯示了汽車對周圍世界的理解:車道、信號、汽車、速度、距離、向量。汽車每秒鐘對周圍世界進行20次分析和預測,甚至連高速路路肩上的一小塊泡沫塑料都會被激光檢測到并避開。
近兩三年來,世界范圍內幾乎所有傳統大汽車公司和一些研發實驗室都在研制無人駕駛汽車。由中國國防科技大學自主研制的紅旗HQ3無人車,2010年就已完成了從長沙到武漢286公里的高速全程無人駕駛實驗。
2012年12月,軍事交通學院研制的無人駕駛汽車,實現了復雜高速公路環境下從北京臺湖收費站到天津東麗收費站的實路測試,最高時速105公里,超車33次。
據悉,如果無人駕駛汽車(技術)得以應用,就可以減少一半的交通傷亡事故,為高速發展的汽車社會帶來福