未來智慧城市發展研究

摘 要：未來智慧城市是對現階段城市管理體系和運行體制的變革，這個變革對于人類文明的進步起著至關重要的作用。因此，對未來城市發展的研究顯得尤為重要。從智慧物流、智慧農業、智慧教育、智慧交通和智慧工程五個方面對未來智慧城市的發展進行探討，希望未來的城市生活能更加便捷、舒適。

關鍵詞：未來城市；智慧城市；城市發展

未來社會究竟會如何發展？人們從未停止過對此問題的思考。其實，未來城市無論怎樣發展，科技一定是持續飛速更新的，并不斷影響著人們的生活。近些年，互聯網和人工智能技術的發展日新月異，也正是這些技術更新使人們的生活發生了很大的變化。那這些變化是否會持續到未來社會之中呢？我們期待的未來生活究竟是充斥著高科技、智能化，還是回歸自然，過著“采菊東籬下，悠然見南山”的生活呢？這都是值得大家深思的問題。對于未來城市的研究不僅僅是簡單地探討人們未來的生活方式，更多的是要解決現階段城市存在的一些問題，在發展中推動人類文明的進步。本文將從物流、教育、農業、交通和工程五個方面對未來城市發展進行研究，這是因為其與人們的生活息息相關。

一、智慧物流

目前，我國物流業的發展十分迅速，如順豐、郵政、中通、京東、圓通等。其中，順豐速運以其發貨、送貨速度快占據了不少的物流市場。而京東快遞是與京東商城相結合，率先采用了無人化物流分揀技術，獲得了大眾的認可。在智能制造環境下，打造智慧、高效的供應鏈，是制造企業在市場競爭中獲得優勢的關鍵。國務院辦公廳《關于積極推進供應鏈創新與應用的指導意見》明確指出，到2020年形成一批適合我國國情的供應鏈發展新技術和新模式，基本形成覆蓋我國重點產業的智慧供應鏈體系。

從技術上講，智慧物流是指云計算、物聯網以及互聯網相互融合的發展技術，包括感知層、網絡層和應用層三個層面。感知層包括智慧物流系統對于貨物的感知，主要作用是識別物體、采集信息，運用多種感知技術，包括條碼自動識別系統、GPS移動感知系統、傳感器感知技術、紅外感知技術和語音感知技術[1]。網絡層主要包括互聯網、電信網和廣播電視網，通過這種技術將感知層的相關信息與應用層相連。應用層是指智慧物流系統與用戶的接口，也是較為重要的一環。智慧物流最終的方向是具有較強的實踐應用功效，并與行業需求相結合。現階段，人工智能技術也被應用到智慧物流中，主要進行數據分析和決策、自動化和智能調度等[2]。

未來，智慧物流依然會沿用入庫、存取、揀選、包裝、出庫、調撥、轉站、分揀再派送這樣一個基本流程，但是每一步的流程又會不斷地被細化。在自動倉儲上，物流件直接通過流水線，自動識碼，按照不同的分配區域自動揀選并包裝。在揀選過程中，將需要配送的物品按類別劃分好，出庫時可直接按照類別分揀裝車出庫，轉站時同樣進行流水線的自動識別，無需人工錄入，轉站后再進行物流件的分揀，最后到達派送地點，可實現更加快捷的配送。目前在最后一個環節的配送中，如果遇到快遞配送高峰期，往往會出現排隊等待的現象，那這個時候應該采用錯峰分時段配送，或者由用戶在手機移動端或者電腦客戶端進行預約，預約后即可享受機器人配送到家的服務。

二、智慧農業

人類文明的發展和進步離不開農業的發展。為了解決全球人民的糧食問題，袁隆平院士生前始終奮戰在科研一線。目前，我國的農業生產雖然實現了與機械的結合，但是機械化水平并不高，還停留在大量使用人力進行播種勞作的階段。在未來，將大規模實現利用現代化播種技術，科學配方，高效種植，并且垂直農業的發展會逐漸滲透到我們的生活當中。

近幾年，垂直農場在世界各地相繼建立，尤其是在東南亞地區。相比于傳統農業，垂直農業可以以更低的資源消耗獲得更高的產量。垂直農場最早由美國哥倫比亞大學教授迪克遜·德斯帕米爾提出，是一種定位在城市中可持續發展的創新型綠色農業模式，與之對應的農業技術被稱為垂直技術，也就是以“立體農業”代替傳統的“平面農業”，在減少種植面積的同時，單位面積的產量較傳統農業更高。垂直農業無需利用土壤和耕地進行種植，而是采用人工配置的營養液，以及聚氨酯海綿、可生物降解的泥煤苔等替代材料。此外，垂直農業還可通過自動循環系統回收利用生產中的淡水，極大地減少淡水的使用[3]。

目前，日本的農業系統在施肥和灌溉控制等領域表現卓越[4]。我國也應該將現代科學技術與農業相結合，發展科技農業，將智能溫控、智能灌溉、智能監測、智能播種系統積極引入農業系統中。

農業是一個國家的根基性產業，糧食安全更是社會關注的熱點問題。由此，我們可以預見未來垂直農業將成為商品住宅的配套產品，在有限的空間內，利用垂直農業節省空間，利用科技賦能將有限的資源充分發揮出來。

三、智慧教育

教育事業對于一個國家的發展來說至關重要。現代教育模式以面授或網絡授課為主，這種教師講授、學生聽課的學習模式中，理論實踐較少，使得學生的主觀能動性不能充分地發揮出來，而且智能AI技術在教學中的應用也不夠廣泛。

國家標準《智慧校園總體框架》給出了智慧校園的整體框架，明確智慧校園是要達到“智能感知，數據交換”的要求。第一，未來教育要能適應國家“互聯網+”、大數據、新一代人工智能發展的大趨勢，建立一系列的未來教室、機器人實驗室、人工智能教室、數字化實驗室，并配備功能模擬衛星、3D打印機等硬件配套設施[5]。第二，實現多樣化的教育途徑，建立科教基地，并與學校建立合作關系，帶領學生進行實地學習演練，從而實現教育的升級。第三，未來教育要實現教育到家，學生在家即可享受到優質教育，教師也可隨時與學生互動。這并非簡單的網絡授課，而是為了改善網絡授課的弊端，使線上上課更加接近線下上課實景模式。第四，未來教育要采用企業與高校相結合的發展模式，解決現階段高校學生學習內容與實際工作脫節的情況。企業可結合自身實際需求，主動到高校申請開設相關課程；高校也可主動與企業聯系，結合企業的實際需求，開設相關課程，多帶學生到工作一線去實踐，培養企業需要的人才，實現教育共贏。同時，高校可以建立共享資源室，培養一專多能的綜合型人才，培養德智體美勞全面發展的復合型人才，培養思維能力強的創新型人才。

也就是說，未來的智慧教育一定是理論聯系實際，有非單一的不同學習場景的教學任務，并且能將現代化技術應用到極致，充分發揮學生的主觀能動性，幫助學生精準匹配教育資源，充分做到因材施教，對學生進行個性化教學設計，開闊學生的視野，增加創新課程，結合先進技術對課程內容、課程體系以及授課形式進行實質性的改革。未來的智慧教育能夠更好地促進教育公平，縮短城鄉教育差距，減少教育不合理現象，為國家培育更多合格的社會主義建設者和接班人。

四、智慧交通

交通出行是我們生活當中不可缺少的環節，其便利性更是對我們的生活有至關重要的影響。而智慧交通是一個復雜的智能系統，它不但要覆蓋交通范圍的全部區域，還要構建有利于交通發展的智能體系。

智慧交通主要體現在駕駛工具、城市交通網絡系統、智能交通數據系統、出行用戶系統等方面。首先，駕駛工具的智慧性主要體現在汽車、地鐵、高鐵、飛機等交通工具的先進性上，自動化無人駕駛汽車在馬路上馳騁，地鐵、高鐵和飛機等公共交通的駕駛操作也更加便捷。其次，城市交通網絡系統的架構會極大地便利群眾的日常出行，減少擁堵現象，實時模擬路況，根據模擬路況進行道路行駛規劃，并能夠實時監測汽車尾氣中大氣污染物的排放量，以此來減輕交通擁堵壓力和環境污染的壓力。再次，智能交通數據系統能夠進行數據統計分析，包括居民的出行信息、物流運輸信息以及交通事故高發地、道路擁堵時間和擁堵地段等數據，采用科學的分析方法，改進現階段存在的問題。但技術發展的同時，更需要保障的是數據信息的安全性，需采用一系列的加密方式，使數據信息能夠充分地服務于社會，避免數據信息的泄露。最后，對于出行用戶體驗來說，充分利用5G技術高可靠、低時延的特點，能夠助力車路協同多目標優化及自動駕駛技術的發展。在5G環境下，通信可靠性可以達到99.99％，即使用戶在車中娛樂，也不會影響車輛間通信的及時性、穩定性[6]。

五、智慧工程

智慧工程所涉及的領域是十分寬泛的，包括生物工程、醫藥工程、建設工程等，這里從開發方、使用方和中間方三個角度詳細探討關于建設工程的智慧化發展。

工程智慧化與信息化技術的發展和應用息息相關，圍繞智慧工程項目的應用，以透徹感知、全面互聯、深度挖掘、智能應用為主線，強化物聯網、大數據、BIM+GIS、云計算、移動互聯、人工智能等新一代信息技術與工程建設、管理業務的深度融合，構建工程施工體系、運行管理體系的基礎大平臺[7]。

從開發單位的角度來說，工程智能化建設在現有基礎上需要加入可視化的相關內容，使得項目在未開工以前就能夠做好項目風險預估，優化項目設計，調整項目結構，以減少工程變更等事件的發生，同時控制項目投資，使項目效益最大化。

從使用方的角度來說，智能家居的設計尤為重要，包含聲控、鍵控、光控等的家居互聯或辦公設施互聯，如照明燈、空調、加濕器、熱水器、冰箱、窗簾、窗戶、各種閥門、智能門鎖、監控等的統一管理和控制，實現這些智能設備之間的信息交互、信息共享，為人們營造更加安全、舒適、健康的家居生活環境[8]。使用方可以遠程操控家中所有設備，使家與生活更好地融合在一起。

中間方是指介于開發方和使用方之間的施工方。施工單位智慧工地的建設成為建筑工程發展的主流趨勢，主要包括人員、施工技術、管理方式的智慧互聯。人員的管控主要體現在遵循信息化管理、人性化管理和便捷性管理相結合的原則，而智慧工程最重要的是利用現代化技術為管理提供人性化的支撐。結合安全帽識別和人臉識別技術，對進出施工安全通道的人員自動開展進出人員歸屬單位、歸屬工作區域的雙重認證，對于非本區域的闖入人員進行語音警告[9]，以此來為施工安全提供更好的保障。在信息化管理方面，利用可視化技術指導施工，在施工開始以前，先利用BIM技術對施工現場的相關情況做合理的預估并及時進行調整，以免出現工程施工開始后再大批量修改施工圖紙的情況，進一步加強對工程造價、進度的把控。此外，還可以通過對施工環境和施工人員進行傳感監測，實現對施工安全的管理。施工環境方面，可通過物體移動位置感應、溫感、濕感等來感應施工點位環境的變化。當環境發生變化時，可發出警報，提醒工人注意檢查施工環境是否存在安全隱患。施工人員方面，未來可將工人的工作狀態以腦電波的方式展現出來，通過監測腦電波，提示工人可能出現疲勞趕工的狀態或可能出現安全隱患，發出警報后，相關工作人員會及時核查是否出現安全問題或存在安全隱患。更重要的是，將工地建設成可以自動控制監測工程質量的智慧工地，在施工的各個環節，由監測機器人逐一對不同的施工工序和施工過程進行監測，一旦出現誤差，就及時上傳到后臺云端，由業主方、監理方、施工方和監管方共同進行質量管理，提升工程質量。

六、結語

未來的生活模式需要我們不斷去探索，朝著更健康、更舒適、更合理的方向發展。而智慧城市的相關行業標準擬定實踐也需要盡早提上議程，更加強調經濟和社會的可持續性，在更低社會成本的前提下有節制地使用數據和技術，促進科技更好的發展，真正實現智慧城市在科技賦能下的可持續發展，使人們的生活更加美好。

參考文獻：

[1]霍艷芳，王涵，齊二石.打造智慧物流與供應鏈，助力智能制造：《智慧物流與智慧供應鏈》導讀[J].中國機械工程，2020（23）：2 891-2 897.

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[3]李追陽，諸佳風.“垂直農業”造就未來的城市“綠洲”[J].未來與發展，2020（10）：73-76.

[4]葉曉東，肖惠玲.智慧農業促進中國經濟可持續發展的路徑研究[J].智慧農業導刊，2024（18）：1-4.

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[9]戴風.高架橋工程中的智慧工地平臺建設與應用[J].建筑施工，2020（9）：1 817-1 819.

作者簡介：

趙敏，碩士，鄭州城市職業學院助教。研究方向：工程造價、項目管理。