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智能城市

Hitachi

  日立所构想的智能城市将借助IT技术对各种城市元素进行关联。例如,住宅、办公室、宾馆酒店、工厂、学校等城市构成中的共通元素以及工业、商业、物流、研究机构、大学高校、农林、水产等“因地而异”其他元素通过物理连接或系统关联的形式,为城市消费者随时、随地享受放心、安全、舒适的各种服务提供了保证。

  日立开发研制的信息类系统技术和控制类系统技术在实现基础设施的联合协作方面得到了基础性的应用。以下将对智能城市采用的IT基础技术的主要特征以及应用了IT基础技术的智能城市在发展前景和灵活性方面的相关情况进行说明。

IT技术的整体结构

社会基础设施×IT

・为社会基础设施提供保障的两大IT技术:“信息类系统”“控制类系统”通过“信息技术”与“控制技术”的相互结合,为创建智能城市贡献力量

信息×控制

  要想解决城市里的各种课题,实现智能城市,必须依靠两大IT技术为城市建设打好基础。

  两大IT技术之一是为实现安全、舒适、智能化的城市生活提供支持的“信息类系统”。为了处理由于因特网和移动网络的广泛使用而大幅增加的信息量,信息类系统在速度和容量上都获得了迅猛的提升。这些信息类系统以“Best Effort”型居多,其特点是采取水平分工的开放型系统结构,能够应对不断出现的新服务。

  另一个IT技术是确保社会基础设施安全、高效、环保、顺利地运行的“控制类系统”。为了保证有形设备的准确、安全运行,控制类系统将安全性、可靠性和实时性放在了设计的优先位置,具有持久耐用的结构特点,使用寿命长达几十年。 将对信息进行高度化集中处理的“信息类系统”和根据信息进行设备运行的“控制类系统”结合起来,通过信息技术与控制技术的紧密合作,必将对城市的各种课题的综合解决和整体优化产生积极的影响。

采用先进的供需控制技术实现供需平衡

・采用先进的可视化技术,对供需情况进行有效的控制和管理

  城市管理基础设施是应用“信息控制结合技术”的主要平台。城市管理基础设施通过对城市基础设施和生活基础设施的有机关联,能够非常清晰地看到当时的供需情况,从而为准确、及时地进行供需管理、平衡供需关系提供了可能。

控制需求

  通过引导和控制需求方的需求,可以在保持需求总量不变的情况下,对城市基础设施的设备运转率进行均衡控制。例如,通过控制高峰时段的道路使用情况,从而缓解堵车现象;还可以通过扩展控制功能,对供给方难以控制的太阳能发电实施电量的分配和调整。

控制供给

  通过控制供给,可以在无法保证电量供应的情况下,按照社会用电的优先顺序,从高到低地进行选择性供电,也可以分时实施定量供电,从而达到满足需求方要求和适当控制个别供电的双重目的。

应对风险

  在发生自然灾害等紧急情况时,需要根据具体的地理或物理特性,采取单独的供需控制。

  智能城市控制系统可以根据城市基础设施的最小单位,对应急设备和应急能源的最低值加以设定,通过与其他系统的自动连接,从而实现紧急情况下的供需平衡控制和电荷分配控制。

借助“自动分散型”系统,实现城市基础设施的不间断运转

・通过各系统的自动运行,避免局部问题可能对整个系统造成的影响

  智能城市的各类基础设施都建立在“自动分散型”系统的概念之上。这一概念是指,通过各个系统的自动运行,避免局部系统失效可能对整个系统造成的影响,从而确保在意外情况发生时也能不间断地提供服务。该系统还能进一步升级为可以与不同社区或不同系统进行相互关联的“共生自动分散型系统”,实现全年全天候的不间断运转,使城市具备在未来也能长期保持动态变化的能力。

从容应对地理性特征和行政要求

・结合每个地区的地理特点和行政要求,对基础设施的功能进行优化组合

  每个城市都有自己独特的气候、地形等地理性特征。针对各个城市的地理性特征,可以依靠IT基础技术,根据地区需要,对基础设施和城市功能进行灵活组合。以“离岛型”城市为例,可以考虑在与周边地区相隔离的小范围区域进行基础设施建设,根据当地所需,对能够独立运行的各类基础设施加以组合。而对于需要优先解决治水问题的“沙漠型”城市而言,则可以选择性地引进智能水系统,发挥局部的城市功能。

  另外,如何应对制定各种政策的政府部门也是城市设计中不可缺少的一环。面对琐碎、复杂的行政要求,可以采取多种方法加以应对,例如,“脱离场地限制以提高服务效率”,“共享资源以降低运营成本”,还可以通过“削减多余功能”的方式,达到防止能源浪费的目的。

满足各类城市的不同需求

・灵活应对城市在发展阶段上的差别和变化

  每个城市都有自己所处的发展阶段,城市各阶段的表现形式、变化方式和阶段特点都各不相同。新兴国家的城市基础设施建设以“急进型”居多;发达国家的“成熟”城市则更需要“刷新型”基础设施;如果各类基础设施之间出现“断层”,“复兴型”基础设施当是首选。日立的智能城市依靠IT基础技术,对各类基础设施进行组合或关联,从而能够非常灵活地满足处于不同发展阶段的各类城市的具体需求。

  以“急进型”城市为例,可以先统一构建国家基础设施和城市基础设施,然后再对生活基础设施等依次加以健全。如果是“复兴型”城市,则通常留下的是国家基础设施,丧失的是城市基础设施和生活基础设施,因此,应当对需要重新建设的部分进行相应的完善。在发达国家的城市中,由于出生率的降低,致使很多学校遭到废弃,通过“变学校为养老院”等设施和服务的“刷新型”转换,将有望为城市的可持续运营提供可能。