掌握都會生活脈動

越來越多城市採用物聯網 (IoT)。

重點精華

  • 倫敦與都柏林皆部署連網感測器,以期能希望改善生活條件並對未來各種變化更能及早準備

  • 這些城市勇於開創新局,率先測試如何高效率部署擴及全市的物聯網系統

  • 智慧城市專案顯示 感測器應用與物聯網效能的無限發展,前景可期

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Duncan Wilson 每星期有四天騎著他的白色重機 Ducati 899 馳騁 8 英哩,穿梭車陣間前往位於倫敦帝國學院 (Imperial College) 的辦公室。每當他經過海德公園 (Hyde Park),裝設在維多利亞門 (Victoria Gate) 公用設施箱內的感測器便會偵測氮氧化物、氧化硫與空氣微粒等物質。近期在倫敦各處部署了近 80 個此類偵測器,希望能協助市政單位找出汙染最嚴重的區域或所謂汙染熱點,以利對抗煙霧問題。

Intel 主導「感測倫敦」(Sensing London) 專案的研究部門主管 Wilson 表示:「汙染熱點多半集中在重要路口與交通主要幹道。我們也正偵測公園周遭的空汙,希望保有珍貴的綠地。」

「感測倫敦」(Sensing London) 專案是 Intel 永續發展與連網城市協同研究機構 (Intel Collaborative Research Institute for Sustainable Connected Cities)、帝國學院 (Imperial College)、倫敦大學學院 (University College)、未來城市推手 (Future Cities Catapult) 與倫敦市議會成員的合作結晶,也是全球運用物聯網技術解決氣候變遷與資源緊縮難題的典範之一。此類專案有民間獨力,也有跨政府機構、企業、學術與民間團體的大型合作案。

在西班牙巴塞隆納,感測器即裝設在垃圾桶告知回收單位容量已滿。美國聖地牙哥港 (Port of San Diego) 也部署了 HVAC 系統感測器,希望降低能源使用並努力符合更嚴苛的國家法規。

眾多智慧城市專案的共通主軸就是:資料與資料分析能帶來更棒的想法、決策與成果。

我們在一個月內便徹底施行專案。

Intel 研究總監 Duncan Wilson

倫敦空氣品質 (London Air) 專案

面積廣達 607 平方英哩的倫敦,汽車與卡車總數達 250 萬。超過 30% 的汽車車輛皆為柴油動力款,相較於無鉛汽油車輛排放較多的二氧化氮與空氣微粒等物質。這些汙染物部分在倫敦的含量近期甚至超越北京,並可能於 2010 年造成倫敦 9,500 例提早死亡。

要偵測倫敦全境的空氣品質,目前仍是不可能任務。因此感測倫敦 (Sensing London) 專案除了海德公園外也策略性著重三大區域:倫敦塔橋 (Tower Bridge),塔橋每天會升起三次便於船隻通過,車輛就會滯留數分鐘;象堡 (Elephant and Castle),研究者於此探討氮氧化物吸收塗料的發展潛力;恩菲爾德北區 (Northern borough of Enfield),兩邊由老舊且擁塞的高速公路包夾。

恩菲爾德區域在一個月內便設置完成感應器,由感應器蒐集資料後便由現場的系統單晶片閘道即時處理。此閘道隨後將資料傳至雲端,由雲端提供具彈性且可擴充的資料處理基礎架構,支援應用程式將數據轉變成有意義的分析資訊以進一步運用。

當然,整個過程中也有許多複雜環節。感測器的放置位置與其外殼、溫度、濕度與風等環境因素均會影響資料準確性。

因此 ICRI 團隊與 London 三大高精確度空氣品質偵測站合作,調校感測器以解決此問題。將相關演算法新增至閘道後,便可協助校準數據。

Wilson 表示:「我們現在已更瞭解電子化學感測器的運作,也不斷更新演算法來處理資料, 直接將資料傳送至雲端確實是物聯網的採用方式之一,但我們同時也研究邊緣資料處理,將轉化過的資料傳送至雲端。」

Wilson 指出,將所蒐集資料過濾去蕪存菁,便可避免雲端塞滿無用的資料。這樣資料離開閘道處理器時,便已充分去除干擾值。

都柏林水患 (Dublin Flooding)

倫敦西北約 300 英哩處,Intel 去年4 月和都柏林市議會簽約,創建涵蓋全市區的閘道感測器網路,且讓各產業、學術與政府機關運用類似的物聯網技術進行合作。

都柏林市議會智慧城市專案的協調員 Jamie Cudden 表示:「我們一開始與營運相關負責員工進行許多內部溝通,探討有哪些優先區域應先調查, 最終得出水患是重要議題。」

北大西洋暖流常保愛爾蘭氣候溫和。某個維多利亞時代的詩人曾形容此地的雨水「溫暖如愛爾蘭人好客天性,溫柔好似愛爾蘭人微笑。」

氣候變化讓現今愛爾蘭的空氣相較於 1890 年所挾帶的水含量升高了大約 4%, 這也讓東愛爾蘭深受豪雨釀災之苦。

都柏林物聯網示範專案 (Dublin IoT Demonstrator) 主管暨 Intel 人類學家 David Prendergast 表示:「豪大雨往往讓街道宛如路上河流, 甚至造成河水氾濫、排水系統癱瘓,地下室也難逃淹水命運。」

根據愛爾蘭消防與緊急應變管理部 (Directorate for Fire and Emergency Management) 統計,單在 2012 年 12 月至 2013 年 1 月之間,水患便造成都柏林 6,100 萬歐元支出,損失額達 8,500 萬美元。

透過智慧城市專案,都柏林已準備好克服大自然挑戰。

Cudden 表示「我們發現本市許多工程師在雨量和河水水位感測技術方面都相當勇於創新,努力發掘新解決方案並積極嘗試。」 但這些嘗試仍力有未逮。「管理河川與排水系統的人員合作管道甚少。」

Intel 將於明年持續協助 都柏林打造物聯網系統,盡可能從多個感測器確實蒐集雨水、河川、排水系統相關資料。

Prendergast 博士表示,Intel 將策略性部署多個雨量計、天氣觀測站和實驗性感測器,例如監控河流水位的浮標與低功耗超音速水位感測器等,測量潮水突漲或提供容易因暴雨而水位急速升高的河流即時相關資訊。

包含工程師與資料管理人員等專家齊心協力,與當地大學和企業聯手打造感測設備,結合所蒐集的資料,開發並落實水患監控計畫。

Cudden 指出:「如果不能有效回應此資料流,也只是無意義的大量資訊。」他也認為以感測器為基礎的系統能警告工人應即時清除排水系統、移動車輛並通知地下室居民撤離,以躲避暴雨侵襲。

智慧城市的未來面貌

隨著都柏林與倫敦等大城市積極嘗試大型的物聯網基礎架構,紐約大學魯登交通政策與管理研究中心資深研究員,同時也是《智慧城市》一書的作者 Anthony Townsend 表示,由上而下的相關技術發展只是開始。

他同時預測都會基礎架構最後也會支援由公民主導的相關專案。Townsend 認為政府計畫、教育與孩童托育等服務都將「因人們口袋和牆上的小型智慧裝置重新改寫。」

何樂而不為?現在智慧型手機已人手一支,邊緣資料處理就掌握在你我手中。

Townsend 表示:「相關發展愈來愈複雜精細,我樂見其成, 因為這不僅讓生活更方便, 人際往來也更熱絡, 人生不妨多點樂趣!」