打造未来“自适应”智慧城市的 3 个步骤

　　到 2050 年，预计将有 68% 的世界人口居住在城市地区。 智慧城市可以通过创新和数字化转型来提升社会。 在一个不断中断的世界中，城市需要充满活力和适应性。

　　罗马不是一天建成的，这是有充分理由的。城市是地球上最复杂的人工设计系统。今天，世界上 55% 的人口居住在城市地区，预计到 2050 年将有 68%的人口居住在城市地区。在美国，这一数字已经达到 83%，预计到 2050 年将达到 89%。

　　因此，对于我们整个社会和地球来说，城市或许代表着创新和数字化转型的最重要机会。通过这种转变，我们可以创造一个更可持续、更有弹性但也更具适应性的城市未来。

　　在本文中，我们探讨了为什么智慧城市概念是必要的，但还不够，以及实现未来适应性城市的三个步骤——一个适用于所有人的步骤。 为什么智慧城市还不够

　　虽然智慧城市的概念长期以来一直是城市的未来愿景，但这也是必要的，但还不够。科技公司长期以来一直提出智能传感器的概念，传感器能够捕获数十亿个实时数据点，以帮助城市变得智能并能够对周围环境做出反应。例如自动驾驶汽车、智能照明，甚至智能垃圾桶。

　　传感器和数据确实是基石，就像水泥、空气、水、沙子和砾石一样，都是混凝土，但它们代表的是原材料，而不是最终的解决方案。 为什么适应性城市才是未来

　　智慧城市概念是一个有益的开端，但未来的城市需要更进一步。它需要成为一个能够动态响应持续变化和中断的适应性城市。

　　近年来，各种形式的破坏已经从例外转变为常态。我们今天既有 3D 打印、人工智能 (AI)、机器学习 (ML)、自动驾驶汽车和数字孪生等颠覆性技术，也面临流行病、极端天气事件、气候变化等重大挑战，甚至还有许多不可预见的情况，甚至是剧烈波动的政策变化。

　　智慧城市概念在稳态条件下运行良好，但在一个持续中断的世界中，城市的一个关键要求是能够应对变化，并在其运营模式的数字和物理方面具有内在的敏捷性。如果城市的物理基础设施仍然脆弱，那么数字生态系统的敏捷性就毫无意义。

　　适应性城市平衡生活和生计、复原力和可持续性，以及需要不断分析和采取行动的所有政治、经济、社会、技术、法律和环境条件。 实施适应性城市的三个步骤

　　通往适应性城市的道路是一个多年的旅程。与数字化转型一样，它可以快速取得成效，因此每一步都可以实现收益。实施的三个关键步骤涉及建立愿景、设计适应性，然后构建内在敏捷性。 1. 确立适应性城市的愿景

　　适应性城市的愿景始于其目标(图1)，这些对于每个城市来说显然是不同的。例如，在美国，迈阿密在韧性方面的需求与达拉斯相差甚远。适应性是关键，因为它成为更好地支持所有目标的推动力。这意味着可以在更多时间为更多利益相关者实现更多目标。

　　图 1. 适应性城市目标：针对所有利益相关者进行动态优化。资料来源：WGI Inc.

　　动态路缘管理是一种解决方案，它使城市规划人员能够使用动态的、数据驱动的路缘管理政策来平滑路边的交通和交付，从而使道路更加高效和公平。两小时的停车位可以成为三分钟的装载区或根据一天中的时间或其他因素动态定价的交付区。

　　由于城市的商业目标是不断变化的，自适应城市需要支持目标本身的动态优化，以便对交通量和二氧化碳排放等相互紧张的目标进行主动管理。 2：适应性设计

　　为了实现适应性设计，将设计重点放在城市建筑的数字和物理元素上是很重要的。软件适应性可以通过云计算、人工智能、机器学习、数字孪生、软件定义网络、智能合约和平台业务模型等方法来实现。

　　物理适应性可以通过模块化设计和构造、多功能设计、机器人和无人机以及支持快速集成和互操作性或动态配置的技术来实现(表 1)。

　　表 1. 适应性城市的数字和物理促成因素

　　例如，Ample的机器人电池更换站可以在 10 分钟内更换电动汽车的电池模块和电池组。然后是“即插即用城市主义”，它采用人行天桥等元素，并根据需要使其可移动。美国得克萨斯州的沃思堡市通过一座横跨 80 英尺宽的小溪的可移动桥梁改善了街景。在更大的范围内，卡塔尔的集装箱足球场可以在赛后拆卸和重新组装。

　　停车设施的运营优化不仅意味着事半功倍(例如在大流行期间需求下降了 90% 之多)，而且还意味着寻找替代方法，例如将车库层转换为锻炼设施、为流行音乐提供空间、为餐厅外卖和食品配送增加零售或集结区。

　　这种物理适应性扩展到建筑环境中的特定资产以及整个结构。多功能路灯，例如加利福尼亚州安大略省纽黑文计划开发社区中的路灯，配备了 USB 充电端口、环境传感器、Wi-Fi、寻路等。 3. 构建内在敏捷性

　　为了建设或更新城市基础设施，这些数字和物理推动者将提供急需的内在敏捷性。通过在施工或翻新过程中使用它们，可以在其整个使用寿命期间通过设计进行适应性调整。一个及时的例子是微电网，如果电网的一部分损坏，它可以对冲击做出反应，就像一个自我修复的有机体。

　　在整合方面，重要的是要追求一种平台商业模式，让初创公司和其他成员的知识产权可以像苹果应用商店一样发挥平台的服务。适应性城市可以拥有并运营该平台作为一项公共服务，但它也支持无需许可的创新，以便包括市民在内的其他人可以轻松地进行创新并在此基础上进行建设。

　　因此，现在是时候重新定义建筑物、道路、汽车甚至人类在自适应城市中的角色了。

　　作为这一旅程的一部分，自然环境需要与坚硬的(建筑)环境更加融合：绿色和灰色的融合。作为一个社会，长期以来，我们几乎完全依赖灰色基础设施，而没有利用绿色基础设施自然过程的好处。 适应性城市作为一个软件公司

　　随着如此多的技术构建块为未来的适应性城市提供如此多的用例，也许主要的挑战将在于将这一切变为现实的平台业务模型的治理和编排。在这一点上，适应性城市将成为自己的软件公司——毫不夸张地说，它将帮助世界变得更美好。

　　有人说“每个公司都是软件公司”，也许现在是每个城市都成为软件公司的时候了。