四、能源、交通、基礎(chǔ)設(shè)施

1、智慧能源

在智慧地球概念下的“智慧能源”也有稱為“智慧電網(wǎng)(Smartgrid)”，“智慧公共用電設(shè)施(Smartutilities)”的表述。相關(guān)的內(nèi)含均是一樣的。以下的內(nèi)容取自參考資料，翻譯采用了意譯的方式。

在過(guò)去一個(gè)世紀(jì)的絕大多數(shù)時(shí)間里，電網(wǎng)僅是社會(huì)技術(shù)發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)符號(hào)。通過(guò)電網(wǎng)提供的廉價(jià)、充裕的電能改變著社會(huì)生產(chǎn)、生活的基本方式：電被送入居民家中、街道照明、商場(chǎng)、大小城鎮(zhèn)。

現(xiàn)今電網(wǎng)的狀態(tài)反映的是已經(jīng)過(guò)去了的廉價(jià)能源時(shí)代，在廉價(jià)能源時(shí)代，電網(wǎng)與自然環(huán)境的沖突還排不到政府優(yōu)先考慮的位置，而消費(fèi)者也沒(méi)有參與到相關(guān)的沖突中。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)采用相對(duì)集中的封閉管理模式，由少量的大電廠供電。電網(wǎng)的設(shè)計(jì)只適合單向供電，遠(yuǎn)不是一個(gè)考慮現(xiàn)代需求的動(dòng)態(tài)全球能源供應(yīng)網(wǎng)。

傳統(tǒng)的電網(wǎng)效率不高，這種電網(wǎng)模式每年在全球發(fā)電和配送過(guò)程中的浪費(fèi)是驚人的。在沒(méi)有智能電網(wǎng)負(fù)載平衡或電流監(jiān)視的情況下，每年全球電網(wǎng)浪費(fèi)的電能足夠印度、德國(guó)和加拿大使用一整年。如果單是美國(guó)的電網(wǎng)效率提高5%，所帶來(lái)的效能可抵銷5300萬(wàn)輛汽車的燃油消耗和溫室氣體排放。每年數(shù)十億美元的電能從發(fā)電廠發(fā)出還沒(méi)有送到任何一盞電燈時(shí)即被浪費(fèi)掉了。

幸運(yùn)的是，我們的能源供應(yīng)可以設(shè)計(jì)的聰明智慧一些，電網(wǎng)也可以設(shè)計(jì)得象復(fù)雜的全球系統(tǒng)一樣來(lái)管理。目前的技術(shù)已經(jīng)可以讓我們做到將任何一件東西或物品經(jīng)過(guò)嵌入智能化處理后接入網(wǎng)絡(luò)——從家用電表到發(fā)電廠的渦輪發(fā)電機(jī)。事實(shí)上，智慧型公共供電系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)得更象是在互聯(lián)網(wǎng)上一樣，而不是象傳統(tǒng)的電網(wǎng)方式。數(shù)以千計(jì)的各類能源，包括環(huán)境友好型的風(fēng)能和太陽(yáng)能也可以互聯(lián)起來(lái)。所有經(jīng)過(guò)智能化處理的能源會(huì)產(chǎn)生一些新的數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析可以實(shí)時(shí)做出更好供配電決策。個(gè)人或消費(fèi)團(tuán)體也可以根據(jù)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果做出更有效的用電消費(fèi)決策。供電公司也可以據(jù)此做出更好的管理電網(wǎng)負(fù)載平衡與配送的決策。政府和社會(huì)也可以據(jù)此做出如何保護(hù)環(huán)境的決策。整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)可以變得更加有效、可靠、自適應(yīng)，也就是更加智慧。

試點(diǎn)的智慧電網(wǎng)項(xiàng)目可以幫助消費(fèi)者節(jié)省大約10%的費(fèi)用，并且可以減少15%的峰值用電負(fù)荷?？梢韵胂笠幌拢腔垭娋W(wǎng)項(xiàng)目普及后對(duì)政府、大學(xué)方面節(jié)省的開(kāi)支。也可以想象一下，在金融危機(jī)環(huán)境下，投資到智慧電網(wǎng)所能夠帶給美國(guó)經(jīng)濟(jì)刺激的效果。

實(shí)際上根本不需要想象，目前在華盛頓正在形成的用在數(shù)字化電網(wǎng)以及相關(guān)替代能源與汽車工業(yè)方面的投資計(jì)劃就可以產(chǎn)生25萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位。通過(guò)創(chuàng)造可出口的技能、資源和技術(shù)也有可能產(chǎn)生新形式的工業(yè)創(chuàng)新。

IBM正在致力于世界電網(wǎng)智能化方面的工作，正在與全球的供電公司協(xié)作以加速智慧電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也在幫助供電公司提高供電的可靠性并向消費(fèi)者提供更多的有用信息。IBM正在實(shí)施全球最大的10家自動(dòng)化儀表管理項(xiàng)目中的七項(xiàng)。IBM也在探索如何將未來(lái)數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的電車的供電轉(zhuǎn)換成分布式供電與儲(chǔ)電系統(tǒng)。這樣，供電中剩余的能量可以被儲(chǔ)存起來(lái)并被再次送回到系統(tǒng)中利用。

實(shí)現(xiàn)智慧電網(wǎng)與能源供應(yīng)，電網(wǎng)將可以再次成為社會(huì)發(fā)展的主要代表符號(hào)之一。讓我們共同參與，共建一個(gè)更加智慧的地球。

圖2所示是http://www.ibm.com/podcasts/howitworks/index.shtml網(wǎng)站介紹的一個(gè)智慧型供電的試驗(yàn)?zāi)Ｐ?。參加該?xiàng)試驗(yàn)的有120戶志愿者。圖2中的“1”代表居住家庭，“2”代表供電公司，“3”代表國(guó)家電網(wǎng)，“4”代表本地電網(wǎng)?；谟秒姺逯蹬c谷值時(shí)的電價(jià)不同，采用智慧型電表并結(jié)合用戶的用電偏好，通過(guò)選擇用電時(shí)間（錯(cuò)峰用電供暖等）以及國(guó)家電網(wǎng)和本地電網(wǎng)的電價(jià)差異，選擇合適的供電可以獲得節(jié)省10%左右電費(fèi)的效果。試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭须妰r(jià)實(shí)時(shí)變化，每5分鐘核算一次。（智慧型電表降低用電費(fèi)用）

2、智慧交通

2007年，世界進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)代：城市人口超過(guò)了農(nóng)村人口，并且全球城鎮(zhèn)化發(fā)展的速度正在加快。2010年，全球已有59個(gè)人口超過(guò)500萬(wàn)的大都市，較2001年增長(zhǎng)了50%。

城鎮(zhèn)居民多有私家車，城鎮(zhèn)消費(fèi)品則由卡車運(yùn)抵。因此，如果人們現(xiàn)在即感到每天被卡在城市的道路格子中而苦惱不堪，那么將來(lái)又會(huì)怎樣？

事情是非常簡(jiǎn)單的，目前城市的交通基礎(chǔ)設(shè)施和管理措施還不能夠掌控城市的交通需求。在美國(guó)，人們因交通擁堵造成的損失每年即有37億小時(shí)，燃油方面的損失可達(dá)23億加侖，足以灌滿58艘油輪，因交通擁堵造成的經(jīng)濟(jì)損失每年達(dá)到780億美元。

造成以上狀況的原因交通沒(méi)有智慧化的必然結(jié)果。從系統(tǒng)的角度考慮城市交通運(yùn)輸是破解城市交通困局的關(guān)鍵。我們可以暫停一下單純考慮局部建一座新橋、擴(kuò)寬一條路、多放置些信號(hào)標(biāo)志、建此通勤便道、鼓勵(lì)搭車或配置交通直升機(jī)的問(wèn)題。

事實(shí)上，我們需要審視貫穿整個(gè)交通系統(tǒng)內(nèi)的相互關(guān)系，以及與其它相關(guān)系統(tǒng)的關(guān)系，包括：我們的供應(yīng)鏈、環(huán)境、公司……人和城市的生活與運(yùn)轉(zhuǎn)方式。交通不僅僅是排列成串的汽車，而是相互連接與貫通的蜘蛛網(wǎng)。

當(dāng)前“智慧交通”還沒(méi)有做到規(guī)范化，但是距這一目標(biāo)也不會(huì)太遠(yuǎn)。目前，在許多地方，IBM正在幫助其實(shí)現(xiàn)智慧交通。

在瑞典的斯德哥爾摩，進(jìn)出城市的動(dòng)態(tài)車輛自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)使交通擁堵減少了20%，縮短等待時(shí)間25%，減少排放12%。在新加坡，由道路傳感器實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)送入控制中心的模型中預(yù)測(cè)未來(lái)的交通情況已達(dá)到90%的準(zhǔn)確性。在日本京都，城市規(guī)劃者仿真模擬市區(qū)交通擁堵情況時(shí)引入了數(shù)百萬(wàn)輛車的數(shù)據(jù)模型。

所有這些都是可能的，將智能與智慧注入到城市的整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)，包括：街道、橋梁、交叉路口、標(biāo)識(shí)、信號(hào)和收費(fèi)，并實(shí)現(xiàn)信息互聯(lián)、預(yù)測(cè)與導(dǎo)航可以使城市交通變得更加聰明和智慧。這些新的系統(tǒng)可以改善駕駛員的疲勞狀況，減少擁堵、縮減油耗和二氧化碳排放，為城市規(guī)劃者提供更好的信息，提升城市的商務(wù)效率，改善居民的生活質(zhì)量。

地球城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展依賴于人和物的流動(dòng)。20世紀(jì)，交通意味著州到州、國(guó)家到國(guó)家的高速公路。21世紀(jì)，智慧交通將是社會(huì)發(fā)展與進(jìn)步的里程碑。

3、智慧基礎(chǔ)設(shè)施

在過(guò)去的幾周內(nèi)，IBM一直在討論有關(guān)智慧地球?qū)崿F(xiàn)的可能性。選擇“更聰明(smarter）”這個(gè)詞來(lái)修飾地球，意味著這樣一幅世界景象：數(shù)字智能不僅能夠嵌入單個(gè)物品，還應(yīng)貫穿到所有的系統(tǒng)中。數(shù)字智能將會(huì)影響到交通流、電能，甚到飲食方式的發(fā)生、處理、交付等相關(guān)事項(xiàng)的方方面面。

人們也許會(huì)吃驚地發(fā)現(xiàn)，即使是最能反映地球智能部分的信息技術(shù)本身，在智慧地球概念的指導(dǎo)下也需要重新注入新的內(nèi)容。

對(duì)于技術(shù)本身來(lái)說(shuō)，這并不是一個(gè)問(wèn)題。服務(wù)器、存儲(chǔ)介質(zhì)、個(gè)人機(jī)、軟件、網(wǎng)絡(luò)適配，以及互聯(lián)網(wǎng)等均將變得更加強(qiáng)大、普及與用得起。根據(jù)IDC的預(yù)計(jì)，在未來(lái)的三年，數(shù)據(jù)量和網(wǎng)絡(luò)帶寬將有望增大十倍。

目前的問(wèn)題是如何將現(xiàn)有的這些技術(shù)配置成不同的系統(tǒng)：數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)和運(yùn)用，應(yīng)用的開(kāi)發(fā)與運(yùn)營(yíng)，個(gè)人機(jī)和服務(wù)器的管理、升級(jí)與安全保障。事實(shí)上，支撐著世界如何工作的如此多的IT系統(tǒng)必須變得更加聰明和智慧。

基礎(chǔ)設(shè)施到底能夠智慧到什么程度？目前的情況是，服務(wù)器的使用平均很少有超過(guò)其能力和容量的6%。一些機(jī)構(gòu)中，大約有30%的服務(wù)器根本就沒(méi)有使用。這些服務(wù)器只是消耗能量并占據(jù)昂貴的數(shù)據(jù)中心里的空間。未來(lái)的5年，IT設(shè)施消耗的能量將會(huì)增加一倍。在有些IT公司里，大約70%的預(yù)算被用于管理、維護(hù)、安全和更新其既有的IT系統(tǒng)，而不是用于擴(kuò)展既有系統(tǒng)的能力、服務(wù)和應(yīng)用。

再考慮一下正在發(fā)生的事情：數(shù)以千億計(jì)的智能物件（例如，傳感器、攝象機(jī)、汽車、海運(yùn)集裝箱、智能器物、數(shù)以萬(wàn)億計(jì)的RFID標(biāo)簽等）都可以相互連接起來(lái)。這將使得消費(fèi)者、員工、病人和居民通過(guò)各種裝置，在任何地方都可以高度靈活的方式相互聯(lián)系與溝通。由此也會(huì)產(chǎn)生巨量的數(shù)據(jù)，如果我們能夠?qū)@些數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析并發(fā)現(xiàn)其中的隱含意義與關(guān)系，將有助于幫助我們分析許多擺在我們面前急待解決的重大問(wèn)題。

如果我們已經(jīng)開(kāi)始認(rèn)識(shí)到智慧地球概念所蘊(yùn)涵的巨大潛力，那么我們就有必要以20世紀(jì)工業(yè)化改造工廠里的地板一樣來(lái)重新改造21世紀(jì)的的IT基礎(chǔ)設(shè)施，使其更有效、動(dòng)態(tài)性更強(qiáng)、更加簡(jiǎn)單以及成本更低。

值得慶幸是，更加智慧的計(jì)算模型已經(jīng)成熟。基于面向服務(wù)的軟件技術(shù)，企業(yè)可以開(kāi)拓新的商務(wù)服務(wù)。要這樣做，企業(yè)只需花費(fèi)很少的費(fèi)用對(duì)現(xiàn)有的軟件做些改動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)靈活重用。虛擬化可以幫助企業(yè)重新改造其數(shù)據(jù)中心，削減服務(wù)器占據(jù)地板空間的70%到80%。服務(wù)管理軟件可以在一個(gè)地方協(xié)調(diào)所有的系統(tǒng)。同時(shí)，一種IT界中標(biāo)志著分布計(jì)算能力的“云計(jì)算”技術(shù)也可簡(jiǎn)便地引入并發(fā)揮作用。

信息技術(shù)已經(jīng)伴隨了我們50年，要抓住擺在我們面前的機(jī)會(huì)，還需要更多的智能機(jī)器，以及現(xiàn)有IT基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的智能化改造。