【文章內(nèi)容簡介】 湖水、水庫，或者從其他來源購買（如從其他水力公用事業(yè)或者其他水廠運送而來）。● 水資源的消耗：水資源可用于個人消耗、工業(yè)開發(fā)利用、市政消耗（街道清掃）以及對水力運輸業(yè)、旅游或科學研究（水力科學或相關領域如波浪發(fā)電）的支持?！?廢水的處理和處置：從市政用水的處理、雨水的處理、下水管道的管理到工業(yè)廢水的處置， 水資源的生命周期將是城市對市民和環(huán)境所承擔職責的重要部分。 正因如此，智慧的水資源體系絕對是智慧的城市和智慧的地球的優(yōu)先關注領域。雖然水資源的生命周期易于描述，但每一個周期階段都必須緊密結合。水資源的生命周期 顯示了水的完整生命周期，目的是實現(xiàn)真正意義上的閉環(huán)控制。按照功能和架構兩方面把水資源的周期進行分解，能夠幫助大家更好地理解整合要求，同時也能與更高級的智慧的城市建立聯(lián)系。圖 15 水資源的生命周期水源 水資源來源的各個方面的確與大多數(shù)公用事業(yè)相同，但每個因素的優(yōu)先級別可能會因城市的地理位置、城市人口的多樣性和整體市政的經(jīng)濟結構發(fā)生顯著的變化。舉例來說，一個濱海城市很可能嚴重依賴當?shù)氐穆眯袠I(yè)及其沿海水路交通，相反，一個工業(yè)城市則必須依靠可靠的水資源來支持它的商業(yè)供應鏈。水資源來源的各個因素包括：● 地點 水源地的信息，包括河流徑流、水源混合要求以及水源成本的信息。● 時間 大部分情況下，水資源會大量獲取。不論是通過降水還是購買或處理所得，最重要的是要了解水預期進入系統(tǒng)的時間?！?對象 對于任何預處理手段或水安全使用限制來說，水資源的整體特點至關重要。一場大的降雨將大幅提高水位，但是也可能帶來可以預計的污染?！?花費 水資源的儲量極其重要，特別對于均衡城市運轉成本而言。如果能夠保證一英寸高的降水量，那么水脫鹽的花費將大幅下降（脫鹽過程極為昂貴）。消耗 關于水資源的消耗，正如水有多種多樣的利用方式，檢測和控制水資源的措施也很多。如果海灘不安全的話，一定要告知游客。港務局長一定要掌握水位高度和風暴信息。工業(yè)用戶要明確標注水的成分，以便更好了解額外的水處理方法和可能的產(chǎn)品影響。農(nóng)民要掌握水的成本，知道怎樣獲取水資源，這樣他們才能決定何時需要訂水，怎樣最好地利用所購買的水。而為廣大市民提供盡可能多的信息，則可以幫助養(yǎng)成更好的用水習慣。處理或處置 首先需要了解的是，這里所說的“水處理”是個不恰當?shù)拿Q。水在使用之后，都會以這樣或那樣的方式返回到水源中。不管是蒸發(fā)、處理、再次循環(huán)，還是直接傾倒，水（包括我們留在水中的物質）都會重新進入循環(huán)周期并且改變生命周期中水源的性質。正因為如此，我們必須要不斷盡可能地控制好所返回的水質。水進入處理廠后所進行的只是適當?shù)奶幚砹鞒?，如果公眾意識到水供應的閉環(huán)特性，相信能夠更積極地改善用水習慣。 水資源可能影響城市經(jīng)濟成本的主要方式包括洪水、水質、水的安全性、與水有關的商業(yè)活動和水力發(fā)電。架構整個架構以“能源解決方案框架”為基礎，如智慧的水資源架構 所示。水資源的確具有閉環(huán)生命周期。為了能夠不斷地整合資源并進行閉環(huán)控制，我們利用了一個開放的結構。這一架構是物理及邏輯整合的基礎，由此IBM可以很好地運作，并能最大限度地利用客戶的投資。 圖 16 智慧的水資源架構 架構方法就是從“水域”內(nèi)各處捕獲數(shù)據(jù)。然后，會將重要事件信息發(fā)送到CCC。內(nèi)陸水 內(nèi)陸水即內(nèi)陸水道、河流、湖泊和分布系統(tǒng)的總稱。內(nèi)陸水會對城市生活產(chǎn)生很大影響的有沿海洪災、水質、供給平衡和分布系統(tǒng)管理等因素。架構方法就是使用從“水域”（如水資源管理示例 所示）內(nèi)各處捕獲到的數(shù)據(jù)。然后，會將重要事件信息發(fā)送到CCC。圖 17 水資源管理示例沿海水資源管理 沿海水資源會影響到城市生活的主要有洪災、水質、安全、商業(yè)活動及水力發(fā)電。智慧的城市管理水資源主要就是將從內(nèi)陸水和沿海水域收集的數(shù)據(jù)信息整合起來。處理沿海水域信息時同樣會采用整體的宏觀方法，因為這些信息采集自多個水域。 這一解決方案可以應對沿海水域管理中的所有問題。這一解決方案當前已被部署到沿海水域中，水域與水流傳感器平臺系統(tǒng)及現(xiàn)有的國家海洋數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)相連。收集到的信息會被集中到一個中央數(shù)據(jù)庫中，而其中十分重要的事件信息會被傳送到CCC。八、智慧的建筑 不管是商品樓還是居民樓，肯定都不只是一個住所那么簡單。也許您覺得高聳入云的大樓代表著社會的進步，也許您在家里有專門的寓所供娛樂休閑，但不管怎么說，這些建筑都有兩個共同點：● 它們是地球上溫室氣體（GHG）排放最多的一員● 它們也是地球上能源使用效率最低的一員 鑒于此，國際社會當前正在竭力提高建筑物內(nèi)的能源使用效率。麥肯錫近期的一份報告顯示，通過努力提高商品樓和居民樓內(nèi)能源使用效率，到2030年可將二氧化碳的排放量降低710到870兆噸。3建筑物往往是復雜的多系統(tǒng)實體。為了確保其安全舒適并方便用戶居住，建筑物內(nèi)往往囊括多個系統(tǒng)，如供暖和空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、出入控制系統(tǒng)、娛樂系統(tǒng)及其他各種控制和維護系統(tǒng)。為了實現(xiàn)對能源最高效的利用，這些系統(tǒng)必須協(xié)同運作，可惜現(xiàn)實差強人意。但當前通過利用新的智能洞察技術可以實現(xiàn)這一點。“智慧的建筑”這一理念就是指將管理數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)收集及監(jiān)控、集中優(yōu)化分析及分布控制等方法應用到建筑這個層面。 解釋智慧的建筑這一理念：“智慧的建筑將主要的系統(tǒng)都集中到一個公共網(wǎng)絡上。系統(tǒng)間的信息和功能都會共享，用于提高能源使用效率，使系統(tǒng)運行更有效，使住戶更滿意?！苯ㄖ到y(tǒng)整合 智慧的建筑中需要整合的系統(tǒng) 中列出了為了優(yōu)化整個建筑或建筑群而需要整合的各個系統(tǒng)。當前，這些系統(tǒng)大都是在獨立運作。圖 18 智慧的建筑中需要整合的系統(tǒng) 討論系統(tǒng)整合之前，我們先來看一下這些系統(tǒng)可以分成的三大類：（智慧的建筑中需要整合的系統(tǒng)）：● 第一種是建筑內(nèi)部的各種傳統(tǒng)的系統(tǒng)。它們與建筑物息息相關。供暖和空調(diào)系統(tǒng)使住戶更加舒適，安全和防火系統(tǒng)可以確保大家的安全。總之，這些都對建筑物都至關重要。但問題是這些系統(tǒng)都在獨立地運作。就個體而言它們也許都運作良好，但如若能與其他系統(tǒng)合作效率應當可以更高。實現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化的前提是必須先收集各種傳感器數(shù)據(jù)，以便可以更規(guī)范和合理地做出決策。利用最先進的IT技術來實施這一解決方案。● 第二種是建筑外部的系統(tǒng)。它們可以提供各種重要的信息，能幫助前瞻性及應對性地優(yōu)化有關建筑的各項運作和措施。公用事業(yè)連接包括了某些智慧的公用事業(yè)功能。天氣情況也是一個重要的外部因素。如果充分加以考慮，可以大大地提高住戶舒適度，也能降低能耗?！?第三種是管理和服務系統(tǒng)，它們可以大大提高建筑物管理者及用戶的效率。它們可以優(yōu)化功能提高客戶的滿意度，進而提高利潤率。收集到的傳感器數(shù)據(jù)可以供收費時參考，也可方便規(guī)劃，進而決定建筑的哪些地方需要完善和改進。此外，這些系統(tǒng)還有報告功能，可用來提高建筑物管理效率，并加強合規(guī)性驗證。 不難發(fā)現(xiàn)，通過整合這些建筑物的管理和維護系統(tǒng)，能源使用效率還有很大的提升空間。分析及示例要想正確地分析情況，必須掌握數(shù)據(jù)的收集和管理方法，必須有足夠的智能洞察才可以做出正確的決定。具體的流程就是收集大量的數(shù)據(jù)并進行分析。之前這些數(shù)據(jù)很少被收集起來，更不用說系統(tǒng)地分析了。隨著傳感器技術、準確度、收集效率和連通性等都不斷提高，收集與建筑相關的數(shù)據(jù)越來越能幫助人們深刻地理解建筑的特性?？梢栽谛碌南到y(tǒng)和建筑物中安裝傳感器，亦能通過有線或無線技術進行更新。新的網(wǎng)絡安全技術可以確保重要數(shù)據(jù)從傳感器傳輸?shù)街醒牍芾硐到y(tǒng)時的安全。管理系統(tǒng)在收到實時操作數(shù)據(jù)時會提供各種分析方式，并會將數(shù)據(jù)存儲在關系數(shù)據(jù)庫中，以進行非實時操作。實時操作范圍很廣，其中包括根據(jù)預設趨勢值進行簡單的監(jiān)控。監(jiān)控室內(nèi)溫度便是一例。如果溫度低于預設值，管理系統(tǒng)會指示供暖系統(tǒng)加強供暖。如果溫度高于預設值，制冷系統(tǒng)便會收到通知。如果溫度升高或降低過快，管理系統(tǒng)會發(fā)出警報，提醒系統(tǒng)是否出現(xiàn)了故障。如果溫度上升過快并超過了一定值，防火系統(tǒng)便會啟動。系統(tǒng)會在數(shù)據(jù)庫中分析這些數(shù)據(jù)，以便能夠實現(xiàn)建筑物內(nèi)更高效和合理的溫度管理。在建筑物內(nèi)整合多個系統(tǒng)也屬于這一范疇。例如，根據(jù)天氣預報，供暖和制冷系統(tǒng)可以更高效地做出決策。而天氣預報的消息將來也可能幫助系統(tǒng)自動控制窗戶的關閉。這樣就能更好地利用自然光，可以在冬天更多吸收熱量，夏天反射熱量。硬件和軟件近年來，傳感器及其他硬件技術不斷完善，價格也更有“競爭力”?，F(xiàn)在國內(nèi)企業(yè)在建筑物使用的傳感器和控制設備方面一直掌有最新的技術，憑借自身的IT技術能促成這一整合。不管是用服務器和存儲產(chǎn)品迅速而大范圍地管理并處理這些數(shù)據(jù)，還是用軟件工具來收集、規(guī)范、處理并控制這些建筑系統(tǒng)，這其實都是當前IT技術的延伸及擴展。我們已經(jīng)深知為何要將這些系統(tǒng)整合起來以建造智慧的建筑，現(xiàn)在就需要了解該如何進行。我們正在竭力利用當前現(xiàn)有的各種產(chǎn)品、核心技術及合作伙伴整合來搭建智慧的建筑解決方案。其他核心技術 除了上述各種關鍵組件外，智慧的建筑解決方案還會用到數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示及流程控制等多方面的關鍵技術。此外，用于開發(fā)解決方案、簡化流程和策略定義的工具將會是其中的重要內(nèi)容。 有了這些軟件后，我們可以通過利用系統(tǒng)集成技術來完善解決方案，以應對小型建筑、商務大樓及各種學校的需求。圖 20 智慧的建筑組件 智慧的建筑解決方案架構 顯示了智慧的建筑參考架構，并進一步詳細地解釋了各組件的互聯(lián)關系。圖 21 智慧的建筑解決方案架構九、智慧的公共安全實施有效公共安全管理理念的一個眾所周知的解決方案就是，可通過城市指揮中心（CCC）建立一個統(tǒng)一指揮調(diào)度和科學決策系統(tǒng)平臺。針對我國各級政府部門現(xiàn)有的基于地面有線、無線和空中衛(wèi)星傳輸?shù)亩嘣?、異構信息的網(wǎng)絡支撐，可以無障礙加載專題數(shù)據(jù)庫、組織管理軟件和硬件集成，最大限度地為決策者提供多鏈路實時信息；研發(fā)高性能災害和公共事件預警預測信息分析系統(tǒng)，構建各種突發(fā)事件進程結果推演的真三維仿真模擬系統(tǒng)，并可在此基礎上迅速加載基于現(xiàn)場信息的影像和文本數(shù)據(jù)。編制各種緊急事件的應急指揮中的應對技術方案，系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場信息可智能化提供應采用的措施，提高國家各級應急響應指揮系統(tǒng)的信息集成的公共安全管理能力和智能化決策水平。 建立城市三維GIS系統(tǒng)和重點目標3D模型庫?？梢詾榉纯盅菥毢统鞘袘碧幹锰峁┛梢暬{(diào)度平臺，讓處置指揮人員能夠指觀掌握相關地形地貌、道路及建筑特征，并能夠在三維模型上設計、部署處置方案；可以為情報研判人員和指揮決策者在高精度航測地圖上，隨時了解掌握全市不同地域、不同警情的分布態(tài)勢，起到直觀預警和輔助決策作用。 在應急指揮時，為確保系統(tǒng)能為處置決策人員提供直觀的決策支持，在現(xiàn)有的高分辨率航空影像地圖和大比例尺電子地圖上標注各類信息（重點目標信息、處置力量信息、應急行軍及救援路線等），應用真三維技術，系統(tǒng)將提供三維地理圖像和3D電子沙盤，實現(xiàn)應急處置決策的實景化。力爭通過加快科技手段在反恐及情報業(yè)務工作中的廣泛應用，為打擊犯罪、維護穩(wěn)定和服務群眾提供強有力的技術支持和服務。系統(tǒng)能實現(xiàn)報警、接警、調(diào)度、指揮等反恐等應急公共事件處置的全過程的應急響應指揮的信息集成能力、智能化決策和實戰(zhàn)模擬推演，能快速在三維GIS和重點公共安全目標的三維仿真模型中顯示現(xiàn)場不同比例尺地理數(shù)據(jù)和相關關鍵信息，使得領導在決策中，得到連續(xù)地、有系統(tǒng)性的作戰(zhàn)現(xiàn)場的多源、異構空間信息的支持。在實時的運營決策支持環(huán)境，可推動機構間和不同專家小組間的協(xié)調(diào)和信息溝通。它使不同的機構可以克服組織層面的各種障礙，以此來推動它們之間的協(xié)作。系統(tǒng)平臺提供了一個獨立的應用和顯示層，這樣用戶就可以輕松地將各種應用程序擴展到個人數(shù)字終端（PDA）及其他移動設備上，而無需單獨管理基礎設施；也可提供合作、用戶管理及整合功能，同時還有大量的數(shù)據(jù)源可填充系統(tǒng)平臺。 系統(tǒng)支持事件管理的整個生命周期（之前、期間和之后）。它支持迅速構建運作概念（CONOPS）原型，這樣危機管理人員就能很快地設計、部署并修改協(xié)調(diào)的區(qū)域應對方案：● 各個機構可以創(chuàng)建并修改各自的計劃及流程● 將多種協(xié)議聚集到一個協(xié)調(diào)的區(qū)域應對方案咨詢處● 在整個命令鏈內(nèi)溝通、聊天并發(fā)送即時消息（IM）● 簡化對安全訪問準確信息的管理● 根據(jù)需要增加部署協(xié)調(diào)的應對方案● 連接復雜的組織層級顯示環(huán)境或用戶體驗 允許客戶提供用戶角色，關注用戶體驗，并根據(jù)各自的角色（如紅十字會工作人員、消防員）授予訪問權限。管理者具有一個交互式的動態(tài)平臺，它直接將源數(shù)據(jù)與各個計劃、流程、現(xiàn)有技術等連接起來，這樣就能填補信息缺口并能即時創(chuàng)建狀況報告，供隨時使用。創(chuàng)建單一視圖說明了如何將多個數(shù)據(jù)源整合到一起，并為操作者提供透明的單一視圖。圖 22 創(chuàng)建單一視圖三維地理空間信息（GIS）城市應急指揮和決策系統(tǒng)是以三維空間信息平臺為主，三維空間信息平臺分為五個層次：網(wǎng)絡層、數(shù)據(jù)層、平臺層、應用層和用戶層。網(wǎng)絡層：是整個軟件系統(tǒng)運行的環(huán)境，有公安專網(wǎng)、政府內(nèi)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)；其中公安專網(wǎng)是系統(tǒng)的主要運行環(huán)境。在應急聯(lián)動一體化指揮系統(tǒng)中需要和其他應急指揮單位形成一體化指揮網(wǎng)絡。對于需要對公眾發(fā)布的信息，在分局的門戶網(wǎng)站進行發(fā)布。為了保障系統(tǒng)安全，要求提供一個互聯(lián)網(wǎng)界面，但系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)物理隔離。數(shù)據(jù)層：數(shù)據(jù)層主要實現(xiàn)對地理空間數(shù)據(jù)和公安業(yè)務數(shù)據(jù)的存儲、管理與訪問。平臺層：平臺層為整個系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)，包括兩個大的部分，三維地理信息平臺和數(shù)據(jù)發(fā)布平臺。數(shù)據(jù)發(fā)布平臺通過網(wǎng)絡訪問數(shù)據(jù)庫中的地理空間數(shù)據(jù)和公安業(yè)務數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)絡發(fā)布各應用終端。分局用戶通過身份認證和權限系統(tǒng)登錄到三維地理信息平臺中，按照自己的職責和任務調(diào)取對應的模塊。三維地理信息平臺采用基于數(shù)字地球技術來管理地理空間數(shù)據(jù)。應用層：應用層是三維地理信息平臺按照不同業(yè)務功能劃分的功能子系統(tǒng)。要求子系統(tǒng)立足公安分局現(xiàn)有業(yè)務流，本著“實用、易用、高效、科學”的原則，設計并構建應用層，從而切實的提升分局業(yè)務處理能力和規(guī)范化程度。用戶層：指整個系統(tǒng)的用戶，包括公安干警、指揮員、指揮中