物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如何調(diào)節(jié)智慧城市的“生物鏈”

　　當(dāng)一個(gè)城市的服務(wù)平臺(tái)可以自主的與網(wǎng)絡(luò)建立連接并能夠消化吸收數(shù)據(jù)庫(kù)中有用的信息，城市功能就可以達(dá)到一個(gè)史無(wú)前例的高度。首先，供水、排水系統(tǒng)能夠感知什么時(shí)候會(huì)下雨，并會(huì)采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)機(jī)制。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的幫助下，工程師正在將被動(dòng)的城市供水、排水管道系統(tǒng)轉(zhuǎn)變成可以主動(dòng)存儲(chǔ)并利用水資源的系統(tǒng)，就像沙漠中的動(dòng)物的組織一樣。利用互聯(lián)網(wǎng)將真實(shí)世界中的傳感器、控制裝置與云端建立連接，從而實(shí)現(xiàn)可以從任何數(shù)據(jù)庫(kù)獲取數(shù)據(jù)流的目的，包括天氣信息，通過(guò)這些途徑能夠保護(hù)水資源并節(jié)省投資，如果沒(méi)有虛擬的神經(jīng)系統(tǒng)，這些都是不可想象的。

　　來(lái)自Geosyntec基礎(chǔ)設(shè)施公司的首席水利工程師Marcus Quigley利用ioBridge物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)公司的硬件設(shè)備，正致力于解決這個(gè)問(wèn)題，該公司的傳感網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)應(yīng)用于很多領(lǐng)域，比如家庭自動(dòng)感知系統(tǒng)、檢潮發(fā)聲裝置等。

　　這聽(tīng)起來(lái)是一個(gè)微不足道的問(wèn)題，但據(jù)美國(guó)環(huán)保署估計(jì)：美國(guó)僅僅在污水基礎(chǔ)設(shè)施的投資就達(dá)130億美元。更重要的是，在大多數(shù)的美國(guó)大城市，由于其下水道和雨水系統(tǒng)大都是一個(gè)世紀(jì)前設(shè)計(jì)的，每當(dāng)遇到下雨天氣，約超過(guò)700處地方，數(shù)以百萬(wàn)加侖的污水會(huì)進(jìn)入其生活的水系。

　　這些被雨災(zāi)襲擊的城市包括紐約、底特律、波士頓、波特蘭、摩根路易、芝加哥、西雅圖、費(fèi)城、華盛頓、舊金山以及許多其他城市，大部分集中在"鐵銹地帶"和新英格蘭。除了著名的洛杉磯外，幾乎每個(gè)美國(guó)城市的中心都需要一種方式來(lái)吸收而不是直接將暴雨傾瀉至下水道來(lái)防止水災(zāi)的有效途徑。那就是"高性能"的基礎(chǔ)設(shè)施--可以像生命體一樣感知周圍環(huán)境的基礎(chǔ)設(shè)施融入進(jìn)來(lái)。Quigley說(shuō)："傳統(tǒng)的建立一個(gè)城市的方式是建立你所想要的，然后盡可能盡快的擺脫水災(zāi)的困擾"。從歷史的角度來(lái)看，這就意味著改變隱藏在城市各個(gè)角落的管道系統(tǒng)是一項(xiàng)巨大的工程。綠色基礎(chǔ)設(shè)施試圖來(lái)控制徑流現(xiàn)場(chǎng)，而不是讓雨水白白的流走，通過(guò)使用能夠感知水情的系統(tǒng)以及"雨水花園"，吸收、過(guò)濾這些水，用來(lái)澆灌莊稼和人工濕地等。

　　高性能的綠色基礎(chǔ)設(shè)施通過(guò)蓄水需求預(yù)測(cè)表現(xiàn)的更卓越。例如，部署在圣路易斯、新伯爾尼、北卡羅來(lái)納州的七個(gè)項(xiàng)目，Geosyntec綜合建筑物的雨水收集軟件系統(tǒng)，同時(shí)從互聯(lián)網(wǎng)獲取未來(lái)幾天的天氣信息，從而可以知道什么時(shí)候需要將流域中的水排出以容納即將到來(lái)的雨情。

　　在華盛頓、紐約等地區(qū)，這些項(xiàng)目正在如火如荼的進(jìn)行著。

　　Quigley說(shuō)："我們應(yīng)該積極的、實(shí)時(shí)的來(lái)感知周圍的環(huán)境，并努力去達(dá)到特定的目標(biāo)，而不是被動(dòng)的來(lái)應(yīng)對(duì)來(lái)實(shí)現(xiàn)城市的最優(yōu)控制"。

　　動(dòng)態(tài)雨水收集控制系統(tǒng)允許使其存儲(chǔ)的水源達(dá)到最大限度，而不用擔(dān)心雨災(zāi)的襲擊。我們應(yīng)向建筑策劃者保證他們能夠隨時(shí)獲取并利用這些水源。然而將這項(xiàng)工程真正投入實(shí)施還需要有很長(zhǎng)的路要走，有很多問(wèn)題有待解決。

　　早期的這些類型的系統(tǒng)中，徑流管理是少數(shù)投入運(yùn)行的應(yīng)用之一。

　　Quigley說(shuō)："我們的愿景是能夠從網(wǎng)絡(luò)中獲取任何我們想要的信息，并整合利用，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)城市良好運(yùn)轉(zhuǎn)的目的"。

　　Geosyntec的云端基礎(chǔ)設(shè)施和現(xiàn)場(chǎng)的物理基礎(chǔ)設(shè)施一樣重要。Alex Bedig領(lǐng)導(dǎo)的軟件開發(fā)公司，創(chuàng)造了一種能夠處理相關(guān)輸入、發(fā)送其它控制點(diǎn)的指令的平臺(tái)，并且在緊急情況下從沒(méi)有失靈過(guò)。

　　Quigley說(shuō)："綜合起來(lái)，這些物理的、和虛擬的系統(tǒng)具有明顯的仿生特性"。

　　這些系統(tǒng)的目的是能夠?qū)崿F(xiàn)建筑功能的良好運(yùn)轉(zhuǎn)。可以說(shuō)被動(dòng)的系統(tǒng)很難實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制。在很多情況下，傳統(tǒng)的架構(gòu)很難做到這些。

　　在能源行業(yè)表現(xiàn)得更為明顯，因此，采用智能電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)管理理念是大有裨益的，同時(shí)實(shí)現(xiàn)可再生能源與發(fā)電領(lǐng)域的深度融合是當(dāng)務(wù)之急。智能電網(wǎng)通過(guò)調(diào)節(jié)用戶的用電需求可以達(dá)到節(jié)約能源的目的，但是這些應(yīng)用還沒(méi)有在水資源的管理中得到很好的體現(xiàn)。

　　人類總?cè)菀缀雎陨磉叺膹U物流，這是一個(gè)讓人感到遺憾的習(xí)慣，無(wú)論是其所含有的珍貴的稀土元素還是大多數(shù)美國(guó)城市的路邊堆肥，很多時(shí)候都白白的浪費(fèi)掉了。水蒸發(fā)后還可以繼續(xù)循環(huán)利用。現(xiàn)在我們需要做的就是充分利用我們身邊的水資源。