目錄
- 執行概述
- 什麼是智慧城市?
- 智能城市驅動因素和逆風
- 建議
執行概述
城市正變得越來越智能。從許多小城市最近安裝了智能電表來測量電力消耗，到少數大型特大城市為所有關鍵功能采用了廣泛而深遠的係統和技術，智能城市的世界是一個巨大的挑戰
理解。
智慧城市由“係統中的係統”組成。這些係統包括智能照明係統、樓宇自動化係統、應急管理係統、安全和訪問控製係統、智能電網、可再生能源、水處理和供應、交通等等。智慧城市的概念並不新鮮;其中許多係統早在“智慧城市”一詞被創造出來之前就已經存在了。然而，許多終端用戶現在正試圖將來自這些不同係統的信息捆綁在一起，形成一個統一的整體，以提供城市整體性能和狀態及其各種功能的整體視圖。
物聯網時代帶來了越來越廣泛的傳感器和物聯網平台。其中許多公司已經進入了智慧城市領域。在許多方麵，物聯網技術有望為智能城市產生的大量數據提供統一和背景，並將這些數據轉化為可操作的、情境化的信息，用於減少能源消耗和運營成本，同時提高公民的安全和生活質量。
本報告簡要概述了ARC谘詢集團對智慧城市的觀點，以及所需的各種係統、平台、傳感器、計算設備和網絡基礎設施。我們重點介紹了智能電網和智能照明係統，以展示終端用戶在采用智能城市技術時麵臨的一些主要挑戰和逆風。不幸的是，在智慧城市的討論中，網絡安全經常被忽視，所以我們將在這裏研究一些關鍵的考慮因素。與工業世界一樣，智能城市部門的最終用戶必須根據技術提供業務價值的能力及其對健康、安全和環境的影響來評估技術。
什麼是智慧城市?
雖然智慧城市的概念並不新鮮，但它仍在不斷發展，並有許多不同的定義。顯然,許多
城市在不同程度上變得“智能”，使用了越來越廣泛的數字技術和智能傳感器。從廣義上講，智慧城市是互聯的、智能的、優化的，以降低成本、增加安全性、吸引投資、提高可持續性和提高宜居性。這需要明智的治理;聰明、受過教育的勞動力;還有聰明的公民;此外，資產的數字化轉金博宝app安卓版下载型和無處不在的多模式連接傳感器網絡的部署。
智慧城市十二個關鍵應用領域
ARC已經確定了12個關鍵的智慧城市應用領域:交通、公用事業、環境、公共安全和安保、治理、建築、教育、健康、零售和物流、製造和建築、金融和銀行以及便利設施。其中ARC市場研究和戰略規劃分析能力包括:
- 樓宇自動化及暖通空調控製係統
- 用於輸配電、水和廢水、天然氣輸配電的SCADA係統
- 照明控製係統和智能照明係統
- 門禁和視頻監控係統
- 火災和氣體探測和抑製係統
- 鐵路係統
- 無人機、自動駕駛汽車和機器人
- 能源管理係統
每個係統既可以被視為一個獨立的係統，也可以被視為一個更大的、整體的智能城市係統的一部分。如前所述，許多這些係統早在智能城市時代之前就已經安裝和存在了，但今天，它們包含了一係列新的智能傳感器和物聯網技術，改變了這些係統的外觀和工作方式。如今，許多終端用戶都希望有一個能夠應用於廣泛應用領域的單一通用係統。這就是智慧城市平台的用武之地。
智慧城市平台
在工業物聯網架構中，智慧城市平台位於企業級。這些平台執行許多功能，包括:分析、遠程資產監控、性能管理、決策支持和/或演示組件。
至少，智慧城市平台的功能必須包括:
- 可視化
- 應用程序支持
- 數據管理
該平台還可包括:
- 網絡安全
- 設備管理
- 網絡管理
- 應用程序開發
- 分析
- 地理信息係統
- 流動性
- 報告
- 模擬
- 後台，以及更多…
體係結構
智能城市平台可以通過遠程服務器或內部部署在私有、公共或混合雲中。私有雲由平台提供商維護。亞馬遜網絡服務(AWS)正迅速成為該領域最受歡迎的公共雲。混合公共/私有雲也是一個受歡迎的選擇，公共雲可以滿足數據需求高峰。
智能城市驅動因素和逆風
世界各地的城市管理者正在啟動智慧城市計劃，以提高其基礎設施和服務的效率、有效性和吸引力。新技術的發展是這些努力的核心，但需要適當的選擇和實施。在啟動一個主要項目之前，有一個適當的技術戰略是至關重要的，以避免不兼容的解決方案大規模擴散，限製收益並增加持續的支持成本。
大都市地區的管理者麵臨著幾乎壓倒性的挑戰。城市服務、建築和照明係統的運營和維護成本正在不斷上升。老化的基礎設施正在破壞水、氣、電和汙水等關鍵基礎設施的可靠性。人口增長使道路、停車、公共交通、教育、醫療和公共安全服務的充分性變得緊張。需要改善通訊、環境和城市設施，以維持和擴大區域商業投資。稅收收入的下降使這種情況進一步複雜化。城市規劃者需要迅速采取行動，以避免進一步的侵蝕，但他們也需要使每一項投資的收益最大化。
明智的投資決策至關重要
城市管理者需要負擔得起的解決方案來應對這些挑戰，他們需要預測未來的需求。由於這些需求難以預測，因此解決方案必須靈活且可擴展，以支持未來的添加、修改和改進。明確的投資路線圖對於最大限度地利用自籌資金推廣的機會也至關重要。
地緣政治問題
與管理機構的合作是複雜的，有極端的地理差異。但政府市場由於其巨大的購買力也提供了巨大的潛力。方法和購買過程會因地區、國家和城市的不同而有很大差異。這些過程往往受到在智能城市技術出現之前製定的政策的限製，而這些政策的好處尚不清楚。
所涉及的政治機構的結構和水平以及公民的權利和需求可以顯著影響領導人成功規劃、指導、資助和實施技術的能力。例如，新加坡的公民往往精通技術，基本上不受政府入侵的影響，可以突破技術界限，為全球其他城市樹立榜樣。它展示了數字化轉型如何通過快速實施技術並應用這些技術提供具有明金博宝app安卓版下载顯效益的新型創新服務來改善公民生活。
合作方式對歐洲和亞洲有利
在歐洲和亞洲，我們看到分別在區域和國家一級製定了更有條理的方法和計劃。這提供了一個優勢。歐盟的戰略合作方式正在產生效果。他們正在朝著開放標準和製定政策的方向發展，以實現數據在國家之間的自由流動。
公共部門投資的限製
在財務上，與政府部門合作與與私營部門合作截然不同，城市數字化轉型的過程考驗著傳統做法的約束。金博宝app安卓版下载
互操作性
在一個數據驅動的社會中，數據的總量正在加速上升。我們對人機協作的依賴要想取得成功，就需要數據的速度、準確性、安全性和普遍互操作性。硬件供應商的爆炸式增長、通信協議的數量以及係統集成商之間元數據標準化和標簽的缺乏，已經創造了一種環境，在這種環境中，設備之間的數據代理可能會在轉換中丟失或損壞。在數據庫、技術堆棧級別、應用程序、行業、區域、國家和整個全球經濟之間自由地來回流動所需的數據尚不存在。機器在我們周圍無縫流動並改善我們生活的願景聽起來很棒，但如果通信障礙仍然存在，傳感器收集的數據不能用於提供上下文感知，那麼這個烏托邦將隻是一個幻想。
供應商總是喜歡專有的和封閉的係統，因為這些係統往往會獲得較高的價格，並將客戶鎖定在特定的供應商。城市應該利用它們現在擁有的潛在力量，進行合作，加速並對市場進行徹底變革。歐盟一直在與FIWARE和開放與敏捷智能城市(OASC)組織進行戰略合作，在同一開源平台上進行標準化。這種標準化工作已經擴展到巴西、墨西哥，最近還擴展到日本及其新合作夥伴NEC。歐盟正致力於為國家間的數據經紀設定一個單一標準，因為將數據彙集到數據湖上的數據海洋的能力(理論上)將產生更深入、更準確的分析見解。
這是美國聯邦、州和城市層麵需要解決的問題，隨著經濟和貨幣越來越數字化，需要在全球範圍內解決。誰擁有並有權訪問這些數據?技術的發展速度超過了政策，這常常讓市政當局在早期投資時猶豫不決。例如，花費數百萬美元部署被公民或其代表視為侵犯隱私的安全攝像頭，顯然不值得冒險。
語義互操作性對進步至關重要
數據代理很重要，但可能隻占了戰鬥的一半。語義互操作性和數據的上下文感知是一個更大的問題，隻有當機器和係統變得更有自我意識時，這個問題才能得到解決。為了說明這一點，假設紐約的一個係統集成商將一台攝像機標記為“centralpark.west”。而另一個集成商將波士頓公共公園的攝像頭標記為“8383919”，該應用程序將不具有可移植性，並且需要大量的定製工程來提供很大的價值。雖然一些SI組織至少使用自己的命名約定，但其他組織則根本沒有組織標準。西門子支持的Project Haystack正試圖在建築層麵解決這個問題，但這個問題在整個行業也存在，可能需要應用人工智能來解決。世界範圍內使用的遺留係統和設備數量巨大，那些知道這些係統如何工作和設計的人正在集體退休。
吸引數碼勞動力
“人才流失”仍然是製造業、油氣和公用事業等資產密集型行業的首要擔憂。許多技術熟練的工人正在老齡化，他們帶著寶貴的經驗和專業知識退休。這些行業的公司正在努力填補這些退休工人的空缺。
與此同時，這些行業麵臨著前所未有的複雜的運營和市場挑戰。企業正在應對基礎設施改進需求、不斷變化的客戶期望、利潤率壓力、遺留技術過時以及更嚴格的環境和安全要求。他們相信，他們可以成功應對這些複雜的市場挑戰，部分原因是通過將運營流程和客戶互動數字化，最終轉變他們的業務和經濟模式。
這些挑戰似乎為精通技術的年輕員工提供了令人興奮的職業機會。然而，公司(和市政當局)發現很難招聘到更年輕的員工，也很難讓他們從其他行業轉型。電力公司高管顯然對此感到擔憂。這些結果反映了其他重資產行業的擔憂，顯然也觸及了智慧城市領域。
企業如何應對經驗豐富的員工的流失以及由此造成的巨大技能缺口?當老員工退休時，他們如何讓缺乏經驗的新員工更有效率?ARC谘詢集團認為，隨著企業數字化和利用工業物聯網(IIoT)，他們可以利用機器學習、認知分析和智能互聯設備來幫助解決這些挑戰。
ARC建議，現在麵臨部落知識和知識流失雙重問題的行業、基礎設施和市政機構考慮將機器學習、認知分析和連接設備作為緩解勞動力老齡化問題的可能解決方案。為此，各組織應考慮采取以下行動:
- 在勞動力老齡化問題產生重大負麵影響的環境中，考慮專門為持續適應而設計的機器學習解決方案。
- 向知識管理團隊通報工業物聯網計劃。與這些團隊合作，使他們能夠為勞動力發展創建KSA路線圖，以補充智能連接設備將在運營流程中發揮的作用。
- 理解基於角色的用戶體驗在技術采用中的重要性，特別是對於年邁的員工。在檢查分析和智能設備解決方案時，這應該是主要考慮因素之一。
網絡安全挑戰
工業網絡安全社區麵臨的挑戰不斷增加。資源的缺乏正在削弱許多工業設施中已建立的防禦係統的有效性，智能城市也是如此。工業物聯網戰略的部署在沒有真正解決關鍵問題的情況下進行，如設計設備的安全性和安全性
保障供應/支持鏈。越來越多的基於雲的解決方案正在削弱內部團隊管理安全實踐的能力。OT在商業運營和智慧城市中的使用正在擴大必須解決的用例。
IT、OT和物聯網之間的界限正在模糊，並增加了對綜合網絡安全戰略的需求。通過技術來隔離網絡安全工作不再是一種可持續的方法。企業需要製定新的綜合戰略，將IT、OT和物聯網安全工作結合起來，並最大限度地利用所有企業網絡安全資源。
保護智慧城市和基礎設施係統中的運營技術(OT)資產正在迅速擴大對工業網絡安全專業知識和實踐的需求。對這些係統的妥協可能會危及業務連續性、公民安全以及關鍵政府服務的有效提供，如水、汙水、路燈、交通信號和第一反應者通信。為了避免此類事件，IT團隊和智慧城市規劃者需要了解運營技術和相關安全挑戰的人員的支持。智慧城市的網絡安全仍存在許多空白。城市政府在管理一些基礎設施方麵擁有專業知識，但通常缺乏設計和維護基礎資產所需的專業知識。大多數人在相關OT和IT係統方麵的專業知識也非常有限。
建議
隨著智慧城市運動的蓬勃發展，我們正在目睹前所未有的複雜性和規模的城市環境中的數字化轉型。金博宝app安卓版下载對於願意相互合作的創新技術供應商來說，這個市場提供了無限的未來機會。對於城市規劃者和管理者來說，數字化轉型為降低成本、提高效率、提高金博宝app安卓版下载HSE績效提供了重大機遇，並使他們的社區對企業和居民更具吸引力和“宜居”。對於城市居民來說，智慧城市有望提高他們的整體生活質量。
許多挑戰依然存在。這些問題涉及官僚主義、網絡安全、連通性、互操作性，以及缺乏具備必要技術專長的市政工作人員。在智能城市領域，未來20年全球市場狀況可能仍將充滿挑戰。這意味著，數字化轉型帶來的許多好處將擴展和融合到工廠、供應鏈和企業之外;金博宝app安卓版下载而進入智能城市空間仍然難以實現，至少目前如此。
然而，隨著提高計算能力和帶寬以及新型微處理器電子產品和傳感器的成本不斷下降，對市政當局來說，部署大規模的智能設備廣域網絡將變得更加實際。智能城市為工業物聯網供應商提供了巨大的機會，但技術挑戰、這個生態係統中的大量參與者，以及它連接了私人、公共和消費者領域的事實，使得在這個市場中導航和成功成為一個挑戰。
網絡安全、連接和與市政官僚機構的合作仍然是最大的挑戰，但其他障礙包括數據量的指數級增長、數據清理速度、從雲到邊緣架構的需求、量化結果、互操作性以及人類對人工智能等轉型變革的恐懼/抵製。
基於ARC的研究和分析，我們為開始智慧城市之旅的公民領袖建議以下行動:
- 堅持開放標準和安全解決方案
- 在內部培訓和獨立專家方麵投資
- 盡早讓城市雇員和公民領袖參與進來
- 讓網絡安全成為你的詞彙表的一個關鍵部分
- 調查公私夥伴關係，以幫助資助重大項目
- 與技術供應商合作，加速轉型
網絡安全是關鍵
所有的管理者都希望城市既智能又網絡安全，許多人都對自己無法證明投資的合理性和控製那些看起來像“追尾”的努力感到沮喪。他們不想成為網絡安全專家，但需要確保組織有適當的計劃來管理網絡威脅。這包括確保工作重點放在(對公司)真實和相關的網絡威脅上，並考慮將相關風險保持在可接受的水平所需的一切。他們還希望有一種清晰的方式來理解和評估應對新威脅可能需要的額外投資。
ARC的網絡安全成熟度模型反映了實現有效的、深度防禦的網絡安全戰略的分層方法。安全是向外發展的，從個人資產的防禦到設施的周長保護和外部威脅景觀的監測。重點也從保護設備和建立安全文化轉向管理複雜的技術和預測攻擊。
這些步驟鼓勵公司先做顯而易見且容易的事情。這將最大限度地減少初始投資和資源需求，並使每個工業公司至少實現最低程度的網絡保護。它還允許公司在發展必要的網絡安全成熟度的同時改善他們的安全態勢，以避免在他們無法有效管理或利用的技術上進行浪費的投資。欲了解更多信息，請參閱ARC 2016年3月戰略報告工業網絡安全規劃的成熟度模型．
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