IBM認為智慧城市的本質就是利用信息技術來解決如下三方面的問題:
大數據是近來信息技術領域最為熱門的詞語,IBM用它來描述和定義信息爆炸時代產生的海量數據,并命名與之相關的技術發展與創新。在城市中,數據無處不在,它們來自公共汽車、城市輕軌、水網、油管、天然氣管道、醫院、學校以及建筑。技術的發展足以實現這些數據的實時收集;分析技術的發展足以讓所獲的大量結構化和非結構化數據轉換為帶有洞察力的信息。這樣的信息發布給合適人群后,他們就能做出最合理的決策。比如市長可以根據這些信息決定城市的投資,輕軌調度中心可以合理安排班次,應急中心能找到就近的應急物質,市民可以據此決定如何最合理地安排自己的出行方式等。
信息技術的快速發展,特別是在各個領域的創新,能夠幫助城市管理者做到未雨綢繆而不是充當救火隊員。傳感技術和分析技術的發展能使城市管理者隨時檢查城市的健康狀況,找到潛在風險并提前采取應對措施。
美國某城市結合 IBM 的智慧城市平臺采用了智能井蓋,提前應對強降雨天氣對市民的影響。該城市部署了44個智能井蓋,每5分鐘就往運營平臺發送一次數據,包括水位、流速和水溫等。同時,該系統還整合了氣象信息,城市管網拓撲信息,交通信息等。圖1說明了分析技術是如何通過智能井蓋的信息分析管道擁堵情況的(如圖1所示)。
系統根據分析結果將堵塞情況重點標示在地理信息系統的管網拓撲上,同時顯示附近維修檢測車輛的位置和排班,運營中心人員根據這些支持信息合理地安排維修,將強降雨帶來的危害降到最低。

圖1 管道擁堵分析

圖2 實現智慧城市的統一模式
城市管理一項高度復雜的工作,牽涉到的內容繁多,部門眾多,而各部門的信息孤島現象比較嚴重,相互之間缺乏資源的整合和協作。比如經常可以看到,同一地點前幾天自來水公司掘路作業,幾天后電力公司又在開挖作業,后幾天通信公司再次將路挖開,缺乏溝通協作在某些情況下會導致非常嚴重的問題,比如,城市的污水排放導致電力線路故障使交通信號燈無法工作,從而導致交通的擁堵甚至發生安全事故。因此,滿足現有復雜需求必須同時考慮未來發展前景,需要理順各部門的數據信息,并在市級層面統一管理和整合,采取關聯分析、聚類分析、系列模式分析等實現信息和數據挖掘和應用,為管理者和決策者提供科學決策的信息和依據。2012年,IBM為巴西里約市政府打造了智慧城市運營中心,將里約30多個城市管理部門的數據統一納入城市運營管理系統。在運營中心的大屏幕上,顯示了里約城市動態監控視頻,包括各地鐵站、主要路口的交通狀況,城市未來幾天的降雨情況,交通事故處理狀況,停電處理狀況以及其他城市問題處理及進展狀態。
除此之外,IBM還提出了智慧城市建設三步走的路線圖:
第一步,在過去幾十年,IBM在全球實施了2000多個智慧城市項目。其中有美國迪比克的智能水表管理,社會水資源管理,泄漏檢測;新加坡的智慧交通管理;愛爾蘭都柏林的智慧城市管理;荷蘭阿姆斯特丹的智慧機場;臺灣地區的智能列車;瑞典斯德哥爾摩的智慧交通等。
第二步,從這些智慧城市項目中總結出實現智慧城市的統一模式,概括起來是三條:利用信息,分析問題和共享資源(如圖2所示)。
第三步,利用自身的技術能力構建智慧城市解決方案。圖3是IBM的智慧城市解決方案架構。最下面部分是信息感知部分,通過數據格式的定義,接入不同來源的信息,整合進智慧城市運營中心平臺。中間部分是實現智慧城市的核心基礎架構,提供服務總線,分析建模能力,工作流程,關鍵績效指標定義能力,報表能力,并提供可視化的管理界面。而最上層就是基于平臺構建的各種行業解決方案,服務于不同的業務部門。右上方智慧行業解決方案資產庫是 IBM 打造的智慧城市合作伙伴生態系統。基于 IBM 平臺構建的智慧行業解決方案可以提交到資產庫,通過審核流程,合作伙伴的應用就能被全世界用戶所訪問(如圖3所示)。

圖3 智慧城市解決方案架構