本文闡述了世界上大多數城市可能面臨的最重要的問題，它們可以通過物聯網和人工智能（AI）解決方案來解決或減少。另外，創新的伙伴關系和商業模式以及社會和環境責任也是必要的。

在過去的10年里，我們訪問了40多個國家，200個城市并在六個國家生活，并在顛覆性的物聯網（IoT）領域工作，如何讓城市變得更加智能和更加公民友好的主題特別令人感興趣我出于專業和個人原因。

根據聯合國的一項預測，目前世界上一半以上的人口居住在城市 - 到2050年，這一數字將增加到三分之二以上。越來越多的城市居民對能源和水資源，交通網絡，環境，國家醫療保健預算以及城市的其他方面施加壓力。在過去幾周里，我一直在思考世界上大多數城市可能面臨的最重要的問題，但它們可以通過物聯網和人工智能（AI）解決方案來解決或減少。通過物聯網，我們只是指對象連接到Internet并交換數據。

憑借物聯網和人工智能的強大功能，城市有能力在細微程度上實時了解最大的空氣污染問題。

問題1：流動性挑戰 - 如何改善公民的生活并使他們更加接近

大多數城市的城市化和人口增長正在為城市居民的流動帶來越來越多的問題。通勤或開車去上班和回家已成為一件麻煩事。歐盟委員會估計，歐盟的擁堵通常位于城市及其周邊地區，每年的成本接近1000億歐元，占歐盟國內生產總值的1%。

移動性挑戰很多，而不僅僅局限于交通擁堵。它們還有效地將（時間，成本，努力）不同的社區與公共交通工具聯系起來，幫助公民和專業人員在最后一英里之旅，通過多種方式和多個方式訪問關鍵站點（火車，機場，公共汽車）地區，為人們提供各種選擇（包括自行車），提供停車位等等。這也是為了了解市民每天如何行動，以便市政官員相應地規劃車站，自行車路線和交通燈的位置，以及優化每個城市活動的時間表而不會打擾他人。

今天，由于使用物聯網和人工智能解決方案，城市可以改善并解決 - 或者至少減少 - 一些主要的城市交通問題。這里有些例子：

通過實時停車傳感器優化公共停車位的可用性，該傳感器可以向駕駛員顯示最近的停車位，而不會盲目地繞行。在較短的時間內找到停車位可以減少交通擁堵和空氣污染。

了解人們如何以及何時在城市中移動，從何處到何處以及他們的個人資料。擁有這種知識的城市當局能夠根據數據和事實做出更好的規劃決策。實現這一目標的一些方法是分析來自消費者電話的匿名和匯總的移動數據。如果這些數據與連接的城市家具產生的其他數據相結合，那么這些見解是無價的。智能城市家具可以連接燈，智能長椅和連通交通燈，而其他城市資產可以連接自行車和公共汽車，連接公共汽車和垃圾箱。對所有這些組合數據的分析可以產生我們永遠無法想到的洞察力和自動化。

根據物聯網啟用的資產收集的數據，有效規劃道路和公共交通網絡的維護和改進。例如，街道上的大廳可以通過由于搖動傳感器而由智能自行車/燈產生的數據來識別。無需派員工檢查或要求公民報告（通常在事故發生后）。同時，可以基于來自該街道周圍的傳感器的可用數據來計劃何時地方當局適合發送工人以覆蓋大廳的時間表，從而可以避免交通中斷。

當然，還有更多的物聯網應用可以改善城市的移動性。說到這一點，提高機動性可以改善空氣質量。根據 歐盟委員會的統計數據，城市交通占道路交通二氧化碳排放總量的40%，其他交通污染物占70%。

問題2：空氣污染 - 如何進行城市規劃和減少空氣污染

城市化也帶來了巨大的環境后果。盡管一些市長努力處理其城市的空氣污染水平，但在大多數情況下，由于各種原因，我們在城市呼吸的空氣質量正在惡化; 城市人口不斷增加，汽車使用量增加，停車限制以及工廠運營。

除了對我們的健康造成明顯的破壞性后果外，每個國家的經濟也會受到嚴重的負面影響。例如，僅去年一年，英國國民健康服務（NHS）和社會護理的空氣污染成本估計為1.57億英鎊。發布在PHE報告中的最新調查結果 警告說，除非采取行動，否則到2035年這些成本可能高達186億英鎊。研究人員解釋說，這些數據是基于與長期健康狀況導致的全科醫生就診，醫療處方，住院治療和社會護理相關的費用，并未考慮因生產力損失而產生的經濟影響。不幸的是，每個遭受類似問題的國家的經濟成本和健康影響都是巨大的。

憑借物聯網和人工智能的強大功能，城市能夠在細微程度和實時中了解最大的空氣污染問題，原因，受影響的人以及對公民意味著什么。通過所有這些實時洞察，城市管理員可以就如何解決問題以及如何確定投資優先級做出信息性決策。我相信將來我們甚至會看到實時的決策和行動，以改善受污染社區的空氣。

今天，有各種各樣的空氣質量傳感器可以放置在公共交通工具，智能家具，如智能燈，智能長椅或任何其他可以連接的設備，如垃圾箱，公交車站或自行車。一些環境信息是公開的，一些可以低成本或免費提供給地方議會，以換取其他東西（即使用城市空間或在城市家具上添加傳感器的許可）。顯然，如果來自測量空氣質量的傳感器的數據與來自移動運營商網絡的匿名移動數據（例如O2）相結合，那么洞察力可能非常有價值，如上所述。城市可以根據空氣質量水平計劃建造新的步行街，新的自行車道，電動車充電器或停車位。

換句話說，理事會不是根據歷史數據或意見做出決策，現在加上專家觀點，他們擁有所有工具，可以根據實時數據優化決策，甚至可以根據具體事件自動化流程。此外，現在城市能夠在鄰里層面上定制他們的行動，并為每個社區采取不同的措施，而不是以同樣的方式對城市的大區域甚至整個城市采取行動。每個社區可能有不同的問題，可能需要不同的行動計劃。

問題3：老年人和弱勢群體的家庭護理

我們經常閱讀關于人口老齡化日益增長及其對國民經濟意義的報道和文章，以及這些人的生活。預期壽命的增加恰逢“高度依賴”的老年人數量急劇增加。照顧老年人的支出正在迅速增加; 根據發表在“柳葉刀”雜志上的論文，到2035年，英國65歲或以上的人口將近190，000人需要照顧，增幅達到86% 。

如今，費用由家庭或市議會支付。雖然成本太高，但提供這些服務的方式非常不切實際且效率低下。例如，理事會需要派遣一名家庭護理員工每天三次訪問病人或老年人，以檢查他/她是否服用了藥物以及他/她是否正常。出于顯而易見的原因，沒有技術支持，這樣的服務無法擴展。

市場上有許多支持物聯網的產品，可以幫助地方當局遠程監控這些人的狀況，在他們服藥時獲得通知，是否需要任何幫助等等。今天，不應該需要支付和派遣專業人員來檢查老年人在家是否罰款。由于IoT和AI遠程檢查可以發生，并且可以在發生事故時發送警報。這些專業人士可以利用他們的時間從事更多增值服務，這些服務可以對這些弱勢群體的生活產生更大的影響。我最喜歡的IoT和AI解決方案的一些例子是：

專門為老年人設計的智能手表，可以監控位置，健康狀況，根據具體時間表提醒服用藥物，幫助收集和發送醫療數據這些類型的解決方案也可以使老年癡呆癥和老年癡呆癥患者受益。

可以感應移動，溫度，濕度和噪音的被動設備。該設備可以使用機器學習算法學習房屋中人的日常模式，并在日常模式中斷時向該人或所選利益相關者（家庭成員，城市家庭護理服務或其他人）發送通知。您甚至可以與這些設備進行交互，以便提醒某些內容或通知其他人任務已完成。

監控水或電力消耗的智能設備，通過機器學習，他們能夠識別人員日常模式的中斷。例如，如果公寓的用戶通常在10:00開水并在17:00打開電視，如果這些操作中的一個或兩個都沒有發生，則可能意味著該人感到不適或已離開獨自一人。然后，可以向預定義的利益相關者發送警報，以便更仔細地檢查問題所在。

所有這些家庭護理解決方案都可以被動地工作，而無需用戶或其他人的干預。這通常是可能的，因為設備使用托管蜂窩連接（SIM卡）而不是Wi-Fi連接。通過這種類型的連接，不需要單元具有Wi-Fi或者有人使用Wi-Fi配置設備。該設備已準備好使用。除此之外，新的通信網絡，如LTE-M，NB-IoT和5G，將允許部署更多的應用程序。

涉及智慧城市伙伴關系和生態系統

如果我們想要大規模地看到所有這些解決方案，那么公共機構和私營公司之間的合作類型必須改變。在過去，傳統的關系是：買方=公共當局和一次性供應商=私人公司。這種關系目前無法提供可持續的解決方案和合作伙伴。

需要遵循城市問題的新方法（而不僅僅是），這是一個強大的合作伙伴生態系統的發展，意味著許多不同的供應商提供補充服務和技能，準備投入資源，以便與城市一起創新，從飛行員那里一起學習，然后進行擴展。該生態系統需要包括來自不同背景的利益相關者，如地方當局，當地大學，私人或公共協會，創業公司和一些關鍵企業。毋庸置疑，作為價值接受者的公民需要參與并不斷更新其所在城市的想法，計劃和項目，同時為他們提供分享反饋和建議的機會。

每個利益相關者都需要能夠為價值鏈的特定部分增加增值。一家公司無法提供一切，而且城市不應該信任一家供應商的所有解決方案。伙伴關系和共同創新是一個神奇的詞匯，以便城市能夠規劃，試驗和擴展智能城市解決方案。我們在英國可以看到一些好的城市生態系統例子，如布里斯托爾，曼徹斯特和伯恩茅斯等城市。

新的商業模式

最后，雖然物聯網改變了關系并建立了生態系統，但對于新的商業模式也存在明顯的需求，因此他們可以為所有這些項目提供資金并將其轉移到試點之外。眾所周知，大多數城市無法為他們想要部署的每個新解決方案提供昂貴的CAPEX（前期）投資。每月或每年收費的商業模式（OPEX）更可取，提供一切“即服務”。此外，收益分享概念或基于結果的收費是當前討論很多的想法，我相信我們會越來越多地看到它們的應用。

總而言之，城市只是觸及數據的表面，通過技術使用積極的城市轉型機會是充足的。但是，公民參與和對數據和公民隱私的關注是必需的，因為否則，為了使用技術而不負責任地使用技術或使用技術可能會破壞我們為城市設想的好處。創新的伙伴關系和商業模式以及社會和環境責任是必要的，以便在21世紀為智能城市提供經濟，社會和環境可持續發展的路線圖。