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傳感器之城

2060年

怎樣才能做到防患于未然，解決基礎(chǔ)設(shè)施出現(xiàn)的問題？不論是道路、電廠、還是公共建筑物，Lumumba Ewesa對(duì)他所在城市的基礎(chǔ)設(shè)施了如指掌。這些基礎(chǔ)設(shè)施均實(shí)現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)并配備了無線傳感器，這些傳感器能夠提前識(shí)別出潛在危險(xiǎn)，及時(shí)向他發(fā)出通知。然后，他的團(tuán)隊(duì)將利用微型無人機(jī)來評(píng)估現(xiàn)場(chǎng)情況，并制定響應(yīng)計(jì)劃。接下來，將利用快速成型制造技術(shù)，逐個(gè)制造出更換部件。

2060年，非洲的一座大都會(huì)。Lumumba Ewesa的工作是監(jiān)管這座城市的所有基礎(chǔ)設(shè)施。傳感器將在故障真正發(fā)生之前，實(shí)時(shí)向他報(bào)告初露端倪的問題。時(shí)移世易，如今，幾乎一切都已不同于他父輩的時(shí)代。

“給我，那是我的！”Kijana Ewesa扯著嗓子大喊道。轉(zhuǎn)瞬間，他和小伙伴Karabo扭打起來，他們搶奪的對(duì)象——一個(gè)拳頭大小的木雕象——掉到了干枯的草地上。隨即兩個(gè)男孩就被激起的褐色塵土所淹沒。這不是他們*次為爭(zhēng)奪這個(gè)西非欖仁木雕象而打架，這個(gè)小木象是他們?yōu)閿?shù)不多的幾個(gè)玩具之一。正因如此，它的兩顆象牙早已了無蹤影。

近50年后的今天，Kijana來到他兒子Lumumba的辦公室參觀。兩人站在一棟外觀別致的六邊形玻璃大廈內(nèi)，在這里，Lumumba想向他的父親展示他是如何對(duì)這座城市的所有基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行管理的。幾乎一切都不再是Kijana兒時(shí)記憶中的模樣。Kijana說：“簡(jiǎn)直難以相信過去這里只是一片零星散落著幾座棚屋的廣闊草原。”全景式落地窗外的景象非常真切。沒有一丁點(diǎn)跡象顯示這里曾是一片人煙稀少的廣闊地帶。如今，映入他們眼簾的是鱗次櫛比的高樓大廈，光潔的玻璃幕墻在非洲灼熱陽光下閃爍著耀眼的光芒。高聳的摩天大樓散發(fā)出濃郁的大都會(huì)氣息，帶有巨形玻璃窗的工業(yè)廠房取代了鄉(xiāng)間田野。

點(diǎn)綴在這些鋼筋玻璃建筑之間的是打理得當(dāng)?shù)墓脠?chǎng)地。Lumumba辦公室的玻璃墻外，一株垂楊柳正隨風(fēng)搖擺它的茂密枝條。短短50年前，這種喜水植物在這*本無法存活，但如今，歸功于智能供水管網(wǎng)和海水脫鹽技術(shù)，它成了這座城市較常見的樹木之一。半個(gè)世紀(jì)過去了，這里發(fā)生了天翻地覆的變化。只有明媚的陽光和地平線上連綿的群山，依然是Kijana童年時(shí)的樣子。

玻璃桌面反射的陽光令Lumumba瞇起了眼睛。雖然身在辦公室，但他必須密切留意這座大都會(huì)的每一個(gè)角落，哪怕是最偏遠(yuǎn)的角落，因?yàn)樗浅鞘谢A(chǔ)設(shè)施主管部門的負(fù)責(zé)人。他的任務(wù)是保證及時(shí)修補(bǔ)道路、鐵路線或電廠等受到的任何損壞，以免發(fā)生停工或事故?？刂浦行木褪撬霓k公室。

年邁的Kijana笑著說：“50年前，很容易就能掌握所需維修的基礎(chǔ)設(shè)施的大致情況。”這也難怪，因?yàn)槟菚r(shí)候，這座城市只有100座鐵皮屋頂?shù)呐镂莺鸵粭l人行小徑。Kijana會(huì)修理破漏的屋頂、加固搖搖欲墜的墻壁、織補(bǔ)撕裂的漁網(wǎng)。他只在東西壞了之后才動(dòng)手修補(bǔ)。他好奇地問道：“如今不一樣了，是吧？”Lumumba回答說：“是啊，如今我們要在城市基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)際發(fā)生缺陷和損害之前，檢測(cè)出隱患。”

Kijana望著兒子，目光中充滿了疑惑。Lumumba沖爸爸笑了笑，從褲兜里掏出了他的“可視通信器”。這是一個(gè)透明的裝置，如同一張毛氈一樣又薄又柔，它是Lumumba的“第二大腦”。他半瞇著眼啟動(dòng)了這個(gè)裝置，它立即在辦公室的玻璃墻上投射出城市基礎(chǔ)設(shè)施的監(jiān)控程序。Lumumba解釋道：“鐵路線、道路、隧道、公共建筑物和電廠，所有這些基礎(chǔ)設(shè)施都配備了無線傳感器并實(shí)現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)。我們持續(xù)不斷地實(shí)時(shí)監(jiān)控其可用性。”

投影閃閃發(fā)亮?？刂葡到y(tǒng)當(dāng)前顯示了三條消息。Lumumba指著窗口道：“中間這條消息最緊急。”一輛無人駕駛電動(dòng)巴士的傳感器，檢測(cè)出車輛的自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)缺陷。位置是在EW6 SX8，距離海岸約200米。Lumumba無比自豪地指出：“定位原理很簡(jiǎn)單：整座城市被劃分為細(xì)粒度坐標(biāo)網(wǎng)絡(luò)并與傳感器相連。我們可以在幾毫秒內(nèi)確定故障位置。”

沉默片刻，Kijana生氣地說：“一輛行駛中的巴士剎車有問題？而你卻無動(dòng)于衷地站在這里什么也不做？”Lumumba哈哈大笑道：“別擔(dān)心！我們的傳感器不僅能檢測(cè)出缺陷，而且還能預(yù)測(cè)缺陷。這輛巴士的制動(dòng)系統(tǒng)依然能*無缺地工作。缺陷將在從現(xiàn)在起運(yùn)行約10小時(shí)后發(fā)生。”Kijana無言以對(duì)。

Lumumba的維護(hù)技師小組負(fù)責(zé)維修事宜。歸功于一個(gè)配備了攝像頭的微型無人機(jī)機(jī)群，維護(hù)小組可以實(shí)時(shí)查看這座城市的每一個(gè)角落，從而全面了解當(dāng)前的缺陷情況。像蜻蜓似的，這些無人機(jī)悄悄飛過城市的每個(gè)角落，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行拍照，仿佛工程師就在現(xiàn)場(chǎng)。Lumumba的小組已經(jīng)在為這輛巴士裝配備件，并且開啟了三維打印機(jī)，以制作個(gè)別復(fù)雜組件。Lumumba說：“因?yàn)槲覀兛梢栽诠收蠈?shí)際發(fā)生之前檢測(cè)出隱患，因此，我們僅需數(shù)量很少的專家。不妨把我們想象成一家醫(yī)院，我們只需要一個(gè)預(yù)防醫(yī)療區(qū)，而急診室的醫(yī)生則幾乎無事可做。”

現(xiàn)在，投影將他們的注意力引向了下一個(gè)問題。在位于市中心的AC4 SX4，利用光信號(hào)來管理電動(dòng)汽車流的智能路面有一大片需要換成新的。一個(gè)測(cè)定裝置報(bào)告，這片路面的亮度已經(jīng)變得很暗。而最后一個(gè)問題，Lumumba必須派工程師前往位于城市南部的TF7 SP2，因?yàn)閮蓚€(gè)星期內(nèi)，一臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)將發(fā)生故障。“簡(jiǎn)直不可思議！”Kijana驚嘆道，他被眼前的一切深深震撼。

突然，從隔壁房間傳來的孩童吵鬧聲，把這兩個(gè)男人從沉醉中驚醒。Lumumba抱怨道：“又是我那兩個(gè)兒子！不好意思，我得去管管。”Kijana回答說：“去吧，真是瘋狂，我們可以把人跡荒蕪的草原變成富饒的綠洲，可以在城市基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)生故障之前未卜先知，但我們依然無法創(chuàng)造出不會(huì)吵鬧的孩子。”Lumumba聳聳肩。他背后的架子上，有一個(gè)小小的木雕象。它的象牙早已了無蹤影，但一直沒有人騰出時(shí)間給它重新裝上一對(duì)象牙。

基于云計(jì)算的交通應(yīng)用

Sabine P.要遲到了。她正在柏林的Kurfürstendamm大街附近，她必須在15分鐘之內(nèi)趕到位于柏林市中心的Hackescher Markt，參加一場(chǎng)會(huì)議。盡管兩地相距僅7公里多一點(diǎn)點(diǎn)，但是，在這座忙碌的城市里，哪怕是對(duì)道路了如指掌的人，也幾乎不可能快速穿越這段短短的距離。盡管Sabine來自科隆，在這里人生地不熟，但她一點(diǎn)也不擔(dān)心，因?yàn)樗闹悄茈娫捝习惭b了一款她的交通服務(wù)提供商——亦即她常用的汽車共享公司——提供的應(yīng)用程序。不論身處哪座城市，Sabine都能通過這款應(yīng)用，沿著較快捷的路線前往目的地。除包含所有相關(guān)公共和私營(yíng)交通系統(tǒng)的信息之外，這款應(yīng)用還考慮了當(dāng)前的交通狀況。Sabine只需輕觸手機(jī)，屏幕上的地圖就能顯示她當(dāng)前所在的位置。這款應(yīng)用從基于云計(jì)算的交通平臺(tái)獲取交通信息，這些數(shù)據(jù)時(shí)刻更新。Sabine的手機(jī)屏幕顯示了有關(guān)交通狀況、泊車位、出租車、汽車共享車輛、租賃自行車，以及公共交通系統(tǒng)的車站和發(fā)車時(shí)間等的新信息。簡(jiǎn)而言之，提供了所有可供她選擇的交通服務(wù)信息。她輸入目的地，然后，這個(gè)云計(jì)算交通平臺(tái)中的應(yīng)用計(jì)算出，在當(dāng)前的交通狀況下，哪種交通工具能以較快的速度將她帶到那里。手機(jī)屏幕出現(xiàn)了三條建議。Sabine選擇了*條建議，這條建議讓她首先租一輛自行車。離她最近的自行車租賃站只有20米遠(yuǎn)。從這里，Sabine應(yīng)當(dāng)騎自行車到通勤火車站，并搭乘下一趟火車前往柏林市中心。然而，如果Sabine騎得快，那么，她能在短短20分鐘之內(nèi)趕到Hackescher Markt。抑或，她可以在附近向一家汽車共享公司租賃汽車。然而，應(yīng)用顯示，如果Sabine選擇最近的路線，那么，通往其目的地的大多數(shù)街道都處于擁堵狀況。因此，驅(qū)車前往需要花35分鐘時(shí)間。于是，她按了一個(gè)鍵，租賃自行車。她的智能手機(jī)上顯示了開鎖碼，她立即奔向自行車租賃站。她還沒騎上自行車，相應(yīng)的火車票就發(fā)到了Sabine的智能手機(jī)上。她能通過交通服務(wù)提供商，支付一切交通服務(wù)的費(fèi)用――“云計(jì)算交通平臺(tái)”能夠在不同服務(wù)提供商之間結(jié)算費(fèi)用。一路順利，其他與會(huì)者甚至比她晚到了5分鐘。他們致歉道，“不好意思，遇上堵車了。”交通服務(wù)可以被輕松集成到現(xiàn)有應(yīng)用中！這些服務(wù)是由西門子基礎(chǔ)設(shè)施與城市業(yè)務(wù)領(lǐng)域?qū)＜宜鶆?chuàng)建的“云計(jì)算系統(tǒng)”提供的。交通和物流集團(tuán)的Steffen Schäfer負(fù)責(zé)開發(fā)這個(gè)平臺(tái)，他解釋道，“我們的客戶包括公交系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商、汽車共享公司、區(qū)域管理機(jī)構(gòu)和市政府。”在開發(fā)和實(shí)現(xiàn)這個(gè)系統(tǒng)的過程中，專家們得到了來自西門子中央研究院云計(jì)算項(xiàng)目組的幫助。這個(gè)項(xiàng)目組正在為基于云計(jì)算的應(yīng)用制定跨領(lǐng)域的發(fā)展戰(zhàn)略，為其技術(shù)實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。立足云計(jì)算，西門子開創(chuàng)了許多新的商業(yè)模式，這個(gè)平臺(tái)便是一個(gè)例子。這款產(chǎn)品是一個(gè)綜合交通平臺(tái)（IMP），客戶則是通過其自有應(yīng)用，在這個(gè)平臺(tái)上提供其產(chǎn)品（亦即交通服務(wù)）的企業(yè)。事實(shí)上，一些交通服務(wù)企業(yè)早在多年以前就已經(jīng)開始使用這種應(yīng)用。Schäfer解釋道，“交通服務(wù)企業(yè)和汽車共享公司不需要新開發(fā)應(yīng)用來裝載到這個(gè)平臺(tái)上。這項(xiàng)服務(wù)十分靈活，這些企業(yè)可以通過其合作伙伴的云計(jì)算交通平臺(tái)后端系統(tǒng)，輕松實(shí)現(xiàn)連接。”對(duì)企業(yè)而言，其優(yōu)勢(shì)在于，云計(jì)算交通平臺(tái)允許服務(wù)提供商相互之間聯(lián)網(wǎng)。Schäfer說：“這樣一來，譬如，用戶可以使用汽車共享應(yīng)用來買地鐵票。”這個(gè)平臺(tái)還提供了軟件來處理不同企業(yè)之間的賬務(wù)結(jié)算。原則上，整個(gè)系統(tǒng)也能在常規(guī)服務(wù)器上運(yùn)行。但云計(jì)算交通平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)顯而易見，因?yàn)樵谠缤砀叻鍟r(shí)段，城市交通流量和有關(guān)交易數(shù)量是平常時(shí)段的10倍。在德國(guó)，圣誕節(jié)前夕和學(xué)校開始放假時(shí)，交通量也會(huì)激增。這些時(shí)候，同時(shí)趕往機(jī)場(chǎng)或火車站的人比平常多得多。天氣情況也會(huì)影響IT交易數(shù)量，譬如，冬天來臨時(shí)，為了提供信息、預(yù)定酒店、或?yàn)楦鞣N交通工具和付款等而進(jìn)行的IT交易將大幅增加。在這種時(shí)候，必須提供在其他時(shí)候大多派不上用場(chǎng)的充足的計(jì)算能力。只有云計(jì)算系統(tǒng)能保證如此快速地實(shí)現(xiàn)靈活擴(kuò)展。這個(gè)平臺(tái)的另一個(gè)*性是，西門子只一心一意提供這個(gè)交通平臺(tái)。所有純粹與IT有關(guān)的服務(wù)，則是從專業(yè)公司購(gòu)買的。Schäfer說：“這樣的話，我們就能始終使用*、優(yōu)質(zhì)的技術(shù)。”