NO.344/ Feb. 2020
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封面故事以科技再造城市的浪潮湧現智慧城市 開啟無限可能

城市化現象導致各種生活與環境問題,因此從2008年開始,全球興起智慧城市發展浪潮,爾後10多年,隨著人工智慧(AI)、大數據、雲端運算等技術到位,智慧城市逐漸在全球各國遍地開花,解決城市化帶來的挑戰,引爆龐大商業契機。
◎撰文/劉麗惠 圖片提供/Shutterstock、施純泰
全球興起智慧城市發展浪潮,透過人工智慧(AI)、大數據、雲端運算等技術,打造幸福宜居城市。

根據聯合國資料顯示,在工業革命前,全球只有十分之一的人口居住在城市中,如今全球超過一半人口住在城市,預計到2050年將達67%,並會發展43座超過千萬人的巨型城市(Megacity),甚至發展出大都市組成的集合城市。城市化現象愈演愈烈,衍生出各式各樣的城市生活問題,舉凡供電與能源管理、通勤路段的車流量與壅塞、廢棄物回收的環境議題、醫療需求增加的照護問題、政治治理的完善與否,以及災難預防等,都須設計出更好運作流程,才能打造宜居的幸福城市。

城市化發展的三大挑戰

人口大量集中居住於城市帶來的挑戰很多,其中又以能源供應、交通擁擠與環境三大議題,對城市居民造成生活障礙。

挑戰1》有效率的能源供給與空間規劃

想提升城市經濟力,應減少浪費與無效率,因浪費與無效率的城市擴張,將直接導致城市增加近60%耗能。資誠聯合會計師事務所(PwC)的調查顯示,城市在經濟發展扮演重要角色,世界前三百大城市貢獻了全球一半的GDP,但也消耗了全球三分之二的能源,產生逾7成溫室氣體排放。由此看來,城市對全球GDP和汙染量的貢獻一樣驚人。

資誠聯合會計師事務所南高所所長劉子猛認為,對城市而言,缺乏效率的能源供給將導致能耗龐大的嚴重問題,例如,近10年來印度城市人口劇增,使其成為全球耗能成長最快速的國家,且是全球第三大能源使用國,如何改善城市能源消耗,正是印度政府的挑戰。

挑戰2》交通壅塞造成龐大成本浪費

紐約市政府因塞車問題,每年需支付170億美元成本。

除了耗能,在城市生活的人都有一個共同經驗─上下班時間經常面臨塞車問題,這不僅對人們生活造成高度的不便,更對國家經濟發展帶來影響。劉子猛以墨西哥城為例,包含耗費的時間與生產力,該城市交通堵塞1年浪費的成本高達18億美元,發展智慧交通為必要。另根據美國交通路況分析公司INRIX調查顯示,美國最塞車的城市洛杉磯,每年因塞車導致駕駛人在路上多耗時104小時,紐約市政府則因塞車問題,每年需支付170億美元成本。

挑戰3》城市健康與汙染防治

另外,近10年來,空氣污染是全世界眾所矚目的問題,也是目前城市發展過程中,最嚴厲的挑戰。因空氣中的懸浮微粒指數愈來愈高,解決空汙已成為城市管理者須面對的問題,劉子猛以中國大陸為例指出,每年肇因於城市空汙的醫療成本,1年就超過GDP的10%,凸顯空汙造成的市民健康與國家經濟,都不容小覷。

智慧城市三大核心

綜合上述城市化發展導致的問題,凸顯智慧化再造城市生活空間的必要性,而「以人為核心」、「以數據為本」、「以科技為手段」的智慧空間打造,成為發展智慧城市的最佳路途。

「以人為核心」推動城市永續發展

智慧城市發展須以生活情境為出發,從解決第一線市民息息相關的生活問題為主軸,如公車班距、老年養護等。

勤業眾信聯合會計師事務所總裁賴冠仲指出,智慧城市的概念是以「人」的需求為核心驅動,並透過數位科技工具治理城市病,藉以活絡經濟發展、使現有資源有效分配、提升民眾生活品質,進而達到永續發展的目標。

「智慧城市導入必須肩負起社會責任,遵循AI倫理、重視社會福祉,密切關注並評估AIoT發展對市民帶來的影響,如管理風險、技術成熟度、誤差值等。」微軟亞太區公共業務事業群執行長Candice Ling認為,智慧城市發展須以生活情境為出發,從解決第一線市民息息相關的生活問題為主軸,如公車班距、老年養護等,發現問題後,邀請該領域專家、新創企業與產業夥伴等多方夥伴共同討論,並積極尋求技術支援,研擬最佳方案。

「以數據為本」擬定智慧決策

賴冠仲進一步指出,在智慧城市框架下,「以數據為本」是使城市有效運作的原則,藉由物聯網提供的龐大數據分析與整合資訊,再透過資通訊網路分享串聯,才能逐步實現智慧城市的願景。Candice Ling也表示,在萬物皆連網的時代,地方政府如何妥善運用巨量資料、彙整促進市民生活品質與都市發展的關鍵決策,在在都影響著智慧城市的發展。

「從現有資源中發掘全新價值,並積極建立跨城市的合作機會。」Candice Ling表示,沒有資料可分析,再強大的AI技術也無用武之地,所以在地政府可將現有由IoT產生的巨量資料交給AI分析,結合在地市民反饋與專家解讀,將資料化為策略;並將資源與其他城市共享,滾雪球般創造更大價值。

「以科技為手段」打造智慧應用

在龐大數據基礎上,城市管理者能進一步導入具高度分析能力的AI解決方案,並與IoT結合成「AIoT」,再善用即將普及的5G,加速智慧城市的發展。微軟亞太區公共業務事業群執行長Candice Ling建議,在使用科技前,須先盤點城市的物聯網架構、尖端AI技術、軟硬體建設、網路覆蓋率等條件,確認是否已為發展智慧城市做足準備,同時找到城市建構智慧化的特色,找到合適切入點。

值得一提的是,5G通訊時代的來臨,將加速智慧城市的發展更趨完善。台灣大哥大企業用戶事業群營運長吳傳輝表示,5G除擁有前所未有的超高速傳輸外,其低延遲、大量連結的特性,將促使智慧城市諸多應用全速發展並互相連結。三星資深副總裁暨Samsung NEXT Global負責人Emily Becher也強調,結合5G技術的智慧城市.將能帶來數年前無法想像的社區生活體驗。「更快速與簡易的數位串聯,將強化我們的社區意識,帶來全新互動模式。」Emily Becher說。

台灣智慧城市發展協會秘書長張智強也表示,智慧城市的發展每10年會有一次顯著躍進,而5G具獨特性、超高速、大鏈結、低延遲性等特性,可鏈結每一產業的領域知識(Domain knowhow),整合發展出智慧城市生活中的各種物聯網應用。

「以創新應用」實現智慧城市

就應用系統來看,劉子猛指出,透過AIoT等科技規劃、建設城市,可讓城市空間變得多功能化、更智慧化。如打造可靠的運輸與後勤系統,可紓解壅塞、空氣品質不佳等問題,並讓市民移動通行無阻;又或建立潔淨能源系統,讓城市供電系統更穩定且公平分配;導入資源再利用應用系統,可減少廢棄物,打造生生不息的城市;在城市治理上,運用AI、大數據等新科技進行風險預測與應變措施模擬,可為地震、颱風等各種可能來襲的天災做好準備,災害後也可迅速復原。

「以資訊安全」進行管理規範

為城市創新智慧應用、建構智慧空間時,資訊安全問題尤其重要。勤業眾信聯合會計師事務所風險諮詢服務副總經理林彥良指出,當政府與產業界爭相發展智慧城市,資訊電子化可能蘊藏不同維度的風險,故提醒企業,在創新智慧應用的每個階段都應全方位嵌入資訊安全和隱私保護原則,而政府在智慧城市發展過程的策略規劃、設計到實施的每個階段,也都要納入資訊安全原則。

全球智慧城市投資龐大

據IDC發布的智慧城市支出指南來看,2019年新加坡持續保持智慧城市投資的領先地位,並預測2023年全球智慧城市的相關技術投資將達1894.6億美元。

以科技導入智慧城市浪潮興起,已引爆龐大的智慧城市商機,根據IDC發布的智慧城市支出指南預測,2023年全球智慧城市的相關技術投資將達1894.6億美元,其中智慧電網和電錶相關投資在智慧城市整體支出中,占最大比例,其他領域投資如智慧交通、數據驅動公共安全治理等,占比也逐漸增加。

再從該報告全球各區域城市數據來看,2019年新加坡持續保持智慧城市投資領先地位,後依次為紐約、東京與倫敦,北京和上海並列第五,上述前五名、共6座城市對智慧城市相關總投資,將在2020年超過10億美元。從區域來看,美國、西歐和中國大陸則囊括70%的全球智慧城市支出;日本、中東和非洲則為增長加速地區,未來幾年的支出年複合成長率(CAGR)將約達到21%。

而單就中國大陸來看,到了2023年,中國大陸智慧城市的市場規模將達389.2億美元;依應用來看,三大重點投資領域依次為「彈性的能源管理與基礎設施」、「數據驅動的公共安全治理」以及「智慧交通」,但隨著其他應用投資比例增加,2019年時,上述三大應用場景的支出規模高占43%,到了2023年比例將下降至37%;依照個別城市發展,支出最大的城市依序為北京、上海、深圳、廣州與重慶。

中國大陸未來在智慧城市支出最大的城市,將會是北京、上海、深圳與廣州,現已開設24小時不打烊的機器人便利店。

值得注意的是,未來幾年中國大陸三∼五線城市也將掀起智慧城市建設的新浪潮,IDC認為,中國大陸三∼五線城市的客戶數量幾乎是一、二線城市的10倍,是廠商避開一、二線城市紅海競爭的新選擇,另外,三∼五線單一城市的投資規模已逾95%,由於中小型城市的地方政府整體管控能力更強,更容易建立基於業務價值的智慧城市應用,將為城市建設帶來真實有效的價值。

從各種現象與調查數據可發現,城市智慧化發展已是不可扭轉的大浪潮,台灣城市的管理者也正積極推動智慧城市相關政策,產業界也卯足全力從建立雲平台、創新智慧物聯網應用等各角度,切入市場、搶攻智慧城市商機。