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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別出潛在危險，及時向他發(fā)出通知。然后，他的團隊將利用微型無人機來評估現(xiàn)場情況，并制定響應(yīng)計劃。接下來，將利用快速成型制造技術(shù)，逐個制造出更換部件。
2060年，非洲的一座大都會。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，實時向他報告初露端倪的問題。時移世易，如今，幾乎一切都已不同于他父輩的時代。
“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，他們搶奪的對象——一個拳頭大小的木雕象——掉到了干枯的草地上。隨即兩個男孩就被激起的褐色塵土所淹沒。這不是他們*次為爭奪這個西非欖仁木雕象而打架，這個小木象是他們?yōu)閿?shù)不多的幾個玩具之一。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這座城市的所有基礎(chǔ)設(shè)施進行管理的。幾乎一切都不再是Kijana兒時記憶中的模樣。Kijana說：“簡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)出濃郁的大都會氣息，帶有巨形玻璃窗的工業(yè)廠房取代了鄉(xiāng)間田野。
點綴在這些鋼筋玻璃建筑之間的是打理得當(dāng)?shù)墓脠龅?。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的每一個角落，哪怕是最偏遠(yuǎn)的角落，因為他是城市基礎(chǔ)設(shè)施主管部門的負(fù)責(zé)人。他的任務(wù)是保證及時修補道路、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，因為那時候，這座城市只有100座鐵皮屋頂?shù)呐镂莺鸵粭l人行小徑。Kijana會修理破漏的屋頂、加固搖搖欲墜的墻壁、織補撕裂的漁網(wǎng)。他只在東西壞了之后才動手修補。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)施實際發(fā)生缺陷和損害之前，檢測出隱患。”
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”。他半瞇著眼啟動了這個裝置，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現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)。我們持續(xù)不斷地實時監(jiān)控其可用性。”
投影閃閃發(fā)亮。控制系統(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。”一輛無人駕駛電動巴士的傳感器，檢測出車輛的自動制動系統(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出缺陷，而且還能預(yù)測缺陷。這輛巴士的制動系統(tǒng)依然能*無缺地工作。缺陷將在從現(xiàn)在起運行約10小時后發(fā)生。”Kijana無言以對。
Lumumba的維護技師小組負(fù)責(zé)維修事宜。歸功于一個配備了攝像頭的微型無人機機群，維護小組可以實時查看這座城市的每一個角落，從而全面了解當(dāng)前的缺陷情況。像蜻蜓似的，這些無人機悄悄飛過城市的每個角落，對目標(biāo)進行拍照，仿佛工程師就在現(xiàn)場。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，以制作個別復(fù)雜組件。Lumumba說：“因為我們可以在故障實際發(fā)生之前檢測出隱患，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問題。在位于市中心的AC4 SX4，利用光信號來管理電動汽車流的智能路面有一大片需要換成新的。一個測定裝置報告，這片路面的亮度已經(jīng)變得很暗。而最后一個問題，Lumumba必須派工程師前往位于城市南部的TF7 SP2，因為兩個星期內(nèi)，一臺風(fēng)電機組的發(fā)電機將發(fā)生故障。“簡直不可思議！”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，把這兩個男人從沉醉中驚醒。Lumumba抱怨道：“又是我那兩個兒子！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)造出不會吵鬧的孩子。”Lumumba聳聳肩。他背后的架子上，有一個小小的木雕象。它的象牙早已了無蹤影，但一直沒有人騰出時間給它重新裝上一對象牙。
基于云計算的交通應(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，參加一場會議。盡管兩地相距僅7公里多一點點，但是，在這座忙碌的城市里，哪怕是對道路了如指掌的人，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，但她一點也不擔(dān)心，因為她的智能電話上安裝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，屏幕上的地圖就能顯示她當(dāng)前所在的位置。這款應(yīng)用從基于云計算的交通平臺獲取交通信息，這些數(shù)據(jù)時刻更新。Sabine的手機屏幕顯示了有關(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)車時間等的新信息。簡而言之，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，這個云計算交通平臺中的應(yīng)用計算出，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分鐘時間。于是，她按了一個鍵，租賃自行車。她的智能手機上顯示了開鎖碼，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的智能手機上。她能通過交通服務(wù)提供商，支付一切交通服務(wù)的費用――“云計算交通平臺”能夠在不同服務(wù)提供商之間結(jié)算費用。一路順利，其他與會者甚至比她晚到了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“云計算系統(tǒng)”提供的。交通和物流集團的Steffen Schäfer負(fù)責(zé)開發(fā)這個平臺，他解釋道，“我們的客戶包括公交系統(tǒng)運營商、汽車共享公司、區(qū)域管理機構(gòu)和市政府。”在開發(fā)和實現(xiàn)這個系統(tǒng)的過程中，專家們得到了來自西門子中央研究院云計算項目組的幫助。這個項目組正在為基于云計算的應(yīng)用制定跨領(lǐng)域的發(fā)展戰(zhàn)略，為其技術(shù)實現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。立足云計算，西門子開創(chuàng)了許多新的商業(yè)模式，這個平臺便是一個例子。這款產(chǎn)品是一個綜合交通平臺（IMP），客戶則是通過其自有應(yīng)用，在這個平臺上提供其產(chǎn)品（亦即交通服務(wù)）的企業(yè)。事實上，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)用來裝載到這個平臺上。這項服務(wù)十分靈活，這些企業(yè)可以通過其合作伙伴的云計算交通平臺后端系統(tǒng)，輕松實現(xiàn)連接。”對企業(yè)而言，其優(yōu)勢在于，云計算交通平臺允許服務(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。”這個平臺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，整個系統(tǒng)也能在常規(guī)服務(wù)器上運行。但云計算交通平臺的優(yōu)點顯而易見，因為在早晚高峰時段，城市交通流量和有關(guān)交易數(shù)量是平常時段的10倍。在德國，圣誕節(jié)前夕和學(xué)校開始放假時，交通量也會激增。這些時候，同時趕往機場或火車站的人比平常多得多。天氣情況也會影響IT交易數(shù)量，譬如，冬天來臨時，為了提供信息、預(yù)定酒店、或為各種交通工具和付款等而進行的IT交易將大幅增加。在這種時候，必須提供在其他時候大多派不上用場的充足的計算能力。只有云計算系統(tǒng)能保證如此快速地實現(xiàn)靈活擴展。這個平臺的另一個*性是，西門子只一心一意提供這個交通平臺。所有純粹與IT有關(guān)的服務(wù)，則是從專業(yè)公司購買的。Schäfer說：“這樣的話，我們就能始終使用*、優(yōu)質(zhì)的技術(shù)。”