智慧城市及其底層的無線聯網系統，為人們許諾更美好居住空間的未來，不僅如此，各項智慧應用更將成為價值創造的強大引擎。
都市發展持續擴張 永續社會實踐挑戰大
過去數十年來都市化浪潮席捲全球，根據聯合國預測，到2050年全球將有68%的人口生活在都會區。隨著都市人口增加，大約到2030年，將有超過十個城市成為超過一千萬居民居住的超級城市，將為既有的基礎建設帶來極大挑戰，尤其是開發中國家。
因此人們尋求利用科技解決人口膨脹引起的問題。如飽和的交通網路、停車空間不足、過度擁擠的大眾運輸系統、空氣汙染、以及長途通勤等。
此外，能源管理不善會導致電網故障，因而限制再生能源發展。過時且未妥善監控的基礎建設會阻礙資源、貨物與人員流動，不僅浪費資源，有時甚至會帶來災難性的損失。況且人口眾多、經濟發展不均的大城市，往往會成為犯罪溫床。為了永續社會發展並解決諸多挑戰，智慧科技扮演不可或缺的重要角色。透過採用全面性作法，智慧城市與其底層的無線聯網系統將能使居住環境更滿足人們的需求，並進而提升整體舒適度、幸福感與安全性。
數位系統蓄勢待發
智慧城市的目的為更妥善利用資源提升居民生活。如智慧交通管理與停車系統可節省時間與保護空氣品質；智慧量表基礎建設可節省電力、瓦斯和水；智慧醫療則有助於提升不堪重負的醫療保健系統效率；智慧警務系統可提高公共安全並遏止犯罪。至於社區智慧互動計畫可鼓勵公眾參與，培養更強的歸屬感與凝聚力。
雖然這些觀點聽起來像烏托邦式的理想，但事實上智慧城市帶來的影響絕非空談。麥肯錫的一項研究發現，智慧城市應用能降低8~10%的死亡率、縮短25~35%的緊急救援時間、減少15~25%的通勤時間、降低8~15%的醫療負擔，並削減10~15%的溫室氣體排放量。
事實證明人們已具備智慧城市應用所需的相關技術。無線連接─結合蜂巢式4G以及即將部署的5G、藍牙和Wi-Fi─已準備好將數量龐大的分散式感測器網路連接至雲端，即時傳遞整座城市流動的資訊，包括人、物、資源及環境；雲端運算平台也已就緒，用來管理、監控和分析大數據。換言之，現在應導入有效的解決方案，並將其整合至智慧城市平台。
許多業者推出適用於特定垂直市場的解決方案實現這些理想。在許多國家，如挪威、西班牙，已開始大規模部署智慧量表解決方案，而義大利和瑞典甚至已採用第二代技術；美國的Ann Harbor等城市已成功試行智慧交通管理系統。
而智慧路燈在全球大城市也正廣泛應用，以改善公共安全，同時減少功耗和光污染。在美國聖地亞哥等城市正於路燈上配備麥克風，可準確定位槍聲，加速執法人員正確抵達犯罪現場所需的時間。隨著Tvilight之類的公司開始提供智慧照明平台來追蹤交通、監控天氣，並作為第三方智慧城市應用的聯網集線器，多樣化應用的可能性將進一步擴展。
儘管各種應用接連浮現，麥肯錫(McKinsey)研究報告指出，即便是現今最先進的智慧城市，所發揮的潛力仍屬稀少。那麼是誰阻礙智慧城市的進展？政府的推動與領導力雖然重要，但城市智慧程度不光由政治框架決定。可想而知，富裕城市往往處於領先地位，因為其最有能力支援所需感測和通訊網路，並開放公共數據。但成功關鍵在於公眾意識及技術的採用，尤其是在亞洲城市，由於年輕的數位居民占大多數，智慧應用的推動更易普及。
智慧城市應滿足當地居民需求，並儘早與其互動，使其能參與城市決策過程。此為反覆交替的過程，隨著越來越多城市跟進，更多共享資訊與最佳實務也將隨之出現，透過參與及互動可讓市民更瞭解自身希望自己的城市應如何邁向智慧化，並打造理想居住環境。
智慧城市創造新價值
另一方面，智慧城市也是創造價值的強大引擎，民眾與各行業都能獲益。對居民來說，得以透過改善生活品質、更透明化且具參與性的政府，以及新加值服務與行動應用，進而享受智慧城市科技成果。同時藉由城市智慧化吸引企業投入更多經濟投資，居民也可獲益於更好的工作機會。此外，由於更有效利用資源及增加既有基礎建設容量，如道路、公用事業網路、醫療院所以及警力等，市政府能增加稅收並大量節省非必要的支出。
至於「一切皆服務(X-as-a-Service, XaaS)」模式將受到智慧城市的歡迎，首先能使城市支出方式從資本支出移轉至營運支出；同時能使市政機構運用外部人才與專業知識，不需招募內部新團隊，為每個城市打造新智慧應用。在某些情況下，利用智慧科技每年所省下的資金，甚至足以支付所需投資和服務費用。
隨著新使用案例出現，以及智慧城市平台持續演進，可以預期智慧應用的成長。為了使城市更易從眾多硬體供應商取得技術，期望4G LTE、5G蜂巢式網路，以及藍牙及Wi-Fi等標準化技術能成為智慧城市的通訊骨幹，而非採用特定廠商的專有技術。同樣地，標準化介面和API也至關重要，才能使整個系統中的各元件「說相同的語言」。
無線方案力助實現智慧城市
對於如u-blox的技術供應商來說，智慧城市提供令人振奮且快速成長的市場，因為其包含定位、蜂巢式與短距離無線通訊方案的產品組合，符合智慧城市創新應用的需求。如具備慣性導航功能的衛星定位解決方案能為在都會叢林間穿梭的汽車提供準確定位訊息；涵蓋Wi-Fi、低功耗藍牙、藍牙網狀網路、以及藍牙5等短距離無線通訊技術，滿足智慧建築的多樣化應用需求，進一步實現更廣泛的智慧城市應用案例。
在智慧交通管理與先進駕駛輔助系統(ADAS)方面，V2X晶片組亦扮演重要角色，而蜂巢式技術，尤其是低功耗廣域網路(LPWAN)應用，適合將分散式無線感測器安全、可靠連結上網，為智慧城市奠定重要基礎。
有鑑於各種應用的無限可能性，尚有諸多新領域待探索，尤其是許多智慧城市應用，如智慧停車，最好能「一勞永逸」部署，意即一旦啟用便能無需維護，順暢運作數十年。現今的低功耗廣域網路技術已為此類長使用壽命無線聯網裝置樹立新標竿。未來人們會持續開發能量採集技術(Energy Harvesting)，使此類小型裝置能夠自行穩定取得電源。
此外，定位技術的擴展則涉及室內─戶外定位解決方案的開發。欲處理感測器產生的大量數據，需邊緣裝置具備一定程度的分析能力才能處理原始數據，並以最小功耗將訊息傳送給決策裝置。
所有的應用前景皆需業界共同努力才能達成，隨著智慧城市應用起飛，未來亦充滿可能性，業者(如u-blox)將致力於開發完備的無線連接方案，不僅為了實現智慧願景，亦善盡科技業對於永續發展社會的責任。
(本文作者為u-blox企業策略資深總監)
