智慧时代正向我们走来(五)

原创
2010/10/11 08:38
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走近智慧时代

由第三次信息化引发的“智慧”浪潮,正在打开我们对未来城市发展方向和生活梦想的广阔空间。智慧时代,离我们渐行渐近。

本刊记者 刘佳

2009年1月28日,奥巴马在就任美国总统后,在这一天与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”。作为仅有的两名代表之一,IBM首席执行官 彭明盛首次提出“智慧的地球”这一概念,建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。奥巴马积极地回应:“经济刺激资金将会投入到宽带网络等新兴技术中去,毫 无疑问,这就是美国在21世纪保持和夺回竞争优势的方式。”

物联网并不是科技狂想,而是又一场科技革命。IT产业下一阶段的任务,正是把新一代的IT技术充分运用在各行各业中。具体地说,就是把感应器嵌 入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大把、油气管道等各种物体中,而且被普遍连接,形成所谓“物联网”,然后,再将物联网与现有的 互联网整合起来,实现人类社会与物理系统的整合。

由第三次信息化引发的“智慧”浪潮,正在打开我们对未来城市发展方向和生活梦想的广阔空间。智慧时代,离我们渐行渐近。

智慧的医疗

去医院看病的人们常常遇到这样的尴尬:面对医生处方上潇洒的“草书”,不知究竟该如何取药;多位医生对于同一病症五花八门的论述难以统一,无法 为下一步的诊疗做出判断……尽管为了解决长期以来困扰着人们的“就医难”问题,各地区医疗机构和医院都在大力投资建设电子健康病历和信息整合平台,希望通 过实现各个地区不同医院之间的信息对接,让人们可以选择适合的医疗资源,不用担心社区医院的治疗能力有局限和大医院不能转诊的问题,但是,没有标准化的医 疗用语,一切似乎又成为了“水中月,镜中花”。

IBM在面对医院,甚至是医院加卫生局的合作模式,往往是先直接帮助他们建立标准化的数据库和临床信息整合信息平台。广东省中医医院就是其中一个例子。

中医学是中华民族文化传承的瑰宝,但是,中医学与现代西方医学在基础理论、诊断过程、治疗机理和施治方法上存在巨大差异。中医是从功能的角度, 从现象的角度认识生命和疾病的规律,无论是基础研究还是应用研究都离不开临床的实践。以前的中医研究主要靠经验积累,在大量的原始病例和临床观察的过程中 记录下有用的信息,将信息收集起来并进行重组、融合和利用。目前实现这一过程的方法大都用纸张来记录,而重组则是通过大脑来记录,医生再将感悟和记录的结 果用到实践当中进行升华,缺乏符合现代生物医学的理论模型与解释。这成为了制约中医学发展、普及和步入国际化道路上的客观问题。

依靠现代信息科技分析数据和知识,归纳中医学的规律性,再结合医学专家的理论解释形成医学发现、理论创新和实践指导,可以实现中医学的现代化及与其它医学理论的融合,加速科研。

然而中医药临床科研一体化平台是多门新兴学科在信息技术研究和医学创新方法论上的重叠,其中一些重要的技术挑战需要跨学科的合作与探索,如:中 医术语体系的形式化表达,临床标准术语集与书写术语集的映射与整合和大规模术语加工平台及术语服务发布;由海量数据分析与数据挖掘而产生的对计算性能的挑 战,以及由于各类数据挖掘和机器学习算法的可用性、有效性及效率的不同,需要寻找适合中医学特点的知识发现框架并对知识建模;其中涉及的相关技术还包括分 布式科研数据采集与共享网络架构、海量病历数据的存储技术、异构数据整合、数据服务发布,中医科研数据共享中的数据安全等。

IBM为广东省中医院在临床信息管理、基础数据应用方面,引入开放标准框架下的信息整合技术,支持医院的信息共享基础业务模式和基本互操作,并 具备在共享区域健康档案方面的延展性。该项目将帮助医院解决复杂的临床信息集成问题,把中医药历史积累当中有科学内涵的东西转化成现代人能理解的语言,让 别人很容易的掌握、传承应用,提高临床信息的再利用能力。同时,通过平台,总院和分院实现的信息共享,提高了医院辐射区域医疗信息应用与共享服务能力。这 套支持临床诊断、教学科研、质量管理的信息一体化综合解决方案(CHAS)成为区域医疗领域建设的一大突破。

智慧的农业

足不出户就能照看农田,操纵拖拉机工作,这并不是科幻电影中才有的情节,而是美国部分农场应用无线互联网进行农业生产的情景。

几年前,美国佐治亚州就已经有农场用上了与无线互联网配套的远距离视频系统和GPS定位系统以及分别监控蔬菜的包装和灌溉的系统。伊利诺伊大学 的专家则在不久前测试了无人驾驶拖拉机。这种拖拉机配备了电子地图和GPS信号接收器。测试时,人可坐在房屋里通过无线互联网遥控拖拉机的操纵杆,使拖拉 机自动工作。尽管目前这种拖拉机还不太好用,一旦失控就有可能撞人,但专家认为其潜力很大,将来有望用小型无人驾驶拖拉机编队,取代目前在田间工作的大型 拖拉机。

研究人员称,美国内地部分地区现在仍主要依靠拨号上网,但如能在这些地区普及无线互联网,则有望实现在家遥控开启水泵、畜栏,控制土壤湿度传感器、气象传感器等农业设备的工作。

而美国科罗拉多大学的科学家日前研制出智能微芯片,可置于植物叶片上,当植物需要水时,会向农户的手机发送需求信息,采用此法可省水省时省钱,每年为农户节省几千美元。

协助开发这一技术的科研公司总裁理查德·斯托纳称:“这种智能微芯片类似于夹式耳环,比邮票还要轻薄,贴在植物叶片上。农民只需要携带移动电话,就可知植物何时需要水。”

美国有些地区有着定期和充足的降雨,这种技术在那里可能并不适用。但在美国西部,大部分的水来自于地下蓄水层, 需要节约用水,这样的技术可以帮助农民每年节省数十万美元。目前芯片的传感器只能跟电源连接,才能读出相关信息,并把收集到的信息发送到手机上。科学家正 在进行研发,预计今后的传感器可配备电池,或者太阳能电池板,甚至压电发电机,为传感器收集和发送信息提供足够能量。如果农民在更广泛的领域增加传感器的 应用,将使农场管理更加精细化,从而为农民节能省时,对农业的可持续性发展非常重要。

随着农产品和食品质量安全问题日益被关注,物联网技术在农产品和食品安全领域的应用提速了。不久前,江苏首个针对有机农产品(蔬菜)的物联网项 目——天蓝地绿生态农庄物联网农业示范区在无锡启动建设。这项投资额超千万元的项目将成为物联网“智能农业”的应用范例,将为更多的蔬菜领取“绿色护 照”。

秉承现代生态农业“绿色环保,有机生产,抵制农药残留”的标准,蓝地绿生态农庄物联网农业示范区通过与中国电信合作,将现代传感技术及软件信息 技术,对有机农作物从来源、生产、检测体系及快递物流等环节进行全过程可视数字化管理,并为消费者提供全过程可视追溯查询平台。

据介绍,这一示范项目将利用度、湿度、光照、化学等多种传感器对农产品(蔬菜)的生长过程进行全程监控和数据化管理,通过传感器节点实时感知生 产过程中是否添加有机化学合成的肥料、农药、生长调节剂和饲料添加剂等物质;结合RFID电子标签,对每批种苗来源、等级、培育场地,以及在培育、生产、 质检、运输等过程中具体实施人员等信息,进行有效、可识别的实时数据存储和管理。项目以物联网平台技术为载体,提升了有机农产品的质量及安全标准,让老百 姓吃上放心菜。

该项目首批次400亩示范区已开始建设,将于今年9月完成示范大棚的传感节点布点工作,并在2011年6月前完成天蓝地绿生态农庄一期整个 1250亩示范区相关软硬件组网工作。据悉,无锡市今后物联网在农产品和食品安全领域的应用将从农业生产环节进一步拓展到加工与流通领域,并最终贯穿于整 个农产品和食品供应链。

智慧的电力

进入枯水期,中国各家大型水电企业的发电量都在大幅下滑,火电厂商的压力骤然增大。电网调度中心在紧急的运算中:西南水电丰富的区域,电力供应 在未来的第三周会持续出现紧缺,需跨省调度;在水火电矛盾突出的地区比如广西,原有暂停的火电企业需要临时重新启动;现有重点新兴城市的电网改造应列入明 年计划和预算,大区之间超高压甚至特高压输电通道需要适当扩展,控制策略和调度计划也在紧张的制定和讨论……

电力行业是关系到国计民生的基础性行业。解决电力资源和用电量分布不均,实现清洁发电、高效输电、动态配电、合理用电是国家、电力企业、用电单位和个人所追寻的目标。在这条通往“智慧的电力”的道路上,三大问题摆在面前:新能源接入,按需供电,智能用电管理。

早在2006年,IBM就提出了智能电网的概念。智能电网的概念引入“信息流”概念,即电网要能够把电能流、信息流结合在一起,实现传输能源的 同时实现数据的采集。通过优化模型对数据进行深度挖掘和分析,预测电能流的情况,如电压变化,和用电量分布,为发电、输电、配电、用电各方及监管单位提供 信息决策,最终实现清洁发电、高效输电、动态配电、合理用电的智慧电力的目标。

IBM三大解决方案,实践“智慧的电力”。智能电网要求传统的物理设备的大规模改造。电网的建设和改造是一项巨额投资,比如现有超高压网络的改 造和特高压网络的新建,一旦失误,会导致很多问题。在电源企业的投资方面,尤其在新能源投资方面,比如风力发电和水利发电,通过信息的收集、经济圈和城市 需求的分析预测,可以让电源企业更快、更及时的了解发电和输电情况,同时还可以分析更多的信息。比如风力情况、实施情况和风力的综合预报,这些信息的收集 和分析可以合理进行电厂的选址、规划和布局,同时合理安排接入电网的方式,合理安排电厂和电网之间的调度,向工业和民用户进行科学的配送。此外,IBM iGAP (Intelligent Grid Analysis Planning)“智能电网评估和投资优化辅助决策”解决方案,可以帮助政府和电网企业及时预测重要区域和城市的用电需求分布,分析工业用户和民用户的 结构性、时间性差异变化,收集这些信息并分析趋势和进行数据预测,同时结合现有电网的改造情况,分析制定多种解决方案,协助政府和电网企业进行决策。

电网建设、升级、维护所带来的生产管理和停电问题也牵动着企业生产和城市居民生活。在城市电力配送方面,对于中国几大经济圈层的重要城市,城市 快速发展且经济总量逐步扩大,配送的波峰和波谷会有较大的差异性,对于电力公司的输配网络要求反应迅速且能承载相当的负荷。IBM提出了 IDOP(Integrated Distributed Outage Planning)“智能停电优化”的解决方案,帮助企业收集相应的数据,通过量化分析和优化模型,帮助电力公司有效地组织和安排生产,确保电力公司能够 提供安全、优质的服务,解决电网运营的实际问题。

此外,对于工业和民用的电量数据监测也将成为未来需求预测的重点。通过改造后的智能电表进行电量数据的实时传送,使电力公司可以实时观测到用户 用电的情况,从而判定每户的合理用电量和分析用量高峰,尽量降低峰谷差,节约运营成本,提升管理水平,提升电网运营的效率,改善电网配送效能。同时,针对 重要的工业客户进行定制,通过电表感知,通过系统信息的传递和交付互联,综合分析后提供智能决策信息,从而达到对于电能的综合高效的利用。并且,对于用户 来说,消费者一方面可以节能环保,另外可以得到更多的实惠,电价更便宜,成本更低,有更好的用户体验。IBM提出的AMM (Advanced Meter Management)“智能电表”解决方案可以很好的提供这样的服务。

智慧的供应链

节能减排在全球范围都是一个非常重要的课题。现在,中国很多企业的出口产品还没遭遇二氧化碳碳排量限制。但是,随着欧美对本国温室气体排放采取 措施,针对中国等生产成本低、温室气体排量高的经济体征收的“碳关税”可能会出现。所谓“碳关税”,是指对高耗能产品的进口征收特别的二氧化碳排放关税。 尤其是在美国奥巴马政府,能源部已经视低消耗、低碳排放产品为进入美国市场的准入条件。企业和政府需要了解低碳经济时代即将到来,它必将对经济和环境发展 带来巨变。

IBM认为,一个智慧的供应链可以通过绿色供应链解决方案、供应链网络优化平台和碳足迹追踪系统,分析供应链体系结构跟物流体系结构,通过数据 分析跟优化找出更好的供应链和物流设计方式,获益企业不光是物流企业。试想,如果将绿色供应链解决方案推及数个重点行业,如制造业、能源行业、铁路行业、 快速消费品行业、汽车行业,根据不同行业的碳足迹,在系统平台上集成数据,针对各行各业,可以分析出在不同场景之下,合理二氧化碳配比量,根据目前实际情 况得出提升空间和优化方案,科学降低排放。

中国最大的一家物流公司在全国基本有100多个分销中心,通过一级分销中心,二级分销中心网络把货品分销给所有客户。对于企业,每个分销中心都 意味巨大的成本。但是,通过每天采集物流和企业供应链相关数据,利用SNOW(Supply chain Network Optimization Work)供应链网络优化平台,可以轻松地计算出车辆行驶路径,优化配载计划,发现储量提升空间,实现更满车载货物运输,降低每个分销中心库存,用更少分 销中心支持更多最终客户。同时,在梳理物流和供应链流程中,利用碳足迹追踪技术,分析碳路径,分辨二氧化碳瓶颈点,根据根源分析和因果关系研究结果,优化 供应链和物流环境,使体系更加清洁。

绿色供应链优化方案,从供应商的供应商、客户的客户,触及整个价值链所有环节,使这家物流公司每年运输成本降低23%,一年降低将近10万吨二氧化碳排放量,实现企业固定成本减少、利润增加的同时,帮助国家节省能源,实现经济良性、可持续发展。

从长远看,全面掌握每个行业的碳足迹可以帮助政府科学计划和管理企业、城市,甚至是国家的碳排放量,优化产业机构。比如,中央政府和地方政府可 以给予制造业、炼钢炼铁行业、装配行业较高的二氧化碳排放定量,电子行业和其它低能耗产业,规定低额度碳排放指标。重工业城市如沈阳,可以通过碳排放激励 措施机制,促使城市重工业、高能耗产业向清洁型企业积极发展,或者在规划新城区建设的时候,有意识地设计产业布局,构筑城市可持续发展的核心竞争力。

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