本文將介紹三種不同的思維框架，可用于理解智能城市：

• 經濟
• 效率
• 環(huán)境

這三個智慧城市框架可以在宏觀，行業(yè)級別到微觀，技術和解決方案級別的所有規(guī)模上應用。 這個框架列表(既不是詳盡無遺也不是排他性的)，并不是規(guī)定某項特定行動是否值得的靈丹妙藥。相反，您應該將它們用作過濾器，通過它們可以更好地了解行業(yè)。

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在理想的情況下，智慧城市專家會使用一組過濾器。這些專家了解這些過濾器在決策時所依賴的平衡點。例如，建立一個物質效率更高的制度并不總是經濟效率最高的，反之亦然。隨著我們對智慧城市的了解越來越多，將權重歸于各個過濾器變得越來越重要，我們不僅在個人層面(即我們作為個人所關心的)而且在社會層面(即對我們整個城市社區(qū)有好處的)賦予個人過濾器權重。

1. 經濟性：創(chuàng)造機會和豐富社區(qū)

分析智慧城市趨勢的最重要方法之一就是從經濟角度考慮它們。我們應該問一個特定的實現(xiàn)是否在財務上有意義。從宏觀層面上講，智慧城市技術將在未來10年內使全球生產總值(世界生產總值)額外(重復)增長2.6%。最重要的是，從現(xiàn)在起到2026年，全球生產總值將達到100萬億美元，預計還會看到20萬億美元的次要經濟效益(ABI研究)。

盡管這些經濟預測表明智慧城市是一項有價值的投資，但這并不意味著所有智慧城市項目都應該獲得融資。智慧城市項目通常需要大量的資本支出，投資回收期長。在其他時候，間接的經濟利益可能大大超過直接的經濟利益。例如，2016年哥倫比亞大學對紐約市是否應為5700輛公共巴士進行電氣化分析發(fā)現(xiàn)，在每輛電動巴士增加30萬美元的資本支出后，紐約市將在車輛12年的生命周期中實現(xiàn)每年減少3.9萬美元的燃料支出。如果將次要經濟收益包括在內，例如每輛公共汽車每年因減少溫室氣體排放而獲得的15萬美元的公共衛(wèi)生收益，則投資回收期將大大縮短。但是，由于NYC Transit和MTA都沒有直接意識到這種積極的外部效應的好處，因此他們可能無法在經濟分析中說明這一點。

智慧城市產業(yè)的經濟模式也可以得到創(chuàng)新。在私人市場上，對于一些能夠吸收基礎設施高資本成本的公司來說，提供有保證的儲蓄計劃是一個重要的機會，可以最大限度地降低最終用戶的前期成本。這些計劃是合同義務，將客戶的經常性成本降低一定百分比，低于智能城市解決方案提供的實際節(jié)省。任何超過約定百分比的節(jié)省都將由供應商獲得。例如，如果一家初創(chuàng)公司有一個價值100美元的智能廢物監(jiān)測解決方案，可以將每年25%的成本降到最低，并找到每年花費1000美元用于廢物管理的客戶，而不是直接向消費者出售該設備，他們可以保證消費者每年減少10%的垃圾管理費用，并且在第一年的生意之后就開始盈利。

就像有保證的儲蓄計劃和電動公交車的例子一樣，使智慧城市解決方案在經濟上可行的機會也很多。一些分析可能需要非傳統(tǒng)的思維。學習和將傳統(tǒng)的和擴展的經濟方法應用于建議書將提高您了解真正機會所在的能力。

2. 效率：事半功倍

思考智慧城市內許多機會的另一種好方法是提高效率。問問自己以下問題：該解決方案是否可以讓我以相同或更少的資源投入獲得更多的輸出?從宏觀上看，城市是對空間的極有效利用，更多的人聚集在較小的區(qū)域(人口密度)。更高的人口密度意味著人類可以更加直接地相互交流，并且可以通過集中人為破壞來減少對自然世界的物理影響(城市家庭消耗的能量相當于郊區(qū)家庭的78%)。

在智慧城市產業(yè)內，已經有很多項目利用效率來改變現(xiàn)狀。其中一個例子是垂直農業(yè)，城市倉庫被改造成高科技農場，以滿足附近人口的需要。像紐約的Aerofarms農場或舊金山的Plenty農場這樣的公司，每年的糧食產量分別是同等規(guī)模的傳統(tǒng)農村農場的130倍和350倍。這些解決方案不僅在土地利用方面更有效率，而且還可以循環(huán)水。由于缺乏季節(jié)性，因此他們可以在全年收獲作物的同時使用常規(guī)農業(yè)消耗的1%的水，這增加了我們最大的資源單位時間的產量。

可以想象一個未來，城市中出售的大部分食物都將來自當地的垂直農場。這些農場將帶來額外的好處，即減少對運輸的能源消耗，同時通過減少對冷藏庫和復雜食品供應鏈網絡(其中許多是國際化的)的依賴來提高城市的彈性。

效率方面的另一個很好的案例研究是自動回收的趨勢，韓國松島商業(yè)區(qū)龐大的回收網絡就是例證。在松島，垃圾通過互連管道系統(tǒng)從私人公寓和公共垃圾箱進入地下分類設施。所有的事情都是由一個自動化的計算機視覺系統(tǒng)來處理的，而不是擁擠的街道上堆滿了垃圾清運車，需要數百名垃圾管理人員。它只需要7名員工就可以為這個擁有10萬人口的城市運營。

在大多數情況下，效率可以成為智慧城市發(fā)展的巨大推動力，并且往往與經濟和環(huán)境效益顯著重疊。

3. 環(huán)境：改善我們的環(huán)境

通過通過物聯(lián)網普及節(jié)能技術和分布式環(huán)境感知，智能城市解決方案通常有助于提高城市生活質量。對于許多市政當局而言，測量濕度、空氣質量和溫度的環(huán)境傳感器分布式網絡將允許快速分析對健康和安全的影響。由于建筑物占全球碳排放量的39%，土地所有者可以開始開發(fā)以能源為中心的建筑物管理系統(tǒng)。利用現(xiàn)有的人工智能和物聯(lián)網解決方案，我們可以構建可顯著降低能耗的系統(tǒng)。

最近，Alphabet旗下一家流行的人工智能公司Deepmind進行了一項案例研究，結果顯示，為谷歌數據中心(Deepmind)降溫所需的能源消耗減少了40%。公用事業(yè)供應商也在這一領域顯示出早期的希望。他們允許客戶簽署節(jié)能計劃，在高峰負荷時自動關閉供暖、通風和空調系統(tǒng)。它們有時甚至會包括預測在能量最充足的時候提前給家里降溫或預熱，并與居民的日常節(jié)奏相協(xié)調。

隨著清潔能源和彈性基礎設施等可持續(xù)解決方案的技術發(fā)展趨勢，城市地區(qū)獲得了巨大利益。智能城市是那些為氣候變化帶來的不確定的環(huán)境未來做好準備的城市。在未來的城市中，諸如開辟綠地這樣既能提高周邊物業(yè)價值又能改善城市空氣質量的行動將變得越來越重要。加利福尼亞州帕洛阿爾托市已經確定，全目錄的37500棵樹每年為市民創(chuàng)造超過1750萬美元的福利。樹木還可以收集雨水，補充含水層。這一舉措在加利福尼亞州和其他干旱易發(fā)地區(qū)代表著巨大的機遇。

盡管我們可以在各自的框架內分析經濟效率和環(huán)境效益，但當將這些分析框架視為智能城市景觀上的復合篩選器時，它們確實對我們最有用。例如，一種具有環(huán)保意識的解決方案也可能會更節(jié)省資源。有了足夠的創(chuàng)造力，推動這些決定的企業(yè)家和官僚們也將能夠建立經濟案例。