一、智能城市的感知需求

（一）智能城市的反射弧模型

智能城市以物理设备、网络资源/程序资源/数据资源、人脑智慧为基本框架。广义上，智能城市是人类社会和现代科学技术的有机结合，而且“人”始终起着主导作用；狭义上，我们不妨将智能城市理解为延伸“人”的感官和能力的工具，譬如钢铁侠那套几乎无坚不摧、无所不能的钢盔铁甲。

现在，我们将智能城市想象成一个庞大的躯体，它具有感知自然环境和人类社会的基本能力，能通过媒介将信息传递到躯干的各个部分，还能与人互动互通消息，且能做出一定的“非条件反射”。

我们就用类比反射弧（见图2.1）的思维来探索智能城市。感受器和效应器囊括了大部分的物理设备，传入神经和传出神经包括了网络物理设备和网络资源，神经中枢相当于程序资源和数据资源及相关的物理设施。

（二）智能城市的感受器

智能城市靠什么感知人类社会和自然环境？自然就是反射弧模型中的感受器部分。人有五感，即视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉，那么智能城市也自然有它的眼、耳、鼻、口、手。

（1）视觉。最常见的视觉系物理设备就是摄像头。例如马路上的测速摄像头、大楼里的监控摄像头，甚至是家庭电脑上的摄像头，这些都可以成为智能城市的“眼睛”。在智能城市视觉方面已有很多优秀的应用案例。例如韩国金浦市的老城区有1074个摄像头，新城区有749个。这套智能城市监控系统配合多图像分析解决系统，能进行目标追踪、漫游检测与分析、暴力因素检测与分析、安全监测与分析、人群检测与分析以及垃圾丢弃检测与分析，极大地保证了该城的治安。不仅如此，上述两个系统与停车场控制系统配合，广大市民就可以通过智能手机的APP查询到公共停车点、可用停车区域等信息。智能城市的“眼睛”不但能接收人眼所能看到的光线，还能看到肉眼看不到的物体，因为手段多样、灵敏度高的物理设备还能接收光谱380～780nm之外的光线。例如红外热像仪（infrared thermal camera），穿上迷彩服也许可以迷惑人类的眼睛，但是人体散发的热能却逃不过红外热像仪。

（2）听觉。听觉系物理设备也种类繁多、功能多样，包括监测噪音的声级探测器和噪音剂量计、探测水下环境的声呐、探测生命迹象的声波探测仪等。厦门市环保部门在许多小区里安装了无线噪音监控系统，这解决了以往工地作业、娱乐场所噪音投诉后无法取证的问题，保证了小区市民安静的生活环境。

（3）嗅觉和味觉。人类的嗅觉和味觉是相互整合、相互作用的，本质上都是化学物对人体器官的刺激。从这一点上讲，智能城市的各类嗅味觉器官可探知人类已知的各种化学物质，例如PM2.5探测器、花粉探测器等。美国贝肯研究所和IBM公司联合开发的传感器网络“河流与河口观测网络”将有数百个传感器，每个传感器都拥有独立的计算机芯片，实时收集和分析河流的生物、水质、化学物质等信息。

（4）触觉。这类物理设备能感受到力，并将接收的信息数字化，不仅包括传感器、重力传感器等直接反映力的设备，也包括键盘、鼠标、触摸屏等与人互动的设备。

通过上面的“五感”分类和案例佐证，我们应该意识到，通过跟反射弧类比，我们可以有效推测到智能城市可以具备哪些感知功能，而且智能城市在同类感知上要比“人”感受得更广、更深、更精确。此外，世上现有的所有可将物理世界数字化的仪器设备都可以成为智能城市的感受器，这就意味着能作为智能城市感受器的现有物理设备很多。就拿智能手机来说，不仅有标配的录音设备和两个摄像头，还有磁力传感器、重力传感器、距离传感器、温度传感器、光纤传感器、气压传感器、心率传感器等等的感受器。如何善用现有设备，减少建设智能城市的开支，也是一个很有价值的课题。

（三）智能城市的输入/输出神经

假设智能城市的感受器/效应器/神经中枢都是一个一个的点，智能城市的输入/输出神经就是连接各点的线。更确切地说，智能城市拥有的传递信息到各个节点的神经网络不仅包括宽带网络（如家庭光纤接入、无线网络、主要公共场所Wi-Fi、下一代广播电视网等）、3G/4G、RFID，同时也包括小范围临时建立的网络（如蓝牙、红外线、手机热点等）。

（四）智能城市的效应器

效应器是对外界刺激做出反应的仪器设备。从这个定义讲，世界上所有的物理设备都是效应器。没有外界作用（主要是人），机器不可能自觉开动。所以缩小一点范围，智能城市的效应器是能作用回外界的物理设备，或显示信息，或对外界做出反应。例如显示屏，大到时代广场的广告显示屏，小到手腕上智能手表显示器，总在闪变着信息；又例如工厂流水线上的机械臂，它们能将零件组装成一个一个的器件。

（五）智能城市的神经中枢

神经中枢就是智能城市处理信息、储存信息以及实现业务自动化的地方，它包括定义框架中的程序资源、数据资源及其相关的物理设施。例如广州市政府内部的信息共享平台就属于这座城市神经中枢的一部分，政府各个部门的数据在这个平台上沉淀交换，以供各部门依法使用。

我们可以把这样抽象的定义具体类比到人类神经中枢，其实智能城市的神经中枢就是能达成人类某个特定目标的各个系统的集合。人体的神经中枢虽然复杂，但功能相同的神经元共同调节某一生理功能，且各神经元群的作用不重复。同理推测智能城市建设，实现某一目的的整套业务流程最好汇聚在一个系统里，这种一体化的思想可以避免重复建设的浪费。日本政府现今大力构建一体化的电子政府平台，正是因为在其构建之初并没有从整体把握电子政府的建设，所以产生了大量重复的情报系统，增加了公众的负担（需要重复操作申请/申报流程），也增加了运营成本。他们计划在2018年将现有的1500个情报系统减半，2021年运营成本降低30%。

同时，神经中枢是自动化非常高的部位，比如我们从未主动意识去呼吸，但呼吸这项基本生理机能却时时刻刻在进行。智能城市的神经中枢也应有这样的特质。在城市中，机械重复的业务都应由智能服务系统完成，从而把人的精力、时间解放出来。但长久以来，数据资源的重要性一直被强调，而能实现自动化处理业务的程序资源似乎并没有同等的待遇。我们在一直强调大数据能为决策提供更多更好依据的今天，是否也应将同等的精力和时间投入到体现自动化的程序资源开发？这是一件值得思考的事情。