物联网在创建循环智慧城市中的意义
尽管经常声称要“与自然融为一体”,但人类很少将自己的行为与自然生态系统的实际运作方式保持一致。例如,几乎自然界的一切都是周期性的——降水、氧-二氧化碳交换、能量和物质之间的关系以及其他几个例子。相比之下,人类的资源使用几乎总是线性的,遵循封闭式的采取-制造-消费-处置路径。根据一项研究,近 75% 的城市固体废物由丢弃的、仍可使用的消费品组成。
循环经济概念——一种鼓励资源再利用和循环利用的经济,而不是在提取和使用新资源之前将其丢弃——以自然为模板创建一个生态系统,理想情况下,每一种产品或技术都可以无限循环和重复使用。近年来,世界的循环性实际上已经倒退——从 2018 年的 9.1% 下降到 2020 年的 8.6%。这意味着全球每年只有不到十分之一的总消耗资源被回收利用。正如您所料,建设循环经济需要对技术和训练有素的人员进行投资,以确保资源浪费保持在最低限度——理想情况下是零。智慧城市的循环之路是最短的,因为它们已经在考虑长期可持续性的情况下使用互联技术。物联网和可持续发展齐头并进,将智慧城市转变为循环城市——循环性在所有功能中根深蒂固的区域,与企业、研究人员和智慧城市居民完美合作。
虽然世界上没有城市区域可以作为完美循环城市的例子,但有多个城市采用绿色基础设施的某些元素来利用、使用或再利用自然或人造资源。例如,柏林在全市多座房屋上广泛使用绿色屋顶,用于多种用途——保护房屋免受阳光和高温的影响,并且在许多情况下,通过太阳能电池板利用阳光来发电。在瑞典马尔默,城市水处理基础设施在回收雨水以用于可再生能源发电方面发挥着重要作用。贯穿这些示例的一个共同点是使用物联网和可持续发展工具来提高整体循环性。
如前所述,相当大比例的废弃废物包括可以重新利用或回收的资源。为实现这一目标,循环城市需要安装一个全市综合物联网驱动的垃圾分类设备网络,以验证整个智慧城市垃圾桶和垃圾场中垃圾的可回收性。这种基于物联网和可持续发展的网络可以使用计算机视觉摄像头仔细扫描废物,然后将它们分类为“可回收”,如果它们超出了某个可量化的阈值限制。
循环经济遵循减少浪费的理念。通过使用物联网和基于可持续性的原则和技术,循环城市可以长期成功地遵循这一理念。
理想情况下,循环经济中的隐喻圈应该是无限的——或尽可能大——以确保整体概念在智慧城市中发挥作用。这意味着通过战略性地进行维修、维护和监控,尽可能地延长每个资源或组件的使用寿命。制造业中使用的高辛烷值机器提供了物联网和可持续发展工具如何确保长期循环性的明显例子。
制造机器需要在智能工厂中连续数小时全速运转。因此,不出所料,生产——以及类似地,其他供应链机器——最终崩溃的可能性是不可避免的。制造机器上基于物联网的数据接收器可以动态监控机器温度、功率使用、振动水平、工作流程流畅度、压力、不同生产阶段之间过渡期间的问题等因素。基于物联网的传感器收集这些信息,并通知技术团队监测机器液位、不利压力变化和其他表明需要维修或翻新的因素的潜在问题。销售制造设备的公司可以进行此练习,以远程协助制造商优化资源利用并防止不必要的停机。通过这种方式,连接的物联网网络可以让这些公司提供积极的售后客户服务,并从长远来看,建立真正的品牌忠诚度。
基于物联网的传感器主要用于远程状态监测和管理的两个目的——发现生产机器需要改进或维修的区域,并指导制造商或服务提供商自己的维护团队了解需要采取哪些具体措施来维持高水平的日常制造相关操作中的资源效率和生产力。此外,此类机器中基于物联网和可持续性的工具还可以准确收集信息,并通知制造商有关工业设备定期所需的补丁和升级。此功能最终将避免诸如磨损、润滑相关问题和制造机器过度使用资源等问题。
循环城市的制造商需要生产完全可回收的商品。为此,他们需要使用圆形材料。基于物联网的材料跟踪系统让他们能够验证供应商的声明,这些供应商声称他们的供应符合制造商的可回收性要求。集成的出处跟踪网络是一个独特的循环城市应用程序,其中涉及多个组件。
规范资源使用和减少浪费是任何循环城市的核心精神的核心,没有比丢弃大型工业机器的前景更大的浪费了,这些机器仍然可以通过几次维修和翻新就可以正常运行并发挥最佳性能。制造设备中的信息接收器和传输工具可以延长此类设备的使用寿命并增加其可持续性因素——这一方面在循环城市中的排名可以说高于其他传统的智慧城市因素。
如果世界上大多数智慧城市有一个共同点,那就是其公民每天消耗的大量电力。各种灯具随处可见——建筑物侧面的大屏幕、动辄的售货亭、各个角落的智能指示灯和灯具。照明是家庭、商业和公共场所根本离不开的东西。然而,过度使用电灯和其他电子产品使得这些城市在很大程度上难以为继。由于这种电力的使用,世界上约75% 的二氧化碳排放量发生在城市地区,照明也构成了这一数字的主要部分。
为了解决这个问题并根据他们的需求在多个用户之间共享照明使用,最近出现了照明即服务 (LaaS) 的概念。LaaS 涉及为公司和住宅区提供照明基础设施的第三方服务提供商。这允许这些区域节省在其建筑物和工作场所中设置照明设备和其他与灯具相关的基础设施的成本。只需支付少量月费,这些业主就可以使用 LaaS 公司提供的共享照明网络。可以想象,设置自己的灯具的金钱和环境成本很高,因此使用 LaaS 选项不仅可以让他们节省资金,还可以避免购买和安装自己的照明基础设施的污染操作。阿姆斯特丹史基浦机场使用 LaaS 来降低成本并增强循环性。
循环城市管理者通常希望降低功耗以提高可持续性和循环性。根据照明巨头菲利普斯的说法,LaaS、智能控制系统和节能照明资源的组合可以节省高达 80% 的总能耗。LaaS 是一个集成的、基于物联网的共享基础设施,涉及数百个传感器,用于对设施中的照明进行远程和自主控制。然后,此类基础设施会根据其要求以及是否应在设施的特定区域(例如停车场和大型走廊)中打开灯来控制照明强度。
循环性不仅仅是资源的回收和再利用。虽然这些元素共同构成了循环城市的重要组成部分,但尽可能自主节能以提高可持续性的前景也很重要。LaaS 为圆形城市打勾。
智慧城市突破了极简主义的界限,让市民的生活更加舒适。然而,居住在这些地区的公职人员和公民也需要采取负责任的行动来维持地球。借助物联网和基于可持续性的工具,在创建循环城市方面,智慧城市在技术和经济上都是最接近的。尽管完美的循环城市可能永远不会存在,因为实现 100% 完美是不可能的,但智慧城市必须充分利用物联网和可持续发展应用,以尽可能接近该目标。
作者:纳文·乔希
来源:福布斯