更新时间:2023-06-15 15:54:01
【关键词】智慧城市;物联网;角色
1.智慧城市发展现状
随着现代科技的飞速发展,智慧城市已成为全球城市发展的战略首择。目前国内外智慧城市的发展建设处于发展探索阶段,但是不同的城市在发展智慧城市的时候侧重点各有不同。新加坡主要侧重交通、教育和医疗系统的应用,意在建设一个市民、企业、政府三者合作的电子系统,让市民成为城市建设的参与者;韩国首都首尔建设智慧城市的侧重点为城市安全、设施管理、智能交通和环境四大方面;美国纽约在智慧城市建设过程中主要实施电子健康记录与服务,启动纽约市IT基础设施服务行动计划,升级政府的E-mail系统,建立智能停车系统等[1]。国内智慧城市建设处于试点建设阶段,科技部在2010年确定国家“863”智慧城市项目试点城市为:深圳和武汉;工信部在2011年9月确定全国第一批智慧城市建设试点城市为:扬州、常州;国家测绘地理信息局在2012年12月启动智慧城市时空信息平台建设试点,从测绘地理信息应用方面进行智慧城市建设研究[2];国内智慧城市发展也有所成效,近两年涌现出了“智慧深圳”、“智慧南京”、“数字南昌”、“生态沈阳”等智慧城市建设优秀的城市[3]。
2.物联网在智慧城市建设中的角色
在智慧城市发展过程中,物联网技术对城市的未来发展有着深远的影响,其影响程度是不可估量的, 因此,探讨和分析物联网在智慧城市建设中的角色,寻找智慧城市发展合理、科学的建设对策就显得十分必要[4]。物联网在智慧城市建设中的角色研究可以为各个智慧城市的建设与发展提供有效的理论参考。
2.1物联网技术是智慧城市发展的技术提供者
百度百科给出物联网的定义如下:“通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,将任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术叫做物联网技术”。在智慧城市发展过程中,物联网技术应用无处不在。
2.1.1射频识别(RFID)技术
物联网技术发展中十大核心技术之一:射频识别技术,是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作不需要人工的干预,RFID技术的特点有:防磁干扰、防水、耐高温、识别有效距离大、使用寿命长、数据加密、存储容量大、存储信息更改自如等优点[5]。RFID技术主要应用于移动支付、门禁系统、物流包裹跟踪和识别、产品防伪、运动计时、票证管理、汽车防盗系统、停车场管理等[6]。
2.1.2传感网络
传感器网络是由分布不同位置上的自动装置组成的一种计算机网络,传感器和这些自动装置共同监控不同位置的环境状态,比如花圃湿度状态监控、楼宇噪音监控等。传感器网络主要应用于环境与生态监测、医疗健康监护系统、交通控制系统、家庭电器自动化等[7]。
2.1.3智能技术与云计算
智能技术与云计算是实现物联网的关键技术,这两种技术影响着物联网的整体性能,关系着物联网的可靠性和稳定性。
2.2物联网技术是智慧城市发展的能源节约机
物联网技术能够节约大量能源以及人力,降低了城市信息管理的成本。目前国内外很多城市在建设智慧城市时都是以“低碳”为核心,智能建筑、智能交通、智慧医疗、智慧教育、智慧旅游等都大大的节约的人力成本、物力成本和财力成本。
2.2.1建筑节能
建筑节能是运用建筑智能化技术实现建筑能耗计量及设备能效分析,采用系统集成的手段,构建能耗计量和管理平台,通过建筑物能效综合管理,在热水供应、照明、家电等方面达到较好的节能效果[8]。目前,基于物联网的建筑能耗监测系统目前还处于发展阶段,但是,建筑节能是物联网技术应用的热点,是未来物联网应用市场的主力军,对促进我国工业、建筑等领域的节能降耗、提高产品质量、改善企业效益等目标的实现起到很好的推动作用。
2.2.2交通节能
智慧城市发展的重点还有智能交通。智能交通是将先进的通信技术有效地集成、运用于整个城市交通管理,从而建立一种大范围、全方位、实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。智能交通可以有效地利用现有的交通设施、减少交通负荷和环境污染、保证交通安全、提高运输效率。智能交通系统主要应用于车辆控制系统、交通监控系统、旅行信息系统等[9]。
智能交通能大幅度的降低汽车能耗。通过智能交通控制,可以有效地提高车辆的运行速度,车辆平均车速提高了,就可以减少燃料的消耗和废气的排出,这样每年可节约上亿吨汽油的消耗。另外,智能建筑的不断完善,也会有效缓解交通使堵塞,减少汽车在路上的停滞时间,从而减少尾气的排放,空气质量也相对有所改善,从而带动相关产业的能源节约。
2.3物联网技术是智慧城市经济发展的推动者
物联网被称为是继计算机、互联网之后世界信息产业的第三次革命。专家认为,物联网除了可以节约成本以外,还可以大大的提高经济效益。
物联网主要是人与人间的信息交互,以手机数量(1000部数量级)计算其产业规模,其经济总量已接近万亿台,若全国的移动终端来计算,其经济规模是巨大的。所有关数据显示,2015年无线传感器产业年产值达200亿。可见物联网产业对城市经济发展的影响程度[10]。
3.结束语
智慧型城市是社会发展的必然产物,物联网在智慧城市的发展中起到了至关重要的作用。目前,我国大部分城市的智慧化建设已经初见成效,但也难免存在一些问题,为了更好的利用物联网推动智慧城市的发展,政府和有关部门应该加强政策法规的建设。主要包括物联网发展的法律和保护政策的制定和实施、加强物联网技术的应用、加强技术革新、加快物联网的标准体系建设等。通过对物联网的大力发展和广泛应用,进一步加快智慧城市建设。
参考文献:
[1] 廖智翔,卓伟.广西电信在智慧城市建设中的角色和作用[J].企业科技与发展,2013(24).
[2] 胡佳艳.智慧城市研究进展与展望[J].科技管理研究,2014(17).
[3] 杨心丽.基于生态文明的智慧城市建设刍议[J].住宅科技,2014(5).
[4] 浦江峰.物联网技术对于智慧城市的重要性[J].城市建设理论研究(电子版),2014(24).
[5] 颜杰.RFID标签防碰撞盲源分离算法研究[D].广东:广东工业大学,2014.
[6] 翟惠林.带有防伪芯片的物理印章信息管理系统的研究与实现[D].浙江:浙江工业大学,2013.
[7] 尹琦.基于智能传感器网络的校园环境管理信息系统模型设计[J].广东技术师范学院学报(自然科学版),2012(3).
[8] 李华文.探讨现代智能化建筑的节能技术应用途径[J].城市建设理论研究(电子版),2011(16).
[9] 刘宇.基于计算机视觉的交通流量估计关键技术研究[D].北京:北京交通大学,2012.
[10] 许文婷,谭硕,薛飞,俞园园.物联网商业模式的问题及对策研究[J].经济研究导刊,2014(12).
什么是智慧城市?智慧城市是新一代信息技术支撑、知识社会下一代创新(创新2.0)环境下的城市形态。智慧城市基于物联网、云计算等新一代信息技术以及维基、社交网络、Fab Lab、Living Lab、综合集成法等工具和方法的应用,营造有利于创新涌现的生态,实现全面透彻的感知、宽带泛在的互联、智能融合的应用以及以用户创新、开放创新、大众创新、协同创新为特征的可持续创新。住建部副部长仇保兴曾指出,智慧城市是贯彻落实党中央、国务院城镇化战略部署的具体任务,也是扩大内需、启动投资、促进产业升级和转型的新要求,各省和试点城市要按照住建部的《国家智慧城市试点暂行管理办法》和《国家智慧城市(区、镇)试点指标体系(试行)》文件要求,切实、高效推进试点工作,在创建过程中,住房城乡建设主管部门要加强组织、协调、监督和考核。
专家预测,到2020年,中国城镇化率达到60%以上;到2050年,大约超过70%的人口将会生活在城市当中。而中国的城市化进程发展更为迅猛,随着大量人口涌入城市,城市规划和管理、社会稳定与安全、民生及可持续发展等各方面都面临着严峻的挑战。正因为如此,我们必须建立一个更加和谐的理想家园,一个更加智慧的城市。智慧城市建设已不是空中楼阁、水中捞月。城市的智慧化已成为继工业化、电气化、信息化之后的“第四次浪潮”,无处不在的网络正让人们的梦想触手可及。在追梦的大潮中,一批网络解决方案行业领袖脱颖而出,正在成为智慧城市建设者的最佳工具,实现电子政务与创新惠民、管理到服务的流程再造、大数据与云计算的决策支撑,以及移动互联与无线城市建设。这些科技创新专家和企业在各大应用领域的智慧项目支撑,已为中国的智慧城市建设树立起典范和标杆。
当前,智慧城市建设风靡全国。智慧城市建设与“十”提出的工业化、信息化、农业现代化、城镇化“四化同步”密切关联。智慧城市承载着“中国梦”,其建设步伐也在国家政策推动下不断提速。有超过300座城市已提出建设智慧城市的设想,并在地市级的政府报告中笔墨厚重,已经上升至引领城市发展的核心战略。数百座城市正在组织行业专家制订智慧城市(市区、县镇)建设和运营规划;智慧城市论坛也成为社会各界关注的热点和焦点;智慧、智能产业快速发展,成为战略性新兴产业的重头戏;科技界、产业界、金融投资界已全面参与推进智慧城市建设。
多部委联合推进智慧城市建设与发展
据专家分析,国内外的经济形势要求尽可能的扩大投资和启动内需,但经历前几轮的大规模投资刺激后,传统项目的边际效益正在迅速下降,走新型城镇化道路是党中央、国务院加快新经济模式形成、促进我国经济持续健康发展的重要战略部署,将集约、低碳、生态、智慧等先进理念融合到城镇化的具体过程中是当前新型城镇化建设的最紧迫的课题之一。
住建部作为城镇化建设主管部门,从科学推进新型城镇化建设的战略高度,在响应中央、国务院战略部署的同时,积极探索新型城镇化发展模式,创新手段提升城市管理能力和服务水平、服务民生,让城市生活更加美好、社会更加和谐。智慧城市(区、县、镇)应运而生。住建部在充分理论研究、认真调研、广泛征求意见的基础上,从解决城市实际问题入手,率先提出并推动智慧城市试点创建工作,其核心内容是从方法论高度重新认识城镇化发展和规划,智慧的规划和管理城镇,智慧的配置城市资源,优化城市宜居环境,提升城市文化的传承和创新,最终实现市民幸福感和城市可持续发展。
住建部表示,将高起点构架智慧城市的顶层设计,高标准构建智慧型的城市基础设施,高规格建立智慧型城市发展协调机制,高效率推进智慧城市的示范作用,通过试点探索、总结、提炼创新的城镇化发展模式。试点城市通过智慧城市(区、镇)的实践,从政府和市长提升城市管理水平的角度,促使城市“不得病”、“少得病”和“快治病”,保障城市健康和谐发展;从企业角度,利用智慧城市技术手段,提升企业自身运营效力、降低运营成本、提升竞争力;从百姓角度,让百姓感受到智慧城市带来的“便民”、“利民”和“惠民”,给百姓生活方式带来更好的变化。
智慧城市建设已引起国务院有关部委的广泛关注。2013中国信息化进程报告会透露,国家发展改革委、工业和信息化部、科技部、公安部、财政部、国土资源部、住房和城乡建设部、交通运输部在广泛征求有关部门和地方意见的基础上,研究起草了《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》(以下简称《意见》),已经于7月22日报请国务院。据国家发改委高技术司介绍,《意见》明确提出了我国智慧城市的发展思路、建设原则、主要目标以及信息安全保障等要求,以统一思想、凝聚共识、汇聚力量,加强对各地智慧城市建设实践的引导。借此,我国智慧城市建设将结束政出多门、盲目建设的“乱象”,进入统筹推进的新阶段。
近些年来,工信部、科技部、住建部、地理信息局、标准委、工程院等部门分别从技术研发、标准制定、试点示范等不同方面开展了相关前期准备工作,并取得了积极进展。然而,智慧城市建设涉及面广、政出多门,分别推进不利于形成支持各地建设智慧城市的合力,亟待加强统筹、加强引导。国务院领导对我国智慧城市建设存在的问题高度关注,批示要求国家发改委、工信部研究提出意见。
《意见》提出的指导思想是:坚持因地制宜,科学推进智慧城市建设;坚持试点先行,有序推进智慧城市建设;坚持机制创新,协同推进智慧城市建设。发展目标是基础设施更加智能,公共服务更加便捷,社会管理更加精细,生态环境更加宜居,产业体系更加优化。
《意见》提出要建设一批各具特色、成效显著、具有示范效应的智慧城市,在保障和改善民生、创新社会管理、保护生态环境、调整产业结构、健全政策机制等方面取得积极成效,为我国城市转型发展提供新模式。
围绕建设中国特色智慧城市这一主要目标,我国将发挥中央和地方两方面的积极性,重点推进5方面工作,启动10个领域智慧工程建设,组织100个城市开展试点示范。在中央,将建立智慧城市建设部际联席会议制度,国家发改委将会同工信部等23个相关部门建立推进智慧城市建设的跨部门联席会议制度,统筹各部门资源,协调制定政策措施,完善智慧城市评估办法,加快新一代信息通信技术在公共服务、社会管理、城市建设等领域推广应用。在地方,将完善智慧城市投融资机制,鼓励有条件的城市募集资金用于智慧城市建设的地方政府债,鼓励有条件的企业募集资金用于智慧城市建设的地方政府债。充分依托地方已有的投融资平台,建立多元化、多渠道的智慧城市建设投融资机制。鼓励各地方政府建立适宜智慧城市发展的长效机制,鼓励各城市积极创新政策保障措施,研究制定鼓励市场化投融资、信息系统服务外包、信息资源社会化开发等政策,引导各类市场主体共同参与智慧城市建设。
《意见》从城市发展战略需求,以及阻碍城市发展的主要问题入手,重点提出了五方面工作:做好统筹规划设计、围绕城市发展重点开展智慧城市建设、发挥信息资源的价值潜能、应用先进适用的信息技术开展智慧城市建设以及确保信息安全。根据《意见》,我国将启动智能交通、智能电网、智能水务、智能环保、智慧医疗、智能养老、智慧社区、智能家居、智慧教育、智慧国土等10个领域智慧工程建设,深化重点领域的智慧化应用,为公众提供更加便捷、高效、低成本的社会服务。还将在东、中、西部选择100个不同规模和不同发展阶段的城市,开展智慧城市试点示范。试点示范工作取得一定经验后,再逐步鼓励和支持有条件的地方因地制宜地推进智慧城市建设。
科技创新“一马当先”
2012年7月19日,由住房和城乡建设部指导、中国城市科学研究会等单位主办的第一届中国智慧城市高峰论坛在京召开。住房和城乡建设部副部长、中国城市科学研究会理事长仇保兴在会上作了“智慧地进行城镇建设,积极促进我国城镇可持续发展”的主题发言。全国人大常委会委员、内务司法委员会副主任委员、中国智慧城市论坛智库专家辜胜阻,中国工程院常务副院长潘云鹤、中国邮电大学校长方滨兴院士作主题发言。会上,还举行了国家智慧城市工程技术研究中心(筹)、中国智慧城市产业技术创新联盟(筹)、中国智慧城市产业发展管理基金(筹)揭牌仪式。
由中国城市科学研究会主导,国家智慧城市工程技术研究中心正在筹建之中。从中央到全国各地,各种形式的智慧城市、智能产业研究机构已涌现出来,中国智能工程研究会、中国智慧科学研究院、中国智慧城镇培训中心、国家智能交通系统工程技术研究中心、广东省建筑智能工程技术研究开发中心、四川省智慧城市工程技术研究中心、武汉智慧城市研究院等专业机构相继成立。
国家信息中心是国内领先的智慧城市和产业研究中心,目前已成立专门智慧城市研究和推广智慧城市应用的机构:1、智慧城市研究中心,为全国各地建设智慧城市提供顶层设计;2、智慧产业发展中心,搭建智慧城市建设方(业主)与智慧城市方案和产品提供商(供应商)之间互动平台。
2012年9月28日,我国首个智慧城市产业技术创新联盟成立仪式在京举行,会上同时了《智慧城市技术白皮书》(2012年)。本联盟是在国家发改委、工信部、科技部、住建部等部委的支持下,由神州数码、北京航空航天大学、中国电信集团公司等18家单位共同发起成立。中国智慧城市产业创新联盟、全球智慧城市与产业联盟、广东省智慧城市产业技术创新战略联盟、四川智慧城市产业联盟等行业联盟也陆续成立。
从广州、南京、长沙、成都到青岛、沈阳、合肥、西安等地,智慧城市论坛在全国各地巡回举办。智慧城市顶层设计深度研讨会、核心技术应用创新研讨会等专业会议成功举办。中国智慧园区大会、智慧城市澳门市长论坛将于10月份举办。智慧(智能)产业园区建设规划、科技创新探讨、学术交流、产业合作、运作模式选择、金融投资调研空前活跃。
专家团队整合关键技术、核心技术资源,提出智慧的城市运作模式就是把采集到的海量信息进行加工处理,根据人工智能手段,计算出最佳方案,择优执行一个动作(如根据气象预报和历史数据,操作大坝泄洪等),或提供建议。智慧城市运行原理是依靠传感器(RFID)收集信息,通过网络传输至数据中心,存储、加工、计算和分发都是靠计算机处理,这样就可以把这部分工作交由统一的云计算中心(PaaS)平台处理,共享网络带宽和硬件资源,大大提高智慧城市“大脑”的工作效率。
涵盖近千项智慧城市相关高新技术与主导产品的交易市场(交易场地、官方网络、交流平台)正在形成。
金融机构助推智慧城市建设
智慧城市正在成为优化城市发展、挖掘城市经济增长的新途径。据统计,我国目前已有95个城市(区)将智慧城市列入"十二五"规划或制定了行动方案,北京、上海、广州、深圳等一线城市"智慧城市"建设规划相继出炉,并成为全国的建设范本。种种迹象显示,智慧城市建设有望迎来一次高潮,初步预测"十二五"期间各地智慧城市建设将启动2万亿产业机会。
智慧城市建设市场规模巨大。据市场研究公司Markets and Markets的专项研究报告显示,智慧城市在2011年的整体市值为5263亿美元,预计2016年将达到10234亿美元,2011-2016年的年复合增长率将达到14.2%。智慧能源、智慧交通和智慧安防的进步是智慧城市在二级市场里的重要驱动力量。2016年,智慧能源管理市场预计将从229亿美元增长至807亿美元,智慧交通市场规模将增至688亿美元,同期,智慧安防市场预计将增至3072亿美元。据了解,2011年上海、深圳、北京、武汉等地的智慧城市建设为安防产业提供了巨大的发展空间。“十二五”期间,国内安防产业将会获得快速的发展,《中国安防行业“十二五”发展规划》已正式获批,“十二五”末将实现产业规模翻一番的总体目标,年均增长率达20%左右,2015年总产值达到5000亿元。
金融投资机构已全面参与智慧城市建设。2013年初,国家开发银行表示,在“十二五”后三年,与住建部合作投资智慧城市的资金规模达800亿,并根据已签订的合作协议扎扎实实稳步推进项目遴选、调查、放款等工作;试点城市所在省代表和试点城市代表表示,将按照国家智慧城市的总体要求和规划,精心组织、认真落实,有计划、按步骤推进智慧城市建设。在住建部的指导和支持下,智慧城市产业发展管理基金正在筹备创建。
在股票市场,随着物联网、云计算及移动互联网等新一代信息技术的发展,智慧城市概念被越来越多地提及,智能医疗、电子政务、智能交通等智慧领域技术研究及商业应用成为业界热点。同时,运营服务商、解决方案提供商、终端制造商、应用开发商等企业纷纷布局智慧城市产业链,拟争食产业未来"蛋糕"。
智慧城市建设呼吁集成技术和大数据
以安防产业为例,智慧城市强力助推安防市场发展。从2010年开始随着“智慧城市”概念的提出,安防市场进入了加速增长的轨道。在2010年GDP增速下滑的大背景下,安防行业仍保持了连年年的高速增长,以至于被冠以“暴利行业”的称号,表现十分抢眼。海康威视,大华股份等龙头企业快速扩张。在智慧城市政策的加速推动下,财政拨款扶持、低息贷款成为安防行业的额外福利。许多城市把建设“智慧城市”作为未来发展的重点领域,且给予了很高的财政经费支持。可以预测的是,以视频监控,入口识别,防盗报警,电子巡更为主的四大类安防设备将在未来“智慧城市”的建设中呈现欣欣向荣的燎原之势。
智慧城市建设呼吁安防管理平台集成技术、创新管理模式。智慧城市跨越了数字城市建设的高度,在目前结合物联网将现实世界与智慧世界进行有效的融合。融合体现在安防行业,就是集成技术的展现。智慧城市集成技术目前已经发展成为综合性集成项目,在视频监控、报警、智能门禁、周界防范、人脸识别、车牌识别等安防防范方面,在通用计算机系统应用、多媒体信息编码、计算机软件等计算机应用方面,在各类有线无线通信网络技术方面。业务需求在系统建设中非常关键,目前监控平台的建设越来越多的融入行业自身的特点,例如城市视频监控管理平台,有指挥大厅、刑侦等很多警种的应用要求,对业务需求的了解是做好顶层设计的基础。系统集成意义在于,它能够最大限度提高系统的效率、完整性和灵活性,简化系统的复杂性。系统集成是根据安防系统过程防护的实际需求,优选技术和产品,将各个子系统连接成为一个完整、可靠和有效的系统工程,以子系统之间协调工作,发挥整体效益,实现整体优化。在智慧城市的背景下,系统集成的含义就是建设统一的联网监控大平台,对道路视频、治安卡口、电子警察、公安视频会议等子系统,通过资源的整合,实现对所有安防子系统的集中处理、管理。
大数据成为智慧城市核心。智慧城市是城市信息化的高级范畴,成熟的智慧城市包含五个方面,分别是大数据、公共安全、公众民情采集与服务、政府管理、整体智慧城市的运转。前三个是从事、物角度进行管理,后两个是从政府角度管理。各地应结合本地城市信息化发展水平、经济发展水平、当地的特点等方面逐步运作和延伸。
专家分析,一个城市是否达到大数据的规模可以分为三个阶段判断,第一阶段是各行业达到一定的数据规模,第二阶段是定期进行数据整合和一定的规范,第三阶段是达到数据信息的共享、应用、服务。”如果从大数据的内涵看,国内数据还远远没有达到大数据或者智慧城市的目标,目前还只是智慧城市和大数据的发展的初级阶段,如果进入跨行业、跨部门的数据整合阶段就意味着智慧城市进入快速发展阶段。智慧城市管理上要从城市规划、建设、管理三方面考虑,而大数据是智慧城市的核心资源,各地方、各行业要真正地把智慧城市和大数据结合才能产生价值。
云数据中心与承载网,在我国的智慧城市建设中充当起“心脏”与“动脉”作用,支撑着智慧政务、智慧交通、平安城市等各种智慧应用的持续高效运行。另外,“云构架网络”核心交换机、下一代防火墙、PowerEG系列极速网关、802.11AC无线接入、RIIL运维管理等革命性新产品,也都在管理、民生、经济三大领域中起到了简化和整合的作用,帮助用户冲破各种建设和管理瓶颈。
一批有代表性的智慧城市“样板工程”值得借鉴参考。
――智慧的电子政务。参考智慧城市“样板之都”江苏扬州,吉林智慧政务系统。
――智慧的城市管理。福建“泉州市城市安全信息系统”率先搭建“高性能、高安全、易管理”的视频监控专网;石家庄智慧城管系统整合了GIS、GPS、RS、虚拟仿真等技术,共享网络化信息,以实现城市的精细化管理;石家庄“肉菜流通可追溯食品安全监测系统”可以支撑所有溯源数据的分析,保障市民能够吃上放心和安全的食品。
――智慧(智能)交通。智慧南京基础网络基础平台建设,在承载各类政务系统高效运作的同时,也成为南京市智慧交通的重要传输平台。
――智慧的园区。辽宁大连染化集团量身打造多业务融合的智慧园区网络, 大力提升核心竞争力。
――智慧的教育。郑州市教育局投资建设智慧教育体系,为全市600多所中小学提供班班通网络平台,“反转课堂”教育模式成为全国智慧教育建设典范。
――智慧的医疗。湖北鄂州市打造区域卫生平台数据中心,实现电子病历共享并建立居民健康档案,通过大数据分析,合理优化医疗卫生资金配额。
建设智慧城市已成为全球范围内的发展趋势,是城市转变经济发展方式、提升城市功能品质、更好地保障和改善民生的重要举措,而智慧城市下的各种应用都要依靠无处不在的网络。
惠民工程典型案例分析(交通、安防、医疗)
智慧城市建设城市信息化、城镇化进程息息相关,与信息技术、计算机技术和网络技术的发展同步进行。进入信息网络和大数据时代,城市管理和百姓生活正在变得更加智慧,人们拥有便捷畅通的交通网络,高品质有保障的医疗服务,安全有序的生活环境,可持续利用的能源和水资源,合理优化的教育体系。这些系统相互关联,交互利用,构建着经济的长期繁荣、社会的和谐进步。
交通拥堵是现代都市的顽疾,成千上万的交通工具组成错综复杂的运输系统,而它的规模每天还在增长,上下班高峰期时刻,几乎主要商业区均出现不同程度的堵车,这与城市的早期规划有关,之后不断修建的高架公路并非是解决问题的最佳方式,且成本高昂,也有碍观瞻。智慧的交通可以让这套城市交通系统运转得更好、更便捷、更智能,也较大程度上缓解道路拥堵问题,如果将城市交通系统视为一个整体,就能整合出解决方案,通过传感设备,收集海量信息,分析并预测未来的交通流量,然后提前通知乘客,这样他们便能选择最佳的出行方案。
使用电子道路和电子车牌构建的城市智能交通,道路上的传感器(车辆感应器和视频监控感应器等RFID组合)不断采集路上车辆行走数量和状况,采集后的信息送交数据中心,分析综合其他道路情况,计算出最佳疏导方式,控制各路通灯的灯号;道路上的电子告示牌预先告知前方路况。出行之前,可以通过智能手机获取行程最佳路线,选择合适的交通工具。在途中,该系统不断地实时更新路况,修正路线和提出建议。智能交通系统通过海量数据分析,可为每一辆特定车辆计算出最佳行走路线。
通过收集海量的数据,分类、加工、运算和输出是智慧产业的突出特征。要实现智能交通成本并不很高,通常包括RFID信息采集设备、传输设备和网络、智能软件和服务器(存储和计算)等。
城市安全、维护社会稳定是城市管理者的主要责任。火灾、水灾、交通事故、自然灾害、刑事犯罪等意外事件总是难以避免,城市如何利用有限资源应对挑战?可以搭建起城市综合应急系统,对各种信息进行采集、访问和整合,迅速获得从前已被埋没的重要信息,让城市管理人员快速反应。大量的视频监控布局在主要社区和道路,面部辨识系统、人群流量监控系统与人口(身份)管理系统有机结合,对收集来的数据进行分析,与先前事件对比,这样城市公共安全管理部门就能做出更明智的决定,比如颁布条例、抓捕罪犯、调配和部署各种资源。一个合理配置的城市综合应急系统结合智能交通系统和地理信息系统(GIS),能够分析整合各种数据,为突发事件提供及时响应和救援,城市管理部门将不仅仅在意外和犯罪发生后亡羊补牢,更可以防患于未然。智慧城市安防的应用能有效地改善了当地的治安环境,明显增强突发事件处理能力,对事故或案发后现场证据收集起到积极作用。
关键词:智慧城市;无线传感器网络;智能交通系统;交通预测;交通控制
中图分类号:TP212;TP273 文献标识码:A 文章号:2095-1302(2017)02-00-02
0 引 言
在智慧城市建设过程中,提高交通系统效率能极大地提高经济效益并减少对环境的影响,智能交通控制在解决交通拥堵方面非常重要。新兴的无线传感器网络技术在交通管理和控制方面有着极好的前景,这些具有集成计算和无线通信能力的,应用电池供电的低功耗交通传感器节点将极大地改变实时交通数据查询的前景。这些无线传感器价格低廉,容易部署,但设计基于传感器的智能交通控制系统依然具有极大的挑战性。本文主要讨论在智慧城市建设过程中,智能交通系统所使用的一些关键技术。
1 智慧城市的提出
2009年,新一代信息技术的发展为城市信息化、现代化建设提供了新的方向和趋势,特别是物联网、云计算概念的相继提出,打破了传统城市发展思维,实现以知识、技术、信息等创新要素为增长动力的“智慧”运行,即智慧城市理念的提出[1]。本文只从智能交通系统建设这一领域来研究智慧城市建设中的一些关键技术。
2 城市交通系统目前存在的问题
交通拥挤、事故频繁以及与之有关的能源和环境等问题严重困扰着世界各国城市,影响着城市的可持续发展。实践证明,智能交通系统(ITS)是解决城市交通问题的有效方法,包括我国交通学者在内的世界各国专家对城市交通问题进行了大量分析和研究,并从多方面、多角度提出缓解城市交通问题的方案,认为综合交通监控系统(ISCS)是智能交通系统关键的一环。对交通信息的获取、信息共享网络通信、交通信息获取与融合以及交通信息数据库管理等方面的关键技术进行了研究。城市交通问题是一个复杂性很高的世界性难题,需要从多方面综合解决,本文针对城市道路交通信息获取关键技术,多角度分析、研究如何增强信息沟通以缓解城市交通的问题。
3 智能交通系统(ITS)建设中所使用的WSNs的特点
基于无线传感器网络(WSNs)的ITS的成功或失败是由许多因素决定的,这些因素由WSNs自身的特点决定,无线传感器网络(WSNs)具有如下特点[2]:
(1)费用低。为了让WSNs成为可替换其它技术的方法,一个基于WSN的系统必须费用低廉。这意味着通过使用尽可能少的节点来减少布置和维护的花费,保留更多有价值的功能到较少的节点组。
(2)生存时间。系统基础设施的部署会带来相关的投资,WSNs的好处在于依赖该系统所使用的时间,对于功率受限的WSNs而言,时间长度将由网络减少功率消耗的能力和使用额外电源供应能力决定。
(3)灵活性和扩展性。一个系统除了可以正常操作外,还必须能够适应不同的应用环境,这包括不同的交通条件和智能车辆在系统中的渗透率。同时必须允许系统成长,成长包括用户数量增多或者是它所覆盖的范围增大,因此必须提供给WSN系统自组织的能力。
(4)鲁棒性和容错性。部署在道路上的传感器节点容易遭受不利的情况,如经过节点上方的车辆会将其碾压或恶劣的天气条件可能导致节点本身失效或功能失效。因此提出了物理保护的要求。此外,由于恶劣条件或电池耗尽,若单个节点失效,整个网络的操作不能受到影响,这意味着必须提供网络冗余或可代替机制以保证连接。
(5)合适的服务端质量保证。根据系统功能,必须满足不同服务端质量(QoS)参数,其中包括可靠性(可参考交付到目的地数据的正确接收率),延迟,以及某些情况下的带宽。车辆安全是ITS最大的要求,因为提前报告即将来临的危险十分关键。
4 一个基于WSNs的分布式智能交通系统(ITS)网络体系结构和拓扑
一个基于WSNs的分布式ITS可实现信息查询,数据等功能,为计划所需行程而进行的数据处理采取合适的行动。因为这些任务可以独立完成,所以将它们定义成四个不同的子系统,分别为传感子系统,分布子系统,决策子系统和执行子系统。
4.1 传感子系统
传感子系统是由负责查询相关信息的所有设备组成,主要包括相关交通和道路状态信息。传感子系统的放置由遍布在观察区域的一个或几个WSNs组成(道路或停车场),通过他们的传感器检测车辆并在传感器节点之间进行有选择的无线通信,这些节点根据几种不同的基本拓扑模式来布置,分别为网状拓扑、带状和聚簇带状拓扑、星型拓扑、栅栏型拓扑等。
4.2 分布式子系统
分布式子系统(DMS)负责在一个ITS应用的不同子系统间交换信息。该系统被放置在中心位置,接收来自所有子系统的通信请求,并为他们提供相应的服务,负责传送传感数据到决策子系统。
4.3 决策子系统
决策子系统(DMS)负责计划必要的行动以达到系统目标。分配给该子系统的任务可以分成三个不同的组。包含的第一个任务组,目的在于数据存储和处理,它处理到达决策子系统的大量数据,过滤并存储相关信息,进行相应的评估;第二个任务组则根据应用目的处理来自不同数据源的交通信息;第三个任务组负责提出控制命令即管理网络。
4.4 执行子系统
执行子系统根据智能交通系统应用的目标采取所需的行动以促进运输流的改变,主要由向驾驶员提供图像和声音刺激的设备组成。
5 结 语
在本论文中,笔者探讨了目前最先进的ITSs中WSN的应用。在这些应用中,WSNs的使用减少了系统安装和维护的费用。而且传感器节点尺寸小、易携带,可以安装在有线传感器不能安装的基础设施上。虽然大部分应用研究还处于起步阶段,但对于已经存在的交通系统显示出重要意义。
参考文献
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人类的文明史也可以说成是城市建设发展史,优秀的城市建设发展模式也会被借鉴和学习。当前我国城市的发展面临诸多实际操作与管理相融合协调的问题,智慧城市将改变现有的城市管理模式使之达到一个新的管理层面,会带来几个方面的转变:一,科学地规划我国的城市建设体系;二,智慧中枢的建立可以第一时间管理城市发生问题;三,智慧应用会让人们更好地体验到城市配套系统的便捷,极大地促进城市的高效管理和循环再生。
(一)国内发展的实际现状
我国是一个传统农业大国,最近几年城市化发展迅速,城市化发展取得了巨大成绩。人们的生活水平在不断的提高,城市化让一切变得皆有可能,城市功能的完善,让公共设施更加便捷地服务于人民,城市设施的承载能力也日趋加强,城市建设中信息网络技术的普及慢慢变成了一个最基础的重要设施。
(二)我国智慧型城市发展现存问题
近几年城市的建设和发展取得了一些成绩,也相应地产生饿了一些问题。随着城市规模的不断拓展,人口问题日益严重,出行拥堵、产业结构不合理、环境治理脏乱差、食品安全问题突出、信息网络不公开透明等一系列的城市问题正日益严重。
二、共性和个性的融合创新,科学地发展智慧城市
智慧城市的建设已经是一个重大的课题,在建设的过程中不仅要和现在的城市建设互相融合,也要注重其自身的特点,找到好的可行的办法去实施。就目前来看,大多数城市都可以发挥城市自身优势,在此基础上做出智慧的方针和设计,找到可行性发展方针。
(一)智慧城市跨领域发展及新兴产业集群凸显
搞任何事物都需要创新,智慧型产业也是如此。目前中国各大城市已经纷纷进行了跨界的产业调整,以及互相融合的产业模式来开展智慧型城市建议,如智能公交系统、智能电网设计、智能在线教育、智能医疗救助等,并在智慧城市发展的过程中不断地运用新技术来更新这些系统。新技术新产业比来带来更多的就业机会,这些产业有待孵化,可以先抓重点的应用示范设施,比如医疗卫生、公共安全、城市交通等一些民生领域的应用。通过这些应用的实施,再来争取一些大型的企业投产,形成一个良性的发展,来带动本地其他产业的有效发展。
(二)坚持中枢平台化控制、集成模块化发展
在产业链结构复杂、行业众多以及信息资源整合共享的时代,智慧城市建设首要就是抓重点抓关键。方案解决商和运营商都在解决问题,目前无法实现平台信息的交换,只能够在自己的领域作业,这就必须通过城市管理者来协调,让这些领域实现真正的信息交换,打破交流屏障,实现跨系统的综合应用发展、各个部门的信息共享,这样就可以避免各自为政的信息孤岛局面,也只有这样才能实现真正意义上的智慧化城市建设。
三、技术与课程的交互实施
本项目以湖北工业大学工程技术学院环境艺术设计专业为研究对象,针对当前环境艺术设计课程进行应用型探讨,培养出具备工程实践和艺术设计能力,符合社会需求,顺应国家战略发展需要的创新型人才这一重要选题进行研究。具体研究内容分为以下三个部分:
(一)智慧型城市中智慧环境艺术设计课程的研究
城市的健康循环发展必定会变成一个智慧循环的系统,这是发展趋势、要有崭新的资源整合理念、新的产业结构、要发展智慧产业、要有信息化整合能力、要有新理念规划智慧城市,这就需要环境艺术专业的课程对此作出融合,环境艺术是一门综合学科包括了室内和室外,但是现阶段单一的设计已经不能满足宏观城市规划下的需求,很多设计一拥而上,各搞各的,结果只能是能源过剩,不整体规划就总有一天需要推倒重来,很多城市建设了没多久,因为地铁建设和新的环境建设,不得已又要把还是很新的建筑景观重新修筑,这是一个资源的浪费。环境艺术设计课程在以前单纯做基础上应该做一些交互和转变,让智慧型设计融入进课堂来。
(二)智慧城市建设发展的顶层设计与环境艺术设计
教学内容的融合创新这个新的产业必定在环境艺术设计中有一个大的融合,通过教学内容的扩充以新目标为指导,充分发挥城市智慧型产业优势,集成先进生产力,真正做到“推进信息网络综合化、宽带化、物联化、智能化,加快智慧型商务、文化教育、医药卫生、城市建设管理、城市交通、环境监控、公共服务、居家生活等领域建设,全面提高资源利用效率、城市管理水平和市民生活质量”,提升现有的生活环境。引进这个教学内容,是设计与智慧产业的基础,从整体设计出发,将城市建成为一个基础设施完善、生态环境优美、城市管理完善、信息快捷、应用便利、生活便捷、公共服务完备的智慧城市。
(三)在环境艺术设计中新学科的融合方法与实践
在艺术设计课程里环境艺术设计一直是核心的专业课程。环境艺术专业的学生具备一定的创意思维能力,审美品位的可塑性强,有分析处理问题的逻辑思维能力。在课堂教学之外,可以帮助学生联系一些社会的项目来让学生参与设计,与企业和公司合作,根据实际的课题,来进行课程教学以及动手操作。在与市场相结合的方式下,来进行课题设计,能使学生的设计创意与市场的大环境和城市发展的动脉保持一定的联系。本课题的研究,将着重解决以下问题:我国的环境艺术教育进入了一个鼎盛发展的历史阶段,但我们必须还要居安思危,好的市场前景带给我们好的机遇的同时也带来一些问题,如果不进行资源整合或者进行创新,一个再好的专业也会出现人才过剩的情况,在这个情况下必须有一些新的想法出现。环境艺术除了有环境设计的专业学科外对于城市规划的整体设计也应该有一定的研究,让环境艺术设计不再只是室内外的界面设计,更是一个系统的设计,这个系统涉及到了城市的可持续性发展问题,环保问题、绿色能源问题,这些问题都是当今世界首待解决的具体的问题。智慧型城市建设课程的实施,将突出以下创新特性:智慧城市的基础首先必然是可持续发展的城市,什么构成了可持续发展的城市?有序的交通、绿色的楼宇、良好的水处理技术以及智能化供电系统,能让城市化进程步入可持续发展道路。借助适当的技术,城市可以变得更环保,居民的生活质量得到提高,同时还能降低相关成本,这里可作出深入的课程研究。通过环境艺术专业的系统的设计为绿色楼宇、水处理、交通基础设施,公共安全系统以及医疗等领域定制的环保的、可持续发展的解决方案,在中国创建拥有新面貌的可持续发展智慧城市。智慧城市设计让城市的各项基础设施和信息设施建设有了一个长远的整合,积极促进城市的可持续发展。
四、环境艺术设计中智慧型城市的建设发展前景
智慧城市的发展前景和目标就是“发展更科学,管理更高效,生活更美好”。环境艺术设计是一门研究室内外环境的学科,在做功能性设计的基础上,去研究智慧型的设计,做到“城市,让生活更美好”是环境艺术设计的精髓。
(一)发展趋于科学模块化
智慧城市建设的最重要的一点就是分析现状、找出问题、转变设计建设方式,并以此来带动整个城市的经济发展。智慧型也是低能耗型产业发展,环境艺术设计中的绿色建筑,智慧城市设计等专业的开展在此基础上做出了相关的研究。
(二)中枢系统下的统一管理
城市系统的有效循环,必需有一个中枢的管理系统来做统一的管理。通过物联网的技术、空间地理控制等手段,对环境,道路、地设施、管网等基础的城市设施进行有效的编排设计用于以后的定期维修;对生活物品、医疗物品、战争储备等重要的物品进行有效的管控并有可视的监测系统;对于人口的进出和流动有一个有效的监测以用来反映城市人口现状问题。通过有效的中枢管理系统来实现智慧的交通枢纽、智慧的清洁管理、智慧的城市应急系统、智慧的城市配套设施、智慧的食品药品监管系统、智慧的政务便民系统。
(三)生活更美好
信息环境和基础环境的完善,让市民在任何地点、时间、渠道下都可以随时得到想要的24小时服务,这将是非常便捷的一个事情;强大的基础设计的智慧建设,可以让人们感受到城市的美好,心理上获得认同感,体会到便捷与关怀。地理上的位置再也不是人与人之间交流的障碍,人与人的交流变得更加简便,不论是来自哪里的人都会被这样一座智能的城市所吸引从而留下来继续发展,这是城市建设的美好目标。
五、智慧城市的技术体系
关键词 智慧旅游 基本概念 理论体系
一、引言
旅游是我国经济发展的重要产业,随着社会的不断发展,旅游业对于信息逐渐有了更高的依赖性。信息流通以及传递的有效性,成为现今旅游行业发展中的一项重要元素。而在现今旅游发展过程中,旅游信息不对称、多元性等问题逐渐突出,因此对旅游行业的进一步发展产生了一定的阻碍作用。在这种情况下,智慧旅游的概念被提出,成为了解决旅游发展瓶颈的关键途径。
二、智慧旅游的概念
综合国内外的相关研究,结合我国的实际,对照国际、国内对“数字旅游”、“电子旅游”等概念的权威定义以及相关的“智慧旅游”的定义,本文认为,“智慧旅游”(Smarter Tourism)是指以游客为中心,以应用互联网、物联网、云计算、移动通信、三网融合、GIS(地理信息系统)等“智慧技术”为手段,以计算机、移动设备、智能终端等为工具,以智慧服务、智慧商务、智慧管理和智慧政务为主要应用形式,以全面满足游客“吃、住、行、游、购、娱”的服务需要为基本出发点,以为游客、旅行社、景区、酒店、政府主管部门以及其他旅游参与方创造更大的价值为根本任务的一种旅游运行新模式。通过智慧旅游,为游客提供了个性化服务,并提升服务水平和质量,实现了对社会资源、旅游资源的共享与利用,从而提升游客的旅游体验,是智慧城市建设的重要组成部分。
智慧旅游建设主要体现在以下几个方面:第一,要满足游客的个性化需求。随着我国经济水平的提升,散客市场逐渐兴盛,并因此使散客游以及自助游成为非常重要的一种出游方式。而在未来,散客在市场中占据的份额还将不断扩大,并因此对旅游服务的个性化、信息化以及智能化提出了更高的需求。第二,实现公共管理与公共服务的无缝整合。随着电力政务向着服务型政府方向的发展,在旅游信息化建设中,也需要向着信息的充分利用、共享与交流方向发展,即在公共服务的基础上使管理能够与服务无缝整合,更好地实现管理决策提出的合理性和科学性。第三,为企业提供服务。对于我国很多中小型旅游企业来说,其所具有的信息化水平较为有限。在未来智慧旅游的背景下,如何吸引中小企业,使其进一步加快信息化进程,则成了现今我国智慧旅游试点过程中所面临的一项难点。通过云计算的智慧旅游平台的建设,则能够为我国中小旅游企业提供服务,在节约其信息化建设投资以及运营成本的基础上促进其更好的发展。
三、智慧旅游应用体系
从智慧旅游的定义可以看出,智慧旅游本质上是要通过新理念的导入、新技术的应用和新模式的形成,使旅游活动的全过程、旅游经营的全流程、旅游管理的全方位和旅游服务的全链条产生“智慧效应”,创造“智慧价值”,全面提升旅游行业的发展力、创新力和服务力。从建设目标和发展方向来看,它的应用体系主要包含“智慧服务”、“智慧商务”、“智慧管理”和“智慧政务”四大应用子系统,各子系统之间既相互独立又互为整体,共同支撑旅游业更好、更快的发展。
四、智慧旅游的技术体系
(一)物联网技术
在智慧旅游中,物联网是最为核心的网络,能够实现人与物、物与物以及人与人的互联。从定义层面看来,物联网通过红外感应器、激光扫描、射频识别、GPS等技术以及设备的应用根据约定协议将网络同物品间进行连接,在实现信息通信以及交换的同时,实现智能化识别、跟踪、管理以及定位等功能。在智慧旅游中,我们可以将物联网理解为一种互联网应用的扩展,如果我们将互联网应用称之为“线上旅游”,那么基于物联网技术的旅游应用则能够同时涵盖“线上”和“线下”,突破了传统互联网“在线”方面所存在的局限,且这种突破能够适应旅游者的非在线特征和移动特征。
(二)移动通信技术
该技术是物与物进行通信的一种模式,主要是指移动设备与固定设备间、移动设备之间的无线通信,以此实现设备实施数据在远程设备以及系统间无线连接的一种方式。根据此种特征,我们则可以将其理解为一种物与物特征的物联网连接方式,对整个智慧旅游基础设施建设具有重要的支撑作用。在智慧旅游建设中,移动通信技术之所以被特别提出,是由于近年来我国移动终端设备的飞速发展与普及,使得移动通信技术应用从PC逐渐向着易于携带的终端设备发展,体现了以散客为服务对象的信息技术应用方向。通过计算机网络技术的连接,则能够通过互联网技术的应用实现不同类型的旅游应用,而通过移动终端设备与无线技术的连接,则能够进一步扩大旅游应用的覆盖面。在该技术中,其能够为旅游者提供更为全面、更为丰富的服务,如无处不在的接入服务、全程信息服务以及多样化终端服务等,将对旅游者的游憩质量以及旅游体验进行积极的改善,在对服务质量、目的地管理水平进行提升的同时使旅游管理向着高质量、精细化的方向推进。
(三)云计算技术
云计算是一种网络应用模式,无论是移动终端还是计算机终端的使用者,其并不需要了解专业知识和技术细节,仅仅需要关注自己对资源的需求即可。其应用的目的,就是应对我国互联网发展过程中伴随的巨量数据处理以及存储问题,能够对资源和信息进行更为有效的分配。在智慧旅游中,其在对云计算进行建设时需要包涵云计算应用和云计算平台,在具体研究中,需要侧重云计算应用,即研究如何能够将海量的信息在整合之后存储到旅游数据中心,使旅游企业和旅游者能够对这部分信息进行更好的获取、交换以及利用。在智慧旅游中,云计算技术能够充分地体现社会资源和旅游资源,是一种资源优化的集约型智慧。
(四)人工智能技术
在人工智能技术中,其主要研究如何通过计算机软硬件的应用获取人类某些行为的方法、理论以及技术。目前,在智慧旅游对各类技术进行应用的过程中,将产生海量的数据信息。如何研究、应用这部分信息,进而在旅游行业发展中发挥更大的作用,则成为了一项非常关键的问题。而人工智能技术则能够应用于这部分信息、数据以及知识的处理,即通过推理技术的应用对决策提供基础支持,非常适合应用在旅游需求预测方面。而在未来的发展中,人工智能技术的应用领域也将不断扩大,逐步包涵旅游服务质量评价、旅游影响感知研究以及游憩质量评价等。
五、结束语
智慧旅游是我国未来旅游行业的发展趋势,因此,对智慧旅游的基本概念与理论体系进行梳理,是地区智慧旅游研究的基础,对地区智慧旅游的发展具有重要的指导意义,有利于促进地区旅游业的发展。
(作者单位为辽宁科技学院)
[作者简介:孙建竹(1983―),男,山东烟台人,辽宁科技学院讲师,旅游教研室主任,研究方向:智慧旅游与旅游开发。课题项目:本文系2015年辽宁省教育厅科学研究一般项目“基于游客体验的辽宁省智慧旅游服务体系构建研究”(项目编号:W2015227);2015年本溪市旅游经济发展重点研究课题“本溪智慧旅游发展的研究”(批准号:BXLY1503)。]
参考文献
教师智慧学习 知能取向 实践-反思取向 生态取向
随着智慧学习研究的深化,教师智慧学习成为教师教育领域关注的焦点。目前,学者们关于教师学习形成了三种不同的取向:一是关注知识和能力获得的知能取向;二是强调实践、反思获得自我理解的实践-反思取向;三是关注多元交互、文化交融、环境开放、合作共享的生态取向。本文从生态取向探求教师智慧学习的生态意蕴和价值,并探寻教师智慧学习的生态路径。
一、教师智慧学习的生态意蕴
知能取向认为教师学习是一种经验性学习,主要获得知识、增长能力,在一定程度上提高了教师的专业知识和技能,却忽视了教师学习的主动性、交互性。实践-反思取向下的教师学习关注教师通过反思、互动、讨论去主动发现和探究,但由于教师互动群体范围较小,其开放性、互动性受限。生态取向则以一种关注文化、环境开放、合作共享、多元交互、关注生命的视角弥补了知能取向和实践-反思取向教师学习的不足。
伴随着教育信息化的发展,智慧学习作为生态取向下教师学习的一个全新方式悄然诞生。智慧学习是一种学习者自我指导的、以人为本的学习方式,它通过智慧信息技术与学习活动整合,让学习者容易访问到资源信息,以支持学习者之间或者学习者与教师之间的有效交互,同时还可以设计自我指导的学习环境[1]。生态取向下的教师智慧学习将处于生态系统之中,尊重教师学习的生命觉醒,关注教师的主体能动性,追寻教师的智慧生成,主要有以下特征。
1.人本化与自主性
生态系统是一个自组织系统,通过生态系统内每一个生态因子的自我生长而自主建构,关注每一个生态因子的生命本质。生态取向下教师智慧学习的核心是“以人为本”,真正把教师作为学习中心,并使之成为学习的“自我指导者”。智慧学习是一种新的学习方式,也是一种新的教育理念,它充分利用智慧信息技术,实现无缝接入式的泛在学习;它关注教师的个性差异,倡导个性化学习,通过智能分析,为教师自动推送个性化学习内容,真正调动教师学习自主性,张扬教师学习的主体性价值,关注教师作为一个人的独立存在。
2.开放性与交互性
生命体之间存在着非常复杂的相互关联,即生态位。教师生态位是教师在一定环境中的发展状态,教师的发展表现为教师生态位的不断拓展。而生态取向下的教师智慧学习,以智慧信息技术为依托,真正打破了教师固步自封的学习样态,将教师学习的空间由现实扩展到浩瀚无边的虚拟空间,并提供了海量在线资源、多元人际资源、智能科技资源等,实现了教师动态开放的多元交互――教师个体与技术的交互、个体与群体的交互、群体与群体的交互、个体与个体的交互……极大地拓展了教师学习的生态位,实现共同体的多元交互、和谐共生。
3.多元性与适切性
生态位的宽窄理论主要研究的是生态位的宽度。生态位的宽度是指一个种群在一个群落中所利用的各种不同资源的总和。生态位宽度越大,物种可接受的资源越丰富多样[2]。教师智慧学习,以智慧学习环境为依托,以智慧信息技术为支撑,不断地拓展着教师学习生态位的宽度,为教师提供多元的环境资源和人际资源。生态系统中的每一个生态位都是基于自身限度并与自己生态位贴近的生态因子发生交互,获得生态给养,从而实现自身生态位增殖,即生态取向的教师智慧学习内容是贴近每一个学习者的。智慧学习为教师提供的这些资源是在情境觉知、智慧计算、深度挖掘、科学判断教师学习风格之后,为教师智能推送的个性化学习资源,从而将学习内容从教师的“他者”变为适切的“我者”。
二、生态取向下教师智慧学习的价值规定
从哲学意义上讲,价值规定是对各种具体价值现象的抽象概括,是理论付诸普遍现实的意义规定[3]。任何理论都有其内在的价值规定,并通过多元活动范式得以彰显。教师智慧学习的生态转向,究其本质,是对教师智慧学习价值规定的不懈追求。
1.回归教师学习的生命本质
每一个生态系统内都包含着生生不息的生态因子,每一个生态因子依赖着个体的学习和生态位的拓展而获得生命的生生不息。不断促进生态位的拓展,是生态系统的最高旨归。教师智慧学习以智慧学习环境为依托,真正体现了教师学习的生命本质。所谓智慧学习环境是以先进的学习(如学习心理、学习科学)、教学(如建构主义教学观、学习环境设计理论)、管理(如知识管理)、利用(如可用性工程、人因工程)的思想和理论为指导,以适当的(现代)信息技术、学习工具、学习资源和学习活动为支撑,可以对全面感知学习情境信息(如环境信息、设备信息、用户信息等)获得的新数据或者对学习者在学习过程中形成的历史数据进行科学分析和数据挖掘,能够识别学习者特性(如学习能力、认知风格、学习偏好等)和学习情境,灵活生成最佳适配的学习任务和活动,引导和帮助学习者进行正确决策,有效促进智慧能力发展和智慧行动出现的新型学习环境[3]。智慧学习环境通过智能分析为教师“量体裁衣”,真正体现了尊重生命、给养生命、激扬生命、点亮生命的生命学习本质。
教师智慧学习以教师生命成长为旨归,为教师发展提供了一种全新的生命学习范式。首先,教师智慧学习是一种可以接续教师生命的终身学习。智慧学习中的教师,借助于智能终端设备,无缝接入智慧学习空间,灵活定制学习服务,透明访问海量多元的便捷资源。在技术架构的不同生态位中,获得智慧学习的生命主体地位;在学习资源的动态更新中,实现教师生命的可持续发展。其次,教师智慧学习是一种为生命生长而存在的生命学习范式,这是教师职业特殊性的体现。教师本身的生命生长是以他者的生命生长为价值追求的,教师生命的生生不息存在于学生生命的生生不息之中。教师通过自身的智慧学习,为学生提供智慧学习指导,提升学生的学习力,点亮每一个学生的生命,发掘其内在的生命自觉。教师自身也在这个过程中,触动了生命情绪、点亮了生命之灯、获得了生命成长的欢乐,实现了自我职业生命的生生不息。
2.关注教师学习的多元交互
生态系统中每一个生态因子都处于相互联系的生态链条中,自然界所有的东西都交互联系在一起,这是生态学的前提。生态取向下的教师智慧学习,高度整合了智能信息技术(Smart IT),实现了人与技术的多元交互。教师在智慧学习环境中,充分利用了灵巧、智能、时尚的“智能设备”(智能手机、iPad、iPhone等),在社会网络(Web2.0、Web3.0等)的支持下,借助于智能分析技术,获得学习过程记录、学习数据分析、学习诊断与评价、学习内容的自动推送。同时,教师可以利用教育云计算技术,自由获取网络资源。云计算是一种服务模式,这种模式下,用户能够方便地按需访问网络共享池中的可配置资源(如网络、服务器、存储、应用程序和服务),这些共享资源可以通过最少的努力或通过与服务提供者最少的交互得以迅速获取和。云计算技术的出现,将分布在各地的计算机、服务器、数据中心连成一体,将资源利用最大化,用户可以突破时间、地域的限制随时获取自己所需要的应用和数据[4]。多元的智能设备、多元的智能信息技术与教师进行了多元交互,实现了对学习者的真正“放权”。
生态系统中的边缘地带是两个或多个生态组织之间或生态系统之间的过渡地带。边缘地带的多元交互性,更能增强物质的活动性和生产力。生态取向的教师智慧学习为教师提供了多元交互的人际资源,拓展了教师的生态宽度。这里的多元人际包括同伴群体和专家群体。同伴群体中包括同质学习群体与异质学习群体,同质学习群体是指与教师同学科背景的学习者,他们共同的智慧学习有助于教师之间生态能量交换,实现同伴互助。教师与异质学习群体的交互,极大地拓展了教师智慧学习生态宽度,实现了跨越班级、年龄、学科、文化等边界的“跨界学习”,创生出新的学习空间,提供新的学习生长点。教师与专家群体的交互,扩展了教师学习的理论视野,丰富了专家的实践知识,实现理论与实践的交互,拓展了生态交互深度。智慧学习中的多元人际交互同时也是一种多元主体、多元知识、多元文化、多元经验、多元观念之间的交互,在智慧学习环境中,构成了一个多向主体间性的生态交互系统。
3.追寻教师学习的智慧创生
生态系统是一个动态联系的交互系统,尤其是生态过渡区域的复杂互,拓展了生态因子的生态宽度,增强了生态因子生命力,提升了生态因子的生态位,获得自身的成长和发展。生态取向下教师在不断追求着智慧创生――每一个生命的最高旨归。首先,智慧学习促进教师智慧思维生成。智慧思维是一种人类思维与智能信息技术交互而形成的新型思维方式。智慧学习环境,为教师提供了更为庞大、复杂的学习情境,需要教师不断转变思维方式,在浩瀚的网络资源中选择、辨析,提高其感知力、分析力、解决力和批判思维能力,这个过程即是智慧思维生成过程。其次,智慧学习发展教师的智慧能力。在智慧学习环境中,教师借助于顺手的智能终端,泛在访问互联网资源,灵活选择策略,快速形成方案,不断提升应对问题情境的智慧能力。在智慧思维的生成下,在智慧能力的提高中,教师不断完善自身的智慧修炼,完成由普通教师向智慧教师的华丽转型。
智能技术环境能为学习者提供人性化境脉、丰富的活动支架和顺手的工具终端,支持个性化定制,鼓励自我积极参与。正因如此,学习者才会成为知识的创造者,而非搬运工[5]。在智能学习环境中,更需要教师运用智慧思维、智慧能力,提高面对复杂情境的能力,不断创新学习流程,掌握新的范式,在智慧设备和社会网络支持的学习过程中,不断提高创造性智慧学习能力。教师在实践的基础上,结合教育反思,将智慧思维、智慧能力、创造性能力进行创造性综合,获得一种创造性综合教育能力与教育艺术,最终促进创造性智慧的生成。由于生态系统中存在着共生态,每一个生态因子的变化都直接或间接的影响到另一个生态因子或者生态群体。所以,获得创造性智慧的教师通过教师主体之间的多元动态交互,进一步扩大了创造性智慧的生态效应,促进创造性智慧生态系统的创生。
三、生态回归:教师智慧学习的新境界
1.情境交融共建教师智慧学习之基
生态学意义上教师智慧学习受内外两个系统的影响:内在的生态系统和外部生态系统。教师智慧学习,以智慧学习环境为依托,利用智能设备和无缝信息网络,打开了教师泛在学习的便捷之门;利用智慧计算等信息技术,为教师提供智能分析,支持情境觉知,记录学习过程、学习数据,进行智能学习评价和学习资源的自动推送,为教师提供了个性化智能学习系统,真正调动了教师内在学习的情感动力系统。教师情感动力系统与智慧学习环境和谐交融,使教师学习从外在驱动走向内在情感自觉,激发了教师学习的积极性和创造性,催生了教师追求幸福和生命价值的不竭动力,为教师智慧学习奠定坚实的基础。
智慧学习赋予教师多元人际资源和共同愿景,提供了精神依托和情感力量,激发起每一个生态因子的情感动力,并借助于共生态,将情感动力扩展至整个生态系统,促进生态情感动力系统的悄然诞生。情感动力系统为教师学习提供强大的情感动力,智慧学习环境为教师学习提供智能技术支持,二者情景交融、交互共生,情境交互系统应运而生。情境交互系统最大限度地激发每一个人的学习动力、张扬每一个人的个性、支持每一个人的情感、发挥每一个人的潜能,使每一个教师真正走向智慧学习的发展路径。
2.多元对话共享教师智慧学习之乐
生态取向下的智慧学习为每一位教师提供了一个与智慧学习环境的智能“对话”平台,这里的“对话”体现了生态系统中的地位平等性、开放性与适切性。智慧学习环境是一个民主开放的学习环境,每一个教师都是智慧学习环境中的主体,都拥有与智能环境“对话”的平等权利。在智慧学习中,教师利用智能设备实现泛在学习,自由访问网络资源,这些学习历程都被智能设备记录下来。此时的记录不是终点而是“智能对话”的起点,智慧学习利用智能分析等智能信息技术,充分觉知学习情境,记录学习历史和学习数据,在智能分析的基础上分析教师的学习特性,并为其自动推送个性化学习服务。教师接收到智能技术的反馈后,再次做出回应――选择或者拒绝自动推送的资源,智能设备会再次予以智能回应。教师在与智慧学习环境不断的“智能对话”中,实现将自身有限的注意力和心理资源投入到适切自身的学习任务中去,享受个性化学习的乐趣,促使教师不断做出明智决策,不断向机智、聪敏、灵活的智慧学习者转变。
智慧学习生态系统不仅为教师提供了人与技术对话的机会,同时也创造了人与人对话的机遇。智慧学习中“人”是一个多重主体、多元参与、多元交互的人际联系,它打破了教师孤立无援的学习境遇,打通了教师现实-虚拟的学习通道,扩展了教师学习交往空间,拓展了教师学习的生态宽度。首先,从对话的对象上来讲,与教师对话的“人”,可分为同伴群体、专家群体和社会群体。教师与同伴群体针对特定学科或某一知识点进行深度的对话,能够加深教师的学科认识和理解,获得专业知识的学习之乐。教师与专家群体的对话,能够进一步拓展教师学习理论视野,从纵深层面认识教育的本真,获得理论拓展的学习之乐;教师与社会群体的对话,从生态过渡带的视角来看,这里是一种多元视角的交互地带,孕育着创造的契机,教师获得创造的快乐。每一个群体占据着自身的生态位,在智慧学习生态中,进行着有机的能量、信息的交换,互相竞争又相互协作,促进生态的平衡发展。其次,从对话的内容上来讲,人与人的对话主要表现在多元专业知识、多元专业能力、多元专业情意和多元专业智慧对话,它们使智慧学习生态系统进入多样性、层次性的良性平衡态发展。每一个教师是专业知识、专业能力、专业情意、专业智慧的统一体,那么智慧学习生态系统中,人与人之间的对话亦是多元专业知识、能力、情意和智慧之间的对话。教师在此对话中,丰富了专业知识、提高了专业能力、浓厚了专业情意、增加了专业智慧,享受到专业素养的提升之乐。
3.“文”“体”互动共育教师智慧学习之境
教师智慧学习需要从文化塑造和共同体建设两个方面,在“文”“体”互动中共育教师智慧学习之境。教师智慧学习借助于由社会网络、传感器、智能终端等架构起的智慧学习环境,利用便捷、顺手的智能设备,借助于多种智能分析、智慧计算等智能技术为教师提供了个性化的学习资源、多元的人性化境脉、丰富的活动架构和顺手的工具终端,充分体现了聪慧、机智、灵活、智能、精巧等文化理念。教师在智慧学习的环境中,在与智能技术和多元人际的智慧对话中,潜移默化地将智慧学习文化理念渗入内心,并用这种文化理念指导自己的行为方式,一种新型的学习范式由此创生,一种范式意味着共同的文化理念、价值观和行为方式,也意味着教师智慧学习文化的悄然诞生。
以智慧学习文化为导向建构教师智慧学习共同体,并形成一种共生互动机制,是教师智慧学习的应然诉求,也是生态系统群体共生的必然要求。教师智慧学习共同体主要是指一个由学习者与助学者(包括教师、专家、辅导者、组织者、社会成员等)共同构成的团体,他们具有共同的愿景,强烈的学习意愿,在智慧学习环境的支持下,在智慧学习的文化氛围中,运用各种智能学习工具和资源,进行相互对话、协商、合作和反思,分享彼此的情感、体验、观念和文化,共同完成一定的目标和任务,通过共同活动形成相互影响、相互促进的人际联系,并对这个团体具有很强的认同感和归属感,它为教师智慧学习提供了多元社会智力支持和情感支持。教师智慧学习共同体是真实学习共同体和虚拟学习共同体的有机结合,既跨越了时空界限,开辟了智慧化学习环境,又实现了多元人-技与人际的智能对话、情感交互,深刻的体现了智慧性、共享性、社会性、情境性的学习本质。教师在智慧学习文化理念的引导下,在智慧学习共同体的协助中,获得了多元智能技术的支持和多元人际的智力帮助,张扬了学习的个性,回归到学习的生命本质,创生了智慧思维、智慧能力和创造性智慧,在智慧学习生态系统中扮演着不同角色,进行着能量转换,共同维持生态系统的平衡、演进和自适应,不断开创着教师智慧学习的新境界。
参考文献
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