這些市政當局的目標是利用最先進的數位工具及服務，持續改變營運方式，以將日常服務的有效性和效率，提升到全新的層次。
文／Bob Violino‧譯／曾祥信
就連城市也變得愈來愈有智能，許多市政當局善用最新科技，使用網路(networking)、物聯網(IoT)、資料分析(data analytics)、人工智慧(AI)、邊緣運算(edge computing)和其他技術來收集各種資訊，目標在於：為市民提供更好的服務、降低成本，以及建立和營運更環保的基礎設施。
世界各地的城市地區都在使用不同種類的數位方法，從建築物、車輛、交通系統、街燈、設備及其他物體收集數據。他們運用分析這些數據所獲得的洞察力，更有效地管理資產、資源和服務，並從總體面改善整座城市的營運。
智慧城市計劃涉及各種服務，包括交通和運輸、能源和公用事業、供水、廢物處理、犯罪偵查、教育、圖書館、醫療設施等。
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目前人們對於智慧城市的構成條件，可能還存有一些爭論，但整體來說，這些市政當局的目標是利用最先進的數位工具及服務，持續改變營運方式，以將日常服務的有效性和效率，提升到全新的層次。
以下將說明，美國的三座城市如何利用智能技術來改善其城市服務。
紐約市的全面物聯網化策略
紐約市近期啟動一套全面化的物聯網(IoT)策略，其中包含既有的與全新的計劃。該市使用物聯網技術來監測空氣品質、溫度和其他天氣數據，分析交通模式，計算自行車數量，追蹤該市擁有的車輛，評估能源使用情況，以及維護城市總水管，等等。
無線連網水表計劃
紐約市最大規模的物聯網專案之一，是紐約市環保局(DEP)的無線連網水表計劃。他們在建築物之中安裝能夠以無線方式連接網路的智慧水表，讓環保局技術人員得以監測80萬多座建築物的用水情形，再也不用派檢查員到現場讀取水表。
這套系統還能讓紐約市環保局察覺異常現象並通知居民，例如，偵測到某住戶或建築物的用水量持續增加，表示可能有漏水情形，或是本應無人居住的房子出現有人居住的跡象。
公用車輛即時追蹤
該市另一項大規模專案的例子，是紐約市管理服務局(DCAS)在2018年啟動，紐約市宣稱是全美國最大的公用車輛追蹤計劃。
這項專案稱為「公用車輛即時追蹤(Fleet Office of Real-Time Tracking, FORT)」，它使用由通訊、車輛及感應器技術組成的車載資訊系統(telematics)，追蹤全市50個政府局處和40間公共校車公司，總計兩萬三千輛的公用車輛。系統會記錄各種數據，包括車輛位置、使用情形、維護保養需求，以及車輛碰撞、超速違規、安全帶使用情況與怠速空轉。
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紐約市管理服務局利用此專案提供的數據，來改善城市服務、提升交通安全、維持燃料和資源的效率，並做好因應緊急情況的準備措施。
由於車輛位置數據屬於敏感資訊，紐約市管理服務局建立了一整套內部安全規範和程序，以確保存取與管理相關資料的安全性。當他們分享資料給外部合作夥伴時 ─ 例如為了分析用途而與大學合作 ─ 該局也會將資料匿名，以維護隱私權。
Vision Zero 自動化交通執法
紐約市還運用物聯網系統來自動化交通執法，提升大眾安全。他們有一項旨在改善城市街道安全的 Vision Zero 計劃，其中一部份是紐約市交通局(DOT)推出的 Speed Camera 計劃，使用連網的測速照相機，遠端執行城市學區的速限管制。
這項計劃於2014年啟動，並於2019年擴大，當時通過一項州法律，擴大允許使用測速照相機的區域和時段。現在，全市總共750個學區皆已納入法律管轄範圍。他們部署的照相機，會偵測時速超過指定速限10英哩以上的車輛，捕捉車牌影像，並向車輛註冊車主寄出50美元的責任通知。
佈建測速照相機初期的資料顯示，在有照相機範圍內的超速事件減少了60%以上。
互聯汽車專案
紐約市交通局亦透過長期研究與試驗計劃，研究車輛連網技術。紐約市的「互聯汽車專案(Connected Vehicle Project)」專注在交通安全應用，這些應用仰賴車輛對車輛、車輛對公共建設、與公共建設對行人的通訊技術。
除了預防車輛碰撞事故外，這項技術還能提供其他應用，例如協助眼盲和弱視的行人穿越街道，監測施工區內的車輛，確保它們符合速限以及大型車輛的高度限制。
2020年，紐約市交通局將交通號誌、攝影機和移動感應器網路，由已經停止運作的全市網路，轉移到全新的「交通安全網路(Traffic Safety Network, TSN)」，創造出全市最大的物聯網通訊網路。紐約全市已有一萬三千多個交叉路口與設備，透過TSN連接到交通局的交通管理中心，讓他們得以掌握道路使用情況，並促使更先進的應用得以實現，例如適應型交通控制(adpative traffic control)和交通號誌優先次序的管理，這些應用將可改善公車的行駛速度。
此外，交通局還使用物聯網來減輕市區停車的營運、管理與執法負擔。該局處於2016年推出用來支付停車費的行動平台ParkNYC。今年，紐約市交通局計劃開始安裝「按車牌付費(Pay-By-Plate)」的儀表設備，將有助於未來引入新的路邊管理技術、進階分析能力，以及更有效執法的機會。
運用電腦視覺技術
同樣也在2021年，交通局與紐約市技術長團隊，將聯手推動電腦視覺技術，以自動計算城市內移動的行人、自行車與汽車數量。紐約市政府表示，目前這類工作都是手動執行，勞力和金錢成本都很高。對於用路人移動習慣及模式，握有更精確的數據資訊，將有助於交通局評估街道設計和道路基礎建設，為城市的交通運輸帶來更好的發展。
在紐約市技術長團隊的智慧城市及物聯網實驗室擔任局長的 Paul Rothman 表示：「紐約市物聯網策略制定的計劃，將會支持創新、促進及增加各局處的協同合作、提高市府跨部門的合作機會，並加強整座城市的治理和協調運作。其目標是，提升市政透明度，提高城市居民的參與度和教育程度，並在紐約市建立起健全的物聯網生態系統」。
奧斯汀智慧城市的重點：交通運輸、水管理、能源
德州奧斯汀的智慧城市重要計劃包含交通運輸、水管理與能源等領域。
奧斯汀的智慧行動先驅計劃，由奧斯汀交通局負責監督，目標是利用公私合作夥伴關係，部署和評估新興的行動技術。此計劃評估這些技術方案是否能夠協助奧斯汀實現其城市及社區目標，包括減少交通擁塞、提升道路安全，或是為弱勢與服務不足的社區提供服務。
交通局智慧行動辦公室的助理局長 Jason JonMichael 表示，自從2018年啟動計劃以來，他們的智慧行動辦公室已經收到136份先驅計劃提案。這些提案大部份可歸為幾個類別，包括：共享行動服務、電動車及相關基礎建設、連網與自動駕駛汽車、資料與科技、資產管理等。
JonMichael並提到，過去一年，奧斯汀已經啟動部份先驅計劃。
自動測量虛驚事件/交叉路口安全分析
在某項計劃中，3M和MicroTraffic與奧斯汀交通局合作，利用交通影像技術，在一些特別危險的交叉路口，自動測量虛驚事件(near-misses)，即幾乎造成交通事故的事件。
此系統測量所有交通運輸方式的虛驚事件，包括電動滑板車、自行車、行人和機動車輛。JonMichael說：「這種分析促使我們提前了解交叉路口的風險，讓3M公司能為交通工程師提出建議，以改善被分析路口的交通安全」。
另一項專案是奧斯汀交通局 Vision Zero 計劃的一部份，在此專案中，智慧行動辦公室與Verizon電信公司合作，在城市重要路口安裝「交叉路口安全分析(Intersection Safety Analytics, ISA)系統」。這套系統被設計用來分析交通數據，以測量在行人、自行車、機動車輛之間與交通有關的衝突狀況。
ISA系統提供幾近即時的車輛行為資料，JonMichael表示：「交叉路口資料分析，是了解事故原因，並提供解決方案以消弭安全風險的關鍵技術」。
先進讀表基礎建設
奧斯汀試圖實現現代化的另一個領域是水資源管理。奧斯汀市議會在2020年3月批准的合約，為奧斯汀水務公司鋪好道路，將傳統的水表系統升級為數位水表，亦稱為「先進讀表基礎建設(Advanced Metering Infrastructure, AMI)」。
這套智慧水表系統又叫做 My ATX Water，目前在試驗階段，計劃安裝5千個水表。根據奧斯汀水務公司發言人表示，接下來五年，此專案會把奧斯汀市內23萬多個類比式水表，更換成以電子控制讀取並且連線到無線網路的的智慧水表。
他們將提供線上入口，讓客戶可以讀取幾近即時的用水數據、客製化通知方式、取得漏水警告、節省用水建議及其他有用資訊。
奧斯汀水務公司制訂了一套百年的水資源管理計劃，稱為 Water Forward，My ATX Water 專案就是此計劃策略中的一部份，旨在達到節省用水的目標。發言人表示：「智慧水表技術將可幫助我們管理水資源系統的基礎建設，透過更有效的漏水管理，保護我們的用水供應」。
資料分析技術可提供更先進的工具，以監控及預測用水需求，並為需求管理與用水供應策略的實現方式帶來洞察力。透過 My ATX Water 入口，客戶可獲取幾近即時的用水數據，協助他們節省用水和節省支出。
入口系統亦可在偵測到漏水或用水量驟增的情況時通知客戶，讓他們盡可能地及時採取維修措施，或者控制用水量。
奧斯汀SHINES專案
能源是奧斯汀打造現代化城市的另一個重點領域。2016年，公營電力公司奧斯汀能源(Austin Energy)啟動奧斯汀SHINES專案，為建立現代化電網奠定基礎。在此專案中，奧斯汀能源與多家合作夥伴合作，將太陽能與住宅、商業和電網規模的電池儲存設備配對。
這項專案將可再生能源發電與能源儲存帶來的價值，連接到集中式的通訊平台，將此價值最大化。奧斯汀能源發言人表示：「這讓我們可以做出資料驅動的決策，以決定未來何時及如何運用能源，並改善能源相關營運」。
可再生能源發電將是智慧城市計劃的重要環節。發言人說道：「在這項專案中，我們透過將可再生能源與電池儲存設備、市場訊號及智慧變頻器的配對，學習到如何把可再生能源的價值最大化。這些知識，讓我們在決定何時與如何運用太陽能能源時，能夠做出更靈活的決策」。
奧斯汀SHINES專案已帶來更靈活、更有效率的能源使用方式，發言人表示：「能源儲存，將是讓可再生能源可被廣為運用的關鍵技術。隨著可再生能源來源的成長，奧斯汀能源正在設法實現利用可再生能源的方式，即使在沒有陽光、沒有風力的情況下，仍能提供電力」。
匹茲堡改善交通流量、路燈和共享行動服務
打造智慧城市，必須使用最先進的科技，而在運用車輛和駕駛相關的最新科技方面，匹茲堡已經引領發展多年。在汽車自動駕駛的在地研究及發展上，匹茲堡一直是最積極、活躍的城市。
智慧交通訊號
匹茲堡最大的智慧城市計劃之一，是使用適應型交通訊號(adaptive traffic signal)，來縮短通勤者的交通時間，並減少汽車在路上怠速的時間。該市的行動和公共建設局(DOMI)局長 Karina Ricks 表示，匹茲堡希望在城市中心商業地區進出的主要通道上，為各種交通方式提供安全、有效率的運輸模式。
匹茲堡的關鍵科技是一套稱為「智慧訊號(Smart Signals)」的系統，此系統將交通訊號連接到網路，使用邊緣運算(edge computing)技術來最佳化交通行動方式。這套系統還包含360度全景攝影機，能夠偵測車輛、自行車和行人，並將偵測數據傳送給軟體應用程式，以協助市政當局做出有助於政策目標的決策，例如減少交通擁塞及廢氣排放、優先考量大眾運輸。
這項智慧交通訊號計劃起源自卡內基美隆大學(Carnegie Mellon University)發起的一項先驅計劃，該大學即位於匹茲堡。此專案的另一個關鍵要素是交通控制中心(Traffic Control Center)，讓他們能在一個中心位置，即時操控設有交通號誌的城市通道。匹茲堡發展出一套遍及全市的通訊網路，使用寬頻無線電和光纖基礎設施，為城市的交通訊號設備提供高階的通訊能力。
在重要地點架設的閉路電視攝影機(CCTV)，可提供即時串流影像給交通控制中心的人員，讓他們觀察交通模式，根據當下情況做出適當調整。
Ricks表示，智慧訊號與交通控制中心計劃，已縮短約20%的通勤時間延遲，並減少交通擁塞和廢氣排放。
匹茲堡同時用LED科技來升級街燈，目標是節省能源成本。他們在安裝LED燈泡時，還安裝智慧控制器，用來控制燈光亮度。
MovePGH 共享行動服務
匹茲堡的另一項智慧城市計劃是MovePGH，它整合「行動即服務(mobility-as-a-service, MaaS)」技術，目標是擴展容易使用的共享行動服務，以減少交通運輸成本。行動和公共建設局負責推動這項計劃，他們與私營企業合作，讓市民可以下載行動app，在同一個app內：租借自行車、購買公車票、使用Spin電動滑板車、Waze Carpool 和Zipcar汽車共乘服務。
根據Ricks表示，這套共享平台提供綜合運輸的行程規劃、訂票、及票價整合服務。她說，MovePGH已協助市民擴展工作機會、減少通勤時間，並提升交通時間的可靠度。同時也減少每一戶家庭必須擁有且維護多輛私家車的需求，為市民帶來更靈活、更便利且更可靠的交通運輸方式。
(本文授權非營利轉載，請註明出處：CIO Taiwan)
