中國(guó)電信集團(tuán)公司副總工程師 靳東濱
中國(guó)電信股份有限公司北京研究院高級(jí)工程師  游五洋
2009年以來，在經(jīng)濟(jì)和信息技術(shù)兩個(gè)不同領(lǐng)域產(chǎn)生了兩個(gè)熱點(diǎn)話題，引起人們普遍的關(guān)注，一是低碳經(jīng)濟(jì)，二是物聯(lián)網(wǎng)。雖然是不同的領(lǐng)域，兩者卻有著必然的聯(lián)系。物聯(lián)網(wǎng)作為一種信息化的新技術(shù)手段，可以通過對(duì)物質(zhì)世界的感知和智能管理、發(fā)揮降低能耗、節(jié)約資源和提高效率等作用,進(jìn)而為發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)力量。
發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)形勢(shì)緊迫
低碳經(jīng)濟(jì)是指在可持續(xù)發(fā)展理念指導(dǎo)下，通過技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、新能源開發(fā)等多種手段，減少煤炭石油等高碳能源消耗，減少溫室氣體排放，達(dá)到經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)雙贏的一種經(jīng)濟(jì)發(fā)展形態(tài)。
為保持經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的質(zhì)量效益和發(fā)展的可持續(xù)性，在我國(guó)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)顯得十分必要。2009年12月18日，中國(guó)政府在哥本哈根會(huì)議上第一次對(duì)全世界公開承諾量化減排指標(biāo)，決定到2020年單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值溫室氣體排放比2005年下降40%～45%。而要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)必須借助于新的技術(shù)手段和創(chuàng)新管理方式，以通信行業(yè)為代表，各運(yùn)營(yíng)企業(yè)都在為之努力，中國(guó)電信作為運(yùn)營(yíng)企業(yè)之一，正在利用通信網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)與相關(guān)行業(yè)合作，不斷探索物聯(lián)網(wǎng)在低碳經(jīng)濟(jì)中的作用。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)揮重要作用
物聯(lián)網(wǎng)推動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是物質(zhì)世界的信息數(shù)字化；二是對(duì)物體控制的遠(yuǎn)程化；三是對(duì)物質(zhì)世界的管理智能化。
物質(zhì)世界的信息數(shù)字化。通過傳感器、RFID等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地獲取信息，這極大地豐富了人們觀察世界的手段和方式，節(jié)省了人力和設(shè)備投入，提高效率。例如，山體滑坡的監(jiān)控就是一種典型物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，通過將在山體上安裝傳感器和通信模塊，可以把山體發(fā)生物理位移變動(dòng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)及時(shí)傳送到國(guó)土或?yàn)?zāi)害管理部門主機(jī)上，進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析和對(duì)比，對(duì)滑坡自然現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)報(bào)和采取措施。
對(duì)物體控制的遠(yuǎn)程化。借助互聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)代通信網(wǎng)的泛在化，可以使人們對(duì)物體的控制跨過地域的限制達(dá)到任何有需求的地方。這包括后臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與前端數(shù)字終端的雙向互動(dòng)、遠(yuǎn)程通信、自動(dòng)控制等技術(shù)的融合和應(yīng)用。
遠(yuǎn)程控制是數(shù)據(jù)采集之后的后續(xù)措施，即在被檢測(cè)目標(biāo)相關(guān)數(shù)據(jù)送到計(jì)算中心后，經(jīng)自動(dòng)或人工指令，通過遠(yuǎn)程通信的方式對(duì)終端發(fā)出指令，實(shí)現(xiàn)打開、關(guān)閉或自動(dòng)修復(fù)等功能。遠(yuǎn)程控制類的應(yīng)用更能體現(xiàn)節(jié)能減排的功效，更適用于點(diǎn)多面廣、資產(chǎn)分布廣泛的部門，比如石油采油機(jī)、電力設(shè)施、野外移動(dòng)基站、燈塔、公路設(shè)施、農(nóng)業(yè)等。這類應(yīng)用同樣因?yàn)楣?jié)省大量人員流動(dòng)和資源投入而能大大減少碳排放。
對(duì)物質(zhì)世界的管理智能化。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的更高層次是智能管理。從物質(zhì)世界獲取的數(shù)據(jù)經(jīng)過分析處理后要對(duì)被控制的終端和系統(tǒng)進(jìn)行程序化的管理。管理流程引入輔助決策方法、專家系統(tǒng)、模擬仿真、智能識(shí)別等技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能管理功能。管理智能化對(duì)大量龐雜的數(shù)據(jù)通過云計(jì)算或軟件技術(shù)進(jìn)行分析和模擬，最終得出智能化的解決方案并自動(dòng)控制實(shí)施。
智能管理提高了決策效率和決策的精準(zhǔn)程度，避免了大量資源的無效耗費(fèi)，從而達(dá)到節(jié)能減排的效果。比如智能交通中的動(dòng)態(tài)汽車流量預(yù)測(cè)和行進(jìn)路線規(guī)劃，運(yùn)用智能管理技術(shù)指揮城市交通流暢，指導(dǎo)每一輛車在交通繁忙時(shí)都能及時(shí)獲得最佳行進(jìn)路線，最大限度的減少路面行駛時(shí)間、油耗和尾氣排放量。
九大領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)
物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)是信息技術(shù)應(yīng)用的泛在化。任何物體，在任何時(shí)間、地點(diǎn)都可以互聯(lián)網(wǎng)的方式互聯(lián)，納入人類管理的范疇。物聯(lián)網(wǎng)的泛在化性質(zhì)為低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支撐作用。
通過物聯(lián)網(wǎng)在智能交通、智能電網(wǎng)、智能建筑、智能家居、智能環(huán)保、智能農(nóng)業(yè)、移動(dòng)電子商務(wù)等多方面的應(yīng)用，人類未來將能夠借助物聯(lián)網(wǎng)以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活，從而助力低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
智能交通——實(shí)現(xiàn)低碳出行
將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于交通系統(tǒng)等需要數(shù)據(jù)采集與檢測(cè)的相關(guān)領(lǐng)域，從而給城市交通帶來一次全新的升級(jí)。比較典型的應(yīng)用是流量監(jiān)測(cè)、ETC系統(tǒng)、車輛監(jiān)控、停車位和車聯(lián)網(wǎng)等。
交通流量監(jiān)控，通過埋藏在城市主干道路口的成千上萬個(gè)檢測(cè)線圈，可以定時(shí)收集和感知區(qū)域內(nèi)車輛的速度、車距、道路占有率等信息，從而為路口交通信號(hào)控制提供精確的輸入信息；ETC系統(tǒng)，據(jù)測(cè)算，使用ETC通行高速公路收費(fèi)道口時(shí)，單車油耗和尾氣排放可以降低約50%，同時(shí)道口通行能力提升4～6倍；智能停車位管理系統(tǒng)，市民可以通過手機(jī)或電腦適時(shí)了解目的地車位情況，選擇出行方式和地點(diǎn)，從而大大減少能耗和碳排放，中國(guó)電信已在東莞市有了相應(yīng)的應(yīng)用；車聯(lián)網(wǎng)，就是建立以車為節(jié)點(diǎn)的信息系統(tǒng)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將每輛汽車作為一個(gè)信息源，通過無線通信手段連接到網(wǎng)絡(luò)中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛和交通的智能管理，具體包括車輛信息的獲取、分發(fā)和加工，車輛獲得外部綜合信息等三方面的應(yīng)用。
智能物流系統(tǒng)——流通環(huán)節(jié)的節(jié)能控制
據(jù)中國(guó)物流權(quán)威機(jī)構(gòu)推算，我國(guó)物流成本占GDP的比重每降低1個(gè)百分點(diǎn)，則可以在貨物運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)方面節(jié)能降耗1000億元以上，可以增加1300億元左右的社會(huì)效益。
中國(guó)電信開發(fā)的“物流e通”服務(wù)平臺(tái)，就是借助無線視頻監(jiān)控、RFID等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車輛位置服務(wù)、視頻監(jiān)控、綜合辦公等功能，提高了物流管理的效率和效益。
智能樓宇——建筑節(jié)能新手段
通過物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)將通信與傳感控制網(wǎng)融合起來，可以把樓宇類能耗、自來水、廢棄排放、污水排放等各類數(shù)據(jù)匯聚起來，傳輸?shù)骄C合應(yīng)用平臺(tái)上做分析和統(tǒng)計(jì)，進(jìn)行節(jié)能減排的分析判斷，從而提出優(yōu)化能耗的建議和控制，使得樓宇的能耗能夠顯著降低，最多的情況下能降低20%。
智能電網(wǎng)——提高電能效率
中國(guó)電信運(yùn)營(yíng)商開發(fā)的基于物聯(lián)網(wǎng)的“智能電網(wǎng)”應(yīng)用，主要體現(xiàn)在居民遠(yuǎn)程抄表、大用戶負(fù)控、臺(tái)區(qū)監(jiān)控等。居民小區(qū)抄表是指通過抄表集中器和采集器，將若干小區(qū)電表集中一處，統(tǒng)一上報(bào)給主站系統(tǒng)平臺(tái)，監(jiān)測(cè)小區(qū)居民電能表數(shù)據(jù)；大用戶負(fù)控是指使用智能電表，通過遠(yuǎn)程傳輸，實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)專變的工作狀態(tài)和用電量。臺(tái)區(qū)監(jiān)控則是電力局通過智能儀表和遠(yuǎn)程傳輸手段，遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)臺(tái)變的工作狀態(tài)的系統(tǒng)平臺(tái)。通常監(jiān)測(cè)臺(tái)變負(fù)荷、油溫、電壓、電流、是否偷漏電等數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。
智能農(nóng)業(yè)——降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能耗
物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用目前主要體現(xiàn)在溫室大棚管理、農(nóng)機(jī)具管理、糧食倉(cāng)儲(chǔ)、水利灌溉和農(nóng)產(chǎn)品溯源等方面。其中溫室大棚管理成為當(dāng)前最大亮點(diǎn)。
作為農(nóng)業(yè)高產(chǎn)重要手段，大棚種植、大棚養(yǎng)殖以其前所未有的趨勢(shì)在全國(guó)得以蓬勃發(fā)展。在溫室大棚生產(chǎn)、管理過程中，農(nóng)民需要通過采用綜合環(huán)境控制策略，實(shí)時(shí)了解農(nóng)產(chǎn)品的生長(zhǎng)狀態(tài)，創(chuàng)造和季節(jié)無關(guān)的農(nóng)作物生長(zhǎng)適宜環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物高效、優(yōu)質(zhì)、低耗的工業(yè)化生產(chǎn)方式。
智能環(huán)保——提高監(jiān)管效率
“感知環(huán)境，智能環(huán)保”是物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用的效果。
智能環(huán)保是通過布設(shè)在水體、陸地、空氣中的傳感設(shè)施及太空中的衛(wèi)星，對(duì)水體水源、大氣、噪聲、污染源、放射源、廢棄物等重點(diǎn)環(huán)保監(jiān)測(cè)對(duì)象的狀態(tài)、參數(shù)、位置等進(jìn)行多元化監(jiān)測(cè)感知，并結(jié)合3G、寬帶和軟件技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)海量數(shù)據(jù)的傳輸、存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)挖掘，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和智能管理。
中國(guó)電信的“環(huán)保e通”，已為環(huán)保部門提供對(duì)污染源、環(huán)境質(zhì)量、核輻射等點(diǎn)源進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、視頻監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與監(jiān)控視頻的融合應(yīng)用，提升環(huán)保監(jiān)管能力，幫助政府監(jiān)管部門實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)。目前已在福建、湖北、寧夏、江西等18省應(yīng)用。
防災(zāi)減災(zāi)——預(yù)防災(zāi)害減少損失
中國(guó)電信和合作伙伴共同開發(fā)了基于物聯(lián)網(wǎng)的地質(zhì)、山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，通過有線、無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)合傳感器網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程對(duì)降雨量、水庫閘壩水位等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
該系統(tǒng)結(jié)合氣象、水文和國(guó)土信息，提供警戒值預(yù)警預(yù)報(bào)，提供災(zāi)前預(yù)警、救災(zāi)中的安全保障和災(zāi)后的研究分析服務(wù)。目前該系統(tǒng)已經(jīng)服務(wù)于國(guó)土資源部地質(zhì)災(zāi)害專業(yè)監(jiān)測(cè)部門，并在2009、2010年汛期中發(fā)揮了重大作用，為湖南、四川、陜西等地地質(zhì)災(zāi)害管理部門提供了快速及時(shí)的第一手?jǐn)?shù)據(jù)，為政府組織人員轉(zhuǎn)移和減少損失提供了準(zhǔn)確依據(jù)。
綠色網(wǎng)絡(luò)——通信過程中的節(jié)能
削減通信業(yè)能耗，發(fā)展綠色網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)營(yíng)商義不容辭。近年中國(guó)電信節(jié)能減排工作取得重大成效，2008年節(jié)約用電2.2億度，2009年節(jié)約用電3.6億度，分別節(jié)約能耗費(fèi)用2億元和3億元。
在建設(shè)綠色網(wǎng)絡(luò)過程中，除了通常的方式之外，采用傳感器技術(shù)和云計(jì)算也能發(fā)揮重要的作用。例如將智能傳感器內(nèi)置在服務(wù)器中，來自動(dòng)追蹤熱活動(dòng)，優(yōu)化系統(tǒng)散熱并提高系統(tǒng)效率。這些傳感器會(huì)自動(dòng)調(diào)整風(fēng)扇、內(nèi)存和輸入、輸出處理等系統(tǒng)組件以降低能源使用率，最大能將散熱成本降低40%。
另外，采用云計(jì)算，將計(jì)算和存儲(chǔ)資源集中使用，可以大大縮減IDC機(jī)房能耗。例如，HP已將全球85%的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行整合，集中成全球六大數(shù)據(jù)中心，PH每年所節(jié)省的能源可供舊金山整個(gè)城市每年的用電量。
低碳生活——百姓生活中的節(jié)能
在個(gè)人生活和家庭生活中，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的RFID和傳感器技術(shù)也能開發(fā)廣泛的低碳應(yīng)用。例如目前發(fā)展迅速的手機(jī)移動(dòng)支付、手機(jī)二維碼、家庭網(wǎng)關(guān)等應(yīng)用。
將RFID芯片與手機(jī)SIM/UIM卡結(jié)合開發(fā)的“手機(jī)一卡通”業(yè)務(wù)，突破了傳統(tǒng)手機(jī)僅僅能在通信網(wǎng)絡(luò)中使用的瓶頸，極大地?cái)U(kuò)展了手機(jī)使用的范圍，成為真正意義上的互聯(lián)網(wǎng)手機(jī)。手機(jī)二維碼是將電子二維碼技術(shù)應(yīng)用于手機(jī)。按照一定的編碼規(guī)則編寫，像“馬賽克”似的二維碼背后蘊(yùn)藏著豐富的信息。用手機(jī)的攝像頭輕松一拍，“馬賽克”立刻被解碼成豐富的信息：擁有者、網(wǎng)址、材料情況、價(jià)格、促銷信息、是否具備認(rèn)證等，一應(yīng)俱全，清楚明晰。
以上僅是目前物聯(lián)網(wǎng)的一些典型應(yīng)用。展望未來，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟和成本降低，物聯(lián)網(wǎng)將更加廣泛的應(yīng)用于生產(chǎn)和生活，為低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展貢獻(xiàn)更大的力量。