智慧城市需要对基础设施采取整体方案
——实现城市可持续化的需求将推动采用一系列智能解决方案

/MorandFachot 中国电器工业协会标准化与技术评价中心 孟子舒（译） 张亮（校）/

智慧城市需要对基础设施采取整体方案
——实现城市可持续化的需求将推动采用一系列智能解决方案

/MorandFachot 中国电器工业协会标准化与技术评价中心 孟子舒（译） 张亮（校）/

巨型城市—纽约—将成为保持可持续性的智慧城市（照片：NASA）

随着全球不可阻挡的大规模城镇化趋势，城市需要在多层面实现可持续性。解决途径为在所有层面设计智能解决方案，以应对多方挑战，发展智慧城市。

不可阻挡的趋势

根据最新UN报告，2014年，54%的世界人口居住在城市，随着另外25亿人口移居至城市，到2050年此数据有望增至66%。此外，2014年，全球范围内现有28个1000万以上居民的巨型城市，预计至2030年将出现41个巨型城市。

多数城市及建筑服务直接或间接地依靠电工电子技术，并逐渐依托IT系统。飓风桑迪2012年登陆美国东北部，数百万人意识到中央电力对生活的重要性。中央电力供应切断后，水供应被切断、污水泛滥、火势失控、所有形式的信息和交通均被中断。

需要实现可持续性

城市必须实现经济、社会、环境的可持续性，并在未来成为“智慧城市”，从而得以繁荣发展，避免出现重大问题。IEC白皮书《协调可持续智慧城市基础设施》指出，这只能通过融合基础设施及服务提升城市效率。

改进智慧城市整体效率的技术解决方案已存在于许多领域，如建筑、交通、工业和服务。包括能量管理（发电和配电）、照明、供热和制冷、设备、信息网络和移动解决方案。数百个IEC国际标准将实现能源、建筑和家庭、照明、移动和其他智能解决方案的智慧融合。IEC智能电网标准路线图中编制了许多使城市更加智能的国际标准。

物联网（IoT）是用来连接可以生成、传输和共享数据、嵌入传感器或移动设备的对象或设备的网络，在智慧城市发挥核心作用。

智慧能源

智慧能源需要优化电力供应系统。这包括新可再生能源、输配电网络的构建以及联结用户装置的融合。

IEC技术委员会（TC）8：供电系统因素与其他IEC TC合作，协调、合作并编写此领域的国际标准和其他可交付文件。IEC分技术委员会（SC）8A针对大容量可再生能源并网制定国际标准。可再生能源国际标准则由IEC TC82（太阳能光伏（PV）能源系统）、IEC TC88（风力机组）（IEC61400系列）制定。

IEC TC57（电力系统管理和相关信息交换）制定的国际标准对智慧能源同样重要。其包括变电站的通信网络和系统、以及电力自动化（IEC 61850系列）、电力企业应用集成（IEC 61968系列）、电力系统管理和相关信息交换（IEC 62351 系列）以及能量管理系统应用程序接口（IEC 61970系统）。

适当的能源管理需要准确的计量。多功能、通信“智能”表计对比能源输出/输入、需求和电能质量进行测量，并对负载、本地发电、客户信息、客户和合同和其他建设智能电网和智慧城市时的必要附加功能价值的管理。IEC TC13（电能测量与控制）联合其他IEC TC如TC 8和TC 57为此制定了国际标准。

更智能的建筑

建筑占全球能源需求的40%，并且很快将达到60%。

智慧城市需要更智能、能效更高的建筑。建筑中的自动扶梯、电梯、门禁系统、供暖通风与空气调节或设备均使用电力。

自动化使建筑更智能。因商用建筑的翻新和现代化频率更高，因此其自动化程度比居住建筑更先进。建筑自动化包括安装可编程的恒温器、计时器和传感器，从而按要求控制热量开关、通风、灯光、电梯及其他设备如安保系统。IEC SC 47E（分立的半导体设备）为多种传感器用零部件制定国际标准。

报警系统和电子安保系统使建筑更加智能，包括门禁控制、报警传输、火灾探测报警、入侵报警系统、社会报警及关联远程接收和/或监测中心的系统。IEC TC 79负责制定报警及电子安保系统的国际标准。

ISO/IEC第1联合技术委员会（JTC）/第25分技术委员会（SC）/第1工作组（WG）（信息技术设备互连——家庭电子系统）为能量管理系统及家居自动化/家居电子网络标准铺路，使消费者能够控制其用能并对其设备进行更深度的编程。

世界上一部分国家着力建设零能源建筑：使用过程中产生与消耗等量能量的建筑。除节能开发技术和绝缘，还可以通过结合存储系统的PV或地热等可再生能源、热泵、插电式电动汽车（EV）实现。

智能照明

智能照明适用于建筑，也能在公共场所或街道、广场和停车场等户外场所安装。

占地方政府电力账单40%的街道照明设备可实现长期节能、得到良好的投资回报。基于LED的照明解决方案替代高强度气体放电灯，引入定制和智能解决方案，特别是结合能够远程开/关和多层次调节亮度的控制节点和多种传感器。基于LED的照明灯能效也极高。IEC TC 34（灯具和相关设备）为包括LED灯在内的灯具和相关设备制定国际标准。

智能移动

随着更多人不得不长途跋涉上下班，城市面临着日渐恶化的交通问题。更广泛的引入智能移动系统和EV为这个难题提供了解决方案。

智能移动系统可能包括行驶在专用导轨的无人驾驶电动车，就像在一些机场或靠近阿布扎比的马斯达城、阿联酋（UAE）和交通枢纽的情景一般。

优化信号运行以提升交通流量的自适应交通控制系统已在一些城市区域投入，将与安装在汽车中的自适应巡航控制系统协同在智能移动领域发挥更加重要的作用。

私人及公共交通用电动汽车均需要减少排放有害气体。也可以将私人及公共交通与智能基础设施相结合，通过插电式电动汽车与电网进行通信，向其提供电力，或根据电网需求控制充电量。

IEC TC 69（电动道路车辆与工业卡车）为电动汽车传导和感应充电制定国际标准。

电池对于智能移动和电力能源存储同样重要。IEC TC 21（蓄电池）为蓄电池制定国际标准。

废水和废弃物管理

更多人移居城市，用水需求与废水、固体废弃物管理需求随之与日俱增。

淡水供应极大依赖电力系统，从取水、输送到水管道网络到确认水安全可食用的净水装置。供水系统将逐渐连接至IT网络，并支持远程操作。

废水处理同样高度自动化，并依赖水泵旋转电机等电力设备使澄清池和曝气池工作。

固体废弃物管理依赖传送带等电气系统和机械，就像淡水供应和废水处理需要旋转电机设备一样。IEC TC 2为此进程中所用的旋转电机制定国际标准。

网络安全

智慧城市（和智能建筑）值得特别留意的重要因素之一是其多重系统需要防范对抗网络攻击。

由于大部分构成智慧城市环境的系统基于IT、互联互通，这些系统可能成为网络攻击以致中断或彻底关闭特定系统的目标。

两个特别成立的机构表明了IEC对网络安全重要性的重视。

IEC标准化管理局已经成立针对信息安全和数据隐私顾问委员会（ACSEC）以应对“涉及多个IEC特定技术委员会的信息安全和数据隐私顾问事务”及其他任务。

IEC合格评估委员会（CAB）已经成立第17工作组（WG），IECEE已成立政策和策略（PSC）WG，两者都针对网络安全。

根据全球专业服务网络Deloitte近期报告，“随着潜在破坏范围从攻击个人隐私扩展到公共系统的整体瘫痪，一个易遭受攻击的单个设备可能将整个生态系统暴露在攻击范围”内。

涉及许多TC

更多针对所有智能电网和智慧城市建筑模块的国际标准正由多个IEC 技术委员会及其分技术委员会制定，以促进定制化解决方案发展。

除去这些，考虑到未来智慧城市的重要性，SMB已经设立智慧城市的第1系统评估组（SEG）。评估组目前正与不同组织合作制定参考架构和标准化路线图，并探究IEC内外的联系。这包括ISO/IEC JTC1、ISO、ITU-T（国际电信联盟电信标准化部门）及其他组织。

SEG 1中有180多名活跃专家，其下设8个工作组（研究关于城市服务持续性、城镇规划和模拟系统、城市设施管理、用例、智慧城市评估、智慧城市标准制定）及3个任务组。SEG 1今年年末将转为系统委员会（SyC）。

除这些工作，IEC市场战略局（MSB）召集领导国际公司的首席技术官员负责智慧城市白皮书《协调可持续智慧城市基础设施》的编写。

多个IEC TC、IEC SEG 1和其他组织的工作均推动智慧城市发展。

（转载请注明文章来自IEC e-tech。）