想象一下，在不久的將來，你的城市會是怎樣?

在那里，交通方式豐富多樣、舒適環保。安全的自行車道遍布各地;“打車難”不再是問題，因為有大量低排放且便宜的“無人出租車”。開車的人更少了，城市中有了更多的公園和開闊地，空氣質量極佳。

在你的城市里，生活是愉快、健康、可持續的。你的城市是一個智能的城市。

智能城市，就像智能家庭一樣，是建立在“物聯網”的基礎上的。在智能家庭中，所有物品都連接在物聯網中，它們通過收集、儲存和分享用戶信息來提高環境的效率。而在智能城市中，物聯網擴展到了家庭以外，整個城市的自動設備全都在線。這些設備的信息匯集在一起就是大量的市政數據，智能城市利用這些大數據來了解它的居民，以便于提高城市的效率。

智能城市的根本是互相連接的社交網絡和系統。有了這些網絡和系統，研究員們就可以把大數據應用在城市規劃中。美國麻省理工學院(MIT)的數據、系統和社會研究所(IDSS)正著手于用大數據解決社會問題。其成員 Sarah Williams 就是一個使用數據做決策的城市設計師。

“當大多數人都能理解數據的時候，社會變革就可以開始了。”Williams 說，“數據改變了我們看待世界的方式，它向我們展示了過往政策的結果，同時為未來的新策略提供了重要信息。”

Williams 的興趣是研究 IDSS 對城市系統的影響力，而她的一些同事們則在為未來城市發明新科技，比如無人車和智能電表。這些技術將有效地提高城市的生活水平，解決現有的社會難題。

智能的城市交通

交通是城市生活最大的問題之一，也是智能城市中最需要創新的領域。近期火熱的概念是無人車，IDSS 航空與航天工程組的成員 Emilio Frazzoli 在無人車的創新上就有不小的進展。

去年秋天，Frazzoli 和其他教授們組建團隊，參加了新加坡 – MIT 共同舉辦的無人車試點測試。他們的團隊帶來了“無人高爾夫車”。在為期六天的公開展示中，參觀者們可以在大花園內的任意地點從網上召喚“無人高爾夫車”，并乘坐它前往預先設置好的目的地。這些小號的汽車以最高每小時15英里的速度穿梭在公園中，靈活自如地躲避行人和騎行者。

Frazzoli的團隊在新加坡展示了“無人高爾夫車”

Frazzoli 正在研究什么樣的技術可以讓無人車正式上路。“如果能更廣泛地使用，無人車將改變我們對個人出行的看法，尤其是在城市中。”Frazzoli 說，“無人出租車可以自主接客、載客、尋找停車場、或接待下一個客戶。這會使得公共交通像私家車一樣便利。”

Frazzoli 對無人車技術的另一貢獻是他和 MIT 教授 Carlo Ratti 一起發明的數學模型。這個模型計劃讓十字路口變成自動的、“空位制”的。這些自動化的十字路口將不再需要信號燈，因為無人車會通過物聯網交流，確保每一輛車恰好在它所屬的時間空位進入十字路口。這樣就可以減少不必要的剎車和等待，加快交通效率。Frazzoli 的模型展現了一種可能的未來，一個沒有信號燈的城市。只不過，如果想要實現這一未來，在其他領域還需要有新的創新，比如如何讓行人和騎行者安全地通過自動化的十字路口。

智慧的行為選擇

智能城市最聰明的一點，不是機械和系統上的進步，而是幫助居民們學習如何保護資源，尤其是他們自己的金錢。研究者使用大數據建立激勵措施，鼓勵人們依照更高效的模型做出選擇，比如錯峰出行。

IDSS 成員 Jessika Trancik 與公共環境工程教授 Moshe Ben-Akiva 共同探究如何幫助改變人們的交通行為。他們二人和其他幾個小組一起，開發了“最佳出行系統”，系統會獎勵那些做出理想行為的用戶。在生活的其他方面，最優化的行為總能帶來最好的回報，而在交通上人們還沒有注意到這一點。

Trancik 說：“人們依據個人偏好和交通信息來做決策。獲得信息的多少對人們的判斷有著很大的影響。”有了準確的實時信息和反饋，用戶可以更有效地行動。

在智能城市中，每一個行為和選擇都被測量成數據，以便于城市規劃者和工程師們分析。“這就是為什么模型很重要。通過模型我們可以把最重要的信息匯聚到一起。展現給用戶的，是有關交通的所有可能的選擇。”Trancik 說。

這種個人對于數據的快速反應，不僅僅可以應用于交通上，更重要的是在能源市場上。

智能的能源系統

對于消費者來說，想要在能源市場中做出正確的、基于實情的判斷，是最難也是最重要的。這是因為能源市場通常是“封閉”的——需求不隨價格的波動而改變。雖然能源市場的價格變化非常頻繁，但由于大部分消費者無法獲得實時的資訊，根本來不及對市場做出反應。所以，消費者們通常怎么方便怎么做，而不是按照價格來選擇，能源公司因而可以按照消費者的需求隨意定價。

當消費者有了實時的價格信息后，比如使用了智能電表，他們的需求就可隨價格改變。這種反饋行為對現有的市場是有一定“破壞性的”。IDSS 主任 Munther Dahleh 研究發現，有了實時信息后，需求的波動會非常頻繁而劇烈。如果供給側沒有做好準備，跟不上需求的波動，就會非常危險。

智能電網會通過測量消費需求減少壓力

Dahleh 和他的同事們正在用“控制理論”研究這種供給和需求的聯系。“控制理論”是工程與數學中，研究系統如何因反饋而自我改變的一個分支。他們嘗試建立一個反饋圈，使得消費者可以隨著價格的波動做出反應，但同時確保需求的波動不是太過劇烈。解決這一問題會讓能源策略更加高效，并讓電網系統更智能。Dahleh 說，“智能電網會通過測量消費需求減少壓力。為了實現這一可能，我們在設計激勵模型和策略，通過價格和信息來指引消費者們做出合理的選擇。”

展望未來

在不久的將來，智能城市會由彼此相連的新科技組成，比如智能電網和反饋圈。它們將幫助人們做出知情的、高效的選擇。與此同時，復雜網絡中的數據則會讓研究員們進一步改善這些系統，使人們的生活更加高效。

智能城市的愿景也包含了一些問題，如網絡安全和信息隱私，但是智能城市將極大地提高人們的生活質量。IDSS 的研究者們所做的貢獻，在未來可能會讓耗能嚴重的巨型城市變成“智能的巨型城市”，以高效的網絡取代阻塞的系統，帶給人們可持續的城市生活和更美好的未來。