未来智慧城市发展研究

摘 要：未来智慧城市是对现阶段城市管理体系和运行体制的变革，这个变革对于人类文明的进步起着至关重要的作用。因此，对未来城市发展的研究显得尤为重要。从智慧物流、智慧农业、智慧教育、智慧交通和智慧工程五个方面对未来智慧城市的发展进行探讨，希望未来的城市生活能更加便捷、舒适。

关键词：未来城市；智慧城市；城市发展

未来社会究竟会如何发展？人们从未停止过对此问题的思考。其实，未来城市无论怎样发展，科技一定是持续飞速更新的，并不断影响着人们的生活。近些年，互联网和人工智能技术的发展日新月异，也正是这些技术更新使人们的生活发生了很大的变化。那这些变化是否会持续到未来社会之中呢？我们期待的未来生活究竟是充斥着高科技、智能化，还是回归自然，过着“采菊东篱下，悠然见南山”的生活呢？这都是值得大家深思的问题。对于未来城市的研究不仅仅是简单地探讨人们未来的生活方式，更多的是要解决现阶段城市存在的一些问题，在发展中推动人类文明的进步。本文将从物流、教育、农业、交通和工程五个方面对未来城市发展进行研究，这是因为其与人们的生活息息相关。

一、智慧物流

目前，我国物流业的发展十分迅速，如顺丰、邮政、中通、京东、圆通等。其中，顺丰速运以其发货、送货速度快占据了不少的物流市场。而京东快递是与京东商城相结合，率先采用了无人化物流分拣技术，获得了大众的认可。在智能制造环境下，打造智慧、高效的供应链，是制造企业在市场竞争中获得优势的关键。国务院办公厅《关于积极推进供应链创新与应用的指导意见》明确指出，到2020年形成一批适合我国国情的供应链发展新技术和新模式，基本形成覆盖我国重点产业的智慧供应链体系。

从技术上讲，智慧物流是指云计算、物联网以及互联网相互融合的发展技术，包括感知层、网络层和应用层三个层面。感知层包括智慧物流系统对于货物的感知，主要作用是识别物体、采集信息，运用多种感知技术，包括条码自动识别系统、GPS移动感知系统、传感器感知技术、红外感知技术和语音感知技术[1]。网络层主要包括互联网、电信网和广播电视网，通过这种技术将感知层的相关信息与应用层相连。应用层是指智慧物流系统与用户的接口，也是较为重要的一环。智慧物流最终的方向是具有较强的实践应用功效，并与行业需求相结合。现阶段，人工智能技术也被应用到智慧物流中，主要进行数据分析和决策、自动化和智能调度等[2]。

未来，智慧物流依然会沿用入库、存取、拣选、包装、出库、调拨、转站、分拣再派送这样一个基本流程，但是每一步的流程又会不断地被细化。在自动仓储上，物流件直接通过流水线，自动识码，按照不同的分配区域自动拣选并包装。在拣选过程中，将需要配送的物品按类别划分好，出库时可直接按照类别分拣装车出库，转站时同样进行流水线的自动识别，无需人工录入，转站后再进行物流件的分拣，最后到达派送地点，可实现更加快捷的配送。目前在最后一个环节的配送中，如果遇到快递配送高峰期，往往会出现排队等待的现象，那这个时候应该采用错峰分时段配送，或者由用户在手机移动端或者电脑客户端进行预约，预约后即可享受机器人配送到家的服务。

二、智慧农业

人类文明的发展和进步离不开农业的发展。为了解决全球人民的粮食问题，袁隆平院士生前始终奋战在科研一线。目前，我国的农业生产虽然实现了与机械的结合，但是机械化水平并不高，还停留在大量使用人力进行播种劳作的阶段。在未来，将大规模实现利用现代化播种技术，科学配方，高效种植，并且垂直农业的发展会逐渐渗透到我们的生活当中。

近几年，垂直农场在世界各地相继建立，尤其是在东南亚地区。相比于传统农业，垂直农业可以以更低的资源消耗获得更高的产量。垂直农场最早由美国哥伦比亚大学教授迪克逊·德斯帕米尔提出，是一种定位在城市中可持续发展的创新型绿色农业模式，与之对应的农业技术被称为垂直技术，也就是以“立体农业”代替传统的“平面农业”，在减少种植面积的同时，单位面积的产量较传统农业更高。垂直农业无需利用土壤和耕地进行种植，而是采用人工配置的营养液，以及聚氨酯海绵、可生物降解的泥煤苔等替代材料。此外，垂直农业还可通过自动循环系统回收利用生产中的淡水，极大地减少淡水的使用[3]。

目前，日本的农业系统在施肥和灌溉控制等领域表现卓越[4]。我国也应该将现代科学技术与农业相结合，发展科技农业，将智能温控、智能灌溉、智能监测、智能播种系统积极引入农业系统中。

农业是一个国家的根基性产业，粮食安全更是社会关注的热点问题。由此，我们可以预见未来垂直农业将成为商品住宅的配套产品，在有限的空间内，利用垂直农业节省空间，利用科技赋能将有限的资源充分发挥出来。

三、智慧教育

教育事业对于一个国家的发展来说至关重要。现代教育模式以面授或网络授课为主，这种教师讲授、学生听课的学习模式中，理论实践较少，使得学生的主观能动性不能充分地发挥出来，而且智能AI技术在教学中的应用也不够广泛。

国家标准《智慧校园总体框架》给出了智慧校园的整体框架，明确智慧校园是要达到“智能感知，数据交换”的要求。第一，未来教育要能适应国家“互联网+”、大数据、新一代人工智能发展的大趋势，建立一系列的未来教室、机器人实验室、人工智能教室、数字化实验室，并配备功能模拟卫星、3D打印机等硬件配套设施[5]。第二，实现多样化的教育途径，建立科教基地，并与学校建立合作关系，带领学生进行实地学习演练，从而实现教育的升级。第三，未来教育要实现教育到家，学生在家即可享受到优质教育，教师也可随时与学生互动。这并非简单的网络授课，而是为了改善网络授课的弊端，使线上上课更加接近线下上课实景模式。第四，未来教育要采用企业与高校相结合的发展模式，解决现阶段高校学生学习内容与实际工作脱节的情况。企业可结合自身实际需求，主动到高校申请开设相关课程；高校也可主动与企业联系，结合企业的实际需求，开设相关课程，多带学生到工作一线去实践，培养企业需要的人才，实现教育共赢。同时，高校可以建立共享资源室，培养一专多能的综合型人才，培养德智体美劳全面发展的复合型人才，培养思维能力强的创新型人才。

也就是说，未来的智慧教育一定是理论联系实际，有非单一的不同学习场景的教学任务，并且能将现代化技术应用到极致，充分发挥学生的主观能动性，帮助学生精准匹配教育资源，充分做到因材施教，对学生进行个性化教学设计，开阔学生的视野，增加创新课程，结合先进技术对课程内容、课程体系以及授课形式进行实质性的改革。未来的智慧教育能够更好地促进教育公平，缩短城乡教育差距，减少教育不合理现象，为国家培育更多合格的社会主义建设者和接班人。

四、智慧交通

交通出行是我们生活当中不可缺少的环节，其便利性更是对我们的生活有至关重要的影响。而智慧交通是一个复杂的智能系统，它不但要覆盖交通范围的全部区域，还要构建有利于交通发展的智能体系。

智慧交通主要体现在驾驶工具、城市交通网络系统、智能交通数据系统、出行用户系统等方面。首先，驾驶工具的智慧性主要体现在汽车、地铁、高铁、飞机等交通工具的先进性上，自动化无人驾驶汽车在马路上驰骋，地铁、高铁和飞机等公共交通的驾驶操作也更加便捷。其次，城市交通网络系统的架构会极大地便利群众的日常出行，减少拥堵现象，实时模拟路况，根据模拟路况进行道路行驶规划，并能够实时监测汽车尾气中大气污染物的排放量，以此来减轻交通拥堵压力和环境污染的压力。再次，智能交通数据系统能够进行数据统计分析，包括居民的出行信息、物流运输信息以及交通事故高发地、道路拥堵时间和拥堵地段等数据，采用科学的分析方法，改进现阶段存在的问题。但技术发展的同时，更需要保障的是数据信息的安全性，需采用一系列的加密方式，使数据信息能够充分地服务于社会，避免数据信息的泄露。最后，对于出行用户体验来说，充分利用5G技术高可靠、低时延的特点，能够助力车路协同多目标优化及自动驾驶技术的发展。在5G环境下，通信可靠性可以达到99.99％，即使用户在车中娱乐，也不会影响车辆间通信的及时性、稳定性[6]。

五、智慧工程

智慧工程所涉及的领域是十分宽泛的，包括生物工程、医药工程、建设工程等，这里从开发方、使用方和中间方三个角度详细探讨关于建设工程的智慧化发展。

工程智慧化与信息化技术的发展和应用息息相关，围绕智慧工程项目的应用，以透彻感知、全面互联、深度挖掘、智能应用为主线，强化物联网、大数据、BIM+GIS、云计算、移动互联、人工智能等新一代信息技术与工程建设、管理业务的深度融合，构建工程施工体系、运行管理体系的基础大平台[7]。

从开发单位的角度来说，工程智能化建设在现有基础上需要加入可视化的相关内容，使得项目在未开工以前就能够做好项目风险预估，优化项目设计，调整项目结构，以减少工程变更等事件的发生，同时控制项目投资，使项目效益最大化。

从使用方的角度来说，智能家居的设计尤为重要，包含声控、键控、光控等的家居互联或办公设施互联，如照明灯、空调、加湿器、热水器、冰箱、窗帘、窗户、各种阀门、智能门锁、监控等的统一管理和控制，实现这些智能设备之间的信息交互、信息共享，为人们营造更加安全、舒适、健康的家居生活环境[8]。使用方可以远程操控家中所有设备，使家与生活更好地融合在一起。

中间方是指介于开发方和使用方之间的施工方。施工单位智慧工地的建设成为建筑工程发展的主流趋势，主要包括人员、施工技术、管理方式的智慧互联。人员的管控主要体现在遵循信息化管理、人性化管理和便捷性管理相结合的原则，而智慧工程最重要的是利用现代化技术为管理提供人性化的支撑。结合安全帽识别和人脸识别技术，对进出施工安全通道的人员自动开展进出人员归属单位、归属工作区域的双重认证，对于非本区域的闯入人员进行语音警告[9]，以此来为施工安全提供更好的保障。在信息化管理方面，利用可视化技术指导施工，在施工开始以前，先利用BIM技术对施工现场的相关情况做合理的预估并及时进行调整，以免出现工程施工开始后再大批量修改施工图纸的情况，进一步加强对工程造价、进度的把控。此外，还可以通过对施工环境和施工人员进行传感监测，实现对施工安全的管理。施工环境方面，可通过物体移动位置感应、温感、湿感等来感应施工点位环境的变化。当环境发生变化时，可发出警报，提醒工人注意检查施工环境是否存在安全隐患。施工人员方面，未来可将工人的工作状态以脑电波的方式展现出来，通过监测脑电波，提示工人可能出现疲劳赶工的状态或可能出现安全隐患，发出警报后，相关工作人员会及时核查是否出现安全问题或存在安全隐患。更重要的是，将工地建设成可以自动控制监测工程质量的智慧工地，在施工的各个环节，由监测机器人逐一对不同的施工工序和施工过程进行监测，一旦出现误差，就及时上传到后台云端，由业主方、监理方、施工方和监管方共同进行质量管理，提升工程质量。

六、结语

未来的生活模式需要我们不断去探索，朝着更健康、更舒适、更合理的方向发展。而智慧城市的相关行业标准拟定实践也需要尽早提上议程，更加强调经济和社会的可持续性，在更低社会成本的前提下有节制地使用数据和技术，促进科技更好的发展，真正实现智慧城市在科技赋能下的可持续发展，使人们的生活更加美好。

参考文献：

[1]霍艳芳，王涵，齐二石.打造智慧物流与供应链，助力智能制造：《智慧物流与智慧供应链》导读[J].中国机械工程，2020（23）：2 891-2 897.

[2]高俊.人工智能技术在智慧物流的应用研究[J].物流科技，2024（16）：73-75，79.

[3]李追阳，诸佳風.“垂直农业”造就未来的城市“绿洲”[J].未来与发展，2020（10）：73-76.

[4]叶晓东，肖惠玲.智慧农业促进中国经济可持续发展的路径研究[J].智慧农业导刊，2024（18）：1-4.

[5]王爱芹，刘杰，卢文秀.建设未来学校实现一校配备全区共享[J].中国现代教育装备，2020（20）：12-13.

[6]赵鹏军，朱峻仪.智慧交通的发展现状及其所面临的挑战[J].当代建筑，2020（12）：44-46.

[7]代红波，刘涵.引调水工程智慧化建设探讨[J].云南水力发电，2020（8）：232-235.

[8]王斌.基于物联网的智能家居和智慧医疗应用[J].山西电子技术，2020（6）：46-47，51.

[9]戴风.高架桥工程中的智慧工地平台建设与应用[J].建筑施工，2020（9）：1 817-1 819.

作者简介：

赵敏，硕士，郑州城市职业学院助教。研究方向：工程造价、项目管理。