融合ICT與運算科技　智慧城市激發創新應用商機

智慧城市的發展起源於國際商業機器(IBM)所提出的智慧星球(Smart Planet)概念，其後延伸出相當多不同的定義與名稱，包括資訊城市(Information City)、數位城市(Digital City)及無所不在的城市(Ubiquitous City)等。

資訊城市概念是以科技的角度為出發點，配合資訊與通訊科技(ICT)產業的驅動，提供創新的線上服務。而數位城市強調「連結社群」的概念，結合寬頻通訊建設與相關運算技術，提供個人、社群、企業與政府相關的創新服務。

無所不在的城市概念源自於南韓政府的U-City計畫，其透過布建在感應器(Sensor)上的無線傳輸技術，讓感測器上所蒐集的資訊可以超越時間及空間的限制，在城市間無所不在的流傳。而透過資訊的傳送及背後運算機制的開發，提供包含能源、環境的監控等各種相關服務，藉此提升城市競爭力及市民的生活品質。

智慧城市揉合上述各種元素，透過資通訊科技與智慧運算科技(Smart Computing Technology)，結合相關硬體建設，串聯人與物、物與物之間的萬物連網絡，傳遞城市治理的各項訊息，提供更具智慧且有效率的相關服務，其範疇包含城市管理、教育、醫療、公共安全、建築、交通及能源等。

智慧城市新興產業興起智慧能源/交通發展看好

為推動智慧城市發展，許多國際組織及研究單位紛紛針對智慧城市提出相關的評量方式，提供各城市設計智慧城市架構的依據。

其中較具知名的國際智慧城市評比單位如國際智慧城市論壇(Intelligent Community Forum, ICF)，以寬頻建設的普及率、知識競爭力、創新力、數位化建設的滲透率及市場行銷力五個面向為基準，透過較為質化的方式評估智慧城市潛力；而全球行動通訊系統協會(GSMA)則是透過行動網路建設、智慧行動服務、智慧行動市民及對企業、經濟及行動族群之影響四個面向，以量化加上部分質化的方式，評估各智慧城市的準備度。

從全球智慧城市的發展趨勢，可將智慧城市分為以下九個面向，如表1所示。其中前六項描述的是智慧城市發展構面，同時也是各國智慧城市發展重點；其中智慧建設與智慧科技分別著重的是硬體與軟體方面之配合，以輔助智慧城市的順暢運作；而智慧市民則是驅動智慧城市發展的必要條件，「科技始終來自於人性」為此下了最好的註解。

智慧城市各項新興產業蓬勃發展，預估至2020年將創造出達1.5兆美元的市場價值，根據市場比例排序分別為，智慧政府/智慧教育20.93%、智慧能源16.65%、智慧醫療15.26%、智慧安全14.11%、智慧建設13.75%、智慧建築10.21%及智慧交通9.09%。而預測2012～2020年複合成長率以智慧能源最高(19.6%)，如圖1所示。

圖1　2020年全球智慧城市市場規模及2012～2020年複合成長率預測

世界各國對環境議題日益重視並致力於透過智慧電表、智慧電網、電動車及交通管理系統的配合，減低碳排放量，達到友善環境的目的。這某種程度上也促成智慧能源(19.6%)與智慧交通(14.8%)的高度成長。

智慧城市建設面臨四大挑戰

現代城市快速發展，且城市人口不斷增加，為城市的基礎設施、資源利用和配置，以及城市的永續營運、管理效率和產業發展等帶來壓力和挑戰。智慧城市建設所面臨的問題主要歸納為以下四點。

治理挑戰

智慧城市建設的規畫、制訂與推展，牽涉眾多利益關係人(Stakeholders)，包括地方政府、公民團體、民營企業、研究機構及學術單位等，要廣納這些意見並不容易。

然而，初步看全球試行的智慧城市似乎沒有與其他重要的利益相關人接洽，如零售通路、金融機構和相關投資者等。如果沒有這些關鍵利益關係人的參與，可能會導致智慧城市規畫上沒有獲得充分的支持和投資。

財務挑戰

為了吸引來自民營企業的投資，必須清楚傳達預期可能帶來的效益與價值。例如，因為提高城市運作效率，或發展新服務而增加城市收入來源，進而確保合作之民營企業能取得足夠的投資報酬。

因此，智慧城市規畫須提供投資者詳細的成本效益分析，並且傳達智慧城市的投資價值。

營運模式挑戰

智慧城市的發展是一個永無止境的過程，因此需要一個永續經營的營運模式，這是一個關鍵性的挑戰。因此，必須透過先期小規模試營運與驗證，逐步擴大實施的規模和範圍，最後確立最佳的發展模式與因應方案。

技術挑戰

‧	寬頻通訊
	高密度且無處不在的有線，如Cable、xDSL、FTTx，以及無線如LTE、無線區域網路(Wi-Fi)及全球微波存取互通介面(WiMAX)寬頻通訊，是智慧城市ICT基礎設施的重要組成元件。其中隱含較高的投資成本，尤其是要能部署在人口密度低的偏遠地區。
‧	物聯網
	物聯網是實踐智慧城市的重要基礎，但是目前IP網路還沒有升級至符合物聯網複雜的環境架構，在缺乏相關技術和知識內涵下，將妨礙產業打造智慧城市解決方案的進度。加上安全性的問題增加使用者的疑慮，都將阻礙智慧城市應用服務的推行。
‧	雲端運算與巨量分析
	雲端運算技術的應用，能提供變革性的服務而創造新的營收，但是其本身存在安全性、管理、隱私以及互通性等問題。透過巨量分析技術，可以大量蒐集、分析及轉化各種管道的資訊，以提高任務執行效率和做為決策參考依據，且須投資新技術的研發，才能進行有效的數據蒐集、共享和分析，並解決個人隱私和安全問題。

智慧城市風潮蔓延歐洲

為了解決城市治理上的各種問題，先進國家無不積極建構永續發展與綠色環保的智慧城市，以期能優化居住環境、改善生活品質，進而帶動城市經濟與相關產業的快速發展。阿姆斯特丹與哥本哈根是全球智慧城市發展相當成功的例子。

未來將會出現更多深具地方特色的智慧城市，且隨著智慧城市的硬體基礎建設逐步推動，所刺激出的服務平台及軟體支援也是另一波市場商機。

荷蘭阿姆斯特丹

阿姆斯特丹是歐洲重要的金融文化中心與重要港口，隨著貿易高度發展，造成能源短缺、空氣汙染與噪音等環保問題。因此，阿姆斯特丹於2009年提出「智慧城市計畫(Amsterdam Smart City, ASC)」，以永續生活、永續移動、永續公共空間及永續工做為四大目標，落實發展永續的智慧城市。

其中推動重點包含智慧電網、電動車、電動船及環境感測器等，而相關的應用服務皆以ICT作為基礎，並以電力與交通管理為主要的改善方向。在永續生活規畫上，透過4.2億歐元的投資，預計至2016年將傳統的電力系統汰換成智慧電網及智慧電表，可節省約一半的電力消耗。

荷蘭政府更計畫在2025年將阿姆斯特丹的二氧化碳排放量，降低到1990年的40%。

丹麥哥本哈根

哥本哈根市政府推動「智慧城市行動計畫(Mobility Project)」，目標是成為低碳、環保的綠色首都。政府鼓勵民眾以自行車代步，透過改善道路、交通號誌等安全設施，已提升城市自行車人數達50%，目前還規畫建設自行車專屬高速公路。

阿姆斯特丹與哥本哈根也因此被譽為歐洲兩大「單車首都」。 此外，丹麥首都哥本哈根獲得2014年的歐洲綠色首都獎，準備逐步實施其低碳方案，期望到2025年成為世界第一個碳中和城市，並將發展重點聚焦於發電系統。

創新應用貼近生活面　智慧城市效益加乘

智慧城市建設雖有政府相關計畫與產業積極投入，卻往往受制於通訊網路傳輸與營運模式限制，導致許多應用服務無法維持好的品質水準，形成叫好不叫座與無法永續經營的局面，扼殺新加值應用服務萌芽的機會。

台灣於2013年底發放4G執照後，已有六家業者於2014年5月後陸續開台，不到半年時間，4G用戶數已突破150萬。此現象另一層面的意義在於，4G營運商快速布建的行動寬頻網路建設，有機會成為智慧城市應用服務質變與進化的催化劑。

值此關鍵階段，充足的4G行動寬頻網路環境有機會承載與刺激更多豐富的創新應用服務，從國外4G營運商推動應用服務的脈絡來看，約可看出朝向育樂、金流、運輸、物流、安全與健康等應用服務發展的趨勢，這些應用服務也對應到一般市民在食衣住行育樂各樣的生活經驗，優質的4G應用服務能夠引領都會城市、鄉市鎮，甚是偏鄉離島地區的市民，體會智慧化的便利生活。

智慧城市是萬物聯網的感知環境，運用科技帶來的便利，能夠改變生活型態，讓民眾直接感受到智慧城市帶來的好處。例如台灣已有部分城鎮推出智慧垃圾車，即時告知民眾垃圾車的位置，讓民眾不須枯等，此外U-Bike提供的便利，也是台灣推動智慧城市引以為傲的另一創新應用。

這些應用的共通點，不見得需要多複雜或先進前瞻的技術，反倒是以生活實用為主的軟硬整合能量展現。台灣資通訊產業長期以來以硬體製造思維為主，面臨即將到來的智慧城市應用產業衝擊，應視為產業升級的契機，而非發展瓶頸，因為台灣擁有全世界硬體製造能力最好的廠商；此外，台灣的城市分布與民眾對科技的接受度，更是測試智慧城是最好的場域。

面對產業發展的關鍵時刻，政府應以各種智慧應用為垂直產業，協助中小企業發展系統整合能力，並帶動各應用產業鏈，改變以往採大資本、大產業為主的傳統產業發展思維，培養更多新興潛力產業。協助這些產業在台設立長期展示驗證場域，也建立完整的各類智慧城市應用產業鏈。

(本文作者李岳樺、蘇明勇任職於工研院產經中心，黃俊瑋任職於工研院資通所)