42、先进通信与计算技术在城市可持续发展中的应用与挑战

先进通信与计算技术在城市可持续发展中的应用与挑战

1 物联网与大数据的可靠性问题

物联网（IoT）和大数据（BD）在当今社会的应用日益广泛，但它们也面临着一些可靠性问题。在物联网中，由于使用了大量的传感器，这些传感器最终会磨损并需要更换。如果使用多个传感器来测量详细的城市空气污染模式，那么一些传感器给出错误读数可能不会产生太大影响。但如果仅使用少数甚至一个传感器来测量某个变量，任何传感器故障都将导致错误的值被采用。

大数据从社交媒体（如 Twitter）获取的数据也存在可靠性问题。社交媒体如今是广泛使用的大数据来源，全球 45%的人口都是活跃用户。虽然这些数据量巨大且及时，但主要问题是数据质量较差。

物联网和大数据已经在商业中得到广泛应用，并产生了经济效益。在零售业中，商品通过射频识别标签（RFID）进行标记，实现了销售的实时信息和库存自动补货。然而，对于城市的可持续发展而言，物联网和大数据是否能产生类似的经济效益仍存在疑问。一些研究人员怀疑大量的物联网传感器是否能带来整体的能源节约，尽管它们可能会带来局部的能源节约。毕竟，目前数十亿个正在使用的传感器需要能量将信息传输回处理单元。

2 智能电网面临的挑战

智能电网（SG）的采用有望提高老化电网的可靠性和弹性，同时实现可再生能源的整合和电力部门的脱碳。然而，美国的电力公司主要受内部目标（如降低成本和提高运营绩效）的驱动，而较少受外部因素（如客户需求或适应可再生能源的压力）的影响。

智能电网具有三个层次：客户接入网络、网络本身（包括智能设备和传感器）以及管理网络的决策者。安全是所有三个层次面临的主要挑战，网络攻击可能会对电网造成物理损坏。随着电网复杂性的增加，传感器故障