肇慶是幾線城市2021
今年6月，美國戰略與國際問題研究中心（CSIS）首次釋出《聯合智慧城市：可持續、對社會負責、安全》。
賽迪智庫網路安全研究所
對該報告進行了編譯，期望對我國有關部門有所幫助。
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報告認為，人口增長和快速城市化正在重塑全球網路，並推動發達經濟體以外對數字基礎設施的需求。發展高標準的智慧城市模式有助於振興美國基礎設施，縮小全球數字鴻溝，弘揚數字基礎設施的民主價值觀。報告審視了智慧城市模式的三大關鍵技術：光纜、人工智慧和量子技術，還提出要充分利用國內投資、加大能力建設力度、協調美國與盟國私營企業、協調盟國數字政策和主導標準制定等建議，以確立全球智慧城市的首選技術和標準。
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“智慧城市”既是全球經濟數字化轉型的焦點，也是美中兩國競爭日益激烈的領域。為了抵消中國在“智慧城市”的先發優勢，在2021年3月的《2030年全球網路》報告中，美國戰略與國際問題研究中心（CSIS）經濟計劃中的“重連亞洲專案”建議美國及其盟友推動高標準的智慧城市模式。本文檢視了《2030年全球網路》報告中提到的智慧城市模式的兩項基礎技術：光纜和人工智慧（AI），同時還研究了可能在智慧城市發展中發揮重要作用的第三種技術：量子技術。另外，為幫助美國及其盟友的政策制定者，本文還就如何促進最佳治理實踐以及確立全球智慧城市的首選技術和標準提供了建議。
一、引言：智慧城市的利害關係
人口增長和快速城市化正在重塑全球網路，將推動發達經濟體以外的數字基礎設施需求。到2030年，全世界每10個人中將有7個人居住在城市，且其中96%的城市化將發生在東亞、南亞和非洲的欠發達國家。這種趨勢將會加劇美中兩國在第三世界市場的商業競爭，各國政府必須決定採取哪種通訊和技術治理體系。這場競爭對於發展中世界至關重要，他們在互聯互通解決方案需求方面存在巨大缺口，而中國企業已然佔得先機。
本文中，“智慧城市”是一套城市技術體系，可以收集和分析感測器資料，制定以資料為導向的決策，並影響相關政策出臺。在人口稠密地區，更便宜的感測器、更快的網路以及物聯網（IoT）接入裝置的普及，可以為交通、汙染等長期存在的城市問題帶來創新型解決方案，這些技術共同構成了“智慧城市”的基石。
開發高標準的智慧城市模式，既有助於成功振興國內基礎設施，又可以消除全球數字鴻溝。高標準的智慧城市模式（見圖1）必須具備以下幾點：商業上可行、節能、對社會負責、安全且可互操作。
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圖1：智慧城市主題
然而，在運用新興技術實現發展目標的過程中還存在重大的非技術性障礙。許多城市都無法提供基本的服務和基礎設施，因此，願意從根本上改變城市的政策方針是採用全新數字系統的前提條件。中國已經在推進數字絲綢之路，在華為、海康威視等領軍企業的帶領下，在各個夥伴國建立並實施了完整的數字基礎設施系統。中國企業深入其他競爭對手忽視的市場，以更低的成本提供產品，從而不斷擴大市場份額。在整個非洲，僅華為一家就提供了大約70%的第四代（4G）電信網路。
中國企業透過提供具有吸引力的硬體基礎設施和軟體服務組合，在智慧城市技術出口方面取得了先發優勢。華為等企業可以提供一個全面的智慧城市體系，即以“安全城市”為品牌，承諾減少犯罪並提高經濟效率。對隱私保護和資料安全較為重視的國家，比如美國、英國和日本，也購買並安裝了中國智慧城市套餐的部分產品。據估計，全世界半數的智慧城市都位於中國。中國已將智慧城市提升到了國家戰略層面，並將其發展視為中國未來經濟與城市發展規劃的支柱。藉助本國智慧城市的發展，中國開展了數百個試點專案，透過反覆試驗和改進，培育了環環相扣的技術生態系統。數字絲綢之路已經成為中國智慧城市出口的國際渠道。
二、三大關鍵技術
智慧城市將建立在由多種新興技術構成的大型動態生態系統之上，其中光纖和人工智慧是廣義上智慧城市技術的重要組成部分。作為其他多項應用的支柱，美國在確保光纖網路開放和可互操作、支援競爭市場和“即插即用”模式方面有著巨大的商業利益。而在人工智慧方面，隨著自動化系統在城市基礎設施中的應用，美國及其主要合作伙伴必須界定並實施以價值觀為導向的方法。
（一）光纜
光纜是集結成束的玻璃絲，可透過操縱光粒子遠距離傳輸訊號形式的資料。光纜屬於關鍵基礎設施，可以埋入地下、浸在水中、架在手機訊號塔上，用以連線資料中心、企業、家庭和國家。這些大型光纜網路構成了網際網路、資訊通訊技術和智慧城市技術的骨幹，提供了資料流動的“管道”，並在投放寬頻和 5G網路方面發揮著關鍵作用。
與依靠電子訊號運作的傳統系統（比如銅線）相比，光纖所使用的光子技術具有關鍵優勢。光的移動速度極快，使得光纖能夠以每秒超過178太位元的速度傳輸資料，比美國家庭的平均網速快一百萬倍。光纜還擁有更低的延遲，以及更少的資訊丟失，比銅線的能效高出85%。
1、寬頻光纖
光纜最具影響力的功能是提供寬頻服務。網際網路投放經歷了若干個演進步驟，光纜取代了“電纜”網際網路，如同“電纜”當年取代了數字使用者線路（DSL）和撥號上網。儘管光纖有許多優點，但前期建設卻需要大量投資。光纜的鋪設成本可能高得令人咋舌，尤其是在不規則拓撲和終端使用者密度較低的地區，比如鄉村環境。美國交通部估計，部署光纜的平均成本約為每英里2。7萬美元，其中90%花費在路面挖掘和埋設環節，而不是光纜本身的建造成本。尤其是安裝“最後一英里”光纖和寬頻傳輸的成本過於高昂，對鄉村和更廣泛的區域接入寬頻網路構成了挑戰。而這一挑戰對於未來物聯網服務的擴充套件和“智慧區域”的建立至關重要。
但即使在城市環境中，寬頻的廣泛採用也並不能僅僅依靠光纜，還需要取決於使用者是否有能力購買網際網路服務和上網所需的硬體，以及是否具備上網所需的技術素養。例如，在中非共和國，一個月的網際網路接入費用可能是該國人均年收入的1。5倍以上。
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圖2：消除數字鴻溝
2、光纖感測技術
智慧城市的一項基本功能是收集資料，以供分析並幫助做出實時決策，其中感測器是資訊收集工作的關鍵。光纖感測技術（FOS）可以使用光纜本身作為感測元件，利用光子沿光纖傳播的物理特性來檢測溫度、壓力、位移和其他引數的變化，實時、連續地監測周圍環境。只需將詢問器（人工智慧資料收集終端）插入光纖，就可以將一條光纜轉換為成千上萬的感測器。
光纖感測技術可用於多種智慧城市應用，包括基礎設施和交通監控、環境測量以及醫療保健應用等。該項技術還被石油和天然氣行業廣泛採用，其中光纖被用來監測管道沿線的壓力和溫度，以進行預防性洩漏檢測和管道流速測量，而感測器可以實時通知維修人員，無需等待檢修車排查，從而最大限度地減少維修成本和對環境的破壞。
3、光纖是智慧城市技術的支柱
光纖擁有頻寬潛力近乎無限、抗電磁干擾、低延遲等諸多優勢，對於發揮5G和更廣泛的智慧城市整合的優勢至關重要。隨著寬頻和光纖服務需求的不斷增長，光纜網路將在城域範圍內擴充套件。專用光纖被應用在不同領域，透過改變光纜內部玻璃絲的形狀和數量來最佳化效能。這些光纜在建造時需要考慮到互操作性，以支援光訊號、電子訊號以及不同型別光學裝置之間的轉換。保證不同供應商製造的光纜及其聯結器之間的互操作性，對於支援當前和未來智慧城市技術的“即插即用”模式是必要的。確保網路的互操作性還能降低對單一供應商的依賴，避免拆除和更換光纜所帶來的高額成本。
（二）人工智慧
廣義上講，人工智慧是一組演算法或自動規則，通常能夠實時處理資訊，以做出決策和實施行動。光纜連線著城市的端點，量子技術將推動依託於光纖網路的服務和應用，而人工智慧將影響資料透過城市基礎設施的流速和形式。人工智慧模型可幫助決定收集哪些資料，以及如何對這些資料進行儲存、組織、處理、轉換和治理。隨著城市資料體量和質量的增長，人工智慧將協助對收集到的資訊進行分類、處理和操作，以幫助市政決策者實現政策目標。
1、人工智慧應用
人工智慧能夠收集並轉換大量資料，因此適用於應對分配資源、減少損失和提高流程效率等最佳化問題，還可用於推進更廣泛的政策目標。利用人工智慧增強其他技術，來最佳化能源和交通管理，將進一步推動實現氣候和安全目標。在能源方面，除了協調能源流量，人工智慧還可以用來最佳化發電量和預測電力負荷，從而對整個能源網進行更精確的預測。在交通方面，人工智慧與感測器及其他智慧城市技術相結合，可根據實時資料來協調交通流量，從而減少擁堵，提高安全性和流動性。
過去，全世界的地方政府都很難有效處置人工智慧實施、隱私保護和公民權之間的權衡取捨。例如，使用審前演算法作為風險評估工具，根據過往定罪和行為，幫助法官確定被告逃庭的可能性，可以使得美國一些州免除保釋金這一明顯不利於貧困地區的制度。
2、倫理挑戰
在構建和執行人工智慧系統時考慮到倫理問題，以降低在智慧城市中實施人工智慧時的危害和風險。
人工智慧模型中的偏差：人工智慧模型存在由程式設計和訓練方式產生的偏差。在個人層面，若想控制人工智慧決策和預測中的偏差，需要關注模型的設計和訓練方式，以及解釋和運用人工智慧所收集的資料和見解，進而避免人為偏差。除個人層面外，系統性偏差還來自於制度設計中對於特定群體或想法的固有限制，將人工智慧置於存在系統性偏差的環境中，會強化結果的偏差。
3、城市中的人工智慧治理
在嘗試應對智慧城市人工智慧的倫理問題和治理挑戰時，應將人工智慧整合到城市服務中，同時考慮到共同的民主價值觀，需要更深入地瞭解其使用背景，並重新調整政策，而不是過於倚重技術型解決方案。如日本等國家採取了“軟法律”的人工智慧監管辦法，軟法律指的是非強制性、但卻可以指導某些技術使用的實質性標準和成熟做法，旨在滿足監管的靈活性。即使對最積極的監管機構而言，人工智慧技術的發展也遠遠超出了其認知，而保留軟法律的辦法可以防止非必要的限制和過時的監管阻礙進步或成效。
為保護隱私並阻止人工智慧對公民權的潛在侵犯，舊金山禁止在市政部門使用面部識別，但其市政官員和主要監察機構卻力主擴大例外情況，以允許有限地使用該項技術來打擊犯罪。當今售出的許多智慧城市面部識別技術都存在嚴重的準確性和偏差問題，而採取更細化的方法將允許其在控制負面影響的同時進行有效使用。
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