文/姬晴晴 工信部電子科學技術(shù)情報研究所 本刊編輯整理/楊立平

霍布斯：未來智能城市試驗基地

文/姬晴晴 工信部電子科學技術(shù)情報研究所 本刊編輯整理/楊立平

霍布斯市創(chuàng)新、技術(shù)和測試中心

位于新墨西哥州東南部利郡的霍布斯市（Hobbs City），占地近40km2的“創(chuàng)新、技術(shù)和測試中心”是美國第一座未來智能城市。測試中心由美國飛馬控股公司投資10多億美元興建，以南卡羅琳娜州的一座真實城市為模型，城內(nèi)擁有高速公路、住房、商業(yè)建筑等人類生活必需的各種基礎(chǔ)設施。雖然住房中家具、水電等設施齊全，但卻無人居住，是一座專供企業(yè)和研究機構(gòu)測試智慧城市新技術(shù)的智慧城市試驗場。

飛馬控股是一個私營國際科技發(fā)展公司，意欲將測試中心打造為世界上最大的測試評估中心，從而突破目前存在于三大主要領(lǐng)域的研究壁壘：聯(lián)邦政府資助的研究成果商業(yè)化成果慘淡；由于規(guī)模、范圍和監(jiān)管的限制，新產(chǎn)品或新服務在真實世界傳統(tǒng)環(huán)境中的過渡測試幾乎不可能；小企業(yè)和創(chuàng)新者由于成本等影響因素，幾乎被完全鎖定在了聯(lián)邦和私營測試和評估設施之外。

雖然知識產(chǎn)權(quán)商業(yè)化是無數(shù)的政府和私人實驗室的目標和使命，但是這些致力于此項使命的人們卻都飽受現(xiàn)行法律、金融和文化上的阻隔，使得商業(yè)化的過程變得極為緩慢低效。測試中心在設計之初，就開始致力于打破這些技術(shù)轉(zhuǎn)化的壁壘，盡可能地尋求技術(shù)轉(zhuǎn)化的改進，力求成為聯(lián)邦、學術(shù)界和私營部門研究機構(gòu)的一個額外選擇，而不是一個有競爭性的替代。同時，測試中心也能夠支撐其研究發(fā)展過程和預算，同時尊重他們研究的獨立性、保密性和專有性。

測試中心以前所未有的規(guī)模為產(chǎn)品開發(fā)者們提供了物理操作基礎(chǔ)設施，用以測試和評估他們的下一代創(chuàng)新潛力。它擺脫了普遍存在于研究實驗室環(huán)境中的監(jiān)管或安全等方面的限制，可以進行廣泛的測試，甚至是在條件不夠純凈和底層操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)設施不健全的跨學科環(huán)境中進行。其實，它是使得一個新產(chǎn)品、新技術(shù)、操作系統(tǒng)或服務得以“內(nèi)置于”真實世界的測試機制得到更強效果的場所。

測試中心會對所有的申請者開放，特別是小企業(yè)。對于大多數(shù)企業(yè)來講，成本仍然是一個很大的障礙。因此，它積極同國家和地方經(jīng)濟發(fā)展伙伴共同提出創(chuàng)新舉措，建立互惠互利方案，允許使用測試中心的設施為產(chǎn)品商業(yè)化和經(jīng)濟發(fā)展提供先導性的支撐。

通過為世界上的公共實驗室、大學和私營部門的最新技術(shù)和創(chuàng)新提供“端到端”的測試和評估，測試中心將成為加速應用化、市場化研究的催化劑。這些創(chuàng)新若投入制造，將成為美國奪回制造業(yè)優(yōu)勢必不可少的因素，同時對于培訓一批經(jīng)驗豐富、受過良好教育的勞動力來說也至關(guān)重要。與此同時，在能源、交通、基礎(chǔ)設施、醫(yī)療保健和環(huán)境保護中，先進創(chuàng)新技術(shù)的商業(yè)化也有助于改善我們的生活環(huán)境。

測試中心旨在為下一代的創(chuàng)新科技提供開放化、商業(yè)化的測試試驗場，聯(lián)邦政府實驗室、高校、非盈利性技術(shù)中心、聯(lián)邦部門和機構(gòu)，以及私營部門均可在此實驗。它的設計就是為了讓新技術(shù)得以融入城市、郊區(qū)和農(nóng)村的“傳統(tǒng)基礎(chǔ)設施”中，并提供詳細的可衡量的試驗結(jié)果，如其對經(jīng)濟和許多其他社會部門的影響——交通、電信、社會安全和農(nóng)業(yè)等。

以南卡羅來納州羅克希爾市為“模型”，測試中心將包含城市內(nèi)部所有集成的實體設施，包括城區(qū)郊區(qū)、農(nóng)村、標準化公路、建筑以及水利、電力、通信和運營系統(tǒng)等。它允許客戶測試他們提出的下一代創(chuàng)新和技術(shù)，及相關(guān)硬件、軟件的成本和效益。鑒于該測試中心對新墨西哥州經(jīng)濟的巨大影響，國家和許多地方政府、州立大學和聯(lián)邦實驗室與飛馬國際已建立起了穩(wěn)固的關(guān)系，以期打造一支強大的可持續(xù)的工作團隊。

一、城市試驗區(qū)

城市試驗區(qū)是一個以美國一座人口數(shù)量約為35000的20世紀典型中小型城市為原型搭建的試驗環(huán)境，建有完整房屋和商用建筑、市內(nèi)道路以及高速公路。同時，屋外也會有無線和固網(wǎng)通信等新舊并存的基礎(chǔ)設施、公共設施，屋內(nèi)則同樣安置有各類家用電器、電子、家具及衛(wèi)浴等設施。

霍布斯市城市試驗區(qū)

真實城市是時刻處在變化之中的，需要不斷地新建與改建來滿足居民們不斷變化的需求。城市試驗區(qū)的組建充分考慮到適應性和靈活性的問題，個性化的元素或建筑物可以修改或添加，試驗區(qū)還可以根據(jù)需要附加新的地區(qū)，擴大試驗規(guī)模。

城市試驗區(qū)將提供一個傳統(tǒng)的城市環(huán)境，新技術(shù)可以在此進行大規(guī)模測試，在產(chǎn)品進入市場之前，研究人員和制造商得以對產(chǎn)品性能的不可預測性進行管理掌控。

二、城郊試驗區(qū)

郊區(qū)試驗區(qū)位于城市試驗區(qū)的外圍，郊區(qū)試驗區(qū)將細分為多種行業(yè)專屬試驗區(qū)域，包括：能源試驗區(qū)，提供生物能、太陽能、風能、地熱能、油氣的試驗環(huán)境；水資源試驗區(qū)，提供生物修復試驗環(huán)境和噴霧領(lǐng)域、海水淡化試驗環(huán)境；農(nóng)業(yè)試驗區(qū)，提供食品、作物生產(chǎn)、植物遺傳學、抗旱試驗；環(huán)境新區(qū)試驗區(qū)，提供國際城市、安全、空氣質(zhì)量、基礎(chǔ)設施老化試驗環(huán)境。郊區(qū)試驗區(qū)參考了世界各地的城市郊區(qū)發(fā)展環(huán)境，能夠提供多種多樣的試驗區(qū)環(huán)境。

霍布斯市城郊試驗區(qū)

此外，郊區(qū)試驗區(qū)和真實城市的郊區(qū)一樣，承擔著對中心城市試驗區(qū)的支撐任務，為城市試驗區(qū)提供一切系統(tǒng)支持，包括電力和通信基礎(chǔ)設施等；同時，郊區(qū)試驗區(qū)也為城市試驗區(qū)提供儲備空間，能夠為城市試驗區(qū)的增長、擴張和技術(shù)調(diào)整提供場所，這種連續(xù)性將使研究人員在各種建筑環(huán)境中同時運行測試。

三、中心控制區(qū)

中心控制區(qū)既是整個測試中心的大腦，也是其神經(jīng)系統(tǒng)。它將作為對檢測設施進行控制和監(jiān)視的運作中心。中心控制區(qū)位于地下，將會設有電磁脈沖固化和電磁干擾保護。它容納有網(wǎng)絡運營中心、數(shù)據(jù)中心和運營及維護設施，也正是因為骨干運作中心固化的抗電磁干擾和電磁脈沖，才會融入研究和開發(fā)實驗室設施。

霍布斯市中心控制區(qū)

骨干中樞也包含一個管道隧道網(wǎng)絡，延伸至擁有公用系統(tǒng)、材料和數(shù)據(jù)的其他測試地點。它連結(jié)所有區(qū)域，使得建筑物和研究活動構(gòu)成一個功能整體。

四、商務研發(fā)區(qū)

測試中心是一個現(xiàn)代化、高度可持續(xù)發(fā)展的中心，有著核心行政、研究和會議的便利設施。新思路將在這里形成，寫作計劃將在這里達成，下一代的產(chǎn)品也將在這里準備進入市場。

霍布斯市商務研發(fā)區(qū)

商務研發(fā)區(qū)位于測試中心的入口處，園區(qū)地理位置距離現(xiàn)場實驗室區(qū)足夠遠，以保證不會干擾到測試。這將允許園區(qū)作為測試中心的一個公眾宣傳平臺運作，并成為有關(guān)各方（研究人員、高校、創(chuàng)新者和投資者）的獨立經(jīng)濟發(fā)展“磁體”。

雖然在空間上與實驗室和骨干中樞分離開來，但是園區(qū)在運作管理和安全系統(tǒng)上將與測試中心保持完全集成。通過一個強大且相互關(guān)聯(lián)的全球信息和電信基礎(chǔ)設施，在園區(qū)內(nèi)利用國家最先進的實驗室和辦公空間，研究者們可以進行無縫式控制、管理和交互工作，如測試中心實驗室進行的測試和評估工作，以及同全球其他較大的科學開發(fā)社區(qū)進行交互。

園區(qū)科研大樓將包含國家最先進的實驗室。研究區(qū)域?qū)⑴鋫湎冗M的基礎(chǔ)設施和公用設施系統(tǒng)，以支持廣泛的研究計劃，并允許必要的靈活性，以適應研究者新的計劃和變化。

測試中心創(chuàng)造出一個安全的新環(huán)境，讓研究開發(fā)人員充分測試新產(chǎn)品對人類的影響。在進行各種測試時，研究開發(fā)人員在不干擾人們?nèi)粘Ｉ钋覠o須擔心該技術(shù)是否會對人體有害的情況下，得以放手研究。在研究后期會考慮將實驗動物納入測試中心，借以了解該技術(shù)是否最終對人體無害，以作為能否將產(chǎn)品投入市場的依據(jù)。同時，也可以了解新科技對現(xiàn)代都市人生活形態(tài)的影響，以及對現(xiàn)有設備設施的影響。

園區(qū)科研大樓

五、城市智能系統(tǒng)智能

1.智能運輸系統(tǒng)

智能運輸系統(tǒng)在歐洲以及亞洲正在迅猛發(fā)展，為了觀察此類新式交通系統(tǒng)在城市運作上可能會遇到哪些問題，以及會有哪些方面與現(xiàn)行法律規(guī)定不符。測試中心搭建了一套完整的運輸網(wǎng)絡，包括高速路、城市峽谷、郊區(qū)及鄉(xiāng)村道路，如行駛時速可達112.7km（70mile）的模擬州際公路，這些道路能夠用來測試和展示智能運輸系統(tǒng)的新技術(shù)。測試中心的高速公路可以讓客戶在不危及其他司機的情況下，放心測試和評估無人駕駛車輛技術(shù)、交通管理系統(tǒng)和交通應用程序，研究如何對城市內(nèi)傳統(tǒng)街道稍作改造，就能形成智慧交通網(wǎng)，并可以配合自動駕駛汽車。

2.無線通信

測試中心也會將下一代的無線網(wǎng)絡納入城市建設，提供一個高速寬帶技術(shù)在能源、交通、安全等領(lǐng)域中的開發(fā)、安裝、測試和商業(yè)化的實驗環(huán)境，還包括將下一代無線網(wǎng)絡技術(shù)擴大延伸至此類服務不足的社區(qū)中的情景測試，研究是否能夠借由城市無線網(wǎng)絡來控制家用設施設備，例如啟動洗衣機或是馬桶等。同時，也會保留現(xiàn)有的舊網(wǎng)絡設施，以觀察能否在舊網(wǎng)絡基礎(chǔ)設施上來測試新型智慧科技。

測試中心選址既考慮到場地要開闊，又考慮到技術(shù)要過硬。新墨西哥州的白沙導彈試驗場、洛斯·阿拉莫斯國家實驗室等機構(gòu)為該州贏得這一項目加了不少分?；舨妓故惺虚L山姆科布稱：“這座獨一無二的研究基地雖然看起來像一座空城，但卻將成為附近社區(qū)多元化經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵。它將給我們帶來巨大的機遇，并將我們帶入世界的舞臺之上?！痹擁椖吭谠O計、開發(fā)、建設等階段將為該市創(chuàng)造350個長期就業(yè)機會，以及大約3500個間接就業(yè)機會。

3.智能電網(wǎng)

測試中心模擬了一個典型的美國社區(qū)電網(wǎng)實驗環(huán)境，讓研究人員能夠利用舊的電網(wǎng)測試智能電網(wǎng)技術(shù)。希望無需整體替換就能把現(xiàn)有電網(wǎng)變成智能電網(wǎng)。