芝加哥將城市感測器視為下一代基礎建設重點,把每個街區、每個路燈都化為感測節點,收集城市中的市民資料來打造創新應用服務。

走進芝加哥著名的鐵路交易大廈,一座 320 平方英呎大的 3D 芝加哥城市模型(Chicago Model)就擺在一樓中庭,不只精確呈現出芝加哥 400 個街區、多達一千棟以上的建築物,甚至在模型中整合燈光照明,將市民資料視覺化呈現,包括用電量及各地區歷史地標,另外也打造新的互動式模型,讓民眾透過來自 Twitter、311 服務回報系統及腳踏車共享租借平臺的一整年資料,結合個人化資料進行互動。

模型後方還有一張超大型地圖,使用城市開放資料,將整座城市的所有建築物依據建造年份用不同顏色標示,不僅如此,還有芝加哥的城市儀表板,即時顯示城市的各項統計數據如就業率、每小時的氣象更新資訊、火車的到站資訊、施工資訊等,芝加哥更自詡為大資料城市要和全球分享,他們的建築師、設計師、工程師如何充分利用大資料分析技術來解決城市問題。

除了上述這些,走到建築物外頭,還可以在街上看到另一項芝加哥正積極推動的城市感測器專案(Array of Things, AoT),AoT 專案由阿貢國家實驗室(Argonne National Laboratory)、芝加哥城市資料與運算中心(Urban Center for Computation and Data)共同開發,參與合作的包括芝加哥市、芝加哥大學及芝加哥藝術學院。

芝加哥市長 Rahm Emanuel 早在兩年前便宣布將這項 AoT 專案納入芝加哥市的科技計畫中,列為「下一代基礎建設」,要在城市中的各個街區部署這個多功能的感測裝置,蒐集更多城市資料,也因為這樣,讓芝加哥得以搶先一步朝大資料城市邁進。


圖片來源 | Chicago: City of Big Data 網站

圖片來源 | Chicago: City of Big Data 網站

 

即時蒐集環境資料還能計算行人密度

現在芝加哥城市街道上的那些被裝在路燈上、有特殊造型設計的感測裝置,其實就是一個又一個的節點,由這些節點組成整個芝加哥城市資料蒐集的網絡。這個感測裝置的第一版主要用來收集空氣品質及環境資料,包括氣溫、濕度、光照強度、一氧化碳濃度、二氧化氮濃度及空氣震動,第二版則新增了更多監控項目如揮發性有機化合物 (VOCs)、臭氧 (O3)、二氧化碳 (CO2)、硫氧化物及顆粒物等資料,之後預計會再加上降雨量及風速測量。

除此之外,這個多功能的感測裝置還包括能偵測到人類活動的感測裝置,如聲量感測器能偵測各節點的噪音程度,紅外線攝影機能偵測旁邊的人行道及馬路,收集表面溫度資料,以及可以偵測到開啟藍芽的行動裝置,計算特定區域的行人密度。

這些感測資料每 30 秒更新一次,即時發布到線上資料平臺,所有資料都免費開放,提供給民眾用於學術研究、開發應用程式,或是作為城市服務的改進。除此之外,計畫中的軟硬體技術也都開源釋出,鼓勵更多民眾或技術社群參與,包括計畫架構及詳細的專案文件也都在 GitHub 釋出。

AoT 計畫負責人,同時也是城市資料與運算中心負責人及阿貢國家實驗室的資深資料科學家 Charlie Catlett 表示,AoT 計畫將為市民創造出一個新的公眾設施及開放資料,這些無法預測的資料潛力,將對城市的研究、科技技術開發及教育領域帶來新機會。
 

利用城市感測資料幫你規畫最安全的晚歸路線

將感測器蒐集到的資料做進一步加值利用,可以成為各種實用的應用城市 App 或是市民服務,像是提醒哮喘患者哪些街區路口的花粉指數過高,並計算出較佳的行徑路線,依據空氣品質及噪音程度的監控資料,來推估道路的情形,或是觀察城市中每天不同時段哪些區域行人較密集,並建議晚歸的人較安全的回家路線,或是用於交通尖峰時段的紅綠燈信號參考,甚至能提醒市民前方的人行路段有坑洞。

此外,在暴風雪來襲的時候,政府也能透過人行道和道路上的紅外線攝影機,在冬季暴風雪中偵測鹽的反應,並依據溫度等資訊精準派出融雪車,藉此節省救災經費並且降低環境損害情形。

阿貢國家實驗室氣候科學家和運算中心的資深研究員 Robert Jacob 也表示,透過 AoT 感測裝置的 24 小時運作及高密度覆蓋模式,將帶來全新的城市觀測方式,像是包含了 AoT 感測裝置的氣象感測器,能幫助城市了解如熱島效應的地區性氣候現象。

芝加哥市 CIO Brenna Berman 則表示,AoT 是一個蒐集芝加哥城市細部資料層級的系統,能更深入了解城市的運作,並找到可以改善並達到市民現在及未來需求的方法。

AoT 專案初期由芝加哥大學作為試驗場域,前兩個節點分別設在芝加哥大學的藝術中心與圖書館,試驗階段共在校園中設置了 11 個節點,去年獲得一百萬美元的企業贊助,今年七月又獲得芝加哥大學創新計畫的 15 萬美元經費贊助,以及來自阿貢國家實驗室的 15 萬美元,這些資金將用於完成軟體開發,並在芝加哥和其他城市中部署 100 個新節點,預計在 2017 年之前要部署 500 個以上的感測裝置。


圖片來源 | The Array of Things 網站

圖片來源 | The Array of Things 網站

圖片來源 | The Array of Things 網站

 

每周一次城市資料駭客松,推動更多開放資料新應用

除了用 IoT 打造資料基礎建設,蒐集更多城市資料外,芝加哥在朝大資料城市邁進的同時,針對現有的政府開放資料,也打造資料平臺,並定期舉辦城市資料駭客松,這些使用開放資料來開發新應用的成果都可以從開放城市平臺上看到。

芝加哥資料平臺(Data Portal),蒐集所有政府開放資料,並鼓勵開發社群或市民來開發新工具或是打造新的市民服務,這個平臺託管來自各種資料類型的資料,包含 350 個資料集,以及圖表、地圖、文件檔案等共 953 個項目,涵蓋環境、教育、行政財物、醫療、交通、公共設施與安全等各領域的資料,也提供 API 給開發人員使用,包含能源使用情形、替代燃料所在位置、交通流量追蹤、免費流感疫苗施打診所分佈等。

而為了充分運用城市資料,芝加哥每個禮拜舉辦定期的城市駭客松聚會 The Chi Hack Night(前身為開放政府駭客之夜 Open Gov Hack Night),每次有上百位參與者,城市駭客松將數千位各領域的人聚集在一起,包括設計師、學術研究者、資料記者、網頁開發人員及好奇的市民,每周由一個來自政府、企業或民間的組織,分享他們使用開放資料打造的應用城市或市民服務。
 

透過市民舉發平臺,約束大樓業主提供住宅回收服務

一個來自城市駭客松的應用例子是,由於芝加哥當地的法規規定,多戶住宅大樓的業主必須提供住戶資源回收服務,不過這項規定卻沒有被強制執行,市民為了自救,打造了「My Building Doesn’t Recycle!」通報網站,這個網站由 Claire Micklin、Ben Wilhelm 和 Alex Kahn 三人開發,讓芝加哥市民可以透過這個網站來通報未提供資源回收服務的公寓,留下評價等資訊,平臺發起人將這些資訊將作為舉發業主的依據,此外也能供其他民眾作為參考,希望藉由這樣的方式間接推動法律執行,達到約束業主的效果,目前這個平臺上已經有 2310 位民眾進行檢舉,1653 處公寓遭舉發。


圖片來源 | My Building Doesn’t Recycle! 網站

 

這些城市應用都會放在芝加哥的開放城市平臺 OpenCity,該網站上放滿了由市民或社群組織共同打造的市民服務 App,包括依據地方財政稅收來預測新鐵結構的幹線建構位置、監測芝加哥的汙水排放平臺、空氣及汙染監測等使用開放資料打造的應用。


圖片來源 | Luci Creative 網站

 

原文連結 | iThome 網站
首圖來源 | Chicago: City of Big Data 網站
文章編輯 | 黃朝雍(Eric Huang)

芝加哥的執行能力真徹底,將整個城市以大量地感測節點組成了高密度覆蓋網路,也得以自動蒐集資料進而分析、偵測城市的生活品質相關資料,如此如此這般這般,整個城市的資料都跟著開放了起來,非常值得借鏡耶。

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