永續智慧社區創新實證場域應用科技
與查核機制之探討
內政部建築研究所自行研究報告
中華民國 106 年 12 月
永續智慧社區創新實證場域應用科技
與查核機制之探討
研究主持人：林谷陶
內政部建築研究所自行研究報告
中華民國 106 年 12 月
(本報告內容及建議，純屬研究人員意見，不代表本機關意見)ARCHITECTURE AND BUILDING RESEARCH INSTITUTE,
MINISTRY OF THE INTERIOR
RESEARCH PROJECT REPORT
Study on Application Technology and Audit
Mechanism for Innovative Demonstration Field
of Sustainable and Smart Community
BY
KU-TAO LIN
目 次
目次 ……… V 表次 ……… VⅡ 圖次 ……… IX 摘要 ……… XI 第一章 緒 論……… 1 第一節 研究緣起與背景……… 1 第二節 研究目的……… 1 第三節 研究內容與方法……… 1 第二章 文獻探討……… 3 第一節 永續智慧發展的概念……… 4 第二節 永續智慧社區與城市發展的現況……… 8 第三節 永續智慧社區與城市發展整體架構……… 10 第四節 永續智慧社區與城市基礎設施……… 13 第五節 永續智慧社區與城市智慧經濟內容……… 16 第六節 永續智慧社區與城市生活品質內容……… 18 第七節 智慧城市網路和公用事業……… 21 第八節 永續智慧社區與城市的治理……… 25 第九節 優化永續智慧社區與城市基礎設施……… 27 第三章 106 永續智慧創新實證場域案例摘要……… 31 第一節 住宅社區、偏鄉離島與園區類摘要……… 31 第二節 大專院校場域類摘要……… 35 第三節 其他場域類摘要……… 46 第四章 永續智慧社區與城市相關技術探討……… 55 第一節 永續智慧社區與城市發展物聯網架構……… 55 第二節 永續智慧社區與城市之感測技術……… 58 第三節 永續智慧社區與城市之傳輸技術……… 61 第四節 永續智慧社區與城市之關鍵應用技術……… 65 第五節 資訊標準與安全……… 72 第六節 大數據分析、雲端運算及人工智慧……… 76第七節 小結：永續智慧社區與城市整體技術架構……… 80 第六章 永續智慧創新實證場域查核機制檢討建議……… 81 第一節 現行查核內容的檢討……… 81 第二節 建立績效指標的查核機制……… 85 第七章 結論與建議……… 89 第一節 結論……… 89 第二節 建議……… 90 附錄一 期中審查會議紀錄……… 93 附錄二 期末審查會議紀錄……… 97 附錄三 場域對應指標一覽表……… 99 參考文獻 ……… 103
表 次
表 2.1 永續智慧城市應有的應用和解決方案……… 13 表 4.1 感測器的分類……… 58 表 4.2 現場匯流排的特點和應用範圍……… 63 表 6.1 補助案件完工查核表……… 82 表 6.2 補助案件就地審計查核表……… 83 表 6.3 補助案件績效查核表……… 87圖 次
圖 1.1 研究流程圖 ……… 2 圖 2.1 智慧城市三大核心與重要應用面向……… 10 圖 2.2 IBM 智慧城市的整體架構圖……… 11 圖 2.3 智慧城市意涵解析……… 12 圖 4.1 物聯網三層架構……… 55 圖 4.2 國際電信聯盟 ITU-T 物聯網架構……… 56 圖 4.3 BITX 公司 M2M/物聯網系統生態鏈……… 57 圖 4.4 智慧建築系統模型結構……… 69 圖 4.5 RFID 典型的應用情境……… 71 圖 4.6 RFID 醫療與即時定位應用情境示意圖……… 72 圖 4.7 永續智慧社區技術應用關聯架構圖 ……… 80 圖 6.1 永續智慧社區創新實證場域評估指標三大面向……… 84 圖 6.2 永續智慧社區創新實證場域評估指標項目……… 84 圖 6.3 永續智慧社區創新實證場域評估指標逐年檢討圖…… 85 圖 6.4 永續智慧社區創新實證場域查核機制示意圖………… 86摘 要
關鍵詞：永續智慧發展、智慧社區與城市、實證場域關鍵技術 一、研究緣起 目前智慧社區城市應用相關資通訊科技，已非傳統建築智慧化所應 用的技術，雖然原理、架構及技術類似，但規模日益擴大深入及其進步 情形日益精進，因此必須加強智慧化場域、城市之先進技術之了解作為未 來推動基礎。此外，亦應精進提升相關查核作業，以持續維護投入永續 智慧社區創新實證場域眾多資源的效果。 二、研究方法及過程 研究首先進行文獻回顧國內外有關永續、智慧化社區、城市、大學 發展相關期刊論文、書籍，收集目前智慧城市、社區"重要資通訊科技" 之設備、系統、標準之內容。接著探討本所 105、106 年獲選永續智慧社 區創新實證場域導入內容。最後依據永續智慧社區與城市之核心架構與 原理，統整介紹相關應用技術及其架構。 最後依據歷年執行本所補助案件之完工、行政查核，及促進獲選場 域永續維護營運，累積營運績效紀錄，檢討建議未來可行的查核機制。 三、重要發現 總結產業界具有共識物聯網觀點的三層架構，及目前正在智慧社區/ 城市中不斷擴散應用且持續進步的各種資通訊軟硬體技術，獲得永續智慧 社區與城市的整體技術架構。 此外，有關查核作業則擬定建議三階段查核機制，分階段督導及促 進「永續智慧社區創新實證場域」計畫受補助單位，如期如質完成建置計 畫，並建立後續維護營運制度，持續精進相關管理作為，將各項預定績 效最大化。 四、主要建議事項 世界各國稍有規模的城市管理當局，莫不透過智慧城市的建設手 段，尋找解決社會、環境及經濟等各方面的最佳技術、策略及方案等。 也是所有智慧城市發展學術、諮詢和規劃的技術供應商和城市領導等相關參與者所關注的。本研究認為需要各場域提案單位由上而下的頂層設 計，結合發展願景策略的思考模式(即架構式思考模式及複製既有的解決 應用方案)，但同時也要結合由下而上的意見溝通、創意解決方法的蒐集 應用的，尋找正確的切入項目及解決方案；此外管理策略面一再強調的 領導的重視投入、正確熱心的關鍵推動單位、跨部門溝通整合，以及策 略規劃，建立績效評量制度等都是相當重要關鍵成功因素。 建議一 輔導各有意申請永續智慧社區創新實證計畫補助之各場域主管機關，申請 提案計畫之場域核心特徵應能表現：更透徹的感知、更深度的互聯互通和 更廣泛的智慧化應用；立即可行的建議 主辦機關：內政部建築研究所 協辦機關：各受補助機關 永續智慧社區/城市必須借助物聯網(含感測技術、傳輸技術、應用 層技術等)、大數據、雲端計算、決策分析優化之人工智慧等先進的資通 訊技術，將人、產業、運輸、通訊、水和能源等城市運行的各個核心系 統整合起來，使城市以一種更智慧的方式運行，進而創造更美好的城市 生活的認知。 建議二 輔導各有意申請永續智慧社區創新實證計畫補助之各場域主管機關，必須 注重策略規劃，並願景與績效管理。立即可行建議 主辦機關：內政部建築研究所 協辦機關：各受補助機關 輔導各有意申請永續智慧社區創新實證計畫補助之各場域主管機 關，提案計畫必須注重：(1)確認組織使命、(2)型塑組織願景、(3)規劃 策略目標與行動方案、(4)建立績效指標、(4)進行績效衡量、(5)分析績 效結果、(6)運用和公開績效資訊，俾能契合組織所屬場域內外部的資 源，從而訂出計畫具體目標及其績效指標等。 建議三
建立當年度之完工查核、次年度之行政及主計查核(查核內容增加管理維 護機制及積效紀錄)，二~五年持續查核管理維護、績效評估、精進作業及 複製應用等三階段查核機制。立即可行建議 主辦機關：內政部建築研究所 協辦機構：受委託執行單位、各受補助場域 持續辦理既有永續智慧化場域創新實證計畫，鼓勵受補助場域主管 單位持續優化智慧應用功能，因此建議建立當年度之完工查核、次年度 之行政及主計查核(查核內容增加管理維護機制及積效紀錄)，二~五年持 續查核管理維護、績效評估、精進作業及複製應用等三階段查核機制。
Abstract
Keywords: Sustainable and smart development, smart community and city, key technology of demonstration field
The related information and communication technology employed by present smart community and city is not the technology employed by traditional smart building. Although the principle, structure and technology are similar, the scale expands in deep and progresses in advance day by day. So it must strengthen the understanding for the advanced technology of smart field and city, to promote the foundation in the future. In addition, it should also progress relevant audit operation, in order to continuously invest the innovative demonstration field of smart community and city, to obtain the effects of various resources.
As for the study, the literature survey is carried out firstly. The domestic and foreign journals, books and papers associated with smart community, city, and university are reviewed, and the equipment, system, and standard of "major information and communication technology" are collected. Then, the innovative demonstration field of smart communities awarded by this Institute in 2016, 2017 are studied. Finally, the relevant application technology and its structure are introduced in accordance with the core structure and principle of sustainable and smart community and city.
Finally, carry out the completion, administration audit to the subsidiary cases of this Institute, and promote the sustainable management and operation, accumulate the operation performance and record, review and propose the feasible audit mechanism in the future.
第一章 緒 論
第一節 研究緣起與背景 目前智慧社區城市應用相關資通訊科技，已非傳統建築智慧化所應用的技 術，雖然原理、架構及技術類似，但規模日益擴大深入及其進步情形日益精 進；另外，去(105)年「大專院校場域導入永續智慧化內容之探討」自行研究案 之期末審查會議，委員也建議加強智慧化場域、城市之先進技術宜多敘述及擴 充，以供參考理解。此外，亦請針對永續智慧社區創新實證應用計畫相關行政 作業，提升各受補助場域各項導入智慧化之效能。 第二節 研究目的 目前本所永續智慧社區創新實證計畫，所遴選 105、106 場域大都有應用 資通訊科技進行導入，惟其導入資通訊科技已與傳統智慧建築之資通訊科技不 同，因此有必要針對智慧城市所需資通訊科技發展進行了解，以有助於實證計 畫遴選各案建置意義、可能發揮成效及未來計畫或規劃課題推動之所需。 此外，為了因應補助機關對受補助機關負有行政及績效查核之責任，爰對 針對本所目前既有查核機制及內容進行檢討，建議相關精進作為。 第三節 研究內容與方法 研究首先進行文獻回顧國內外有關永續、智慧化社區、城市、大學發展相 關期刊論文、書籍，收集探討目前智慧城市、社區"重要資通訊科技"之設備、 系統、標準之內容。接著進行本所 105、106 年獲選永續智慧社區創新實證場 域導入內容的摘要整理。最後依據永續智慧社區與城市之核心架構與原理，統 整相關應用科技及最新技術。 同時檢討如何促進獲選場域永續維護營運，累積營運績效紀錄，歸納建議 查核流程與機制。圖 1.1 研究流程圖 資料來源：本研究繪製
本研究預期建立永續智慧社區之總體技術架構，及資通訊科技內容、功能 整理與說明。並檢討改進永續智慧社區創新實證計畫獲選各案之查核機制。
第二章 文獻探討
全球化、城市化和氣候變遷已成為二十一世紀的重大挑戰，而城市 人口的指數級成長，預計在未來 40 年內成長 2 倍，將會產生前所未有的 社會經濟和環境壓力。因此，不論已開發或發展中的國家，各國政府為 了應付這些挑戰，均以智慧城市為重要發展策略，演變至今並與永續、 創新等等概念相結合，成為二十一世紀的主導城市發展和規劃的典範模 式。 世界各國政府都已認定創新和資訊科技是用來解決貧困和促進競爭 力、就業、永續環境和發展的重要驅動因子。大數據應用和資訊網路， 可以提供城市和市民加強管理資訊、知識傳播、科技學習及創新的能 力。這些都要仰賴包括有線和無線寬頻網路、都會網路，光纖纜線的基 礎設來連結城市、網站。 建立城市品牌的入口網站、虛擬城市、網路社群以供社群媒體、城 市指南、企業和組織的專業目錄、本地交易市集、電子商務、教育和研 究的數位空間的應用；環境監測和預警、景點和地區的數位呈現、古蹟 和文化遺產的虛擬導覽，以及城市管理的應用例如社會安全防護、專題 資料庫和開放的資料集、電子化政府城市雲、旅程規劃、智慧能源和水 資源網格、嵌入式建築物傳感器和其他許多的應用……。 這些基礎設施和應用推動了城市的進步，提供溝通、線上空間的協 作、即時資訊的，和知識管理工具的創新潛力。城市極其豐富的數位空 間性誕生了一整個族系的新概念，例如異構城市、數位城市、智慧城 市、智慧城市，都是強調在市民、創新者和數位助理之間的合作關係。 綜合觀之，智慧城市的時代所描述的是，對應城市發展、創新所需 智慧基礎設施，注重智慧城市、數位科技的社區動員，以及競爭力、社 會凝聚力、安全、節能、環保永續發展和治理問題等創新解決方案的策 略。智慧城市因此將會引領導出更有效率的城市和更具競爭力的創新生 態系統，促進協同作業網路的全球化擴張，以及由使用者和市民參與創 造的新的解決方案。 這兩個新的因素－全球創新網路和本地使用者驅動的創新－能在城 市數位空間中變得可行。例如可以從歐洲網路生活實驗室(ENoLL)的智慧社區論壇獲獎的一些優良範例，所呈現的全球創新生態系統，以及 CONCERTO 城市能源和環境效益中發現[1]。 第一節 永續與智慧發展的概念 因為永續智慧城市的發展，除了少數國家為了展現國力與科技整合 實力而全新建設的智慧城市外，歐美、日本等先進國家大多於都市中的 某種特定區域(社區)，甚至亟需活化更新的地區範圍先行導入，再逐漸 複製擴散，因此對於城市與社區永續發展的概念，可藉由探討城市大環 境的永續發展來加以了解。又永續智慧創新的議題，其實早已超越城市 或某一國家的範圍，成為全世界關注的議題。 一、永續發展的概念與目標 1972 年以來，聯合國藉由召開幾次的全球性會議，逐步確定了 永續發展的概念：經濟成長、社會進步、環境保護是永續發展的三 大支柱，社會與經濟發展必須與環境保護相結合，以確保世界的永 續發展和人類的繁榮；2011 年 9 月 12 日聯合國大會永續發展目標 開放工作小組提出至 2030 年全球永續發展應有的 17 個目標為：[2] 目標 1： 在世界各地消除一切形式的貧窮 目標 2： 消除飢餓、實現糧食安全、改善營養和促進永續農業 目標 3： 確保健康的生活方式、促進各年齡段所有人的福祉 目標 4： 確保包容性和公平的優質教育，促進全民享有終身學習機會 目標 5： 實現性別平等，增進所有婦女和女童的權利與能力 目標 6： 確保為所有人提供和永續管理的水和環境衛生 目標 7： 確保人人獲得負擔得起、可靠和永續的現代能源 目標 8： 促進持久、包容性和永續經濟增長，實現充分和生產性就業及 人人有尊嚴的工作 目標 9： 建設有復原能力的基礎設施、促進具有包容性的永續性產業並 推動創新 目標 10：減少國家內部和國家之間的不平等 目標 11：建設具有包容性、安全、有復原力和永續的城市和人類居住區 域 目標 12：確保永續消費和生產模式 目標 13：採取緊急行動對應氣候變化及其影響，承認《聯合國氣候變化 綱要公約》是國際間政府議定全球氣候變化對策的主要論壇
目標 14：保護和永續利用海洋和海洋資源促進永續發展 目標 15：保護、恢復和促進永續利用陸地生態系統、永續管理森林、防 治荒漠化、制止和扭轉土地退化現像、遏制生物多樣性的喪失 目標 16：促進有利於永續發展的和平和包容性社會，為所有人提供司法 救濟的機會，建立有效、負責和包容性的各級機構 目標 17：加強實施手段、重振永續發展全球夥伴關係 二、智慧化發展的概念 城市與社區導入智慧化的概念，是結合智慧建築的基礎，擴充結合 智慧社區、城市的智慧化技術架構與服務應用來加以探討。 又其實國外推展智慧城市，就定義而言城市與社區幾乎不分，差別 只在範圍大小而已；而推動的步驟，更不可能一開始就從整個城市開 始，更多案例是從城市中的一個區段、園區、社區，乃至於其中一個治 理項目當成智慧化主軸切入，如智慧交通、智慧觀光、智慧水治理等開 始導入智慧化的應用。什麼是智慧?依照徐靜等人的整理，關於"智慧" 一詞的理解，辭海的解釋是：一是對事物能認識、辨析、判斷、處理和 發明創造的能力；二是才智、智謀。在朗文詞典中，"Smart" 包括兩個 方面的含義，一是 Intelligent，即智慧的或智慧的，是指事物具有良 好的理解能力和思維能力；二是指一種由電腦所控制的智慧化機器設 備，可以根據具體情境而隨機應變的技術，兩者的組合代表著人與技術 的緊密融合。把 Smart 的理念用在城市建設和發展中，在數位城市的基 礎上產生了智慧城市的概念[3]。 關於智慧社區和智慧城市，國內外研究機構、學者有不同的理解和 闡釋，概括起來主要觀點如下。 Harvard 哈佛大學商學院 2009 年提出了"智慧城市宣言"。為了使我 們的城市和社區更智慧，我們自身必須要更加智慧地蒐集資訊，實現交 流互動和協同合作。根據哈佛商學院的教授 Rosabeth Moss Kanter 教授 和的 Stanley S.Litow 的描述，他們的願景是，在不久的將來，領導者 將結合技術能力和社會創新，創建一個更智慧的地球，並由智慧城市、 智慧社區作為節點來服務於城市居民的生活。
MIT：美國麻省理工學院智慧城市研究團隊(the Smart Cities Group) 認為，城市是由不同子系統所組成的系統，在系統整合的每個層面都存 在大量機會來引入數位神經系統、智慧反應和最佳化，這涵蓋了個人、
建築和整合城市的設施設備。透過數位神經系統的橫向溝通，協調整合 不同系統的運作，從而實現效率的提升和永續的發展。
SRF：維也納理工大學區域科學中心(Centre of Regional Science， SRF) 認為智慧城市可以從智慧經濟、智慧群眾、智慧治理、智慧流 動、智慧環境、智慧居住六大面向來界定。 因此藉由網路、雲端技術與物聯網等之應用普及，世界各國尤其是 先進國家地區如美國、日本、歐盟、韓國等均積極應用這些科技於日常 生活服務，以居民需求觀點思考城市生活，並從建築本體延伸到社區、 城市，透過整合產、官、學、研各界的資源共同合作，打造創新、永 續、智慧新城市，進行有效運用及管理城市各項設施，已成為發展全球 智慧型都市治理方案的新興模式，同時也有不少成功案例。 國際間歐盟、美國、日本、韓國及新加坡等國家及地區，其推展智 慧社區及智慧城市，主要聚焦於將資通訊科技運用在建築、節能、商 業、醫療照護、交通、觀光、安全及防災等應用項目，以有效提高社會 基礎設施及運作能量，並期提升民眾生活品質，同時達到促進能源效率 及降低溫室氣體排放與廢棄物量之成效，進而發展為永續成長的社區與 城市。一般智慧城市希望能達到以下三項目標，包括（1）建立社會公共 服務及城市治理等良好基礎建設發展之基礎、（2）有效提升民眾生活品 質、（3）提供完善社區、社群與城市相關智慧創新應用服務[4]。 三、永續與智慧化關係探討 永續性與智慧化的關係，我們先以建築本身來說，綠建築是目前人 類面臨生存環境惡化，追求人類社會、自然環境永續發展的必然選擇。 因此，智慧建築的發展不是只以智慧系統控制建築，而是應更加關注與 自然結合的建築物調控的性能，使之與綠建築體系的一部分。以智慧化 推動綠建築的發展，節約能源、促進新能源新技術的應用，降低資源消 耗和浪費、提高工作效率、減少對環境的污染，是智慧建築發展的方向 和目的，也是綠建築發展的必經之路。[5] 1.智慧建築與綠建築的關係 歐美先進國家智慧建築的發展，以及它經過的歷程，本來與綠建築 或者永續性建築的發展，方向與目的上並無太大差別，只是實施過程技 術綠建築偏重建築本體如何因應內外環境永續性的需求，而智慧建築的
導入隨著建築本體的設計步驟，則會偏重在建築設備系統與建築結合的 控制功能上；就狹義上的功能性而言，智慧建築其實就是實現綠建築目 標的手段或工具。尤其在氣候變遷環境條件越來越嚴苛的今天，要完成 綠建築人們居住、工作使用下既能夠節約能源，又能夠提供健康與便利 舒適的目標下，必須要輔之以智慧建築相關的功能，特別是有關的資通 訊技術、自動控制、建築設備等建築物智慧化的相關技術。沒有這些設 備、系統技術的導入，綠建築的許多功能就完成不了。從這個意義上來 看，智慧建築是建立在現代急遽進步發展的資通訊科技術礎之上、具有 與人和自然高度和諧、平衡共生的綠建築，是注重經濟效益、安全、環 保和人文關懷的、且具有時代特徵的高科技的綠建築[6]。 上述經濟效益、安全、環保和人文關懷的目標，其實正是世界各國 城市、社區永續性發展主要議題。因此，永續性與智慧化的關係可分述 如下： (1) 永續性是目的、方向和目標 根據永續發展的理論，對於智慧化來說，綠色永續是其目的、方向 和目標。以建築本體而言要在智慧建築的規劃、設計、開發、使用和管 理中，根據綠色建築的概念，更有效地使用能源、水及其他資源，減少 對環境的破壞，提供使用者健康、安全的生活和工作環境，並能提高工 作人員的生產力。 (2) 智慧是手段、措施和技術 智慧化是為了促進綠建築指標的落實，達到節約、環保、生態的要 求。如開發和利用可再生能源、降低一般能源的消耗；實現對氣、水、 聲、光環境有效的整合控制；對各類污染物進行智慧化檢測與警報；對 火災、安全進行監控防範；同時，提供各種生活應用的資訊服務，以達 到安全健康、便利舒適、及高效率的要求。 因此，若將建築物的智慧化與綠建築結合來看，事實上就是以智慧 化推動綠建築，以綠色的理念促進智慧化，實現了人類對現代生存環境 在安全舒適、節約能源、減少污染方面的追求。從長遠來看，既是滿足 以人為本，解決建築、城市永續發展問題的需要，也豐富、完善、更 新、拓展了傳統建築。把綠建築和智慧建築這兩個概念結合起來，才可 能真正達到用續發展的目的目標。
第二節 永續智慧社區與城市發展的現況 一、國外發展現況 在全球永續觀念及資通訊化科技帶動的影響下，世界各國和政府組 織都提出了依賴資通訊化科技導入社區，並改變城市未來發展藍圖的計 畫，各已開發國家正全力進行策略佈局。目前，全球超過 100 個城市正 在進行智慧城市的試點和實驗，其中歐洲和亞洲是智慧城市開展較為積 極的地區。 在美國，奧巴馬政府將智慧電網項目作為其綠色經濟振興計畫的關 鍵性支柱之一。2009 年 2 月，美國政府發布《經濟復甦計畫》，計畫投 資 110 億美元，建設新一代智慧電網，以降低使用者能源開支，實現能 源獨立性和減少溫室氣體排放。2009 年 6 月，美國商務部和能源部發布 了第一批智慧電網行業標準，標誌美國智慧電網項目正式啟動。 歐盟已經發布了智慧城市計畫，制定了"20․20․20"目標。其內容 是在 2020 年之前使溫室氣體比 1990 年減少 20%，將可再生能源的比例增 加 20%，將能源消耗減少 20%。另外，還將實驗發展智慧電網、智慧交 通、智慧醫療和綠色節能等應用。 在亞洲，智慧城市主要在經濟比較發達的日本、韓國、新加坡等國 家以及中東地區開展。在日本，已經指定神奈川縣的橫濱市、愛知縣的 豐田市、京都府以及福岡縣北九州市四個地區作為新一代綠色能源應用 的實驗區域，併計畫開始實證實驗。韓國在濟州島啟動了智慧城市計 畫，匯集了 100 多家韓國企業以及最先進的技術，欲在環境和能源相關 業務領域成為典範[7]。 因此藉由網路、雲端技術與物聯網等之應用普及，世界各國尤其是 先進國家地區如美國、日本、歐盟、韓國等均積極應用這些科技於日常 生活服務，以居民需求觀點思考城市生活，並從建築本體延伸到社區、 城市，透過整合產、官、學、研各界的資源共同合作，打造創新、永 續、智慧新城市，進行有效運用及管理城市各項設施，已成為發展全球 智慧型都市治理方案的新興模式，同時也有不少成功案例。 二、國內發展現況[8]
我國為了在持續維持經濟活力與競爭力中，確保自然資源與環境品 質，維護國人健康與文化資源，提昇社會和諧與福祉，使國家發展符合 永續發展原則，早在民國 91 年 11 月，由立法院三讀通過「環境基本 法」，該法第 29 條「行政院應設置國家永續發展委員會，負責國家永續 發展相關業務之決策，並交由相關部會執行；該會成立後歷年來陸續制 訂定了我國永續發展的政策指導文件：1」民國 89 年 5 月完成「廿一世 紀議程－中華民國永續發展策略網領」、2)民國 91 年 12 月完成「永續 發展行動計畫」、3)民國 92 年 1 月完成「台灣永續發展宣言」、4)民國 92 年 6 月完成「永續發展指標系統」、5）民國 93 年 11 月完成「台灣 21 世紀議程–國家永續發展願景與策略綱領」、6)民國 98 年 9 月完成「永 續發展政策綱領」、7)民國 98 年 12 月完成第 2 版「永續發展指標系統」、 8)民國 104 年 6 月完成「推動綠色經濟之策略與方向」。[9] 經濟發展與科技之進步，伴隨個人意識興起與知識增進，國人對於 居住環境品質與相關生活服務之要求日增。依據本所研究調查 ，大家 對於與自身安全相關之事項尤其重視，如安全防災（safety）、人身安 全（security）、空氣品質等。另外，研究亦發現，大家對於各項服務， 包括政府公共服務、資訊提供、醫療、娛樂、消費購物等，均要求更快 速、更優質服務之趨勢。 台灣各城市亦在此趨勢下，考量個城市之基礎建設及推動重點，擬 定推動方針並加以執行，例如：台北市以網路與行動便捷為推動方針、 桃園市則以航空城為中心場域加以推動，以及新竹市、台中市、台南 市、高雄市等均有所進展。[8] 為了賡續智慧綠建智慧推動方案成果，本所於 105 年度起於永續智 慧城市-智慧綠建築與社區推動方案項下，鼓勵公營機關(構)提出之「永 續智慧社區創新實證示範計畫」，將環境永續發展、建立幸福有感之智 慧生活環境，擴大於公有既有之住宅社區、偏鄉離島、大專院校、各種 園區及其他五大類場域，藉由實證場域之驗證，並讓國內業界得以發揮 整合實力，作為未來整廠輸出之基礎，達到環境、民眾與業界三贏之目 標。 依行政院國家發展委員之規劃，我國智慧城市核心與應用面向，如 下 2.1 圖所示：
圖 2.1 智慧城市三大核心與重要應用面向 資料來源：國家發展委員會 IBM 岳梅櫻等人編著的智慧城市一書中，強調智慧建築是智慧城市 中重要的內容，並將建築物智慧化(其他學者都有同樣觀點)從結構上解 析為三大系統組成：建築自動化系統(BAS)、辦公自動化系統(OAS)和通 信自動化系統(CAS)，也就是我們所說的 3A 系統。每個大系統又由多個 子系統組成。各系統之間透過系統整合的方式聯繫在一起，以達到資訊 的共享和系統的聯動。系統整合是採用各種介面方式，透過綜合佈線和 網路技術將各智慧化系統整合到一起，制訂相應的介面，針對不同的使 用者提供不同的授權，使不同的使用者可以看到其授權的介面和控制不 同的設備。在系統整合基礎之上，還有各種各樣的應用軟體，如物業管 理、資產管理、能源管理、場地管理等等[10]。 第三節 永續智慧社區與城市發展整體架構 IBM 認為智慧城市是將城市範圍內的實體、數位、自然和人這四類 基礎設施融合在一起，將運算能力融入到除電腦以外的其他事物中。然 而從成本和時間的角度考慮，要全部替換現有的城市基礎架構並不實 際。但是利用先進的技術，我們可以將現有基礎架構與創新的科技融合 在一起，將產業化與資訊化融合在…起，實現互聯互通，從資訊感知、 整合共享、分析和預測這四個方面，智慧地回應城市的需求。 因此，IBM 智慧城市架構的觀點，同樣是從技術層面發展出支撐智 慧城市的多種應用，再促進各個系統的優化整合，能夠互聯互通、資源
分享並協調運作。其參考技術架構來支撐各個行業的智慧應用系統和城 市營運管理中心，如圖 2.2 所示： 圖 2.2 IBM 智慧城市的整體架構圖[10] 資料來源：岳梅櫻,智慧城市_IBM 全球經驗分享，提昇台灣城市競爭力.2012 如上 IBM 智慧城市總體架構，由從左至右由展現層、應用層、整合 層和外部資源層四個橫向層次構成，由下至上由基礎資料平台、應用支 援共享平台及雲端運算平台三個縱向層次組成。 上圖中展現層根據接取和服務的使用者群體，分為以公眾的公共服 務入口網站和以政府公務人員的協同運作入口網站兩個門戶。應用層包 括城市營運管理中心、公共安全、智慧交通、智慧水資源、智慧醫療、 智慧教育、智慧商務、智慧物流、智慧港口機場和智慧建築等應用，並 將應用支援共享平台與其他共享通用系統軟體，藉由整合層平台和其他 系統實現互聯互通。整合層的任務包括將各種智慧城市資訊資源協調平 台、智慧城市服務匯流排、物聯網和外部系統閘道等應用構件予以整 合。資訊資源協調平台透過智慧城市服務匯流排與物聯網閘道連接；智 慧城市服務匯流排接收來自交通、給排水管路和城市安全等物聯網的資 訊；透過外部系統閘道與警消、醫院、社區、環保及電力、瓦斯、電信 等公用事業單位實現互聯互通。外部資源層包括來自交通、給排水管路 和城市安全等物聯網和警消、醫院、社區、環保、電力等公共事業單位 等的 IT 資訊系統。
資料平台是提供智慧城市基礎資料的管理平台。應用支援共享平台 由應用管理、平台管理、統一資料管理、共享引擎、決策分析、安全管 理和營運維護管理等子系統組成。共享引擎包括內容及捜尋引擎、流程 引擎和規則引擎功能；管理決策分析包括資料倉儲、業務分析、資料探 勘等功能；安全管理包括統一使用者管理、統一認證授權及統一安全稽 核功能。雲端運算平台則是為了實現對資源的有效利用，並保證此架構 可以滿足未來技術發展的擴展要求。 簡言之，按照 IBM 的定義要幫助城市、社區重新煥發生機，變得更 智 慧 、 更 有 效 率 ， 就 是 要 讓 智 慧 城 市 擁 有 更 高 度 感 知 化 (Instrumented)、互聯化(Interconnected)、智慧化(Intelligent)的 能力之後，才能夠平衡城市各方面需求、優化配置城市各類資源的高效 率生態系統，促進城市的社會和諧。因此，具有以下特點[10]： ☉ 充分利用遍佈在城市各個系統中的資訊深入瞭解城市運營狀況，做 出更加明智的決策。 ☉ 利用這些資訊預測城市日常營運各方面存在的可能潛在風險，如： 公共安全、交通、能源、公共衛生等，化被動回應型管理為主動預 防型管理。 ☉ 在整個城市生態系統內部協調資源，最大化市民利益。 ☉ 增加城市競爭力，吸引人才和招商引資，實現城市的可持續性發展 的整體架構。 因此智慧城市的意涵，依徐靜等人的解析，則已包含了環境、社會 及經濟面向的永續及創新內容在內，如下圖 2.3 所示。 圖 2.3 智慧城市意涵解析[3] 資料來源：徐靜、譚章祿,智慧城市框架與實踐,2014
第四節 永續智慧社區與城市基礎設施 任何產業早期發生的情形，正如既有城市與社區的混亂現況一樣， 有許多競爭的產品、設備和服務，缺乏標準化以及主導的競爭對手在這 個上升的市場上強加他們的解決方案。另一方面，城市和市政管理當局 正在尋找成熟的解決方案，最佳的技術和應用，以及保證具有正面效益 及長期可持續的解決方案，也是所有智慧城市發展學術、諮詢和規劃的 技術供應商和城市領導等相關參與者所關注的。許多部落格和公司網站 通常都會勾勒出城市應予實施解決方案的組合。 一、永續智慧社區與城市基礎實施方案 學者 Komninos, N.綜整了歐盟 FIREBALL 計畫所調查制訂的結果， 以 及 由 數 位 和 知 識 城 市 委 員 會 實 施 的 智 慧 城 市 調 查 UCLG(CDK-UCLG,2013)，提出了所有城市與社區都應該實施，涵蓋智慧 經濟、智慧民眾、智慧治理、智慧行動、智慧環境和智慧生活等領域相 關應用和解決方案的 15 個基礎解決方案，如下表 2.1 所列[1]。 表 2.1 永續智慧城市應有的應用和解決方案 領 域 解決方案和應用 寬頻城市 1.寬頻網路 2.感測網路 3.開放資料–大資料 智慧經濟 4.城市品牌與推銷 5.線上社群交易市集 6.群眾募資 生活品質 7.環境汙染監控 8.公共場所安全性 9.健康顧問 智慧城市網路和公用事業 10.節能的智慧儀表 11.多模行程計畫工具 12.智慧停車 智慧城市治理 13.市民公共服務 14.改善我的城市 15 電子民主(網路民主)
資料來源：Komninos, N., The Age of Intelligent Cities: Smart Environments and Innovation-For-all Strategies. 2014: Taylor & Francis.
寬頻網路以及各種類型的傳感器–主動、被動、人體傳感器和開放 資料，支配所有應用和數位服務部署、優化城市活動、決策和性能的需 求，提供了每個智慧城市應該具有的基礎層。 1.寬頻網路 世界上各個已開發及發展中國家中，寬頻網路技術差異很大。在固 網有線連接方面，包括 DSL，電纜和光纖區域網路連接，目前仍以 xDSL 最高。 在無線連接中，包括衛星、地面固定無線、標準和資料專用行動 等，而實際上行動服務已經成為主要的寬頻接入技術，使得智慧城市行 動服務提供市民在城市實體空間中進行活動的位置服務。 正如世界先進國家一樣，我國大力推動的 Wifi 熱點的寬頻是智慧城 市的另一項重要技術。這種類型的接入量測不在寬頻的統計中，目的是 為市民提供互聯網接入。而"無線台北－台北無限"，覆蓋超過 90％城市 地區的 230 萬居民，提供市民和訪客免費上網和無限制的互聯網，已成 全球典範。 智慧城市使用的無線技術在頻寬和距離方面有所不同：近場無線通 訊(NFC)作用在低頻寬和非常短的距離；GSM、3G 和 4G 的頻寬變化在 100 Kb 和 6Mb 之間，距離可達 10km；Wi-Fi 和 Wi-Max 作用最大是 10Mb，距 離在 50m 和 10Km 之間；和無線超寬頻作用在 1Gb，但只在幾公尺非常短 距離的不同網路技術，包括各種通信模式和技術並置，形成智慧城市的 寬頻網路異構型態。 "異構網路"是使用許多不同的接入技術，例如異構網路可以包括有 線和無線接入技術，諸如 GSM、通用行動電信系統(UMTS)和 WLAN，而讓 使用者享受服務而不用管所採取接入技術。每個大區域覆蓋著許多較小 的網路(小區)，而不用依賴單一大型網路，可為每一小網路使用者提供 更好的性能。 2.感測網路 在寬頻網路上，連接到有線、無線和 Wi-Fi 網路的傳感器和量測設 備層可以收集到城市與社區功能的相關資料，是在工作與生活時產生了 創建千兆資料集。"物聯網"(IoT)是用來表示最近智慧城市最重要的科 技發展的術語，這是運用傳感器、執行器和 RFID 標籤來識別和控制城市
的活動和基礎設施。物聯網透過傳感器網路從智慧物件、城市活動和公 用事業網路收集資訊流而實現。 根據 Gartner 的觀點，物聯網是含有嵌入式技術以溝通和感知或與 其內部狀態或外部環境進行交互的實體對象的網路市場上已經有各式各 樣的傳感器，提供在城市生活各個領域記錄資訊和支持服務；例如，城 市智慧停車輔助和可用的停車位、建築物結構振動的健康監測和的材料 狀態、城市中心區域的噪音監測、蜂巢式基地台和 Wi-Fi 路由器輻射能 量的電磁場量測、交通擁塞–監測車輛和行人移動以優化駕駛和步行路 線、智慧照明–根據天氣變化調適的路燈照明、廢棄物管理–檢測垃圾 箱中的垃圾容量以優化垃圾收集路線，以及根據路線條件和意外事件或 交通堵塞的警告消息和轉移的智慧公路。 3.開放資料─大數據 許多城市提供從傳感器網路以及市民和公共行政之間業務收集而來 的數據作為開放資料。這些傳感器資料、政府資料和市民在社群媒體上 提供的資料是城市開放資料的主要來源。例如，開放知識基金會(OKF) 使用開放資料指數來評估世界各地在交通時間表、政府預算、政府支 出、選舉結果、公司登記、國家地圖、國家統計、立法、郵遞區號及等 領域 提供的政府開放資料，後編碼和污染物排放等。開放資料可以由 任何人自由使用、重複使用和重新發佈，只要標註引用作者，並且資料 集可在相同條件下進一步利用，不會因為版權、專利或其他管理機制而 產生限制。 智慧城市各種來源(傳感器、公民和企業、公共管理)的開放資料創 造出先進的分析、視覺化和智慧的機會—在城市實體空間中藉由擴增實 境的應用實現了模式檢測、警報產生以及資訊描述。不久的將來，媒體 研究和科技將提供可能與物聯網和嵌入式系統平行作業的新解決方案， 為內容管理提供新的機會，諸如內容和情境融合、沉浸式多重感覺環 境、依據使用者位置與情境的適地性內容、擴增實境應用，內容儲存和 分發的開放與聯合平台的技術，預期將為城市生態系統內的電子化服務 提供新的基礎。
第五節 永續智慧社區與城市智慧經濟內容 智慧經濟是 CDK-UCLG 調查研究的第一個領域，指的是"智慧"產業的 貢獻，以及運用 ICT 來改善城市的生產過程和經濟競爭力。[11]對於參 與調查的城市，智慧經濟涉及：企業中互聯網使用、透過協作和參與式 的策略設計的金融提升、透過創意產業的支持計畫留住和吸引人才、企 業創新和創業支持、商業空間的發展，以及國際推廣和定位計畫及策 略。有各式各樣的數位空間和應用程式被用來實現這些目標。據此， CDK-UCLG 聚焦於三個智慧經濟領域—品牌、市場和資金—這是任何城市 都能夠實施，並且藉由創新和智慧環境提供而經濟優勢。 一、城市品牌 "目的地品牌"是另一個表示運用行銷和通訊手段促進地方身份的術 語。許多學者都認為，目的地品牌是一個由意念、影像和消費者評估所 塑造的地方整體概念，有品牌策略的城市傳播著一個明確的概念，如巴 塞隆那的品牌是以精緻的都會生活和先進設計作為全球的商標、畢爾巴 鄂品牌是藝術、生態技術和設計作為商標，而朗格多克魯西永的品牌是 真正樂趣就只是"無為而治"的一個地方。作為智慧城市策略的一部分， 城市品牌是身份協同合作的形成，以及運用數位手段、網路和智慧技術 的身份提升。它包括三個相互關聯階段的序列：(1)核心價值觀的制 訂、(2)發展溝通策略、(3)數位化傳播實施。 1.核心價值 一開始，生活城市—社區就必須透過參與過程和公開協商，以定義 所希望促進的身份以及表達此一身份的概念、標誌和符號。身份的元素 可以在其歷史、自然、文化、事件、傳統、人、風俗、娛樂和樂趣中找 到。每個城市都必須在一致的敘述下將這些價值觀的獨特組合匯集在一 起，並產生具有標誌、圖像、設計、標誌、顏色和美學意義的形象。由 於城市品牌的目的是在維持城市的競爭優勢，所以應該期望所選擇的身 份能全面性的觀點反映當地的生產能力、產品和服務。 鑑於城市本身的多樣性，這是非常的難以實現。每個城市都是一個 龐大，而且是異質且多元的產品、服務和生產者的複合群體所在地。協
同和作方式和公開諮詢必須聚焦這種多樣性、選擇推銷概念並據此建立 城市品牌。 2.推銷策略 繼之是要確定推銷策略和做法，如確定目標、選擇目標群組及使用 實體和數位的方法，以及選擇溝通管道，可用資源，量測和調整。它相 當於在全球範圍上不同的文化環境、語言和環境中部署大規模的行銷和 推廣計畫。同樣的，重要的是協同合作，因此品牌管理機構應該尋求公 共、私人和自願部門的合作夥伴，並且鼓勵他們成為品牌採用者，創意 在社區實施以維持不同的品牌觀點是一種常有做法。 3.數位化實施 最後一個階段是城市品牌一系列用於接觸全球受眾工具的數位化實 施部署。這需要一個複雜和廣泛的數位平台來支持和整合 Web、智慧手 機、虛擬城市和地標導覽、搜索引擎優化、社群媒體使用、內容管理系 統、分析，及更專業目的地跳躍和招待服務的應用程式等所有功能和技 術。品牌入口網站的部署包括應用和支持資料更新、社群媒體頁面的維 護，並與城市中公司和服務的持續溝通，同時也要運用分析和品牌策略 調整。 4.線上社群交易市集 目前電子商務的發展，已遠遠超出了位於城市中大多數小公司的覆 蓋範圍。但由於技術和 IT 技能水準不足、對電子銀行和信用卡交易的恐 懼、有限的營業額和財政資源，使得互聯網上的交易、電子銷售和電子 購買非常有限。世界各國極力發展的社群交易市集是這種落差的一個很 好的解決方案，讓小公司能夠積極參與電子化銷售、持續降低開發和維 護成本，同時還可確保技術支持和高度客戶到達能力。線上城市交易市 集是現代購物中心、大型市集以及土耳其和中東城市帳篷市場擁有的數 百個小商家的同義詞。 所謂電子市集是由商家社群所建立的。而社群安排市場，集合了足 夠數量的商家，提供訓練、支持在市場上建立個人電子商店、促進市 場，並提供必要的信任和社會資本進行協同合作。隨著社群的發展，其 他類型的參與者(市民、客戶、貿易協會)開始更積極地參與。除了啟動 交易市集，社群的作用是保證和實施好的營運規則、為投訴制定規章和
爭議管理，以及其他關於價格、未訂購貨物和慣性推銷、隱性成本，安 全交易和交付等交易問題。 電子市集中的每個電子商店都保有對商品、電子內容、交易以及商 店不斷更新的完全控制。在產品類別、做法和行銷信譽方面來說，行銷 作法要在電子商務社群的監管之下。交易市集的集體特性提供了更高信 任，約束了不利線上商業的因素，例如支付安全、退貨、透過信用卡支 付、欺詐和假冒交易者等。在交易市集中，即使是較小的電子商店也是 按照以往只有大型貿易公司才能夠提供的那種高品質標準下工作。 許多不同的 Web 解決方案和應用程式可用於交易市集和電子商店， 如 Columbia Heights、Ujamaa Collective、 Blink 等。通常，電子交 易市集通常成為一個公共平台，電子商店在其上以個別實體的方式建 立。這顯示透過網路或智慧手機去接取集聚的電子商店。對於每個城市 使用開源平台，電子交易市集是一個好的開始[1]。 4.群眾募資 群眾募資是資源集合和協作資助的一種形式，使社群能夠在所提供 的投資選項之間進行選擇，並為那些最優先者募集資金。合作資金被認 為是可共享經濟的下一個新領域，隨著群眾募資平台的興起，它已成為 為社會、社群和創意計畫籌集財政資源的主流方法。 每個城市都可以創立群眾募資平台，以提供籌集資金和實現計畫的 機會，因為無論是個人還是社群計畫一般的資金管道通常是無效的。基 本構想是從有一定參與程度的大量參與者中募集外部資金。社群網路和 互聯網平台促使他們能夠匯聚關注和資金。 Kim(2012)彙整了一張群眾募資平台的列表，提出了 41 種不同類型 的資金：普通群眾募資平台、社會原因、健康和醫療、小型和地方企 業、科學、音樂、教育、遊戲和應用程式的群眾募資，及創業和公司的 群眾募資。[1] 第六節 永續智慧社區與城市生活品質內容 生活品質是城市化的一個重要驅動因素，而在危機和重建期間，生 活條件的惡化是所有城市的核心問題。生活品質的問題源自於不平等、
貧困、污染、疏離和犯罪。智慧化城市解決方案可以應對這些挑戰，以 改善環境、公共空間的安全和健康狀況。 一、環境污染監控 大多數城市由於在工業、運輸和房屋中使用石化燃料而遭受環境污 染。不論已開發國家和開發中國家城市，空氣污染都對公共衛生構成嚴 重威脅。城市空氣中的飄浮微粒和有毒成分是疾病和死亡率的驅動因 素，PM2.5 的偵測是近年來最夯的空氣感測議題。而城市最優先事項之 一是監測和規範 24 小時內允許的最高標準，而不是每年的最高標準。傳 感器解決方案適合於此用途，可以幫助監測空氣污染物和微粒子，並 24 小時隨時提醒市政當局和市民有關環境的品質。 以低成本的 Libelium 公司全方位解決方案的感測設備。它使用四種 類型的元件[12]: ‧Waspmote 硬體提供 8 種不同的無線通信介面，包括遠距離(3G/GPRS)、 中距離(802.15.4、ZigBee、WiFi)和短距離(藍牙、RFID、NFC)，且 設計的能源消耗極低。 ‧已經有許多可用於量測一氧化碳、二氧化碳、氧氣、甲烷、氫氣、 氨、異丁烷、乙醇、甲苯、硫化氫、二氧化氮、臭氧、烴、溫度、 濕度和大氣壓力的不同感測器。(甲醛,Formaldehyde)
‧Meshlium，是一種 Linux 路由器和感測器的閘道器。它包含 WiFi 2.4GHz、WiFi 5GHz、3G / GPRS、藍牙和 ZigBee 等五種不同的無線 介面。Meshlium 與傳感器通訊，接收本地儲存的資料並將其發送到 中央伺服器的資料庫。
‧應用程式，從路由器(Meshlium 或其他)獲取資料，並將其顯示在 PC 或智慧手機上。Waspmote API 可作為 Github 上開源 Web 的應用程式 使用。iPhone 和 Android 的應用程式也可從相關的下載中心獲得。
該解決方案允許從監測站收集環境狀態資料、驅動(傳送)到中央集 線器、在 PC 和智慧手機上顯示量測結果，以及污染物超出限定標準時產 生警報。資料還可以 csv 格式提供為開放資料。
犯罪風險和實際犯罪是另一個令人關切的領域，影響了生活位址的 選擇和住宅社區的管理。這在發展中國家尤其如此，因為城市的發展是 以自然的和不太協調的方式進行的。但在已開發國家中，犯罪在地理上 分佈不均、郊區財富的增加往往伴隨著商店盜竊、藥物濫用和重傷害。 CDK-UCLG 調查顯示，大多數城市(61％)都已導入資通訊科技系統以提高 公共安全。採取的措施包括提供城市警察(巴塞隆那)手持設備，接取警 方線上資訊系統以及事故和緊急處理系統；在重要的城市區域和地區 (Bilbao, Katowice)使用監視攝影機進行人和物的辨識；城市中緊急按 鈕和發話裝置(墨西哥)；以及在事故率高的地點裝置傳感器設備以捕獲 違闖紅燈的駕駛人。 然而，都市傳統是透過社區和環境設計來解決犯罪問題。芝加哥住 宅委員會第一任執行董事伊麗莎白·伍德的想法，是以社會化設計原則 可以降低城市中恐懼和犯罪發生率[11]；因此如何在智慧城市的時代延 續這一傳統，意味著賦予市民和社區資訊、警報和快速反應以防止犯罪 行為的能力。 犯罪地圖是邁向更安全城市環境的重要一步。需要資訊和應用程式 來實施犯罪地圖的繪製。對於美國而言，應用程式可用於筆記型電腦和 智 慧 手 機 。 例 如 ， Web 和 手 機 的 " 犯 罪 地 圖 " 應 用 程 式 (www.crimemapping.com/)有助於透過更知情的市民來支持執法和減少 犯罪。該應用程式繪製了城市街區層級的最新犯罪活動，涵蓋了 16 種類 型的犯罪，例如攻擊、盜竊、搶劫、破壞，破壞車輛等。"鄰里童子軍" 有助於評估社區的安全程度，匯總來自各種來源的犯罪資料，並提供有 關美國各地安全或危險的鄰里和城市的資訊。[1] 大多數導入智慧化的城市應該也都有在開發自己的應用程式和解決 方案。例如，德州 Wylie 市宣布推出區域分析和資訊資料線上共享、 iPhone 應用程式，以幫助居民搜索其鄰近地區的犯罪活動、匿名報告犯 罪，並獲得警報和鄰里觀察報告[1]。 每個城市都必須優先向民眾公開犯罪資料，並且開發城市入口網站 和應用程式，以利告知公民並要求參與有關犯罪預防，風險避免和風險 降低的資訊和想法。在開發此類專用內容管理系統時，社群媒體可結合 社群和利益群體，在辨識犯罪活動、通知公眾，確保推廣活動等做出重 大貢獻。[1]
三、電子醫療顧問 電子醫療目前被定義為"患者和公眾使用互聯網或其他電子媒體所 傳播或提供健康和生活方式的資訊或服務"，目前既不是大規模也不是 日常治療，而僅在緊急情況下提供市民使用。根據 CDK-UCLG 的調查，智 慧城市最常見的電子醫療解決方案是：電子健康、線上醫療服務，如在 線上預約、電子處方和數位檔案，及遙控和報警系統。最先進的技術是 為殘障人士或慢性病患者提供即時醫療服務的遠距監控應用。他們可以 為重大事件提供連續的監測、檢測和警報，並提供預防和矯正措施。系 統部分自動化是由傳感器收集資料，而資訊處理和回應行動是由受過訓 練的專業人員所設計。家庭遠程控制和報警系統為患者工作方式相同， 其中包括家庭訪問服務，遠程報警，電視病人監控和影像到互聯網上的 影像。這些可以幫助市民在各種情況下更有效地行動，例如即時支援、 醫療建議、意外事件和患者請求。 為了有效，這樣的平台和電子化應用應當被整合到每個城市的醫療 系統和服務中，並以系統化和專業化提供。從集體智慧的角度來看，智 慧城市中的電子化醫療應該以協作式解決方案為基礎，以及內容和解決 方案創建上市民積極的參與。 可用的電子醫療顧問是以專家和內容管理系統以及當地可用醫療服 務的結合為基礎。從軟體的角度來看，應用程式的功能包括透過網際網 路的接取、使用者註冊、線上維護健康記錄、線上諮詢和轉介到當地衛 生專業人員和醫院、使用者上傳個人經驗、使用者審查和醫療服務評 級、疾病資料庫和替代治療方法，和類似案例以及自診斷工具。可信任 的城市管理當局應儘可能的依照專家的專業意見保證資料的隱私和系統 中立性。使用者還應該能夠參考其他使用者的內容和評級，選擇自己的 醫療支援[11]。 第七節 智慧城市網路和公用事業 現代城市是活動、地區和網路群集的系統。網路、運輸、能源、 水、廢棄物和通信，構成了都市系統的支柱，其上的城市生態系統是由 城市各個區域的佈置與連接所形成。其中網路和政府是整合生產和消費 活動使城市成為協調整體運作的關鍵要素。
在智慧城市規劃和開發中，網路的提供是實現智慧環境、智慧電網 和計量，傳感器解決方案和來自大資料集智慧的主要領域。通常，這些 系統的目標是優化提高操作的效率和節省資源，而不損害所提供的服務 品質。學者 Komninos, N.從各種極大的在應用領域中，提醒我們專注於 三個節能和綠色行動解決方案，這些解決方案可以在任何城市中輕易的 導入實施[1]。 一、節能的智慧儀錶量測 這種解決方案是以嵌入城市區域–住宅、商業、辦公室或其他區 域–的智慧儀表為基礎，以監控能源消耗，並且幫助界定節能行為。智 慧儀表沒有單一的定義，但最常見的解釋意味著儀表具有雙向通訊的功 能，能夠進行量測並且設備能夠被開關。除了能源監測和節約外，智慧 能源儀錶量測導入了追求能源效率的文化變革，這是實現二氧化碳減排 目標的最重要的策略選擇。據估計，歐洲廣泛使用智慧電錶可以節省 5 ％至 15％的能源[13]. 這些解決方案已在歐洲許多城市進行過測試，其中最著名的案例是 在阿姆斯特丹智慧城市中的 Geuzenveld 永續社區、能源管理。也是更複 雜的智慧電網系統的一部分，系統提供能量流量的連續監測、能量需求 和供應之間的協調，伺機將消費者生產的電力傳回電網以及優化綠色能 源的使用。而針對建築物內部的智慧能源解決方案可以幫助平衡能源消 耗的峰值，並大幅節省能源生產。 智慧能源計量的起點是一個社區、一組使用者或一組活動，意圖是 採用能源優化和節能的實踐。解決方案的實施包括一系列活動，例如安 裝智慧電錶連接到當地寬頻網路，並提供讀表和資料視覺化功能，以及 在焦點團體和基準能量優化實踐中進行協作。 硬體架構包括中央智慧儀表集線器、連接到各種裝置的智慧儀表、 通過插頭的 WiFi 或 ZigBee 轉接器、即時手持顯示器、從智慧儀表收集 資訊的 LAN(區域網路)，以及連接到中央資訊系統，整合來自所有本地 LAN 資訊。使用者利用軟體遠端開啟或關閉設備、編寫運作和暫停週期 程式、繪製和比較本地和地區層級的即時和歷史資料，以及分析資料和 估計未來的能源消耗。
能源優化的實踐從每戶住宅或工作位置的層級開始，透過讀取和了 解能源消耗的地點、方式和原因，作業排程設備的開關，從而於適當地 點降低能耗。核心小組可以藉由分析和比較個人做法和消費模式而提供 更多的情報。在地區層級，監測著整個地區的運行功能，並將資訊傳送 給發電機，以提高網路功能和整體改善供應商的服務。透過確認的能源 消費模式，城市地區可以提高其整體環境績效。支出模式可以建構出使 用者和供應商之間的關係，並提供不同類型的環境效益。[14] 二、最佳及替代行程規劃系統 這也是每個城市的基本應用。公共交通資訊通常很複雜，而市民或 城市遊客對資訊的要求越來越高，這將有助於他們在城市中的旅行和流 動。在大都會區域和大城市中，重要的是，使用者被告知有替代路線並 且可以在不同的交通方式之間進行選擇。例如，OpenTripPlanner(OTP) 透過使用者友善的 Web 應用程式來響應這些需求。 OTP 是一個開源多模式旅行規劃系統，允許利用 Web 的界面上組合關 於步行、自行車、汽車和公共交通的資訊來安排城市旅行。此一應用程 式的關鍵特性有：(1)詳細的逐步指導，伴隨互動式地圖顯示路徑、使 用者可以使用的服務以及應在何處進行轉乘；(2)可接取性資料可讓制 定路線計畫更容易；(3)為所有交通工具的行程提供交通資訊，而且也 提供步行和行車方向；(4)使用者界面可以客製化以符合代理網站的風 格和品牌(http://opentripplanner.com/)。 該應用程式在 Linux 和 Windows 上運行，並具有在任何平台使用 Java 虛擬機的潛力。OTP 是根據 LGPL 授權發布的，允許開發人員使用和 整合 LGPL 碼到自己的軟體中，而不需要發布自己軟體的原始程式碼。程 式 碼 正 在 不 斷 地 開 發 ， 而 在 世 界 各 地 有 許 多 成 果 展 現 。 OpenTripPlanner 的開發從 2009 年開始，是 TriMet、OpenPlans 和其他 開發人員之間的合作成果。自那時起，由使用者和開發者組成的國際性 社群參與其中。 OTP 已經在幾個城市運用於展示和測試的目的，包括將紐約市地鐵 地圖改造為 OTP，及俄勒岡州波特蘭、波蘭的波茲南和盧布林、意大利 的特倫托、西班牙的畢爾巴鄂和格拉納達、以色列的特拉維夫、印度的 浦那和澳大利亞的阿得雷德。總體而言，相對於昂貴的客製化旅行計畫
系統，如舊排程軟體或大公司提供的線上運輸資訊服務，OPT 提供了一 個很好的解決方案。[1] 三、智慧停車 城市中的一個嚴重問題是–特別是在市中心、歷史中心和中央商業 區–如何快速、輕鬆地找到一個停車位。高密度、大量的汽車進入這些 區域、交通規則和限制，以及道路只給行人使用造成城市停車困難和昂 貴。幾個智慧城市解決方案利用即時資訊可能用來促進停車，並在合理 範圍內提供首選位置。它們在使用的技術、建議的停車位類型(街上和 街外、停車場)和支付模式方面不同。每個城市都可以針對其需求和可 用預算選擇導入的解決方案。 搜索引擎為本的解決方案從停車場收集資訊，並提供使用者關於位 置 的 資 訊 和 服 務 。 駕 駛 人 可 以 選 擇 最 便 宜 和 最 方 便 的 停 車 場 。 BestParking 是北美 90 個城市和 115 個機場使用的一種解決方案，它包 括廣泛的資訊，例如室內停車位的營運時間和市中心區的街道規定。 ParkMe 適用於 iPhones，透過顯示即時可用性、停車費率、營業時間、 付款類型和每個停車場的總免費點數，幫助使用者找到停車場。ParkMe 可在全球 28,000 個地方，1,800 個城市和 32 個國家中使用. 基於傳感器的解決方案仰賴放置在停車位中的感測器網路，可通知 駕駛人即時停車的可用性。來自感測器(開關)的資訊得以建立感測網 路，產生覆蓋城市地區即時的停車位地圖。使用者可以利用智慧手機應 用程式選擇和支付停車費。PayByPhone 已在紐約、舊金山、邁阿密和倫 敦導入。它使用無線傳感器，而駕駛人可以利用智慧手機找到和支付停 車費 群眾外包方式的解決方案是利用使用者提供的資訊。駕駛人被要求 通知他們已經佔用了一個停車位，以及之後他們的駛出。iSpotSwap 就 是這樣與群眾外包合作的應用程式，並鼓勵使用者標記停車點："標記 點等於尋找點"(iSpotSwap, n.d.)，當駕駛停車時，應用程式要求他輸 入位置以及他∕她計畫離開的時間，以便其他駕駛可以在該地點可用時 被通知。類似地，Waze 應用程式是以使用者提供的群眾外包交通資訊為 本的即時資料，以找出城市目的地的最佳可用路線[1]。
除了幫助城市中心和高密度地區的駕駛人之外，這種應用的另一個 價值是在駕駛人為了尋找一個停車位經常開車繞著圈轉，從而大幅增加 的交通擁塞和空氣污染方面。這在環境上智慧停車有著重大價值的價 值，因為它幫助了駕駛找到停車位，紓緩了擁塞時間與能源的消耗。 第八節 永續智慧社區與城市的治理 永續與智慧社區與城市治理涉及一系列電子化的應用和解決方案， 用來提升政府良好的治理、政治意識、負責任的公民意識、公民參與決 策和公共服務的提供。這是一個比政府中使用 ICT 更廣泛的領域，這導 致公民與政府之間溝通和互動的重新定義。這意味著必須重新設計公共 行政的內部程序，以便建立更開放透明、協同合作和有效能的行政管 理。 治理不同於規劃城市組織化的建構。它是與架構條件有關，是定義 城市如何日常管理及基礎設施和服務的提供，以賦能這種管理。治理的 一般解決方案包括電子民主、市民的線上管理服務、緊急應變管理、警 察和安全、自然和技術風險管理以及地方數位議程。 CDK-UCLG 研究調查在"智慧城市治理"下提供了一系列服務，如地方 公共支出、資訊通信技術、網站可用性、電子化政府和 ICT 的策略規 劃、線上公共服務、電子簽名、透明治理、 電子民主和電子投票，以 及促進資訊通信技術和創新。這個領域是數位-智慧化-智慧城市運動中 最古老和最發達的領域，所有城市都已經開發了一些種類的電子化治 理，從市民的線上服務到更先進和互動的智慧化系統[11]。在此，歸納 提出越來越多城市和市民可用的三個解決方案。 一、市民的公共服務 提供市民公共服務的申請涉及市民和公家機關之間的行政關係，並 允許機關間進行的數位交易。支持數位交易使用的目標，是因為在數位 空間上進行交換，有時間、努力和距離上的效益。 市民或公司可以對公共行政部門提出的各種類型的證書、許可證、 付款和其他服務的請求，並以電子化方式完成交易。對於每個城市而 言，目標是增加市民和行政服務之間的數位交易的數量。
CDK-UCLG 調查顯示，在城市提供的線上服務中，最常見的是提出投 訴和索賠。這是參與調查城市中的 68％所提供的服務。隨後是線上申請 證書和報告以及付款和扣款，分別佔 57％和 50％。[11] 在這些領域中支持電子交易的應用，有賴於內容管理系統和電子簽 章的組合。內容管理系統透過服務種類或類型為市民提供行政服務。電 子簽名在法律上等同於手寫簽名，並與數位認證一起使用。電子或數位 認證包括用於識別證書持有者、與其他實體交換資訊，以及以電子方式 傳送的簽名資料等的資料。 二、市民需求和參與 改善我的城市(ImyC)是一個參與式規劃的申請，提供給市民上網報 告當地問題或向公共行政部門申請。這種應用還允許他們提出有關如何 改善所在區域的都市空間和基礎設施的建議。使用者可以在地圖上精確 定位問題的位置並附上照片。所有報告都顯示在城市地圖上，指出需要 更多關注和支持的領域。請求事項和已經解決的問題分別列出。應用程 式讓使用者查閱關於他們報告問題解決的進度更新。 請求事項、報告選項和建議都列在與城市改進相關類別中。應用程 式的特定功能是允許報告在地圖上以圖標精確的定位，並可以按類別查 看。使用者還可以進入其他使用者的報告和評論、對每個請求的重要性 投票、監控解決請求的進度，以及應用各種過濾器過濾請求。 為了確保應用程式更有效地運行，它由城市管理的各個部門以分散 的方式管理，授權官員們處理每個類別中的項目和所監看的請求。公共 行政如何回應是應用程式的最重要的面向，因為它記錄了解決所報告問 題的效率和有效性。創新是以群眾外包城市問題和提出解決方案的組合 為基礎，而實施則有賴於地方當局和其他公共機構的制度化行動。 這種 ImyC 解決方案是一個根據 GPLv3 授權的開源應用程式。程式碼 放在 GitHub 上並由開發人員社群支援。因為它是在知名平台(Joomla)上 開發的開源應用程式、它被迅速採用，並且已提供 25 種不同的語言在全 球各地的市政當局實施採用。[15] 三、電子化民主 電子化民主是政府和公民使用互聯網、行動電話和其他通訊設備進 行互動的一種方式，這是對傳統民主治理方法的補充。其常態目標是鼓
勵公民參與決策、導入直接民主的形式、發展更具凝聚力的社會，並且 鼓勵公眾參與公共諮詢協議和資訊分享。 到目前為止，只有少數城市安裝了電子民主和投票應用程式。根據 CDK-UCLG 調查估計，只有 15％的被調查的城市具有電子投票系統。[11] 電子化民主功能沒有所謂的通用標準，以及如何補充代議制民主， 也沒有相關電子申請的標準形式。Coleman 和 Gotze(2002)確定了四個電 子化民主情境：(1)技術支援直接民主、(2)包括感興趣的線上基層市民 社群、(3)線上調查和民意調查、及(4)技術作為一種促進市民參與政策 審議的方式。電子政府研究所(IEG)為了定義和實施電子民主，提出了 一個更加詳細的模型。IEG 模型不限於市民對政府的關係，而且將進程 從通知映射到參與的市民，以及政府實體如何成功地解釋和回應數位世 界。它以"參與"和"影響"雙軸交叉定義了四個象限和類型的電子民主 [16]: ‧Q1 是被動、單向，異步，以資訊搜索、立法追踪和網路廣播為本的。 ‧Q2 是雙向、異步、戰術策略，以電子郵件、線上民意調查、線上調 查和電子投票為本的。 ‧Q3 是協作、互動參與、使用動態監測新聞和媒體、志願者招聘、籌 款和線上論壇。 ‧Q4 是互動、策略性的、運用電子請願、電子諮詢、電子政策和電子 外交。 以 Komninos, N.教授發展的 URENIO 解決方案中，電子民主應用程式 包括三個模組。首先是提供訪問市議會會議，使市民能夠觀察市政委員 會目前和過去的會議，並了解所做的決定。第二是有關組織化動態主題 類別提供辯論的公共論壇。第三是電子投票，允許公民透過網路或智慧 手機參與遠距投票[1]。 第九節 優化永續智慧社區與城市基礎設施 由於 Web 技術的不斷演進和大量應用程式及解決方案的提供，大大 拓展了建構城市與社區數位空間的選擇。而如何管理越來越複雜的技 術、應用、資料和電子服務這種複雜性，並能長期保留這種軟性基礎設
施的價值已成為大多數城市管理當局的關鍵課題。在經費和永續經營的 價值方面，開源程式和雲端運算的方式是很好組合方案。 在共享和重用軟體文化中，智慧城市的開源軟體是提供應用程式和 解決方案的珍貴來源。這與使用免費開源軟體和參與 FOSS 社群相結合。 開放原始碼是城市當局和組織不以軟體開發和銷售競爭下的最理想選 擇。使用現成軟體、再利用軟體，可減少花費並通過最少的步驟進行， 並儘量減少投資是處理智慧城市軟體基礎設施的安全方法。除非已沒有 其他可用的解決方案，從頭開發應用程式才是最後的手段。 基於這個理念，國外城市已創建了如 ICOS 的個智慧城市開放原始碼 社群，用來進行共享、再利用和改寫適合於智慧城市的軟體，而 ICOS 也 是開放原始碼應用程式和解決方案的詮釋資料庫。每個應用程式根據所 提供的城市功能、軟體類型、技術特性和授權類型進行分類。同時 ICOS 也是開發商、規劃師、工程師和在智慧∕智慧城市領域工作的使用者社 群。它適合任何對智慧/智慧城市開發感興趣，並且尋找已在城市中成 功實施的開放原始應用程式和解決方案的人。在技術供應方面，它的目 標是開發商希望傳播他們所創造的應用程式和解決方案。在需求方面， ICOS 針對城市當局、基礎設施和公用事業營運商以及希望使用智慧城市 解決方案的利益相關者，以提高城市的競爭力，凝聚力和可持續性。 在 ICOS 上，開發人員可以為智慧城市提供開放原始應用程式，以下 五類服務： ‧城市經濟：支持製造業、商業服務、金融服務、商業、旅遊、教育、 研究、娛樂、健康等經濟部門營運的應用。 ‧城市生活：提高生活品質、環境監測和警報，社會關懷、社會服務， 社會鴻溝和城市公共空間安全的應用。 ‧城市基礎設施和公用事業：優化運輸和交通、能源、水、通訊和相 對應公用事業的應用。 ‧城市治理：促進提供市民的行政服務、決策和民主、參與式規劃、 監測和衡量城市績效的應用。 ‧通用平台，可用於創建上述四種類別中的任何類型的應用程式或解 決方案。
