垃圾桶变聪明了！许特市用传感器判断装满程度，清运线缩短降成本

用智能技术减轻城市财政负担。德国科隆以西的许特市正在用传感器监测树木和废弃物收集容器。这既能降低成本，也能改善生活质量。这样的做法，是否能成为其他城市的样板？

杜塞尔多夫。前些时候，这条街上有一棵树倒了，砸中了一辆停放的汽车。那是一棵并不算老的枫树。它或许是在幼年时缺水，也可能感染了真菌。如果当时装有树木传感器，或许就能发现问题，并向城市绿化部门发出警报。那样的话，这棵树也许就不会枯死。

位于科隆以西的许特市，正是通过这类传感器来测量土壤湿度，并在有需要时给树木浇水，而不是按照固定周期机械作业。因为树木一旦过于干燥，吸收二氧化碳的能力就会下降。叶片蒸发的水分减少，炎热天气中的降温作用也会减弱。

这类传感器是所谓“智慧城市”——也就是数据驱动型城市——的一部分。把这一概念带入市政实践的人之一，是科隆公司dataMatters的负责人丹尼尔·特劳特。这位工业工程师2018年与一名来自亚琛工业大学的合伙人共同创办了这家公司。目前公司只有6名员工，营业额还不到100万欧元。

系统如何运作？特劳特和团队安装的传感器由电池供电，在运行中持续采集数据，并通过LoRaWAN加密发送到天线。LoRaWAN是“远距离广域网络”的缩写，是一种低功耗无线通信技术，像广播信号一样向各个方向发送信息。

这些数据会进入所谓的数据空间，也就是只有授权用户才能访问的受保护数字环境。随后，人工智能会对数据进行分析，或者将数据转交给客户自己的人工智能系统处理。基于这些数据，城市运行可以变得更高效、更可持续，也更经济。

特劳特还表示，这套系统具备大规模推广的条件，因为许多地方的基础设施已经存在。全球有不少人以志愿方式运营LoRaWAN天线。

特劳特说，仅德国就大约有22000个这样的天线点位。天线位置是公开可查的，dataMatters已将其与德国全部邮政编码区域进行了比对。基于此，这位企业家认为，德国有三分之二的人口在很短时间内就可能生活在智慧城市环境中。

德国现有22000个LoRaWAN天线。各地市政部门只需要在信号盲区自行增设天线，成本因此仍然可控。特劳特解释说：“任何公民都可以使用这些公共网关，不需要得到所有者许可——前提是他在技术上知道怎么做。”

因此，建设智慧城市的成本相对较低。较贵的传感器型号单价约为500欧元，电池寿命可达3年至5年，这对户外基础设施来说很合适。除此之外，还需要承担额外天线的安装和运行费用。特劳特说，私人天线所有者每转发一个数据包，大约可获得1欧分报酬。与之配套的软件也由他的公司提供。

其他城市如何变得更“聪明”包括柏林在内的大城市，也希望通过智慧城市战略实现可持续发展。柏林市政府办公厅表示，其目标是让这座城市“更宜居、更高效、更具韧性，也更具参与性”。因此，在联邦资助项目“智慧城市示范工程”框架下，柏林已经启动了一些试点项目，其中包括空气质量管理系统。

柏林市政府办公厅还表示，除了获得资助的项目外，柏林也在推进其他自主方案，让城市变得更智慧。例如在供水系统中，一套用于硫化氢的预警系统将监测关键气体浓度，及早发现基础设施腐蚀风险。城市电网运营商柏林电网公司则利用所谓的能源自给型传感器，测量并优化一座数据中心的用电情况。

与许特一样，柏林在数据传输上也主要依赖LoRaWAN，而且这个网络由市方自行运营。柏林市政府办公厅称，这样做是“为了避免对商业供应商形成依赖，并避免隐藏成本”。在项目和传感器的选择上，关键是投资本身能够覆盖成本，并尽可能快地、至少在中期内实现回本。

还有哪些应用场景？丹尼尔·特劳特还用许特的另一个案例说明，传感器能多快收回成本。为了让城市更整洁，许特给废弃物收集桶安装了测量设备，用来判断装满程度。现在，收集桶只在需要时才会清空。特劳特解释说：“过去的做法是按固定路线行驶，比如周一去北区，周二去南区。”

结果往往是一边反复查看空桶，另一边的废弃物收集桶却早已满溢。这不仅浪费时间，也让清运工人感到沮丧。特劳特说：“现在每天只去清理最满的150个到200个收集桶。”这样一来，路线更短，排放更低，效率也更高。城市环境也更整洁了，因为“散落废弃物”减少了。所谓“散落废弃物”，就是堆在满溢收集桶旁边、需要人工费时清理的废弃物。

连带成本也随之下降。特劳特说：“比如现在可以知道，有些收集桶根本不再需要，因为它们一直都是空的。”这些收集桶会被拆除，再安装到那些经常装满的地方，因此也就不必再购买新的收集桶。特劳特说：“如果把账算到小数点后，你会发现节省空间大得惊人。”不过，这一切也有一个前提，那就是数据必须安全。

数据有多安全？特劳特表示，这些传感器符合《通用数据保护条例》，也就是欧盟的数据保护要求，尽管它们通常来自亚洲。他说，这些产品比本地产品更好，也更便宜。除此之外，dataMatters只会把采集到的数据存储在欧洲或德国境内的服务器上。

他还表示，LoRaWAN协议默认采用双重加密。并且和移动通信一样，天线会先检查设备是否处于正确网络中，之后才会转发数据。柏林市政府办公厅也强调，使用LoRaWAN传感器符合《通用数据保护条例》，同时还遵循数据最小化原则：“只收集和存储为实现应用目的所必需、且与用途相称、相关的数据。”

如今，这条街上那棵倒下的枫树已经被一棵新的小树取代。再往前一点，另一棵几年前被砍掉的树，也有了替代者。希望这两棵树都能顺利长大。有一点传感技术的帮助，它们顺利长大的机会大概会更大。

作者：妮娜·C·齐默尔曼