人们常说，需求是发明之母。鉴于当今世界存在如此多的需求，我想我们将迎来大量创新。
世界正面临一些巨大的挑战——既有自然灾害，也有人为问题：地震和海啸、疫情和干旱、社会动荡和社会权利被剥夺、基础设施崩溃以及大规模人口迁移。
预计到本世纪中叶，城市人口将从40亿增至超过65亿。亚洲城市处于这场城市化浪潮的中心。预计到2050年，印度和中国的城市人口总计将增加7亿。10年后，印度尼西亚的城市人口将达到1.83亿，高于今天的1.2亿。到2050年，大雅加达（Jabodetabek）人口将从目前的2700万增至超过4000万——如今仅雅加达市区（DKI）就有超过960万人居住。
在许多发展中国家的城市，提供安全饮用水是一项挑战，此外还有交通和洪涝等问题。这些挑战造成的影响，使我们迫切需要量身定制城市服务，并在当下及未来为全球各地城市的居民和工作者提供这些服务。现在正是建立强大全球城市服务市场的时机，以应对城市挑战并提供适当的服务。
今后我们必须做出哪些改变？
为了成功把握当前变化带来的机遇，并预见未来趋势，城市领导者需要以不同方式看待挑战。通常，教育、医疗、交通、停车、照明、安保、废弃物管理和水务管理等问题都是各自孤立地评估和处理的。如果以综合方式看待并解决这些问题，会怎样？
城市领导者必须探究城市所面临挑战的根源，并提出新的问题——交通拥堵的成因是什么，医疗的实际成本是多少，现行教育体系有哪些局限——同时认识到这些挑战彼此之间的关联，并在寻求解决方案时加以应对。
为了跟上新城市居民迅速涌入的步伐、应对资源和预算的限制、气候变化带来的环境和政治影响，以及其他关键因素，领导者正转向技术；随着其他成本不断上升，技术却持续变得更强大、成本更低。
世界各地的城市已经认识到， 现在 正是投资智能数字基础设施的时机。这种基础设施能够支持城市的实体基础设施及其流程、人员、系统和数据，并利用移动设备、视频设备和传感设备。同一基础设施还必须有助于提升城市宜居性，为市民参与提供渠道，并尊重资源、环境以及城市文化身份的细微特质——正是这些特质让一座城市有别于其他城市。此外，它还必须让城市更具经济活力和可持续性。
好消息是，市民和政府都认识到，面对即将到来的挑战及应对挑战所需的资源，我们需要变得更加明智。双方都希望改善城市服务的提供方式，并寻求合作机会，以完善这些服务和城市机构的运作方式，以及它们协同工作的成效。企业家和企业也能从这些变化中受益，但若要把握新解决方案带来的机遇，就必须跟上技术变革。
借助互联网的力量
随着计算、存储和带宽成本下降，运用技术应对挑战开辟了新的可能性。更快、更小、更智能的设备正以全新的方式汇集数据。智能物品的互联——到2050年，互联设备和机器以及物品与人员的数量可能多达750亿——已经开始展现切实效益。技术行业分析公司 Gartner称，仅今年一年，智能城市就将使用其中近11亿个互联事物：公交车、路灯杆、交通信号灯、垃圾桶、公园喷灌器、水管。正在实现互联的物品和流程几乎不胜枚举。
万物互联日益为市民生活带来新方式，让生活更智能、更高效、信息更充分，同时为政府节省成本。从收费公路、停车位到公用事业计量表，互联基础设施都能向市民和政府提供有关成本、状况、使用和利用率的实时“可执行”信息。市民可以立即找到空闲车位或减少家庭用电；政府则可以在适当时间向更广泛的市民群体配置适当资源、收取合理费用、提供服务并管理公共基础设施。
要让互联产生影响——并以不断演进的方式持续发挥作用——大数据、设备和应用必须无缝交互。解决方案必须支持并增强将市民与政府相连的流程，例如根据互联设备的实时数据执行后台操作（如触发警报、创建服务请求或生成公用事业账单）。最终效果是效率提升、市民参与增加，进而真正形成智慧公共部门。
据估算，未来八年万物互联的协同价值将达19万亿美元，其中46,000亿美元具体来自公共部门活动。如今，由硬件和移动设备、软件和应用，以及数据和可执行信息的指数级新组合所创造的现实解决方案和机遇，已经清晰可见。
应用多多……
2007年，移动应用总数略高于3,000个。2010年，iPhone应用数量达到250,000个；今年，仅苹果和安卓设备的应用数量就已超过250万个。应用代表着一个难以想象的庞大新市场机遇，而且已经在收集并呈现几乎所有可想象主题的一部分“大数据”。各地不断涌现应用，将海量数据集与地图结合，为个人提供指导和决策支持（“我的公交车什么时候到？”“最近的加油站在哪里？”），也为城市官员提供支持（“最大的交通瓶颈在哪里？”“今天报告的那些新坑洼由哪支施工队来填补？”）。而这仅仅是一个巨大新市场的开端。
公共部门组织可以利用万物互联的能力，更直接地与市民互动并收集反馈，也可以对服务提供方式作出重大改变。来自传感器、摄像机、社交媒体及许多其他来源的大量数据已经到来，各方正竞相开发各类应用，以理清这股数据洪流，并向人类和其他机器提供可执行且与情境相关的信息。我们和合作伙伴生态系统将继续努力，为城市、市民和企业开发解决方案，实现更智能的交通、停车和照明，让人们更智能、更便捷地获取政府信息及其他服务；与此同时，投身其中的还会有许多其他力量。
开放传统数据流和新数据流，已经开始催生一场新的经济盛事：全球各地成群的应用开发者——来自大型和小型企业、初创公司和孵化器——正忙于开发应用，以理清数据洪流，并向人类和其他机器提供可执行且与情境相关的信息，由此形成一个庞大的新城市服务市场。
让我们来看几个例子……
跨越险境之水
水是所有人都必须关注的关键问题。即使是加利福尼亚人，也不得不面对最近干旱造成的短缺。但在发展中世界，这些挑战尤其严峻；水质差常常导致疾病和死亡。你知道，每年有4.43亿个上学日因水源性疾病而损失吗？世界上一半的医院病床上住着患有水源性疾病的人吗？水质差的饮用水每天造成的儿童死亡人数，相当于20架满载儿童的巨型喷气式客机上的乘客 全部遇难。
Water for People 是一家非政府组织，旨在帮助世界各地的人们获得并持续使用清洁水。它源于CH2M、Black & Veatch的水技术领袖以及美国自来水工程协会（AWWA）的愿景。Water for People推出的移动项目FLOW，让发展中国家的人们能够收集并分享其所在地区清洁水检测和处理设施的位置数据及照片，并长期积累这些信息，以便分析并与投资者、捐赠者及其他利益相关方分享。目前，300多个组织正在使用这些信息开展实地监测，也可以将成功经验复制到其他地区。
目前已有或正在开发的应用可处理多种水务问题，包括用水量、水质、泄漏和废水管理。
另一款应用最初由NASA开发，用于检测宇航员在太空中的水质，如今已经回到地球。 mWater 是一套免费系统，利用开放数据库，通过手机内置摄像头随时间拍摄水的显微图像，并将图像与云端数据库进行比较，以检测玻璃培养皿上培养的大肠菌群和大肠杆菌菌落。
4月下旬，我在伦敦举行的 智能水务网络论坛 上发表了关于智能水务和智慧城市的演讲。会议吸引了来自全球各地的城市领导者、研究人员和技术专家。随后举行的多场演讲和讨论探讨了淡水和废水问题、水政策，以及依赖大量传感器、视频和移动及卫星设备连接的创新。
智能水务举措不仅能为市民带来更可靠的效益，为城市节省成本、提升效率，还能将信息影响力延伸到其他依赖水的机构和行业——消防安全、园林与休闲、制造业和医疗保健。现有和即将推出的应用可以利用整合数据，揭示尚未发现的关联、资源模式和优化机会，甚至创造额外收入。
当然，水只是城市领导者必须为市民妥善管理的众多相互关联“垂直领域”之一。
将市场从本地拓展至全球
假设你的城市急需某些资产，例如一辆额外的消防车或一台推土机，而附近城市恰好有闲置设备。新技术可以更快地发现需求和闲置资源。应用甚至或许能够管理设备转移和使用协议，并以公平条款让两座城市都受益。再设想一下，这类业务交换的覆盖范围可以远超邻近城镇。
当城市将运营接入互联数字基础设施以应对本地挑战时，还会获得一项附加效益：本地数据的影响力可以超越本地城市边界，甚至跨越国界。当数据通过互联网开放（遵守安全和隐私选项）后，就不再需要依赖地理位置靠近相关系统或挑战的管理解决方案或服务提供商。数据一经数字化，就能轻松流经城市各垂直部门，并通过有线和无线设备、标准化接口和数据结构进入各类应用，传递给市民和企业。不过，数据也可以跨越实体城市边界，流向身处任何地方的分析和管理专家。
再以用水为例。在以水务管理关乎每日生存的以色列，水务管理供应商 TaKaDu 和 Hagihon 已经携手合作，将双方的专业知识带入全球城市服务市场。联网的漏水检测声学传感器、ERP系统、移动应用技术和高级分析（通过SCADA和GIS系统），使两家公司能够为耶路撒冷及以色列其他城镇提供水务管理服务，也能服务于其他遥远城市：阿德莱德、毕尔巴鄂、新加坡、圣地亚哥等。智能水务管理和节水解决方案整合了漏水检测声学传感器。
改进与增长的机遇
要有效地将挑战转化为积极成果和新机遇，需要政府、行业、学术界以及拥有创新理念的个人市民共同努力，才能将其变为现实。这需要多层次的专业知识。
因此，Cisco已经与越来越多的合作伙伴开展合作，借助他们在许多领域的专业知识。现在，我们正与全球各地的技术和流程专家合作，例如水务传感器、道路传感器、GPS、摄像机、图像分析、地震测量、气体光谱分析等领域的专家，共同开发应用程序接口（API），以捕获并利用这些设备产生的数据。
不断发展的城市服务市场将迎来数千名应用开发者，他们有机会利用数据满足从超本地到超全球以及两者之间各种范围的需求。随着设备变得更小、更智能，传感器开发市场也将继续演进。能源存储行业同样在不断发展，正在制造可从替代能源获取电力并能更长时间储电的电池。
这是一个令人振奋的时代。随着时间推移，令人振奋之处还会越来越多。
作者：Anil Menon，Cisco智慧互联社区总裁
图片：2010年12月30日，北爱尔兰贝尔法斯特Boucher Road上一根立管滴水。路透社/Cathal McNaughton