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阅读 212 次 智慧城市的理论研究与实践

摘要:随着世界城市化的快速发展,当前全球已经超过一半人口居住在城市,但是随之而来的是各城市问题,人口膨胀、交通拥堵、基础设施短缺、环境问题越来越引起世人的关注。如何应对这种种问题,不同的理论不断的被提出并逐渐改进,智慧城市的理论就是在这样的背景下从数字城市、智能城市一步步的演化过来。本文主要阐述了智慧城市产生的背景、基本概念和内涵、国内外的研究现状以及实践情况。...

 智慧城市的理论研究与实践

白聪霞  陈晓键

 一、“智慧城市”理论产生的背景

 自从工业革命以来,世界城市的发展进入快速城镇化阶段。然而伴随着城市化的发展,各种城市问题不断涌现,环境污染严重、人口快速膨胀、交通越来越拥堵、甚至公共安全问题频发。面对这一系列的问题,从学界、业界到管理层都在寻找解决这些问题的良策。不断有新的理论被提出,从操作层面到理论层面都在不断的实践,不断的改进。尤其近年来,一些新的理论颇受人们热捧,如智能城市、数字城市一直到智慧城市。由于近年来信息技术发展迅速,加之云计算、移动互联网、大数据等技术的不断发展突破,智慧城市这一理念迅速被各界人士所接受,世界各国的一些城市相继提出了智慧城市的发展战略。

 从现有的资料来看,“智慧城市”的概念最早起源于“智慧的地球”的理论。而这一理论最早是在2008年提出的,所谓“智慧的地球”实际上就是充分利用IT技术,把感应器嵌入到全球各个角落,将电网、铁路、桥梁、隧道、公路等各种物体普遍连接,形成所谓“物联网”,再通过“互联网”将“物联网”整合起来,使人们能以更加精细和动态的方式管理生产和生活,实现全球“智慧”状态。

 正是在这样的大背景下,智慧城市在国内外都得到长足的发展,甚至上升到了国家战略,我国从2012年12月开始,住建部下发《关于开展国家智慧城市试点工作的通知》,并且先后已经分两批公布了190 多个试点名单。此外,国家发改委、财政部、住建部等八部委联合发布了《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》。其中智慧城市未来目标:到2020年建成一批特色鲜明的智慧城市,同时提出城市人民政府从城市发展的战略全局出发研究编制智慧城市建设方案,并将加快出台智慧城市建设的标准体系、评价体系和审计监督体系,推行智慧城市重点工程项目风险和效益评估机制。管理层开始不断强化智慧城市发展理念,也开始从顶层设计对智慧城市进行定位,2014年3月份在《国家新型城镇化规划》就提出了推进智慧城市建设,并提出了智慧城市建设的方向。对于智慧城市在城市发展中的作用人们也是给予很高的期望,智慧城市建设是推动集约、智能、绿色、低碳的新型城镇化发展,拉动内需,带动产业转型升级的重要途径。除了从业人员、学界和管理层不断更新观念外,对智慧城市对城市发展的拉动和实际产生的效应也有量化的表达,比如据世界银行测算:一个百万人口以上的智慧城市的建设,在投入不变的情况下,实施全方位的智慧管理,将能增加城市的发展红利2.5到3倍,这意味着智慧城市可促进实现4倍左右的可持续发展目标,并引领世界城市的发展方向。

 随着关注智慧城市的热度越来越高,关于智慧城市解决当前问题的作用也是给予高度的评价,甚至认为超智慧城市方向发展已经是一种必然趋势,而且智慧城市的发展能够不断提升城市的效率、公平性以及城市居民的生活质量。

 二、“智慧城市”的概念、内涵和特征

 1、智慧城市的概念

 智慧城市的概念一经提出,就受到不少学者的关注和传播,但是关于智慧城市的概念,目前很多学者都认为还没有一个很严谨科学的解释能够囊括它的全部内涵。“智慧城市”更加聚焦民生与服务、更加鼓励创新与发展、更加关注共享与协同、更加强调感知与物联。从目前的研究成果来看,很多组织或学者都对智慧城市的含义进行过诠释,这其中既有Siemens、Hita-chi、IBM、Cisco等世界知名企业,也有智慧城区论坛(ICF)、国际城市管理协会(ICMA)、城市和区域创新研究中心(URENIO)等政府与民间组织,还包括麻省理工学(MIT)、维也纳理工大学(Vienna UT)等学术研究机构。Forrester、Rudolf Giffinge、Andera Caragliu、J.Domingue及Caragliu等分别从不同角度定义智慧城市。

    除了国外机构和学者给出了很多不同的概念之外,我国学者也给了一些不同的定义。董宏伟智慧城市理论开始强调人以及社会资本的重要性,强调技术和硬件设施只是手段,而人和社会资本才是发展智慧城市的核心。陈铭,王乾晨等认为智慧城市应理解为城市信息化理念的升华,是城市信息化的更高阶段。李德仁院士认为,智慧城市的理念是把传感器装备到城市生活中的各种物体中形成 “物联网”,并通过超级计算机和云计算实现物联网的整合,从而实现数字城市与城市系统整合。简而言之,“智慧城市=物联网+互联网”。张永民智慧城市是以互联网、物联网、电信网、广电网、无线宽带网等网络组合为基础,以智慧技术高度集成、智慧产业高端发展、智慧服务高效便民为主要特征的城市发展新模式。我国学者毛光烈的观点,即认为智慧城市就是信息化与城市化、工业化、市场化深度融合的城市。也有一些学者从信息技术、规划和管理等角度对智慧城市给出了不同的见解,在此就不一一阐述。纵观学者们对智慧城市的定义,首先有一点就是很多学者都是做信息技术研究者居多,所以会发现很多的定义出现偏重对信息技术的强调。当然有些内容还是学者们共同认可的,比如智慧城市的发展离不开互联网、多媒体等信息技术的发展,尤其当前非常热门的大数据对智慧城市的建设更是非常的有建设意义。学者们也认同智慧城市不同于数字城市,是数字城市的更高级形式。而智慧城市同时也是智慧地球的一项具体内容,张永民认为智慧城市是智慧地球的缩影,是智慧地球在城市的体现形式。

 2、智慧城市的内涵

 关于智慧城市的内涵,从现有的资料来看,也是不同专业背景的学者给出的解释与其所研究的方向的关联度较大,对其内容深度上强调较多。智慧城市就是通过智能的感知、建模、分析、集成和处理,以更加精细和动态的方式优化城市管理、城市运行和城市生活,从而使城市达到前所未有的高度“智慧”状态。而董宏伟、寇永霞则认为智慧城市的内涵主要包括以下6个核心方面:智慧技术、智慧设施、智慧人民、智慧制度、智慧经济和智慧环境。并且认为智慧城市的这几个方面相互紧密联系,尤其认为智慧人民则是智慧城市的根本,贯穿其他几个所有方面,并为其他几方面的建设和创新创造条件。陈铭、王乾晨等认为智慧城市的内涵是以信息、知识为核心资源,以新一代信息技术为支撑手段,以泛在高速光纤网络为基础,通过广泛的信息获取和对环境的透彻感知以及科学有效的信息处理,创新城市管理模式、提高城市运行效率、改善城市公共服务水平,全面推进信息化与工业化、城市化、市场化和国际化的融合发展。也有学者从民众创新的角度给出了智慧城市的见解,也符合当前国家强调全民创业,万众创新的大环境背景。认为智慧城市是新一代信息技术支撑、知识社会创新2.0环境下的城市形态,通过新一代信息技术支撑实现全面透彻感知、宽带泛在互联、智能融合应用,推动以用户创新、开放创新、大众创新、协同创新为特征的以人为本的可持续创新。以上几位学者关于智慧城市的内涵可以看出,大家角度不同,对各个方面的内容各有所侧重。为啥出现这么多的不同见解,也可以说明智慧城市的理论还是在探讨和不断深化其内涵的阶段。大家还没有认为哪位学者的解释能够完全把智慧城市的内涵都解释清楚了,可以完整的代表智慧城市的核心。这同样也促使我们更多的学者来继续探讨智慧城市的相关内容,不断完善它的内涵和外延,让理论更加成熟。而学者李建明认为智慧城市的内涵主要体现在以下3个方面,包括整合与优化资源配置;可持续发展;提升城市品质。

    纵观国内外智慧城市的发展及建设过程,以信息通讯技术(Information Communication Technology,ICT)为支撑的基础设施建设是智慧城市的基础条件,但这绝不应成为全部,便捷,更绿色,这一系列内容构成了智慧城市建设的基本理念。

    3、智慧城市的特征

关于智慧城市的特征也有一些学者提出了不同的阐述,但是通过对现有成果的分析,笔者较为认同史璐提出的四点特征:

 (1)基于透彻感知的物联化(nstrumented);

 (2)更全面的互联互(Interconnected);

 (3)全面升级的智能化(Intelligent);

 (4)系统运作和激励创新。

 笔者认为这几点阐述的还是较为全面,当然这只是笔者一家之言,而智慧城市的理论本身还在不断的完善和深化,会有更多的学者来研究智慧城市,也会有更全面的内容提出。

 三、“智慧城市”发展阶段

 关于智慧城市发展阶段笔者查阅了智慧城市现有的相关资料,发现学者们探讨的不是很多。王世伟提出了智慧城市建设的阶段划分,他认为智慧城市按其建设的过程大致可以分为三个阶段:

 (1)第一阶段为前智慧城市建设阶段,这一阶段的特点是注重技术的发展,其着力点是信息基础设施建设和信息通讯技术的推广,城市信息化和数字城市正是这一阶段的理念与实践。

 (2)第二阶段是智慧城市建设的初级阶段,这一阶段的特点是注重构建城市泛在网络和服务。

 (3)第三阶段是智慧城市的高级阶段,这一阶段的特点是注重社会、环境与管理,其着力点是整合、惠民、绿色。智慧城市的三个发展阶段是前后紧密相续或互相交叉或交融的。

 四、国内外的研究现状

 1、国内研究现状

    虽然智慧城市理论提出的时间不长,但是我国学者对智慧城市的研究热情是高涨的,查阅学术期刊网检索智慧城市,发现从09年开始智慧城市的相关论文发文量是急剧增多。研究问题的角度也呈现出多面性,多层次的特点。从技术发展的视角,李德仁院士认为智慧城市是数字城市与物联网相结合的产物;刘伦、刘合林等以大数据为背景对国际智慧城市的建设经验进行了介绍;秦萧、甄峰研究了大数据在智慧城市中的应用以及大数据背景下智慧城市的空间规划方法,认为目前,中国的智慧城市发展还停留在概念炒作的初级阶段,忽视了以空间分析为核心的城市研究在智慧城市发展过程中的前提和基础作用。邬贺铨也从大数据和智慧城市关系的角度做了分析,认为智慧城市是城镇化进程的下一个阶段,也是城市信息化的新高度、现代化城市之璀璨愿景。并认为智慧城市可以产生大数据,而大数据支撑智慧城市,大数据的挖掘有利于智慧城市的经济发展与社会管理,其价值的合理共享、利用将创造巨大的社会财富。柴彦威、申悦等从时空间的角度研究了智慧城市的规划与管理,此外也从比较微观的层面研究了智慧社区的问题。

 除了以上对智慧城市建设中的基本问题进行研究外,也有一些学者对智慧城市测度、智慧城市发展中的风险问题以及建设中一些误区进行了阐述。任利成、张明柱对我国智慧城市发展水平应用聚类分析方法,构建智慧城市发展指数,用聚类分析方法对我国50个城市进行综合分析和分类。张毅、陈友福、徐晓林、胡小明、邓贤峰都对智慧城市建设过程过中面临的各种风险进行了分析,并提出了相应的应对策略。乔鹏程、高璇对当前智慧城市建设中存在的误区进行了分析。许庆瑞、吴志岩等提出了金字塔-星状结构的智慧城市模型,认为智慧城市既整合了数字城市、生态城市、创新城市等的特征,又凌驾于它们之上,是城市发展的高级形态。还有一些学者从实证的角度对智慧城市进行了研究,北京市东城区智慧城区评价指标体系研究课题组就对北京市智慧城市的发展进行了发展指数测算与实证分析。

 除了学者机构对智慧城市的研究不断升温,管理部门也是在智慧城市发展中起到了引导和推动的作用。住建部正在编制智慧城市评价模型以及基础评价标准体系的国家标准,该标准将是国内第一个指导与评价智慧城市的国家标准。

 2、国外研究现状

    国内智慧城市从理论到实践都发展的轰轰烈烈,但实际上智慧城市最早提出是由国外的机构提出的。最先提出这一概念的是IBM公司,在2008年提出了“Smart Planet”,也就是“智慧地球”,其核心是物联化、互联化和智能化的理念。而“Smart City”即智慧城市也由此而生,进而引发了智慧城市建设的热潮。欧洲智慧城市研究组织等机构提出的以新兴的城市发展理念为核心的观点,认为智慧城市应延续创新城市、低碳城市的主脉络,通过“智慧公众、智慧经济、智慧流动、智慧治理、智慧生活及智慧环境等六个领域来建设实现智慧城市”,以满足城市居民的需求和工作为出发点,这一路径的核心是信息技术+新兴发展理念+公众需求,城市政府在这一路径中发挥着更加重要的作用。欧盟于2006年11月20日发起了Living Labs网络,它是通往欧盟创新系统关键一步。Living Lab强调以人为本、以用户为中心和共同创新。欧盟将Living Lab的建设作为信息社会、知识社会条件下重塑其科技创新能力和全球竞争力的重要举措,将Living Lab的发展通过网络化的方式来发展,是欧盟运作Living Lab的一项很值得关注的创新,为解决社会问题提供机会该组织还发起了欧洲智慧城市网络,这些前期的实践为智慧城市后来作为一种理论提出做好前期的准备和铺垫。

    美国能源部认为,智慧城市是指通过监测和整合各种重要基础设施的运营情况,优化其资源配置,规划其维护措施,监督城市安全,同时最大化地服务城市居民。国外学者瓦叔布恩等认为智慧城市是灵活运用计算机技术,在公益事业与行政方面,更加理性地提高相互关联性、让城市成为更有效率性的城市。

 五、国内外的实践案例

    目前智慧城市实践涉及到城市交通、电网、医疗、产业、城市管理、政府、建筑等强应用领域,甚至包括智慧规划。也包括智慧旅游、智慧农业等在内的弱应用领域。当今世界发达国家纷纷不断加快智慧城市建设步伐,我国也在积极推动智慧城市建设,2012年,我国住房和城乡建设部公布90个首批国家智慧城市试点以来,智慧城市不断发展,截至目前,我国国家智慧城市试点已达193个,智慧城市建设总数达到392个,其中环渤海地区、长三角地区和珠三角地区是智慧城市开展较为积极的区域。北京、上海、广州、深圳、宁波、南京等智慧城市发展较快,已成为该领域的先行示范城市,在我国,智慧城市不仅已进入规划和建设推动阶段,而且智慧城市建设竞赛全面展开。

    随着智慧城市热度不断升温,越来越多的城市打出了智慧城市的招牌,不管是在城市的营销方面,还是在城市的招商引资甚至是在吸引人才方面都作为主要的卖点来宣传。可见智慧城市的理念已经越来越多得到管理层面的重视,不在仅仅是设计师们的设计理念,而是城市发展的战略。很多城市都在社会发展规划中把建设智慧城市作为转变发展方式、实现可持续发展的重要手段。

 1、国内的规划实践

 (1)南京“智慧城市”建设的实践

    南京市早在2008年开始立项实施“智慧城市”建设,是国内最早探索“智慧城市”建设的城市之一,虽然当时还没有非常明确的智慧城市的理念,只是在数字城市和智能城市的理念下对城市的发展进行引导。而且这个“智慧城市”的内涵和后来“智慧城市”的内涵还是有所差别的。目前,南京市已发放市民卡超过800万张,实现了社保、医疗、旅游、交通、小额支付等30多个领域的应用,成为政府加载公共管理服务、信息惠民的重要载体。南京市推进车辆智能卡工程,整合公安、交通指挥、环保限行、特殊车辆管理等需求,累计发卡超过150万张,建成500多座视频监控基站,形成交通管理电子围栏。南京市还重点开发了“我的南京”城市智能门户APP软件,为公众提供政务资讯、交通出行、医疗服务等便捷式公共服务。南京市政务服务中心推出了许可审批“一站式”服务,市级许可审批事项及与之关联的公共服务事项集中进入中心,实行“一门受理、一次告知、前台收件、后台运行、联审会办、限时办结”的管理体制,申请人通过市民卡,可快速检索个人申办事项办理情况,并可在中心进行小额缴费、消费等,实现政务事项“一卡通”办理。2014年南京市政府拟定的《关于加快智慧南京建设的意见》明确南京将在2020年建成国内一流的智慧城市,成为国内智慧城市建设的引领者。

    从目前南京智慧城市建设来看,涉及到了生活的方方面面,方便了市民日常的生活,提高了城市的管理能力和运行效率,这样的成果是一个“双赢”局面,这也是为什么智慧城市能够在短时间内成为各个城市热捧的一个发展理念。

 (2)上海智慧城市建设实践

 上海市的智慧城市建设目前已经进行到第二轮的阶段,第一轮智慧城市是以《上海市推进智慧城市建设201l-2013年行动计划》为开端,数字惠民、智慧城管、两化融合和电子政务行动,初步实现智慧城市建设应用领域全覆盖。截至2013年底,光纤到户覆盖总量约800万户,是2010年的6.7倍,实现城镇化地区覆盖。卫生信息化工程实现市区及医联等多平台互联互通,动态采集维护3000多万份健康档案;建立统一的食品安全投诉举报热线,办理时间从30天缩减到19天;在43个社区试点开展以生活服务、智能家居等为重点的“智慧社区”建设。网格化管理模式从城市建设向综合管理拓展,有效推动大联动、大联勤;公共交通综合信息服务渠道向移动网络拓展,ETC建设基本覆盖全市主要道口。推动政府数据资源向社会开放,开通国内首个“政府数据服务网”;网上行政审批平台在内资企业设立、建设工程等领域实现并联审批;“12345”市民服务热线、法人数字证书“一证通用”等渠道整合不断深化。

    第二轮智慧城市建设从2014-2016年,发展的重点是智慧教育、智慧交通和智慧医疗等。未来三年将着力实施智慧化引领的“活力上海(LIVED)五大应用行动”,强化信息基础设施、信息技术产业和网络安全保障“三大支撑体系”,引导推动建设50个重点专项。五大应用行动:着眼城市宜居(Livable)、着眼产业创新(Innovative)、着眼运行可靠(Viable)、着眼透明高效(Efficient)、着眼区域(District)示范。

 在国内智慧城市的实践中,除了南京、上海之外,宁波、杭州等城市的建设也是非常的成功,比如宁波围绕港口物流和企业电子商务进行突破。当全市信息化初具规模,政府又逐步加大投入将“智慧”模式向社区服务、城市管理和农业生产辐射,形成“全面推进、均衡发展”势头,在此就不在一一阐述。

 2、国外的规划实践

 (1)斯德哥尔摩智慧城市实践

 在普华永道2012年智慧城市报告中,斯德哥尔摩名列第五,分项排名中智能资本与创新、安全健康与安保均为第一,城市的智慧服务做得非常好。如智能化的垃圾处理系统,城市垃圾桶有着不同的分类,并且每个垃圾桶与城市垃圾管道相通,由智能系统控制每天进行传送、分拣。如智能化的公共交通系统,在通往城市中心的公路上安装了许多监测器,利用自动拍照、激光扫描、射频识别等现代科学技术,对进入市中心的车辆进行自动识别和记录,在城市公路使用高峰期的时间段对进出市中心的车辆收取拥堵税,使交通拥堵水平降低了25%,温室气体排放量下降了40%。

 (2)新加坡的“智慧国”

 新加坡也是当前智慧城市建设比较成熟的国家之一,早在2006年,新加坡就实施了一个项目叫“智慧国2015计划”,欲将新加坡建设成为以信息通信为驱动的国际大都市。他们的这个发展理念到后来刚好符合智慧城市建设的相关理念,这也是新加坡能够在智慧城市建设上比较成功的原因之一。为支持“智慧国2015计划”,新加坡实施了下一代全国宽带网络计划,旨在实现光纤到户,政府为此提供了高达10亿新元的资金,至今该网络已实现60%的国土覆盖。IDA表示:“智慧国”的愿景可以用一句话来形容,就是“利用无处不在的信息通信技术,将新加坡打造成一个智慧的国家、一个全球化的城市”。在多年的发展过程中,新加坡在利用信息通信技术促进经济增长与社会进步方面都处于世界领先地位。在电子政府、智慧城市及互联互通方面,新加坡的成绩更是引人注目。主要通过电子政府提升政府能效;无线通信技术激活“智慧城市”;互联互通打造“物联网”未来。

 除了以上两个国家的智慧城市实践之外,也有很多国家都在把智慧城市的理念提升到国家战略的高度,从顶层开始设计架构,发展本国经济和城市建设。如美国就通过智能电网建设来引领本国智慧城市的建设,此外韩国首尔的“U-city”、英国、丹麦,日本“i-japan(智慧日本)战略2015”等国家在智慧城市的实践上都进行了有效的实践。

 六、结语

 智慧城市的理念将会让我们的城市变的越来越方便,也越来越健康,城市内部的交流和联系将更加便捷和顺畅。在我国全力发展新型城镇化战略的背景下,有学者认为智慧城市是解决城市问题的关键手段,也是国家实现新型城镇化发展的重要途径。但是当前智慧城市建设中也出现了只注重一些重要项目,忽略了民众真正需要的一些民生项目,正如有的学者所言:出现了挤占市场发挥作用的空间,忽略了市场对智慧城市的需求,导致智慧城市建设与实际需求相去甚远的事实。但是,物联网、云计算等核心技术高速发展,智慧城市发展规,发展政策的不断出台,以及智慧城市建设在全球范围的持续升温,昭示出全球或将迎来智慧城市时代。

(本文来源:陕西省土木建筑学会   文径网络设计项目投资中心:刘红娟 尹维维 编辑   刘真 文径 审核)

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