上海建設智慧城市的路徑探索

徐國強

0 引言

進入21世紀后，全球資源爭奪的焦點已經從石油、高科技產品和金融資金，延伸到信息資源的競爭。全球城市化可持續發展越來越受到資源緊張、環境破壞等各種因素的制約，需要創新性地使用新一代信息技術和智能技術手段來解決節能、環保、水資源短缺等問題。世界各國紛紛將建設“智慧城市、奪取競爭優勢”上升為國家戰略，國內諸多城市也均以建設“智慧城市”作為轉型發展的重要手段和突破口，首都北京提出構建精細職能的城市管理，上海提出信息化領先發展和帶動策略，寧波以智慧物流引領現代化國際港口城市建設，深圳、武漢、廣州、南京等其他城市也分別提出了各自的智慧城市建設目標和方向。

1 智慧城市的基本特征和核心理念

智慧城市的本質含義是以城市可持續發展為目標，將先進信息技術與先進城市經營服務理念有機融合，通過對城市的地理、資源、環境、經濟、社會等系統進行數字網絡化管理，包括對城市基礎設施、基礎環境、生產生活相關產業和設施的多方位數字化、信息化的實時處理與利用，構建以政府、企業、市民三大主體的交互、共享平臺，為城市治理與運營、城市公共管理與服務提供簡捷、靈活的決策工具與服務模式，充分發揮空間信息承載應用技術手段的巨大潛力，以精細化管理理念大幅提升現代化城市管理與服務水平，推進城鄉一體化協調發展。

可見，智慧城市是人類智慧與信息通信技術緊密結合的產物，其重要特征包括以下4個方面：

（1）高智能化 ：通過分布在城市重要基礎設施、城市公共環境中部署的傳感系統以及自動監測、監控設施的聯網，實現城市海量信息與數據的實時收集與存儲，構建個人信息、法人信息、地理信息、統計信息四大城市基礎數據庫，以及城市重大基礎設施智慧監測信息、治安與道路實時監測信息等城市應用數據庫。并在此基礎上通過使用傳感器、先進的移動終端、高速分析工具等，實時分析城市中的所有信息，以便政府及相關機構及時作出決策并采取適當措施。

（2）互聯整合：城市各要素通過高帶寬的固定網絡、無線網絡、移動通信網絡等網絡技術，實時在線地連接起來（圖1），從全局的角度分析并實時解決問題，使得工作、任務實現多方協作、遠程操作成為可能，從而徹底改變城市管理與運作的方式。

（3）交換共享：通過管理體制的創新保障，構建身份認證、目錄交換、結算清分、信用評估等技術平臺的體系性建設，確立信息系統之間的層次性，促進分布在城市不同角落海量數據的流轉、交換、共享、比對，為應用提供良好的協同工作環境。

（4）關聯應用：在互聯互通網絡、數據交換與共享基礎上，以政府、市民、企業的互動為核心構建公共管理與服務平臺，可以提供整合式的協同服務，從而為城市管理與運營提供更智能高效、響應更靈活及時的決策支持系統、管理服務手段和創新應用模式，使城市達到最佳運行狀態。

智慧城市是信息化向更高階段發展的表現。其核心理念和實現的關鍵是借助新一代的云計算、物聯網、決策分析優化等信息技術，通過感知化、互聯化、智能化的方式，將城市中的物理基礎設施、信息基礎設施、社會基礎設施和商業基礎設施連接起來，成為新一代的智慧化基礎設施，使城市中各領域、各子系統之間的關系顯化，猶如給城市裝上網絡神經系統，使之成為可以指揮決策、實時反應、協調運作的“系統之系統”（圖2）。

1 智慧城市互聯互通示意圖（資料來源：國際商用機器有限公司（IBM），智慧的城市在中國[R].2010.）

2 智能+互聯+協同的智慧城市意向圖（資料來源：國際商用機器有限公司（IBM），智慧的城市在中國[R].2010.）

2 智慧城市建設對城市發展的作用分析

隨著城市高速發展和城市化進程加快，我國城市經濟增長和社會發展面臨一系列問題。而在全球信息化趨勢下應運而生的智慧城市建設，將會帶動一大批具有廣闊市場前景、資源消耗低、產業帶動大、就業機會多、綜合效益好的產業發展。我國智慧城市的建設將充分發揮產業輻射作用，高效服務于城市的經濟、社會發展和建設。據世界銀行測算：一個百萬人口以上的“智慧城市”相較于同等規模的“一般城市”，在投入不變的情況下，實施全方位的智慧管理，將能增加城市的發展紅利2.5到3倍，這意味著“智慧城市”可促進實現4倍左右的可持續發展目標，并引領未來世界城市的發展方向。

基于“智慧＋互聯＋協同”特征的智慧城市概念的提出，是推進先進信息技術應用與全新城市運營理念的融合，從而推動城市規劃建設上臺階，城市公共服務上水平，為創新城市運營模式提出新方法、新思路。對這一新思路的實踐性應用，更是站在現代城市運營、“強市”持續發展的高度，對城市基礎設施的前瞻布局，對先進技術和人才的戰略投資，對更多服務型工作崗位和有競爭力的現代信息服務行業的培育創造，從而構建響應21世紀發展需求，實現城市經濟與自然環境更加和諧、可持續發展的理想家園。

智慧城市是虛擬經濟與實體經濟相結合的產物，很有可能推動城市范圍內生產、生活、管理方式和經濟社會發展觀發生前所未有的深刻變化，在很大程度上可以減少和節約城市中各種物質和能源的投入，減少資源和能源的消耗，減少城市環境污染，使市場配置資源的效果進一步改善，勞動生產率進一步提高，走出一條科技含量高、經濟效益好、資源消耗低、環境污染少、人力資源優勢得到充分發揮的全新發展形態的城市化道路。從國外已有的經驗來看，智慧城市的建設與發展，很可能催生出一種新的產業，即智慧產業，并以它為紐帶，推動整個城市的運轉。就智慧產業而言，目前尚沒有統一的定義，但智慧城市催生出的智慧產業可以理解為：智慧產業是以現實物理世界為基礎，以信息、知識和腦力資源為支撐，利用信息處理技術對各種事物進行深入的分析提煉而實現“具有較為完善的感知、認知、學習、成長、創新、決策、調控能力和行為意識”的新型產業體系（如網游、Facebook、虛擬社區等）。它既不同于信息產業，也不同于知識產業。智慧產業不僅能夠形成巨大虛擬空間，放大城市的無形規模，而且能夠對虛擬網絡空間進行統籌綜合開發和利用。

智慧城市建設，將給城市帶來巨大的“發展紅利”。與此同時，伴隨著高層次的產業競爭、更深入的技術融合和更廣泛的應用創新，信息通信技術和信息網絡已成為城市運行、產業發展、社會生活不可或缺的組成部分，硬件與軟件界限日益模糊、虛擬與現實空間互相交織，大大增加了城市綜合治理難度，這也要求我們實現從發展理念、體制機制、管理方式到工作方法的全面轉變。建設智慧城市是轉變城市發展模式與生活消費模式的有力抓手；是促進傳統產業升級，培育戰略新興產業，推動整個經濟發展方式轉變的重要手段；對于像上海這樣一座以現代化國際大都市為建設目標的城市來說，智慧城市建設更是迅速增強城市綜合競爭力，提升其對全球資源的配置能力，實現社會、經濟可持續發展的客觀選擇。

3 上海建設智慧城市的基礎條件

1990年代以來，上海把推進信息化作為覆蓋現代化建設全局的戰略舉措，經過3個5年規劃的持續推進，目前信息化整體水平保持國內領先，部分指標達到發達國家先進水平，一批新興技術創新成果在世博會上得到充分展示和示范應用，為上海開展智慧城市建設奠定了基礎。

10多年來，信息基礎設施能級快速提升，普遍接入能力顯著加強，基本實現信息通信服務在市域范圍內的按需接入。國際通信能力實現跨越式增長，省際通信能力繼續保持國內領先。在上海登陸的國際海光纜總數已達6個系統、10條海纜，系統總容量超過4Tbps，互聯網國際出口帶寬突破300Gbps。互聯網省際出口大幅提升，2009年底已成為全國首個達到T級規模的城市，2010年達到近1.5Tbps。新技術、新業務在網絡中的應用得到不斷深化。以軟交換、3G、IP多媒體子系統（IMS）、基于光纖的多種接入方式（FTTx）等為代表的下一代網絡技術得到規模應用，下一代IP協議（IPv6）、移動通信長期演進（LTE） 、NGB等新技術的應用部署取得突破。功能服務設施不斷豐富，服務能力有效提升。超算中心高性能計算系統總計算能力達到230萬億次/秒，主機資源和服務能力保持全國領先，應用領域持續擴展，服務范圍覆蓋全國27個省市。互聯網數據中心（IDC）和外包呼叫中心實現規模發展，運營服務模式不斷深化，IT服務外包模式初步形成。信息通信業務不斷豐富，普及水平和應用程度進一步提高，各項指標均處于全國領先。截至2010年底，全市互聯網用戶普及率超過68%，移動電話普及率達122%，家庭寬帶用戶達到440萬戶，有線電視數字化整體轉換完成近230萬戶。

上海信息化建設雖然取得了長足進步，但按照建設智慧城市的目標，上海信息化建設面臨四大發展瓶頸。一是信息通信服務能力雖然大幅提升，但仍難以滿足經濟社會發展中快速增長的信息通信需求，特別是在寬帶接入速率、服務能力方面與世界城市相比尚有較大差距；二是信息通信技術創新步伐明顯加快，但是有效的商業模式、推廣機制、配套制度相對滯后，信息化新技術應用和產業化進程尚需加快；三是集約化的電子政務等網絡基礎設施、應用集成平臺、信息共享體系初步具備，但資源利用效率、整體應用效能和協同應用水平有待提高；四是有關智慧城市建設的整體規劃、基礎支撐、實踐領域和聯動機制等尚需統籌思考與分步落實。

4 目標和策略

4.1 上海建設智慧城市的發展目標

上海作為一個特大型城市，在經歷了一段時期超常規的快速發展期以后，急需尋求一種可持續的健康發展模式，資源緊缺、人口膨脹、飲水衛生、安全隱患、環境污染和交通擁擠等一系列城市問題也日益顯現。為此，上海市委市政府在“十二五”規劃中明確提出“創建面向未來的智慧城市”，進一步促進整個城市“創新驅動、轉型發展” 。

針對上海的實際情況，其智慧城市的建設目標可總體概括為：重點推進信息網絡綜合化、寬帶化、物聯化、智能化，充分發揮城市智慧型產業優勢，加快商務、文化教育、醫藥衛生、城市建設管理、城市交通、環境監控、公共服務、居家生活等領域的智慧型建設，全面提高資源利用效率、城市管理水平和市民生活質量，將城市建設成為基礎設施先進、信息網絡通暢、科技應用普及、生產生活便捷、城市管理高效、公共服務完備、生態環境優美、惠及全體市民的智慧城市。

4.2 上海建設智慧城市的相關策略

4.2.1 發揮信息作為城市運營新資源的作用

確立信息是城市運營重要資源的理念，把研究開發支撐城市運轉的信息資源作為首要任務，重點建設數字城市公共服務平臺，對政府及社會的數據、信息、知識、能力、應用、服務等進行有機整合，在智能信息化建設方面贏得主動。

3 上海市現狀信息基礎設施情況圖（資料來源：上海市城市規劃設計研究院.《上海市城市總體規劃中期實施評估》,2008）

4.2.2 實現信息技術與城市運營有機融合

智慧城市的建設要結合城市功能定位、產業布局、歷史文化等特點，將政府信息化與社會信息化、企業信息化、家庭信息化等結合起來，運用數字水務、智能電網、環境監控、數字城管、智能交通、數字醫療衛生、數字教育等多種形式，不斷推進城市數字化與管理、運營的有機融合。

4.2.3 培育城市信息服務業新增長點

大力發展基于城市信息化的應用服務體系，探索投資小、產出高、可持續發展的城市公共服務平臺建設與增值運營市場化運作模式，在政府管理、協調、監督下，形成良好的產業鏈與循環經濟圈，實現智慧城市建設與現代信息服務業培育的良性互動。

4.2.4 探索城市空間轉型智能化布局

通過有效采集數據、并對信息資源的有效共享和協同應用（如網上辦公），將改變人們的工作方式（如SOHO）、城市就業崗位分布和商業設施布局，影響現有的職居分離的局面，需要從城鄉規劃管理和城鄉規劃設計上更新城市空間的規劃布局理念，探索適應智慧城市發展的空間布局，進一步推動上海城市空間的集約高效智慧使用。

5 路徑和保障

5.1 構建支撐體系, 推進智能管理

按照“創新驅動、轉型發展”的總體要求，著眼于構建國際水平的信息基礎設施體系、便捷高效的信息感知和智能應用體系、創新活躍的新一代信息技術產業體系、可信可靠的區域信息安全保障體系等四大體系，大力推進以數字化、網絡化、智能化為主要特征的面向未來的智慧城市建設，讓市民共享智慧城市建設成果。

聚焦建設交通、公安、綠化市容、市政、房管、規土、環保等領域，進一步推廣網格化管理，積極構建適應特大型城市發展要求的數字化、智能化、精細化管理體系，全面提升城市運行服務水平和應急能力。

5.2 規劃管理先行, 做好平臺支撐

依托3S（GIS，GPS， RS）空間地理信息技術基礎數據庫，促進交通、城市管理等領域的智能化應用。

進一步完善各類數據庫建設，實現數據資源共享，推進空間地理信息系統在城鄉規劃管理領域的應用，并作為城鄉規劃與國土資源的重要管理手段。

5.3 落實資金保障, 突出試點示范

進一步加大政府投資力度，落實重點項目建設和運維資金保障，加大對前瞻性、公共性、示范性、協同型、創新型項目的支持力度。

選擇近期城市發展熱點地區進行智慧城市應用示范，形成引領帶動效應。充分發揮上海市在軟、硬件和人才資源方面的優勢，積極爭取國家相關政策先行先試；結合區域特色、領域特點和各自基礎，在世博地區、虹橋商務區和有條件的新城區（如閔行、寶山）組織開展智慧城市的試點示范區（園區、街、鎮）建設，探索新型建設推廣模式；聚焦云計算、物聯網等新一代信息技術，加快應用示范點和產業化基地建設。

5.4 加強組織領導, 著力科技創新

加大智慧城市建設推動力度，在市級層面建立推進智慧城市建設領導小組，協調推進各項重點工作。市級各相關委辦局按照職責分工，負責相關領域任務的細化和落實。各區縣建立相應的組織領導體系，按照全市部署要求，負責本區域智慧城市推進工作。

加大科技創新力度，著力突破感知信息網絡融合、高寬帶網絡、智能分析決策等關鍵技術。推進云計算、物聯網、通信與網絡等領域相關技術、應用和管理標準的建立和實施。

加大對相關人才的扶持力度，引進培育一批領軍型、復合型、專業型人才，形成支持智慧城市建設的智力保障。探索實施職務科技成果股權激勵機制，充分調動科技人才創新創業的積極性。加強信息技術和產業領域的知識產權保護。

5.5 完善政策法規, 健全市場機制

研究制訂智慧城市新技術、新應用、新業態發展的相關政策。制訂上海落實《國務院關于印發進一步鼓勵軟件產業和集成電路產業發展若干政策的通知》的實施細則，著力突破集成電路保稅、互聯網服務等政策，加快相關軟件和集成電路產業發展。推進信息化地方綜合立法，抓緊制訂頒布本市信息化促進條例，為營造智慧城市建設良好政策環境。

進一步優化市場資源配置，創新政府扶持資金支持方式。完善企業主體的多元投融資機制，拓寬企業融資渠道，鼓勵金融機構加強金融產品和業務創新，加大對企業參與建設重大信息基礎設施和重點項目的信貸支持。

6 結語

智慧城市是城市化、信息化發展的全新理念，全球學界、業界、政界都在研究探索過程中。本文從智慧城市的基本特征和核心理念、智慧城市對城市發展的作用以及智慧城市的層次框架劃分等多方面進行分析和研究，對上海建設智慧城市的發展策略和路徑作了宏觀層面的初步探討，希望可以有助于正在開展的上海市信息基礎設施規劃在目標定位和內涵方面的把握，進而對知識信息時代城市基礎設施建設乃至于空間發展模式的更深入、廣泛的思考和研究有所啟示。

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