管窺世界智慧城市的建設方略

文/徐正虹

智慧城市這一概念最早由IBM提出，它屬于城市的一種，可以平衡社會、商業和環境需求，同時優化可用資源。IBM經過研究認為，城市由關系到城市主要功能的不同類型的網絡、基礎設施和環境六個核心系統組成：組織(人)、業務/政務、交通、通訊、水和能源。這些系統不是零散的，而是以一種協作的方式相互銜接。而城市本身，則是由這些系統所組成的宏觀系統。

2012年中期，博伊德?科恩博士開發了有史以來第一次全球智能城市的排名。他采用的是全球直轄市研究，比較他們使用信息的創新性的城市數字化管理。博伊德?科恩博士認為，“智能城市”是一個有點含糊不清的詞，有些人選擇一個狹隘的定義，即利用信息和通信技術為城市的公民提供服務。但他更喜歡一個更廣泛的定義：智能城市利用信息和通信技術令城市生活(ICT)更加智能，高效利用資源，導致成本和能源的節約，改進服務交付和生活質量，減少對環境的影響，支持創新和低碳經濟。通過嚴格的考量，全世界智能城市前十名出爐。這些城市在“倡導科技創新、發展低碳經濟、保護環境、節約能源和數字化管理”等方面各有千秋，頗具“他山之石，可以攻玉”之效。雖然我國在智慧城市的建設方面尚處于起步階段，城鎮化發展前路漫漫，但是積極學習和借鑒發達國家的經驗，有百利而無一害。

發展低碳經濟是智慧城市恒久發展的基石

為了讓城市更潔凈、更美好，世界智慧城市不僅把發展低碳經濟、保持經濟和環保的平衡視為城市可持續發展的國策，而且成為上至政府官員、下至普通民眾的行為準則。排在十大智慧城市之首的維也納在減碳方面做足了功夫。為了實現建設“可持續發展的國際大都會”的承諾，維也納從政府官員到民眾，都為此而不懈努力。2011年，奧地利接受歐盟委員會發起的行動——與1990年相比到2050年碳排放量減少80%。為了達到這一理想目標，維也納市政府大力推行綠色出行，修筑新的自行車道，生產清潔環保的現代電車。預計到2020年，維也納市民自駕機動車的出行比例將從2001年的32%減少到25%，而自行車的使用率提高到8%，整個公共交通使用率也將從2001年的35%提高到40%。此外，政府還將在市區設立更多的步行區，將徒步出行的比例保持在27%。難能可貴的是，維也納還提出許多大膽的智能建設項目，并及時跟蹤其進展情況，以確保其能落到實處。如智能能源展望2050，路線圖2020和行動計劃2012～2015。維也納的策劃者將這些目標納入到節能減碳的行動中，同時與社會各界合作，努力把維也納打造成節能減碳的歐洲領先智慧城市。

為了實現低碳環保并確保城市暢通，法國巴黎采取了許多積極的舉措。2007年，巴黎開始實施大規模的“單車自由行”計劃；2011年，巴黎市政府把自行車租賃服務延伸到“Autolib”汽車共享計劃，巴黎也由此成為全球首個大規模推行公共電動汽車租賃服務的城市。此外，還大力推廣公共電動汽車的租賃服務，有效地減少城市的噪音污染。截至2012年底，從巴黎市區到周邊45個近郊市鎮，已建成一個擁有1100個租車站、3000輛電動汽車的覆蓋系統。到2012年5月，約有1.6萬人次享受到公共電動汽車帶來的便利，并且人數還在不斷增加。丹麥的智慧城市哥本哈根有志在2025年前成為世界第一個實現碳中和的城市。

為此，丹麥依靠市政的氣候行動計劃啟動了50項舉措，以實現其2015年減碳20%的中期目標。丹麥的智慧城市哥本哈根承諾到2025年二氧化碳將低于40%，市民要騎自行車上下班。麻省理工學院還特別為哥本哈根帶來一種全新的智能自行車輪，這項設計背后的用意是鼓勵人們拉長騎自行車的距離，以減少使用會產生溫室氣體的運輸工具。根據調查數據顯示，大約有55%的哥本哈根人選擇自行車作為每天的出行方式，這個數字還有逐步上升的趨勢。早在2008年，英國monocle雜志以及“國際自行車協會”就把哥本哈根評為“全球適合自行車出行的城市”，而丹麥人自己也把自行車出行看作是新的城市符號。

亞洲入選的智慧城市東京也掀起了低碳減排的風暴。2008年6月，“綠色東京大學計劃”開始執行，旨在“將以強制被動方式改善為以自覺方式打造低碳環境”。該計劃大大減少了電能消耗，為東京大學樹立了低碳節能的藍本。該計劃由東京大學、名古屋大學、慶應義塾大學、東京中心地區政府、IT非盈利組織以及開發商、總承包商、建筑設計部門、設備制造商等30余家公司組成的聯合財團發起成立，在項目形成結論并公開后，迅速擴展應用至日本各地區的各行各業，造福全社會。在北美智慧城市建設中，多倫多級別最好。多倫多在克林頓40(C40)的特大城市也是一個積極的成員，正尋找方法過渡到低碳經濟。在多倫多的私營合作部門，創建一個“智能通勤多倫多”的倡議，希望在地鐵領域提高運輸效率。巴塞羅那堪稱是低碳解決方案的先驅。它是世界上第一個在大約十年前引進太陽能熱條例的國家，于2012年又推出LIVEEV計劃，旨在推動電動汽車的普及。市政府更是不遺余力地使用各種創新手段推進電動車的普及，在城中建設了大量充分的電動車充電設備。

倡導綠色經濟，以地球母親的名義

智能循環利用不僅是發展綠色經濟的助跑器，而且充分彰顯世界各國智慧城市保護地球母親的責任感和使命感。眾所周知，德國在城市垃圾處理方面，一直走在世界前列。不過，除了舉世聞名的垃圾分類系統之外，德國在垃圾處理機構的運營方面也有許多值得稱道的先進經驗。例如，柏林城市清潔公司是德國最大的地方垃圾處理公司，屬于柏林地方政府獨自擁有。它既是德國任務最繁重的垃圾處理公司，也是德國效益最好、成本最低的垃圾處理公司。整個柏林的垃圾處理體系包括15個可回收垃圾站中的一個，另外還有一個轉運分發中心、一個垃圾處理中心和4個分類處理廠，這構成了整個柏林的垃圾處理體系。

此外，在紐約，垃圾追蹤（Trash Track）已成為一道靚麗的風景線。它的靈感源于“紐約綠色倡議”。該倡議提出，到2030年，紐約市的垃圾回收率要達到100%，“垃圾追蹤”正是希望探索如何利用現代技術解決廢物管理和可持續發展所面臨的問題。“垃圾追蹤”使用數百個微型的、智能的位置感知標簽，這些標簽附著在不同類型的垃圾上，從而實現垃圾跟蹤，然后將數據傳至城市垃圾管理系統。它代表了一種城市正在發生變化的類型：利用自下向上的方法，管理資源，促進行為的改變。在2009年最早的試驗中，團隊在西雅圖將500個傳感器部署于不同類型的垃圾上，追蹤到它們在全美的移動軌跡。

“垃圾追蹤”使得人們丟棄的垃圾變得可視化，它提醒著市民對于垃圾的責任并沒有因丟棄而中止。麻省理工大學可感知城市實驗室的博士候選人大衛?李認為，對于大多數市民來說，垃圾回收行業同樣需要好的信譽——回收垃圾的人會以負責任的、可持續的方式處理它。來自歐洲的實驗室博士候選人迪特馬爾?奧芬胡貝爾認為，在城市里，目前的垃圾處理系統需要更新，最基本的問題就是信息缺失。比如，工程師們希望“垃圾追蹤”可以優化垃圾處理系統，城市希望市民們都參與到公眾服務，并讓他們都意識到環境問題的嚴重性，普通市民則希望通過通過這種方式了解垃圾處理公司是不是負責任地處理掉這些垃圾，監察機構也許會覺得這是個發現環境犯罪的好工具。總之，還有更多不同的需求。同時，美國的市民通過擔任志愿者、宣傳員，參加草根組織等方式廣泛地參與城市事務，人們確實想知道他們的垃圾都是怎樣處理的。

在倫敦，市政府攜手一家設計公司共同推出一款雙面配有LCD顯示屏的智慧垃圾桶。這個新型垃圾桶還是一個無線熱點，所需電能由其頂部的太陽能電池板提供，可以在垃圾滿了之后向衛生清理部門發送信息，以通知工作人員前來清理。每個智慧垃圾桶都配有Wi-Fi無線網絡傳輸的功能，這樣遍布倫敦的智慧垃圾桶就成為城市的數據交換站。這些智慧垃圾桶還具有自動報警功能，為需要幫助的路人提供緊急報警服務，同時，智慧垃圾桶還可以為倫敦的城市應急管理發揮相當大的作用。在巴塞羅那，智能垃圾箱上面設有傳感器，能檢測垃圾箱是否已滿。根據傳感器傳來的信息，垃圾收集中心可以制定一個數據庫，并以此安排垃圾車的路線。此外，垃圾箱還安裝著一個氣味傳感器，如果垃圾箱氣味超出正常標準，傳感器會發出警報進行提醒。與此同時，在一幅電子地圖上，根據不同區域垃圾量的增減，管理人員還能為裝有GPS定位裝置的垃圾處理運輸車制定一條合理的裝運垃圾路線，以避免垃圾處理運輸車輛無目的地巡視，導致工作效率下降。在瑞典斯德哥爾摩的哈姆濱湖城，設置了一排電子垃圾桶，分別用于接收食物垃圾，可燃物垃圾以及廢舊報紙等不同類別的垃圾。垃圾桶通過各自的閥門與同一條地下管道相連，閥門分別在每天自動打開兩次，不同類別的垃圾進入地下管道，并以每小時70公里的速度被輸送到遠郊，在電腦的控制下自動分離并輸送到不同的容器里，按需要循環利用。

智能節能和循環利用，讓智慧城市更酷

為了建設“節約型，環境友好型”的智慧城市，在節能方面，智慧城市運用科技手段研發的智能項目格外引人注目。在紐約市，聯合愛迪生電力公司(ConEdison)發起了名為“ 讓紐約更酷”(CoolNYC)的智能節約項目。該公司向紐約市民免費提供安裝在空調上的智能設備，以便幫助他們降低家中的電力消耗。在實施智能電力控制的每一個環節，聯合愛迪生電力公司都讓消費者掌握主動權，讓他們選擇是否允許該公司關閉他們的空調設備。市民甚至可以通過網絡或智能手機來選擇何時開啟空調。紐約市大約有600萬臺窗式空調，該項目在炎熱夏季的能源消耗方面發揮了重要作用。在巴黎，未來將建成智能化巴士亭，在巴士亭內裝有一塊顯示屏，為乘客或路人提供15種方便快捷的應用程序操作。這些應用程序可以幫助市民查詢公交換乘信息，登陸新聞網站瀏覽新聞資訊等，還能從顯示屏上搜尋實用、便利的生活信息。更方便的是，智能巴士亭還配有手機充電器。此外，未來建成的還將提供無線上網、自動售賣服務、自助式圖書借閱等功能。像這樣的新型現代化巴士亭，巴黎市政府打算在2013年年底前建立1750座。巴塞羅那早在2009年至2010年之間，就已經開始使用無線LED街燈了。這種街燈由西班牙能源巨頭Endesa制造，采用了定時器和感應器。LED并不便宜，但是匹茲堡大學的最新研究發現，他們能夠為那些有生命周期研究分析的城市提供最佳的綠色替代品。僅節能LED路燈一項，巴塞羅那就有望將其市政能源開支減少1/3。

智慧城市在資源循環利用方面有其獨到之處。柏林城市清潔公司規模最大的正在擴建的年處理規模達52萬噸的垃圾燃燒供熱廠，年發電量可達188千兆瓦時。另一方面，每年收集到的5.9萬噸優質有機垃圾也可通過發酵制造可燃氣體，相當于年發電量77千兆瓦時。更值得一提的是，如今，德國城市已經廢棄填埋垃圾處理法。克勒克納介紹說，德國2005年就關閉了所有的垃圾填埋場，但即使如此，他們在未來40年中仍然要為處理柏林原有的3個垃圾填埋場花費4億歐元。多倫多于2012年開始使用天然氣動力，城市垃圾車及垃圾填埋場……

數字化管理點亮智慧城市的眼睛

智慧城市到底有多智慧？物聯網、數字化管理為加速城市的現代化進程、節約資源、保護環境鋪平了道路。一個名為“虛擬倫敦”的項目應運而生，它旨在應對在未來的十年里，倫敦人口將增加至少一百萬的發展難題。該項目是一個非常吸引人的計算機圖形建模項目，它將大倫敦地區的每一座建筑都用三維立體圖像的形式刻畫出來。該模型由倫敦大學的高級空間分析中心(CASA)創造，該中心的主任麥克爾?巴蒂博士教授這樣詮釋模型的重要意義：“它可以監視諸如空氣污染和洪水之類的問題，預測高層建筑產生的各種影響，從而為市政規劃提供參考。所有和城市相關的計劃都可以在模型上表現出來，并以此來推測其在現實中的情況。”此外，紐約與IBM于2009年合作推出IBM業務分析解決方案中心，用來解決“需要建立智慧城市復雜功能不斷增長的需求，并幫助客戶優化業務流程和業務決策的方式”。在紐約，IBM已幫助城市建立了預防火災和第一反應系統，除此之外，還可以判定可疑的退稅申請，這一方法預計將在5年內為城市節省約1億美元。

香港，作為知名的智慧城市，以其世界一流的通信基礎設施而聞名。截至2013年2月，接近86%的香港人以全球最低的電信收費享受著全球最高的互聯網連線速度：每秒57.5兆比特；在香港機場，無線射頻技術大大提升了行李處理效率；在香港海關，道路貨物資料系統簡化了跨境運輸業的清關手續，以電子化方式提交清關文件，大大節省了運輸企業和貨主的時間……此外，香港有7.8萬名信息技術人才。37%從事軟件設計與開發，普遍精通中英文。在《經濟學人》2010年數碼經濟排名中，香港位居亞太首位；香港正積極發展云計算樞紐，在“亞洲云計算協會”發表的2012年云就緒指數中，香港位居亞太區第三……在東京，一項于2007年由東京市政府及國土交通省發起、倡導移動觀光與RFID導游的“東京無所不在計劃”便已在全市成功進行了物聯網應用。物聯網已成為東京信息產業的新亮點。東京，充滿現代氣息的國際化大都市，不僅因其利用物聯網等高科技手段創造了高速發展的經濟奇跡吸引了世界的目光，更因其低碳節能、注重社會協調發展而聞名于世。

值得深思的是，科技發展永遠伴隨著倫理困境，監視與控制，越來越多的技術手段侵入個人生活，但它在根本上能多大程度滿足人們愛與主動安全感的需求，仍是個問號。同濟大學教授程大章就認為，“智慧城市是人類社會發展的雙刃劍，我們的技術走在了前面，而倫理探索落在了后面。”在美國、加拿大，很多學校開設計算機倫理課程，但在我國還是空白。

總之，在全球智慧城市的建設中，我們發現一個共通之處，即如何通過探索城市的低碳、節約、環境友好的發展，來推動信息化、智慧化與經濟社會的深度融合，并通過無數充滿人文關懷的細節來“聚沙成塔”地建設；而如何通過世界智慧城市的發展方略來反觀并帶動我國城市的競爭力、可持續發展和包容性增長，決不是一蹴而就的事。“不積跬步，無以至千里”。伴隨著中國城鎮化進程的加快，制造業的轉型升級、再生資源產業的科學發展必將進入一個嶄新的歷史時期，我們有理由相信，中國智慧城市的發展之路任重而道遠，再生資源產業未來的美好前景可期。