“智慧城市”發(fā)展現(xiàn)狀與思考

喬宏章，付長軍

(中國電子科技集團第五十四研究所，河北石家莊050081)

0 引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算與云存儲以及大數(shù)據(jù)技術的飛速發(fā)展［1］，在信息化、全球化與城市化三大重塑現(xiàn)代社會力量的推動下，“智慧城市(Smart City)”作為新一代知識社會創(chuàng)新環(huán)境下的高級城市管理形態(tài)應運而生，以期解決快速城市化進程中帶來的社會管理失穩(wěn)、城市運行失序、經(jīng)濟發(fā)展失調、環(huán)境建設失衡等問題。

智慧城市的理念提出后，隨即得到廣泛的贊成與認可，是目前最熱門最前沿的研究課題之一，已經(jīng)上升到國家的經(jīng)濟、科技戰(zhàn)略層面，各地政府紛紛采取一系列措施來推進智慧城市的建設［2～5］。智慧城市具體的建設內容涉及到智能樓宇、智能家居、智能交通、智能醫(yī)療、智能環(huán)保、城市生命線管理、食品藥品管理、票證管理、家庭護理、個人健康與數(shù)字生活、政務公開、數(shù)字工商、數(shù)字景區(qū)、數(shù)字校園等諸多方面，智慧城市一些初步功能已經(jīng)在日常生活中得到體現(xiàn)，如市民卡、校園通、手機掛號、短信群發(fā)、手機銀行、電子政務等。截至2013年年底，中國提出要建設智慧城市的數(shù)量已達154座，規(guī)劃投入的建設資金超過1.5萬億元人民幣。智慧城市的市場前景巨大，社會影響深遠。

本文在對智慧城市的內涵進行深入理解的基礎上，首先描述了智慧城市的總體架構，并對比分析了智慧城市的建設企業(yè)，然后根據(jù)相關城市的實踐調查和世博會提供的經(jīng)驗，最后對智慧城市的建設思路進行探討和分析，給出了智慧城市建設的一些發(fā)展建議。

1 智慧城市的概念

繼2007年《歐盟智慧城市報告》中率先提出“智慧城市(Smart City)”這一創(chuàng)新構想之后，IBM公司為避免2008年國際金融危機的影響，實現(xiàn)公司由硬件向軟件和咨詢服務的戰(zhàn)略轉型，提出了“智慧地球”的理念，引起美國和全球的關注。同時，IBM公司針對我國部分城市應對金融危機的現(xiàn)實需要，抓住中央4萬億投資的歷史機遇，經(jīng)過22場討論會，在與200多名市長以及近2000名城市政府官員交流的基礎上，進一步提出了智慧城市的概念。智慧城市是“智慧地球”從理念到實際、落地中國的舉措，在我國得到了廣泛的認同，南京、沈陽、成都、昆山等國內許多城市與IBM進行了戰(zhàn)略合作。石家莊正定新區(qū)的規(guī)劃建設委托IBM公司進行頂層規(guī)劃設計，合同金額超過300多萬元人民幣。上海世博局指定IBM為中國2010年上海世博會的計算機系統(tǒng)與集成咨詢服務高級贊助商。借助這一世界盛會，IBM整合全球資源，以“智慧城市”為核心理念，向世界各國積極推銷其軟硬件技術和咨詢服務業(yè)務，取得了可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。目前對智慧城市的定義主要有以下幾種:

中國通信標準化協(xié)會在《智慧城市術語和定義》一文中對智慧城市的定義是:“智慧城市是指以物聯(lián)網(wǎng)、云計算、寬帶網(wǎng)絡等信息通信技術為支撐，通過信息感知、信息傳遞及信息利用，實現(xiàn)城市信息基礎設施和系統(tǒng)間的信息共享和業(yè)務協(xié)同，提高市民生活水平和質量，提升城市運行管理效率和公共服務水平，增強經(jīng)濟發(fā)展質量和產(chǎn)業(yè)競爭能力，實現(xiàn)科學發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展的信息化城市”。

IBM 對“智慧城市”的定義是［3，4］:“運用信息和通信技術手段感測、分析、整合城市運行核心系統(tǒng)的各項關鍵信息，從而對包括民生、環(huán)保、公共安全、城市服務、工商業(yè)活動在內的各種需求做出智能響應。IBM定義的實質是用先進的信息技術，實現(xiàn)城市智慧式管理和運行，進而為城市中的人創(chuàng)造更美好的生活，促進城市的和諧、可持續(xù)成長”。

華為對智慧城市的定義是［3，4］:“通過建設寬帶多媒體信息網(wǎng)絡、地理信息系統(tǒng)等基礎設施平臺，整合城市信息資源、建立電子政務、電子商務、勞動社會保險等信息化社區(qū)，逐步實現(xiàn)城市國民經(jīng)濟和社會的信息化，使城市在信息化時代的競爭中立于不敗之地”。

北京賽迪時代信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司對智慧城市的定義是［5］:智慧城市是通過物與物、物與人、人與人的互聯(lián)互通能力、全面感知能力和信息利用能力，實現(xiàn)城市高效的政府管理、便捷的民生服務、可持續(xù)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

總起來看，智慧城市是通過透徹的感知和泛在的互聯(lián)，將城市中的基礎設施之間、基礎設施與居民以及居民與居民之間連接起來，并利用決策分析等技術實現(xiàn)城市的高效協(xié)同和精準管控，從而為城市中的人創(chuàng)造更美好的生活，實現(xiàn)城市的和諧、可持續(xù)發(fā)展。

2 智慧城市的國內外發(fā)展現(xiàn)狀

智慧城市是全球工業(yè)化、信息化以及城鎮(zhèn)化發(fā)展的必然產(chǎn)物，受到了各個國家的重視。特別值得注意的是，國際三大標準化組織ISO、IEC、ITU-T在2013年相繼成立了智慧城市標準化研究工作組，智慧城市標準化制定工作成為新的國際熱點，標志著智慧城市建設工作的全面開展。

2．1 國外智慧城市發(fā)展狀況

智慧城市概念受到了全球范圍的廣泛關注，根據(jù)國際智慧城市組織(Intelligent Community Forum)統(tǒng)計，美國、瑞典、愛爾蘭、奧地利、德國、法國、新加坡、日本、韓國等國家的190多個城市已經(jīng)開始智慧城市的建設［2］。美國奧巴馬政府已經(jīng)將“智慧城市”上升為與“信息高速公路”同等重要的美國國家戰(zhàn)略。早在2008年，美國科羅拉多州的博爾德市啟動了智能電網(wǎng)城市工程建設。紐約于2009年開展了“互聯(lián)城市”行動計劃，并于2012年首次將政府數(shù)據(jù)大規(guī)模開放納入立法形成了《開放數(shù)據(jù)法案》，進一步消除各個行業(yè)之間的信息壁壘，為紐約乃至整個國家的智慧城市建設鋪平了道路。

歐盟將信息和通信技術作為歐洲2020年的戰(zhàn)略發(fā)展重點并制定了《物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究路線圖》，并于2007年提出了一整套智慧城市建設目標，最近通過的第七研究框架計劃明確了對互聯(lián)網(wǎng)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)及智慧城市等關鍵領域進行重點支持。

在亞洲，日本政府提出了“i-Japan2015戰(zhàn)略”，旨在建立“安心且充滿活力的數(shù)字化社會”，借此實現(xiàn)從“無縫政府”到“智慧國家”的發(fā)展。韓國提出《數(shù)字時代的人本主義:IT839戰(zhàn)略》，通過第二次建設國家骨干網(wǎng)，實現(xiàn)行政電子化網(wǎng)絡管理。新加坡提出“智慧國2015”計劃，通過發(fā)展具有全球競爭力的資訊通信產(chǎn)業(yè)，著力提升數(shù)字媒體與娛樂、教育培訓、醫(yī)療衛(wèi)生和電子政務等領域的發(fā)展水平。

總體來看，國外智慧城市建設以技術試驗、區(qū)域小范圍或城市局部地區(qū)試點、行業(yè)特色應用以及重點應用項目為主。

2．2 國內智慧城市發(fā)展狀況

目前，我國智慧城市發(fā)展步伐很快，工信部、國資委、住建部等部門的支持力度很大。據(jù)統(tǒng)計，“十二五”期間，中國有600—800個城市著手打造“智慧城市”，其中包括北京、上海、廣東、武漢、寧波等幾乎所有的一線城市以及一半左右的二線城市，智慧城市從概念導入期進入實質推進期，市場總規(guī)模將達到2萬億元。2013年，住建部公布了193個智慧城市試點名單，將智慧城市建設推向了又一個新高潮。為指導我國智慧城市的健康有序發(fā)展，國家發(fā)展改革委會同其他相關部門研究起草了《關于促進智慧城市健康發(fā)展的指導意見》，從國家的高度對我國智慧城市發(fā)展的總體方向進行了規(guī)劃，并對建設過程中基礎性、共性要求制定了通用行為準則。

我國各個城市結合自身特點，圍繞各自城市發(fā)展的戰(zhàn)略需要提出了相應的發(fā)展戰(zhàn)略，所采取的發(fā)展思路大致有［3～6］:以深圳為代表的部分城市將智慧城市建設作為增強城市創(chuàng)新能力的重要推動力，希望借此把握住新一輪信息技術革命中的核心技術;以武漢為代表的部分城市充分利用自身的技術基礎，將自身定位為智慧城市建設的技術和產(chǎn)品供應地;以昆山為代表的部分城市將自身的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢與智慧城市建設緊密結合起來，進一步提升自身的產(chǎn)業(yè)地位;以成都為代表的部分城市借助智慧城市建設，提供自身的文化影響力，加快城市的人文環(huán)境發(fā)展……總起來說，國內各個城市都充分利用自身優(yōu)勢從不同方面著手自身的智慧城市布局。

3 系統(tǒng)建設架構

智慧城市的理念是通過普遍的感知將城市生活中的各種設施中形成龐大物聯(lián)網(wǎng)，進而通過云計算的方式對各種信息進行數(shù)據(jù)融合和挖掘，然后向城市居民智能化優(yōu)質服務，使得城市管理和服務帶更富有預見性、創(chuàng)造性、協(xié)作性，高效和科學。為此，智慧城市需要打造泛在的物聯(lián)網(wǎng)絡、信息交換網(wǎng)絡以及公共服務平臺，從技術角度來說，總體體系架構具體包括感知層、網(wǎng)絡層、平臺層及智慧應用層4個部分，同時包含信息安全保障、標準管理和運營與運行管理三大體系［8～14］，如圖1 所示。

圖1 智慧城市整體架構

3.1 感知層

感知層與物聯(lián)網(wǎng)密切相關，是智慧城市的神經(jīng)元，沒有物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展就不可能構建智慧城市。感知層實現(xiàn)了信息系統(tǒng)與物體之間的信息交換和自動控制，具有智能化識別、感知、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理能力，主要由各種傳感器構成，包括溫濕度傳感器、二維碼標簽、RFID標簽和讀寫器等。此外，感知層還需要地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、遙感(RS)等系統(tǒng)為智慧城市提供空間數(shù)據(jù)和空間信息表達工具。

3.2 網(wǎng)絡層

網(wǎng)絡層主要由互聯(lián)網(wǎng)、移動網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)以及自主的無線接入網(wǎng)(如WIFI等)組成，是智慧城市的神經(jīng)系統(tǒng)，負責傳遞由感知層獲取的相關信息、各個平臺之間業(yè)務的交換以及用戶需求信息的傳輸。要建立智慧城市，就需要實現(xiàn)各個信息系統(tǒng)之間的泛在互聯(lián)和高效的業(yè)務協(xié)同，避免信息孤島的存在。

3.3 平臺層

在云計算平臺的基礎上，平臺層對感知層獲取數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的存儲和管理，利用數(shù)據(jù)挖掘技術，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中潛在的規(guī)律和隱含的特征，提取用戶感興趣的模式和特征，從而提高智慧城市的智能化水平。此外，針對用戶的通用性需求，提供標準化服務接口，有效支撐智慧城市各個專業(yè)應用。

3.4 應用層

應用層是智慧城市信息公共平臺的價值體現(xiàn)，將根據(jù)各個行業(yè)自身特點，結合行業(yè)需求，形成專業(yè)化的服務平臺或終端，直接為行業(yè)用戶提供專業(yè)性服務，實現(xiàn)信息應用的精細化、實用化和智能化。未來智慧城市的應用將集中體現(xiàn)在智慧政務、智慧民生和智慧產(chǎn)業(yè)三大領域。

3.5 標準規(guī)范體系

標準規(guī)范體系為信息采集、傳輸、存儲等提供標準模式，是智慧城市實現(xiàn)信息共享和高效協(xié)同的基礎。目前，國際三大標準化組織ISO、IEC、ITU-T已經(jīng)著手智慧城市相關標準工作的制定。國內已經(jīng)形成《中國智慧城市標準化白皮書》、《智慧城市實踐指南》等一批標準化研究成果［9～11］，所含內容包括智慧城市標準體系、技術參考模型、重點標準分析等，為智慧城市的總體規(guī)劃提供了重要依據(jù)。

3.6 安全保障體系

隨著美國中情局前雇員斯諾登將美國的“棱鏡”竊聽計劃公之于眾，不得不讓人們重視城市信息化中的安全問題。由于網(wǎng)絡設備、服務器和存儲設備等產(chǎn)品是目前信息泄露的重災區(qū)，因此在城市信息化建設首先要建立采用具有自主可控國產(chǎn)設備的鼓勵機制［12～15］。此外，要加強對信息技術以外的措施與應對策略的建立，構建基礎設施保護早期預警與響應機制，完善信息安全法制體系與誠信系統(tǒng)，提升全民安全意識。

3.7 運營與運行管理體系

運營與運行管理體系的構建是智慧城市建設的重要保障，其核心內容是對政府、內容提供商與運營商之間權責和利益的劃分。如果運行管理模式發(fā)生變化或出現(xiàn)新的需求時，將導致信息應用系統(tǒng)的改造與重建，需要對智慧城市的管理制度、運營模式、開發(fā)模式和招商模式提前進行謀劃和部署，充分發(fā)揮政府的管理和指導作用和企業(yè)的創(chuàng)新應用能力，實現(xiàn)政府與企業(yè)的雙贏局面。

4 智慧城市建設企業(yè)

智慧城市大規(guī)模開展吸引了大量的IT企業(yè)參與其建設，以獲取自己的利益，但是從發(fā)展情況來看，最終有能力有實力參與建設的單位主要有四類:基礎電信運營商、電信與信息設備制造商、傳統(tǒng)IT設備銷售與系統(tǒng)集成商、國有電子信息企業(yè)集團及相關科研院所。

4.1 基礎電信運營商

此類企業(yè)包括中國電信、中國移動和中國聯(lián)通三大運營商，是前期智慧城市建設的主要參與企業(yè)。其主要優(yōu)勢憑借其完善的網(wǎng)絡基礎設施和優(yōu)質的移動信息服務，涉足各行業(yè)的智能建設，特別作為城市信息化基礎的通信基礎設施建設，包括寬帶有線及無線網(wǎng)絡等。目前，中國電信以“寬帶中國”為依托，與近百個城市簽署了智慧城市戰(zhàn)略合作協(xié)議;中國聯(lián)通以“精彩物聯(lián)生活”為主打，與120余個城市簽約智慧城市項目;而中國移動則以“4G”標準為基礎，與多個城市簽約智慧城市中的無線通信基礎設施建設項目。然而，三大運營商僅限于智慧城市的基礎設施建設，而對智能化行業(yè)應用的系統(tǒng)建設鮮有接觸。

4.2 電信與信息設備制造商

此類企業(yè)包括IBM、華為、中興、浪潮等傳統(tǒng)電信與信息設備制造商，這些企業(yè)也是智慧城市建設的直接參與者。其中，IBM更是“智慧的地球”的提出者，其利用整體規(guī)劃設計、關鍵技術和實施保證這三大優(yōu)勢，為智慧城市提供智能運營中心、智能交通、智能水管理、和諧城市、應急等解決方案。而華為、中興等利用產(chǎn)業(yè)和渠道優(yōu)勢，定位為慧城市應用整合商、集成商，面向全球市場。浪潮積極推動產(chǎn)業(yè)垂直整合，發(fā)展服務器、軟件及服務一體化產(chǎn)業(yè)鏈，并加強集團整體戰(zhàn)略推進。

4.3 傳統(tǒng)IT設備銷售與系統(tǒng)集成商

此類企業(yè)以神舟數(shù)碼最為典型。利用其成熟的市民服務解決方案和IT系統(tǒng)集成服務，該企業(yè)相繼在全國69個城市展開，與14個城市簽訂了戰(zhàn)略合作計劃。利用智慧城市這一發(fā)展契機，神舟數(shù)碼將IT服務業(yè)務脫離集成服務業(yè)務成為獨立的業(yè)務單元，并與其他業(yè)務單元一起成為“智慧城市運營業(yè)務”的主要支撐基礎，將戰(zhàn)略重心轉向“運營服務”。

4.4 國有電子信息企業(yè)集團及相關科研院所

此類國有企業(yè)諸如航天科工集團、中國電子科技集團的下屬企業(yè)等。中國電子科技集團公司利用與相關政府部門的業(yè)務關系，結合其技術基礎，積極參與基于互聯(lián)網(wǎng)、云計算、智能分析的智慧城市總體規(guī)劃，總體設計與項目實施，以及公共安全、智慧醫(yī)療、智慧城管、智能交通、平安城市、數(shù)字家庭等分系統(tǒng)的實施，努力開展智慧城市中的各項業(yè)務。

總起來看，各類企業(yè)均將智慧城市建設提升至戰(zhàn)略定位高度，跟隨國家的步伐(各個部委)，積極爭取承擔更多項目。在前期和現(xiàn)階段主要是設備供應商獲得較大利益，長期來看，隨著智慧城市建設的逐步開展，咨詢、運營等服務商將是受益者。

5 智慧城市建設發(fā)展建議

雖然距離智慧城市的提出已經(jīng)過去七八年，但是智慧城市建設仍然是一個全新的課題，距離智慧城市建設最終的宏偉藍圖還有很長的路要走。智慧城市的建設不僅僅需求信息化技術的進步，更涉及到了各個行業(yè)之間的信息如何共享，這無疑會給社會政治經(jīng)濟體制改革提出新的要求，同時也推進了社會的變革。智慧城市的建設即是一個技術問題，又是一個城市建設與社會管理的問題［16］。根據(jù)筆者在智慧城市建設中的經(jīng)驗和相關城市的實踐調查，建議在智慧城市建設過程中應著重采取以下策略:

第一，創(chuàng)新推進智慧城市建設。由于政治體制、經(jīng)濟發(fā)展水平、人文與地理環(huán)境的差異，注定了中國的城市智慧信息化建設不能照搬照抄國外智慧城市建設的經(jīng)驗，同樣國內各個省市不同城市之間的建設思路也會千差萬別，只有在建設模式、運營體制、管理策略等問題上不斷創(chuàng)新才能找出適合本地的智慧城市建設思路，將信息化落實到實處，讓人們切實受益。

第二，加強智慧城市建設的標準規(guī)范。智慧城市的核心是泛在互聯(lián)、信息充分共享。要想實現(xiàn)上述目的，沒有統(tǒng)一的標準規(guī)范，就不可能實現(xiàn)不同網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)交換，不同行業(yè)之間信息的共享和數(shù)據(jù)的深層次挖掘與分析……智慧城市建設將成為空談。城市之間的建設思路和形式應該是千差萬別、風格各異的，但是基層數(shù)據(jù)之間、業(yè)務模塊之間需要有統(tǒng)一標準，否則各個城市的智慧城市建設只會成為信息孤島。

第三，協(xié)調好智慧城市建設中信息系統(tǒng)與城市的經(jīng)濟體制與文化之間的關系。從技術角度出發(fā)智慧城市需要各個行業(yè)和部門之間信息絕對的共享，然而由于部門之間權責的不同劃分以及受文化、安全等因素的影響，信息不能做到絕對的共享。從目前所處的歷史時期來看，根據(jù)生產(chǎn)力和生產(chǎn)關系之間的辯證關系，中國應該借助智慧城市建設浪潮，推進政治經(jīng)濟體制改革，積極探索信息化高速發(fā)展條件下的政治經(jīng)濟組織形式。

第四，堅持以需求為導向。從智慧城市的理念來說，智慧城市的建設不是一撮而就的過程而是逐漸發(fā)展的過程，這就決定了智慧城市的建設應該從需求最迫切的地方做起。其次，從我國的政治經(jīng)濟體制來看，很難通過先做出“大一統(tǒng)”的設計然后逐步實施的步驟來進行。另外，目前中國城市化進程是自下而上的過程，這也決定了城市的信息化過程必須自下而上。因此，智慧城市的建設必須從底層出發(fā)，分步分階段穩(wěn)妥實施。

6 結束語

智慧城市的概念已經(jīng)取得了大家的廣泛認可，然而其內涵和定義尚未形成公認的權威定義和解釋。通過分析各方的認識和見解，探討了智慧城市的建設目標和核心理念，分析了智慧城市架構中的感知層、網(wǎng)絡層、平臺層及智慧應用層四個部分以及信息安全保障、標準管理運維和運營與運行管理三大體系，對比了各類IT企業(yè)在智慧城市建設中的定位，最后為新形勢下智慧城市的建設提供一己之見。

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