五院士暢談智城前世今生

五院士暢談智城前世今生

智能城市研究始于智能建筑，二十世紀八十年代，智能建筑開始出現，成為以后很多智能城市理論研究的重要部分。發展到今天，“智能城市”已經不是一個純技術的概念，它與“園林城市”、“生態城市”、“山水城市”一樣，是對城市發展方向的一種描述，是信息技術、網絡技術滲透到城市生活各個方面的具體體現。在這里，我們摘抄了五位院士在公開場合的部分發言，以饗讀者，希望通過院士團體的介紹，能使我們對智能城市的前世今生有個粗淺的認識。

潘云鶴 院士

從“智慧城市”到“智能城市”

潘云鶴：浙江杭州人，1970年9月參加工作，曾任浙江大學校長，1997年當選為中國工程院院士，2006年至今擔任中國工程院常務副院長；第十二屆全國政協常委、外事委員會主任；兼任國務院學位委員會委員、中國科學技術協會顧問、中國圖像圖形學學會名譽理事長等職。

“智慧城市”的建設更準確地表述應該是“城市的智能化發展”。智慧城市的概念是由美國 IBM公司在 2008年提出的，英文為“Smart city”。“smart”一詞，本意是機靈的、聰明的，而對應“智慧”一詞的英文應該是“wisdom”。通過調研分析，中國很多城市近年來智能化發展的規劃與實踐，遠遠比歐美的“Smart city”內涵廣闊得多，且是一種深謀遠慮的計劃。因此，“Smart”一詞不妥。我們建議重新定義，提出了“智能城市”的概念，即“Intelligent city”。經過與中央部委、地方政府以及參與課題研究的專家學者大量的交流和座談，大部分官員和學者對于“智慧城市”的理解已經都向更寬泛的視野聚集。大家認為，“智能城市”的中國定義，已經完全不同于最初的“Smart city”。IBM想做的是smart的IT系統，而我們要建的是智能化的城市。對于帶有農村的中國廣大城市而言，建設“智能城市”就是將工業化、信息化、城鎮化、農業現代化“四化”有機融合發展。因此，“智能城市”更適合表述具有中國特色的城市智能化發展。IBM最初提出“智慧城市”的概念，實際上是想把計算機系統運用到城市的管理過程中，比如智能醫療系統等。對“智慧城市”的理解，歐美跟中國是不同的。如美國國家情報委員會最近發布了一份報告認為，從現在到 2030年影響全世界變化的有 13項技術，涵蓋 4個領域，即信息技術領域、制造業領域、資源與環境領域、醫學與健康領域。其中，信息技術領域包含三項技術，第三項就是“智慧城市”技術。在歐美等不少國家看來，“智慧城市”被理解為一種IT技術。該概念在2008年出現后，歐美國家競相解讀和實踐，認識和理解在不斷聚集，原有的數字城市和城市網絡化逐漸向智慧城市這個概念靠攏。兩年前，我們和德國工程院交流時，他們提出在“智慧城市”方面進行合作，主要指的是發展智能電網。

為了推進中國城市的智能化建設，近年來一些國內外知名的IT企業為中國地方政府提供了大量的智慧城市解決方案。然而，在實踐過程中，這些“智慧”的方案也暴露出一些普遍存在的問題，有些問題還是根本性的。比如，IT公司研發的智能系統，缺乏“市長視野”。雖然項目落地了，產品應用了，但結果成為了“孤島”，或出現了偏差，城市、政府與企業沒有實現共贏。如果智慧城市建設缺失“市長視野”，建設目標沒有解決城市的主要問題，也沒有實現經濟發展，那么城市的智能發展等于丟失了靈魂。試想一下，一個深謀遠慮的城市，僅僅是一味地使用工具，頭痛醫頭，腳痛醫腳，缺乏長遠規劃，經濟怎樣增長？城市如何建設？居民談何幸福？

事實上，有專家做過研究，信息化可以解決城市發展過程中的部分問題，而余下的大部分問題則需要通過綜合其他技術和頂層設計來解決。

為什么中外理解上有這么大的不同？因為中外處于不同的發展階段上。歐美國家已經走過了大規模城市化和工業化時代，已不需要大規模的基礎設施建設，而中國則同時處于信息化、工業化和城鎮化相融合階段，需要通過發展產業來引領城鎮化的發展。僅從信息化角度解讀智慧城市，通過技術和設備層面推進智慧城市建設，難以解決中國城市發展的問題。這個客觀的發展階段決定了“智能城市”在我國的發展將會被賦予更加豐富的內涵與實踐。因此，中國城市的智能化發展路徑必然是獨特的。

所以說，我們現在提出的建設“智能城市”，不僅是云計算、大數據、物聯網等技術的集成運用，還是工業化、信息化、城鎮化以及農業現代化的四化融合。城市的智能化發展，實質是讓一個城市又好又快地巧妙發展的過程。走向智能化的道路，將意味著城鎮化是一種新型的城市化，工業化是一種新型的工業化，而信息化也是一種更加深入的信息化。用通俗的話來講，所謂的智能城市建設就是要將城鎮化的2.0、信息化的2.0和工業化的2.0深度融合，使城市能夠集約、綠色、宜人、可持續地發展。

鄔賀銓 院士

智慧城市的內涵與基礎

鄔賀銓：光纖傳送網與寬帶信息網專家。廣東番禺人。1964年畢業于武漢郵電學院。曾任信息產業部電信科學技術研究院副院長兼總工程師、大唐電信集團副總裁。現兼任國家863計劃監督委員會副主任、國家973計劃專家顧問組成員、國家信息化專家組咨詢委員會委員、中國通信協會副理事長。是國內最早從事數字通信技術研究的骨干之一。

一、智慧城市應“以人為本”。以人為本是智慧城市的核心，物聯網、無線網絡、云計算等技術只是手段。

二、大數據支撐智慧城市建設。大數據挖掘對智慧城市的經濟發展和社會管理是無形的生產資料，大數據價值的合理共享和利用將創造巨大財富。

三、智慧城市的管理比建設還困難。智慧城市的定義應當是城市進程的下一階段，是城市信息化的新高度，智能服務是其重要標志，物聯網是其包括但不限于應有之意，智慧城市是互聯城市，物聯網是互聯網應用的拓展，因此物聯網是智慧城市的重要支撐。智慧城市的建設需要經濟、政策、管理多管齊下，智慧城市的管理比建設還困難，需要探索可持續發展的模式；智慧城市考驗政府管理水平，智慧城市需要城市領導者的大智慧。

四、智慧城市服務與建設。智慧城市的服務在智慧電網、智能交通、智能物流、智能建筑、智能監控、智能家居、智能醫療等方面。智慧城市的建設是指交通、衛生、教育、社會保障等公益性的項目需要政府主導、政府投入，同時還可以引入市場模式，政府購買服務與市民參與相結合。智慧城市的建設要增強政府戰略規劃和調控能力，考驗政府的管理水平，對促進城市的可持續發展，對經濟社會建設和民生服務都具有重要作用。

五、智慧城市與新型城市化進程。智慧城市本身是城鎮化發展的下一個階段，是城市信息化的新高度。智能服務是智慧城市的重要標志，但智慧城市絕不僅是信息技術的概念，它還涉及社會、經濟、文化、政治等方面。

路甬祥 院士

智慧城市該如何創造

路甬祥： 1942年4月出生，浙江慈溪人。浙江大學機械工程系水力機械專業畢業，聯邦德國亞琛工業大學機械系液壓氣動研究所研修，博士，教授，中國科學院院士，中國工程院院士。曾任中共中央委員，中國科學院院長，第十屆、第十一屆全國人大常委會副委員長。

建設智慧城市是人類文明進化的必然趨勢，城市是傳承人類文明、培育凝聚人類智慧和創造的重要載體。智慧城市是工業文明向知識文明進化的產物，是依托互聯網、物聯網、傳感網、大數據、云計算等在經濟、社會、文化、生態和城市管理服務的各個領域構建智慧發展環境，創新經濟社會發展方式是人們共同分享新的生存發展方式更美好的生活，促進經濟社會綠色、智能、和諧、開發、包容可持續發展是人類文明進化的大趨勢。

建設智慧城市是全面建成小康社會的必然要求，13億人口的中國已經成為全球第二大經濟體，但是城鄉兩元結構尚未根本改革，城鎮化低于全球平均水平，人均國民收入還僅僅是發達國家的 1/5 到1/9，建成經濟繁榮，就業充分，民主法制，公平政治，和諧包容、平安宜居，生態環保惠及全體人民的小康社會需要理論、科技、制度、管理、文化創新的推動，需要科學民主、廉潔高效、依法管理，需要智慧城鎮建設引領和帶動，縮小城鄉差距，實現城鄉協調發展，需要城鄉人民積極參與，共創分享，也要為我們的子孫后代可持續發展奠定堅實的基礎，保留和創造發展的空間。

必須轉變城市建設的發展理念，城市源于市場和商業，興于科學文化、民族法制，工業社會城市化的動力是工商金融、服務消費以及相應的人口集聚，在提升產品及人口集中度的同時也帶來交通擁堵、貧困失業、城鄉差距擴大等挑戰。今天信息與大數據，知識和創新已經成為經濟社會持續發展的關鍵資源和動力，成為城市創造力、競爭力和可持續發展能力的核心要素。尊重生命，尊重自然，尊重人的平等權利，尊重勞動和創造已經成為核心價值。全球綠色智能之道與服務興起，無線寬帶，改良信息與數據庫，云計算、云服務等成為知識城市最重要的基礎設施。

能源結構的新變革，智能電網的新發展，節能減排、綠色低碳、生態環境友好的新追求，民族參與，依法威權意識的新提升，社會誠信、公平、公正、平安和諧的新企盼，多彩文化，多元利益，多需求的新發展，法律秩序、教育培訓、健康醫療、養老等公共服務的新需求，人口結構、就業創業、經營方式的新變化對公共管理、科學民主，廉潔高效，公正法制的新要求等等，經濟社會的新發展是在城鎮發展理念變為新的深刻變革。要充分認識人民的企盼，不要片面追求GDP增長，把改善基礎設施，公共管理與服務，提高人民就業和生活的品質與城鎮信息化、智能化緊密結合起來。要順應和支持信息網絡和可再生能源引發的分布式、個性化、多樣化、網絡化的創新創業和服務模式，加快推進寬帶網絡、大數據、云計算、云服務等現代智慧城市的基礎設施建設和普及應用。依靠開放自由、誠信有序、競爭合作、務實高效的知識與技術，管理與服務，文化與制度創新，引導支持城鎮化的綠色智能、和諧協調、開放包容、可持續發展。

以人為本，共創分享是根本目標，城市發展的根本目標在于為了人。不僅為生活在城鎮的新老居民，也應為城鄉人民提供更加多樣及高質量的就業創業機會，提供更好的人居環境、社會人文環境和自然生態環境。提供安全健康、多樣可分享的物質、文化、信息產品和服務，為人們創新創業共創分享美好生活，創造更好的環境，也為子孫后代保護和創造可持續發展的資源與環境。堅持以人為本，最重要的是尊重公民的生存權、自主權、發展權、創造權，依法保障每個人的平等獲取信息和知識的權利，公平分享公共資源、創新創造、就業創業的權利。民主表達、民主選舉、民主參與、民主監督城市公共管理的權利，努力消除可能存在的信息壟斷、信息封鎖和信息鴻溝，依法保護個人、企業、公共和國家的信息安全。智慧城市將使人人都有機會通過城市的勞動和智慧的創造實現更美好的未來。共創分享美好的“中國夢”。依靠人的夢想與追求，共創分享更美好生活的有效需求是城市發展永無止境，永不枯竭的發展動力。

創新驅動發展，建設智慧城市。科技創新是提高社會生產力和綜合國力的戰略支撐，必須擺在國家發展全局的核心位置，自 20世紀 80年代以來，全球信息網絡技術創新突飛猛進。進入新世紀以來，寬帶、無線、物聯網、傳感網、智能終端，云計算、云儲存，網絡經營等日新月異，能源先進材料與制造，生物技術的創新與突破，不斷激發創造新的市場需求，不斷激發創新實際研究和經營管理的方式，不斷激發創造新的創業和就業的形式，不斷激發創新城鎮發展理念和公共服務管理的方式，不斷激發創新體制機制和法律制度，不斷促進以綠色智能為特征的新興產業，現代服務業，文化差異產業等發展。實現我國政府從制造大國向創造強國的跨越，實現全面建成小康社會的觀念。我國的城鎮化也正處于由快速規模發展，向綠色、智慧可持續發展轉變的關鍵時期。國家實施創新驅動發展戰略的一系列政策舉措將為智慧城市建設和發展提供新的機遇和條件。

姚建銓 院士

物聯網與智慧城市

姚建銓：著名激光與非線性光學專家，1997年當選為中科院院士。現任中國光學學會理事、中國光學學會激光專業委員會副主任、中國電子學會物聯網專家委員會副主任、天津市激光學會副理事長、天津大學現代光學儀器研究所副所長、中國礦業大學物聯網研究中心名譽主任，同時任美國光學學會及SPIE會員、南加州大學激光中心客座高級研究員等職。發展了高功率倍頻激光的理論，他發明的雙軸晶體最佳相位匹配的精確計算理論，被國際學術界稱為“姚技術”、“姚方法”并廣泛應用。

一、物聯網是智慧城市建設的動力

姚建銓院士對物聯網的發展抱有信心。他認為，隨著智慧城市的建設在我國逐漸展開，物聯網將迎來前所未有的發展機遇。盡管發展才起步，但應用前景廣闊。“假如說互聯網是人與人之間傳遞信息，包括圖形、文字和各種數據，那么物聯網就是把世界萬物以及人類所感興趣的重要物體，將它們的特性傳感出來。這是一項革命。”姚建銓給物聯網列出形象的定義：“它在工程建設領域具有積極意義。我國西南地區近幾年出現過幾次重大的橋梁事故。因此，我認為今后但凡是國家重大工程，比如大型橋梁都要將光纖埋在里面監測數據，物聯網的作用非常關鍵。”

很多人容易將物聯網和互聯網混淆，但兩者發展歷史以及研究對象皆有很大差別。姚建銓介紹說，物聯網主要包括三個層面：一是物理層面，將物體的特性傳感出來，形成物理層。二是信息傳輸層，也就是網絡層。三是計算處理層，進行指令的反饋控制。通過全面的感知、可靠的傳輸和智能處理，這三個層面必須同應用緊密結合起來，才能體現出價值。

我們堅持認為物聯網應該是“人人都能感受到的，并且為生活而服務的技術”，我們將不斷地提升公司的技術能力和服務質量，開拓更美好的未來。

目前，物聯網應用已經涉及現代社會千百個領域，概括起來有十大類，包括城市公共事業、建筑家居、交通運輸、工業制造、智能醫療、智能醫院、遠程控制、港口、金融國防、國家重大工程等。其中很大部分與智慧城市和工程建設相關。但姚建銓表示，目前，我國物聯網產業發展總體仍處于初期階段，并沒有成規模，技術還不過硬，沒有站在制高點，各類標準正在研究之中。

不容忽視的是，我國在建設智慧城市過程中，或許還存在許多不可預知的困難。姚建銓指出，類似于北京、上海、天津、廣州、武漢等特大城市，其既有基礎設施規模龐大，不易改變。不過，類似于青島等規模較大卻擁有較好信息產業基礎的城市，借助當地良好的經濟和科技支撐，可以作為中國物聯網技術推廣的典范和榜樣城市。

二、物聯網和智慧城市的未來

姚建銓院士表示，智慧城市是工業化、城鎮化、信息化交換的產物，也是可持續發展的必然。要實現智慧的城市應該有這么幾個方面的考慮，一個是要使得所有的技術層面上是智慧的，產業也應該是智慧的，服務也應該是智慧的，管理也應該是智慧的，也包括智慧的生活，這幾個方面就構成了一個發展城市的新模式，可以叫做智慧的城市。

物聯網之所以區別于互聯網，最大的差別就是它和物體發生差別，如何用傳感器和傳感技術把這些物體的特性聯系起來是最重要的。第二個，他上面是一層應用層，所有的物聯網，一定是要和某一個應用緊密結合，也要從應用的角度出發，對所感知到的數據、傳輸來的數據，進行整合、融合，再進行反饋，控制，達到這一點。這兩個層面，感知層和應用層，是物聯網和互聯網最大的差別。但是也有一些觀點認為，它除了這三個層面以外還有其他的層，包括標準、安全、制造服務這些在內。所以物聯網的支撐技術應該包括很多，不外乎危機的系統，軟件和算法等，這些方面在中國工信部發表的物聯網白皮書里面有非常詳細的定義。

另外，物聯網、互聯網和移動通訊網之間是既有聯系又有所不同，他們是互相包含的關系。和物聯網技術有關的包括標識和感知、通信、硬件和裝備、接入和組網、安全和保密，包括計算機處理等等，所有這些都構成了物聯網有關的核心技術。而和這些技術有關的產業，就構成了物聯網的核心產業。

三、智慧城市和物聯網

什么是智慧城市？姚建銓給出的定義是：智慧城市應具備幾個要素，即安全、高效、有序、和諧、綠化、智能。作為物聯網的倡導者，姚建銓認為，物聯網是智慧城市建設的重要工具。比如新興的蔬菜直銷模式、在社區設立電子菜店、居民刷卡買菜，這種從農田到餐桌，沒有中間環節服務，就是物聯網運用的典范。“通過物聯網和智慧城市建設，可以建立大壩、橋梁等的檢測、反饋控制系統，提前預防災害發生，讓老百姓生活更便捷。”姚建銓澄清道，盡管物聯網現在叫得響，但事實上物聯網在全球還處于起步階段，在中國仍處于萌芽階段。目前最需要做的是創新和應用。

李德仁 院士

智慧城市的概念、支撐技術及應用

李德仁：中國科學院院士，中國工程院院士，國際歐亞科學院院士，攝影測量與遙感學家，武漢大學遙感信息工程學院教授、博士生導師，武漢大學測繪遙感信息工程國家重點實驗室主任，中國礦業大學環境與測繪學院院長。歷任武漢測繪科技大學校長，武漢大學學術委員會主任、測繪遙感信息工程國家重點實驗室主任、學術委員會主任，全國政協委員，國務院學科評議組成員。

智慧城市=數字城市+物聯網+云計算。智慧城市是在數字地球的基礎上，通過物聯網將現實世界與虛擬數字世界進行有效的融合，建立一個可視的、可量測、可感知、可控制的智能化城市管理與運營機制，以感知現實世界中人和物的各種狀態及變化，并由云計算中心完成其海量和復雜的計算與控制，為城市管理和社會公眾提供各種智能化的服務。智慧城市是智慧地球的重要組成部分。

簡單地用公式表示，智慧城市=數字城市+物聯網+云計算。數字城市是把城市的地理信息和其他與城市有關信息結合并存儲在計算機網絡上，讓城市和外空間連接在一起的虛擬空間。智慧城市則通過傳感網絡實現虛擬空間和現實空間的銜接。

支撐技術。智慧城市的支撐技術包括數字城市相關技術、物聯網技術和云計算技術。

數字城市是構建城市數據，將現實中的城市通過網絡進行展現，通過航空、衛星、移動測量等方式將數據集成在一起，形成空間立體化，把城市栩栩如生地“搬”到網絡上。數字城市相關技術包括：（1）天空地一體化的空間信息快速獲取技術；（2）海量空間數據調度與管理技術；（3）空間信息可視化技術；（4）空間信息分析技術；（5）網絡服務技術。在實時獲取相關數據的基礎上，海量空間數據不僅包括矢量數據，還包括三維數據。中國已經有300多個城市進行數字城市建設，包括基礎數據、政務平臺和公眾平臺，可以從地上看到地下，方便城市管理，提供智能服務。

物聯網能夠全面感知，通過 RFID、傳感器、二維碼等實現可靠的傳遞和智能的控制和處理，實現人與人、人與機器、機器與機器的互聯互通。智慧城市不僅僅是信息化，而且面向物理世界。我們把地球上的每一個人和物傳感到網上去，通過基層將它們聯起來，通過網絡層將它們傳輸到全世界，就可以實行運用。智慧城市將所有地球上的東西都整合在一起，我們不出門可知天下事、做智慧決策。預計到2017年，全世界大概會有7萬億傳感設施來服務70億的世界人口。它可以做智慧交通，遠程智能醫療，不管個人使用什么設備、做什么事情，不管在哪兒都可以和網聯結在一起，實現智慧服務。

云計算是基于互聯網大眾參與的計算模式，其計算、存儲、交互能力是動態、可伸縮、可虛擬化的，通過傳播重組，把上億個傳感器發出的信號合成視頻進行處理，將計算變成社會化、集約化、專業化的服務帶給大家。形象地說，云計算為智慧城市提供了一個可以思考的“大腦”。

智慧應用。未來的智慧城市一定會是個道路更暢通、溝通更便捷、環境更美好、生活更幸福的地方。智慧城市能更好地服務社會經濟發展，改善城市安全、提高政府效率、縮小城鄉差距、使大眾生活更幸福。

智慧交通。智慧交通可提升交通系統的信息化、智能化、集成化和網絡化，并智能采集交通信息、流量、噪音、路面、交通事故、天氣、溫度等，從而保障人、車、路與環境之間的相互交流，進而提高交通系統的效率、機動性、安全性、可達性、經濟性，達到保護環境、降低能耗的作用。

要實現對交通的智能感知，電磁感應器、超聲波、微波雷達、激光雷達、紅外線成像都可以用在智慧交通上，實現交通信息應用發布，便于了解各類交管信息、違章信息，做到及時響應、及時處理。

智慧城管。智慧城管要實現社會綜合管理與服務，把人管好，把房子管好，把重點的場所、設施、社情等管理好。如城管在巡查過程中，發現場地有垃圾需要清理，城管員拍照傳送城管信息平臺，相關人員便會立即前往清理。清理完畢，再拍照反饋，監管人員便可了解事件處理情況。

智慧養老。中國正步入人口老齡化社會，老年人數量達到億級。給老年人戴上一個類似手表的裝置，通過該裝置收集老年人身體指標參數，傳輸相關信息，便可檢測出老年人的健康狀態。

智慧醫療。基于智慧城市的遠程醫療服務能夠實現：視頻服務，如遠程診斷、培訓、視頻會議；短信，如即時通信；信息實時取得，如醫學研究資料庫實時使用；多媒體數據庫，如電子病歷、影像處理；無線城域網接入，如緊急救護無線通信；無線局域網接入，如醫院內部通信。還有端到端的系統集成應用。

智慧安防。城市所有視頻都存放在電子信息系統里，點開任何一個地址，都會調出該位置的視頻信息。將不同時間的記錄自動剪輯起來，聚合在一起就可以做視頻分析。

智慧家居。將家里每件家具都通過網絡聯通，就可以遠程控制家里空調、電飯鍋和洗衣機的開關。

智慧個人應用。不論你在什么地方，不論通過什么手段，不論想做什么，都可以實現智能化。

除了上述提及的應用，智慧社區、智慧能源、智慧旅游等方面的應用也已經如火如荼地進行著。

測繪地理信息也隨著智慧城市的發展，進入了新時代。地理信息數據由靜態變為動態，所有人都成為我們的用戶。要將數據送到需要的地方，送給需要的人，這是測繪地理信息努力的方向。 □