智慧城市建設的內容與路徑研究

摘要：介紹了智慧城市的背景、內容和途徑，針對城市病治理問題、消耗、能源、交通、促進水的循環利用等做了系統的分析。解決城市病，空氣污染、交通擁堵、噪聲污染等問題，要從解決細胞入手，解決城市病本體，包括從集約化的城市化走向社會公平，利用“互聯網+”解決智慧城市信息化；再循環利用方面達到節水節能，把城市分成網格，使城市更加精細。

關鍵詞：互聯網+；數字城管系統；大數據管理；城市綠色化；節能減排

DOI：1013939/jcnkizgsc201613003

一、我國智慧城市建設背景

從背景來看，習近平總書記在經濟工作會議上強調了，要走集約、綠色、智能、低碳的新型城鎮化發展道路。李克強總理也強調了“互聯網+”行動，要把智慧城市建設作為城市建設重要內容。智慧城市是作為解決城市病、促進城市管理、提高城市治理能效的重要手段。

為什么這樣確定智慧城市地位呢？新型城鎮化是動力，轉變傳統工業化結構，農業現代化是基礎，信息化是協調創新，新型城鎮化是機會平臺，綠色化是方向。這“五化”實現第一個階段的目標就是“小康社會”。在這個過程中可以看到，從農業文明轉向工業文明，到后工業文明，城鎮化率不斷提高。城鎮化作為一種主要的推動力量，給國家的經濟發展和社會進步帶來了巨大的機會。但是，同時也要看到，城市有了非常嚴重的城市病。比如，交通擁堵、能源緊張、空氣污染、水體污染、垃圾圍城、噪聲污染、用地矛盾、水資源短缺等。這意味著，在城市化過程中，城市還在“青壯年”就患上了“老年病”，需要從中、西醫雙方面進行統一治療。所以，用智慧城市作為現代科學技術的主要發展方向，在城市工作中來解決城市病，解決城市的現實問題，破解城市發展難題，從而帶動經濟的發展，這是智慧城市建設中的重要背景。

二、智慧城市的定義和內容

可以看到，未來的城鎮化需要內涵和質量上的提升。

（一）未來城鎮化內涵與質量的轉向

從全方面來看，有以下八個轉向。一是，由過去的城市優先發展，轉向城鄉互補發展；二是，從高能耗建設或者高能耗的城鎮化轉向低能耗、低碳的城鎮化；三是，從大城市擴張為主轉向生態城和小城鎮與大城市互相發展；四是，從盲目克隆國外建筑轉向文脈傳承；五是，由高環境沖擊轉向低環境沖擊，要走一條低污染的發展道路；六是，由放任式機動化轉向集約式機動化；七是，從大型、集中式，以工業文明為主導的基礎設施建設轉向小型、分散循環式的基礎設施建設；八是，從少數人先富的方式轉向社會公平。面臨的任務非常嚴峻。在這樣艱巨的過程中間，需要智慧城市來協調各方，共同解決這些問題。

（二）智慧城市的定義與內容

智慧城市的定義內容有很大爭議。很多專家提出了“智慧城市”的定義，每一家的定義都不一樣。國家五年前頒發的文件中，把智慧城市的定義分為這樣三個方面。從城市管理者角度講，促使城市“不得病”、“少得病”和“快治病”，保障城市健康和諧發展；從企業角度講，利用智慧城市技術手段，提升企業自身運營效力，降低運營成本、提升競爭力；從百姓角度講，讓民眾感受到智慧城市帶來的“便民”“利民”和“惠民”，對政府有效監督。從這樣三個角度來講，智慧城市都發揮了各自的效應。

從手段上看，智慧城市通過全面感知、信息共享、智能解題。在城市規劃、建設、管理、運行過程中采用信息化、智慧化、人性化等手段推進管理創新。

從內容上看，涵蓋城市產業、民生、環境、防災減災、行政治理、資本配置等，涉及面很廣。

從理念上講，以智慧系統為“黏合劑”將集約、低碳、綠色、人文等新理念融入城鎮化全過程。

從難度上講，智慧城市建設最大的難點是通過信息共享、系統共生來消除部門“信息孤島”和利益壁壘。所以我們的信息化經歷那么多年以后，每個部門都自己搞一個系統，這種系統就成了各自的信息孤島，這些孤島應該通過智慧城市進行整合，形成共享的信息平臺。

三、智慧城市建設的路徑

智慧城市如何實現集約、智能、綠色、低碳發展呢？主要是通過“互聯網+”進行推進。

從集約角度講，提高城市資源的集約利用和城市的運行效率。用智慧城市的理念，智慧稅務、智慧能源、智慧垃圾處理、智慧管網等。智能本身是通過城鎮化的智慧化與精細化管理，使百姓的生活更加便利，而且百姓更加方便監督各種為民服務的機構。

從綠色的角度講，智慧城市建設促進資源和能源的循環利用，恢復善待生態環境，通過智慧城市的辦法對環境加以保護和建設，實行低沖擊發展。

從低碳角度講，通過降低能源消耗、推廣可再生能源，使促進行為節能減排。通過測算，光是能源消耗的可釋放，就能達到15%的節能和節水，是績效最高的節約方式。

（一）推行數字城管系統

推行了10年之久的數字城管系統與智慧城市的關系，數字城管將讓城市發展更加可持續，有效解決現代城市多部門服務和協調復雜性的矛盾。數字城管是城市管治的基礎工程。數字城管是整個國家治理體系創新的最重要基礎部分。同時，數字城管也是社會公平的公共品。

數字城管系統作為一種網格化的物理平臺，不僅能將物聯網的感知系統和視頻監控系統精確疊加起來，而且又可發揮現場巡視人員實地拍攝檢查并反饋分析的能力，是一種不斷嚴禁的“人——機”復合平臺。因此，可在已有數字化城管系統的基礎上進一步優化擴充，作為智慧城市的公共平臺。比如，一個井蓋掉了，過去一定要等到小孩子掉進去了，有關部門才去追查到底是怎么掉的，這個周期平均13個多月。現在，進行了網格式管理，把所有的井蓋都作為城市的部件記錄在案，一旦這個井蓋破了、掉了，在一個小時之內就會檢測到，信息傳遞到系統，系統立刻就能發現這個井蓋是屬于哪個部門管轄，并把信息傳給相關部門，相關部門立刻補上。再過一個小時，第二次巡視就能發現這個井蓋到底有沒有蓋上，其中時間間隔是多少，把這個結果公之于眾。為民服務的質量、行政效率，都可以體現出來。可以演變為互聯網，在每個井蓋上加一個裝置，可以實時知道這個井蓋是掉了還是破了，還是完好的。現有的網格式管理，使城市管理更加精細，形成一個智慧城市公共平臺，這個公共平臺通過采集數據，把原有的一些基礎設施和容易發生的事件事先儲存起來，進行預案現場化，極大地提高了相關部門對突發性事件和可能出現災害的反應速度，提升各個部門的效率。

（二）大數據管理的鏈接

從大數據與數字城管系統來看，通過大數據管理，從人口24小時的分布與交通干線上手機位置的信息，就可以了解到整個城市交通的擁堵情況和發展演變的規律。通過大數據，從相關性角度來了解人口的流動，是原來的抽樣調查難以完成的，它從整體上全面地反映整個人口就業在城市空間的流動，可以為人口的布局、交通擁堵、空氣污染等各種各樣的城市難題找到解決方案。大數據成為有力的武器和非常好的管理資源。從這扇門打開以后，許多原來傳統城市管理難題的解決辦法或者治“城市病”的途徑都被找到了。

這看似復雜，其實很簡單。智慧城市必須是從操作簡單的政府與老百姓的投訴反饋機制，延伸到網格化、精細化的管理系統，再通過城市的公共信息平臺，把云計算、大數據、物聯網這三大信息加上去，使得整個城市的智慧管理系統不斷升級，不斷向前發展。所以說，智慧城市非常昂貴。有許多設備供應商希望基層政府購買他們的設備，建設“智慧城市”。這就相當于病人到醫院里看病，醫生不給開藥，而讓病人找藥廠，藥廠給病人開了一大堆藥，抱回去吃，效果很差。在智慧城市建設過程中，發現很多地方的智慧城市建了沒有用，因為它是設備商供應建設起來的，不堪一擊。這樣就把智慧城市的名聲搞壞了，這是非常值得重視的問題。

（三）放大智慧城市的疊加效應

智慧城市有疊加效應，由專題性智慧向綜合性智慧提升。比如，功能模塊型、數據共享型、虛擬城市型、電子商務型，都是不同的專題，專門針對一種城市病，策劃、治療這個城市病的智慧城市，從治一種病發展到治多種病，最后針對疑難病癥進行治療。向交通擁堵、空氣污染發出挑戰，這樣的智慧城市，可以認為是到了一個高度。一個非常著名的國外大公司，一進來就說“智慧地球”，地球比人類聰明多了，地球聰明起來，智慧城市就建成了。實際上是廣告宣傳語，為了賣設備，相當于病人到了醫院，沒看病就抱走了一大堆藥，走偏了方向，浪費了錢。

（四）促進城市的綠色化與節能減排

智慧城市必須是圍繞著促進城市的綠色化，把節能減排作為智慧城市的一個通用問題。聯合國的數據統計，城市最基本的病：75%的能源是城市消耗的，75%的污染是城市排出的，75%的溫室氣體是城市引起的。如果說地球有病，城市是根源。大自然本身是綠色的，不要去破壞它。鄉村也是綠色的，不是灰色的。通過智慧城市建設，把城市轉變成綠色，這是長期的概念，這樣智慧城市、生態城市，智慧的綠色交通，智慧供水、智慧能源城市，都是圍繞著使城市綠色化，運用信息數據，運用“互聯網+”。

1城市生態化改造

城市生態化改造，是需要城市建筑密度、人口密度適當提高，保持緊湊，防止出現美國的城市蔓延，綠色建筑達到80%以上，可再生能源占比20%以上，實現生物多樣性。中國跟西方發達國家一個非常大的差別就是，西方一個農民消耗的能源比城市的人要多得多。而在中國，一個城市居民消耗的能源是農村的三倍，正好相反。原因在于，我國農村機械化運作水平很低，人多地少。整個城市化的過程，對資源消耗、能源消耗、空氣排放、污染壓力都非常大，要通過原有程序的生態化、綠色改造等來運營。

2城市交通與綠道建設

從全球的角度來看，交通排放的能耗氣體占到整個能耗氣體排放的1/3以上。隨著汽車進入家庭，中國的交通發展非常快。但是，如果從城市建設的角度出發，硬件和軟件相結合，采用交通導向的開發模式，使空間利用和交通緊密地結合起來，利用“智慧交通”改治擁堵的情況，通過城市發展的骨干交通的智慧化，軌道交通與大容量快速公交等，把城市交通的毛細血管，包括綠道、自行車道、人行道打通，使信息化與機動化協調起來，就能解決交通排放的廢氣，使交通的能耗減少。

3智慧水務建設

通過智慧水務建設來處理排水、污水、安全供水以及防洪防澇，建設智慧海綿城市。城市許多管網運行狀況是不能改制的。智慧城市建設能夠及時反映管網平時疏通的情況、堵塞的情況，水量大小等情況，確定哪些管網應該啟動，哪些管網應該關閉。應該智慧地反映和適應城市的洪水，同時使城市的暴雨能滲到地下，和地下的水接通，使水地成為水庫，城市可以像海綿那樣吸收水。最近經濟工作會議上，李克強總理提出，城市水源的問題，需要城市自行解決，以后大規模的調水要逐漸減少。水是可循環的，智慧城市要促進循環。過去對水資源的利用是做加法，人口和產業，利用加法。現在是乘法，也就是水利用一次，等于水資源增加了一倍，利用兩次就增加了兩倍，新加坡是水資源再利用的典范。海水淡化每噸5元錢，而污水再生一次是每噸25元錢，非常便宜，比任何長期調水的成本都要低。同時，這種供水的模式非常安全和可靠。所以說，要把海綿城市與智慧城市的建設相互促進。比如說，海綿城市建設中，把傳統開發模式形成的洪水高峰大大消減，原有的管網，五年一遇的，變成十五年一遇、二十年一遇的，把綜合管廊變成智慧管廊，把海綿城市變成智慧的海綿城市，把城市黑臭河道治理，中水回用，水務協同微循環都帶動起來。

4智慧能源城市的建設

可再生能源與建筑一體化及建筑節能相結合，城市成為可再生能源的城市。

分布式能源和集中式能源有巨大的區別，集中式能源是一個獨立的電場，如果這個電場遭到了襲擊，整個城市能源就消失了。非物質能源是分散的。比如，屋頂的太陽能、周邊的風、生物質發電等多種能源，整合成新能源網，必須通過互聯網技術將其協調起來，共同為城市提供一個安全、保障又有彈性的系統。即使系統一兩個節點出了問題也非常安全。它是彈性的，同時又是綠色的、可再生的。這就是一種互聯網智慧城市的運用模式，稱為智慧的能源城市。筆者曾領導一個團隊在東北地區50萬人口覆蓋區域進行嘗試，把能裝上太陽能的屋頂都裝上太陽能，共裝了產電20千瓦的太陽能發電裝置。如果在全國推廣，若10%的屋頂實施可再生能源與建筑一體化工程，年發電量相當于再造一個三峽電站，應用潛力十分巨大。

5綠色小城鎮建設

小城鎮建設啟動以后，可以推廣新能源的應用、三網合一的信息技術，來回溯超市產品質量等，再推行水的小型化、低成本、無害化的飲水安全、污水處理和垃圾處理基礎設施，這些在大城市里是難以推廣的，而在小城鎮可以推廣，小城鎮可以成為新技術的匯集地。

四、結論

智慧城市必須要應對很多問題。比如城市空氣，PM25產生，可以說每天都不一樣，每個季度、每個月、每一天都是不一樣的。源頭如此分散、如此多元化的污染源，必須要通過智慧的源頭分析、現場的智慧檢測、過程的控制，智慧的預警預報和智慧的系統反應，才能有效應對。不能簡單地只看看天，再判斷能見度多少。如果有效應對，就會使污染下降。

綠色建筑、綠色社區，城市的基礎細胞是建筑和社區，如果把這些建筑與社區健康化、綠色化，再加上“互聯網+”，能夠解決很多問題。比如，每個綠色建筑都安裝一個集成的傳感器，把二氧化碳的濃度、VOC的濃度、溫度、濕度、能源消耗、水的消耗都收集起來，傳遞于中心管理，橫向比較，可以很方便地發現，哪些建筑的病最嚴重，哪幾個細胞首先壞死。據調研發現，水消耗最高的建筑與最低的相差12倍，能源消耗最高的建筑和最低的建筑相差16倍。城市的病是由建筑的病，即細胞的病構成的。通過綠色建筑、綠色社區的智慧化管理，首先能發現所患的病是先天的還是后天的，有許多建筑的病是先天的，管子就接錯了。所以，智慧城市是以中醫的治理方式綜合應答解決“城市病”不這樣應答就是假的智慧城市。當然也要關注到，每個城市有自己的一種流行病，治療方法要根據每個城市的具體情況。

智慧城市類型眾多，但是從科學分類來講，至少可以分為以下三種。

一是城市管理績效提高型。即社會創新模式、創新機制的激勵，大大提高了政府治理城市的成效。

二是節能減排型。城市發展綠色化，不僅僅使當代的城市宜居起來，因為我們城市不宜居主要是污染，主要是不綠色，為下一代留下什么。

三是市民生活便捷型。也就是說，市民生活不方便是因為城市有病，所以智慧城市必須要及時、有效地應對城市病，使老百姓生活得更好。前兩種是政府必須事先做好頂層設計和實施規劃的，并能為第三種奠定基礎。

頂層設計的本質是“城市診斷”、看準“城市病”，再以智慧手段綜合調理，從而逐步演進為復合式全功能智慧城市。只有這種智慧城市才是中國需要的，才是符合前文所講的“五化”的方向，才能使老百姓生活得更好，使城市生活更美好，發揮城市的應有作用。要以最低的成本、最優質的服務使城鎮化健康地、綠色地向前發展。

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（編輯：韋京）