智慧城市
——化挑戰為機遇

智慧城市
——化挑戰為機遇

編者按

本文編譯自理特咨詢公司主辦的《棱鏡》（Prism）雜志2016年8月發表的文章。作者拉夫?巴龍是理特咨詢公司法蘭克福分部合伙人、旅游與公共交通實踐全球負責人，莫斯?伯圭戈是理特咨詢公司迪拜分部副總監、智能出行領域專家，亞普?卡科曼是理特咨詢公司中東分部合伙人、能源及公用事業實踐全球負責人，艾德南?莫哈巴是理特咨詢公司迪拜分部主管、全球可再生能源能力中心領導人，安斯戈?斯勞特曼是理特咨詢公司法蘭克福分部副總監、創新企業設計能力中心全球負責人，卡里姆?塔戈是理特咨詢公司維也納分部合伙人及通信、信息、媒體與電子實踐全球負責人。

如今，越來越多的城市選擇邁向“智慧化”進程，以應對當前面臨的諸多全球性挑戰。最佳城市將以市民意愿作為戰略核心，致力于提升居民的生活質量。這一趨勢勢不可擋，正推動著萬億美元規模的全球市場實現兩位數增長，同時也為通信企業、公用事業、金融機構、運輸公司、軟件開發商、設備制造商等提供了無限商機。

城市面臨的諸多挑戰

城市是21世紀的命脈。目前，全球有超過一半的人口居住在城市，世界100大城市所創造的財富占到全球財富的25%。然而，世界各大城市不可控制的指數級增長也給超大城市的發展帶來了威脅，使其處于危險境地。即便是作最樂觀的估計，超大城市也將變得不宜居住。而最壞的情況則是這種趨勢將嚴重制約社會和經濟在未來的發展活力。城市所面臨的主要挑戰有：

人口密度

1990年，全球共有10個“超大城市”（mega-city，指城區人口數量超過1000萬的城市）。如今，這一數字已增至28個，而且還將繼續增長。預計到2030年，世界上將有41座超大城市。人口的快速增長給城市基礎設施帶來了巨大壓力，造成交通擁堵、出行延誤、運輸低效及經濟適用房供應短缺等問題。

環境污染

在世界上人口超過1000萬的城市中，有80%的城市都未達到世界衛生組織提出的空氣質量標準。溫室氣體的排放不僅危害環境，還會引發各種疾病。據統計，全球每年有超過300萬人受溫室氣體影響而過早死亡。

城市衛生

研究發現，城市居民的壓力指數較高，健康飲食不足，生活中缺乏綠色植物和體育運動，所以更易患肥胖、糖尿病、抑郁癥、關節炎、心臟病和癌癥等疾病。

安全問題

由于城市貴重物品的集中程度較高，人際接觸匿名性較強，因此城市的犯罪率相對較高。目前，雖然執法部門在降低犯罪數量方面取得了很大成功，但新的威脅仍層出不窮，如通過Wi-Fi無線網絡或在地鐵上使用便攜式非接觸式卡片掃描儀竊取用戶個人信息等。

連接性和移動性需求日益增長

如今，不斷擴大的城市規模對持續連接和增強移動的需求日益增長。一個城市如果失去了連接性和移動性，可能會陷入停頓。此外，傳感器和監控等方面的新技術也為有效管理城市運行提供了可能。

什么是智慧城市

為了應對這些挑戰，城市必須變得更加智慧。

智慧城市就是運用現代技術及創新政策來滿足市民需求。通過提供更加準確和可供使用的數據，智慧城市讓社區和政府機構得以做出更加明智的決策。毋庸置疑，智慧城市體系將在效率、創新和資源配置方面對本地社區產生積極影響（見表1）。

智慧城市領跑者在制定政策及策略時會以市民個體為中心，努力提高用戶的生活質量和舒適度。智慧城市的科技和政策創新可以劃歸于能源、交通運輸與物流、安全購電協議（PPA，Power Purchase Agreement）、醫療衛生、樓宇自動化、通信服務、教育、金融服務、旅游、零售等十大“垂直行業”。

目前，私營部門在很多方面表現活躍，并積極為垂直行業內部及垂直行業之間提供各種解決方案。特別是在針對具有明確解決方案的商業案例方面，貢獻尤為突出。此外，面對不具備明確商業條件的情況，各大城市也已有所作為，開始創建可以讓私營部門企業進行營利性參與的環境和基礎設施（見表2）。

表1 智慧城市的技術及應用

表2 垂直行業分類及應用技術

有哪些智慧城市在領跑

很多機構都發布了評價城市“智慧性”的多項指標體系，包括西班牙IESE商學院提出的“城市運轉指數”、全球創新機構2thinknow提出的“創新城市指數”，以及由博伊德?科恩博士、智利發展大學、ESADE商學院公共治理與管理研究中心共同提出的“關于智慧城市指數主要評價指標的調查”等。

這些智慧城市指數（以及其他很多指數）旨在衡量城市在推進整個城市或個別垂直行業“智慧化”進程中，自身發展態勢和/或能力的“就緒度”和“成熟度”。為了對智慧城市有更加全面的認識，理特咨詢公司在現有評價指數以及經濟與社會人口資源的基礎上，依靠自身在全球各個智能城市項目咨詢方面所積累的專業知識，建立了一套用于評估智慧城市發展水平的綜合指數。

以下選取處于4個不同成熟度階段的15個城市進行說明（見表3）。

根據我們的排名，南京、巴塞羅那、里約熱內盧、首爾和曼徹斯特等城市在“平臺建設”階段位居前列的這些智慧城市領跑者遵循一種整合方法，鼓勵服務提供商使用統一的開放平臺，并通過該平臺提供服務和數據，以便政府機構、企業以及市民和游客可以共享數據。

處于“垂直行業”階段的城市是指那些已經啟動了跨垂直行業的項目，如出行管理、用水管理及廢物管理等子平臺的城市。這些城市往往已經在很大程度上傳達了在全市范圍建設智慧平臺的愿景，但這一愿景當前尚未實現。

表3 全球15>個城市及其所處的成熟度階段

在“試點階段”的城市，一般已經開展了個別垂直行業的發展項目，但還未實現跨垂直行業平臺建設。

在“營銷階段”的城市，是指那些剛宣布智慧城市愿景及戰略的城市。

分析表明，智慧城市典范都有著清晰的愿景、長期的戰略目標、強大的治理能力以及廣闊開放的平臺，用以創建新型跨垂直行業的商業模式。

今天的“智慧城市”領跑者已經認識到，“開放性”、“整體性”和“互操作性”將成為未來領跑智慧城市的關鍵因素。此外，未來的城市收入也將主要來自于那些專注于為市民和企業提供服務的新型商業模式。

企業的機遇在哪里

智慧城市垂直應用的總體市場潛力巨大，魅力無限。據估計，2015年該市場規模已近1萬億美元，而且將在2020年增至超過2萬億美元，總體收入的年增長率將超過15%，許多垂直行業的年增長率將超過20%。此外，在收入方面貢獻最大的能源、樓宇自動化、交通運輸與物流及金融服務等四大垂直行業所提供的增長，將占到所有增長的70%。

以下提供一些案例，以理解電信運營商、公用事業和運輸公司是如何從這些增長機會中獲益的。

智慧城市領跑者所擁有的共性

愿景清晰、戰略長遠、治理有力

?迪拜懷抱著“在2017年前成為世界上最幸福和最智慧的城市”的宏偉愿景，將智慧迪拜作為治理理念，不斷推動“智慧迪拜”建設，致力于“向居民和游客提供高效、無縫、安全和有影響力的城市體驗”。

?巴塞羅那的愿景是將巴塞羅那打造成為一個“自給自足、社區生產力高、內部超連接、發展高速以及污染零排放的智慧城市”。為了實現這一愿景，巴塞羅那設立了明確的治理框架，涵蓋了戰略層面和各個具體項目的實施。

?南京市政府正積極推動實施各大創新項目，并與多個技術專家建立了合作伙伴關系。智慧南京正著力通過連接市民、政府及企業的中央通信軟件為市民提供服務。

開放的平臺

?中國通信服務為南京打造智慧城市服務提供了平臺。南京擁有800萬居民。目前，該平臺已累計處理約2400萬條來自政府機構（如超速駕駛罰單）、企業（包括保險和銀行業）和市民的日常信息。

?里約熱內盧制定了打造智慧城市的整體框架。該框架作為美國國際商用機器公司（IBM）和甲骨文公司（Oracle）建設城市平臺和運營中心的基礎，成功地讓里約熱內盧在眾多領域提高了效率、降低了成本。

?巴塞羅那的智慧城市計劃融合了整體平臺和生態系統框架，劃分為十個縱向和橫向領域，以打破筒倉隔閡為目標，整合智慧城市的所有項目。

電信運營商

電信運營商已成功融入智慧城市建設的各個方面。雖然并非所有智慧城市都像斯德哥爾摩或維也納一樣擁有自己的“電信伙伴”，但底層基礎設施仍需落實到位，以便為智慧城市建設提供基礎服務。隨著人們對安全可靠的寬帶連接的需求日益增加，電信運營商將成為提供智慧城市關鍵應用和基礎設施的重要基石。目前，西班牙電信公司和中國通信服務等電信運營商已經投身至“平臺服務”的競賽當中。這些運營商作為“總承包商”，將把服務擴展到數據聚合與分析以及運營等領域，甚至為智慧城市各利益相關方提供產品和服務。

分析發現，電信運營商可以參與三大競賽領域，即連接性競賽、基礎設施競賽和平臺建設競賽（見表4）：

?電信運營商很明顯最擅長提供連接服務，即建立和運營智慧城市網絡（如城市Wi-Fi服務）。因為電信運營商在建設和維護固定無線網絡方面經驗豐富，所以這也是所有電信運營商在智慧城市語境下 “最經典的競賽環節”。遺憾的是，其創造整體價值的機會相對較小（占整個智慧城市生態系統的價值份額約為10%～15%）。此外，由于電信運營商通常并非獨占網絡業務，因此可以說參與“連接性競賽”只是進入智慧城市市場的“第一步”。

?除此之外，電信運營商還可以提供規劃和管理特定傳感器基礎設施等服務（如停車傳感器和回傳網絡、氣候和環境傳感器、安保攝像設備等）。電信運營商充分了解如何根據所需帶寬、等待時間和關鍵技術等進行網絡規劃，所以這些服務產品也是電信運營商在基礎設施競賽環節保持優勢地位的關鍵因素。另一方面，電信運營商還可能面臨來自美國國際商用機器公司（IBM）、思科和愛立信等全球信息和通信技術行業的競爭者，所以其總體價值份額可能只有5%～10%的小幅上漲。

表4 電信運營商在智慧城市建設過程中的三大發展契機

?在“平臺競賽”環節，電信運營商不僅要運營網絡系統和基礎設施，還要將其業務延伸至智慧城市信息技術平臺，為城市提供數據聚合和數據分析服務，對突發狀況做出及時響應，以確保城市系統可以快速安全地運行（比如在遇到交通擁堵情況時，讓公共交通調整運行路線等）。進入平臺競賽環節后，電信運營商在生態系統中的價值份額將擴大至30%以上，成為智慧城市的重要參與者之一。

?電信運營商甚至可以將其服務延伸至“賦能競賽”環節。這可能會涉及數據分析和貨幣化解決方案（如向外部第三方提供數據等）以及后續供應模式等方面的問題。雖然在這個環節中需要對IT系統建設進行大量投資，但一旦數據聚合和數據分析開辟了信息貨幣化和跨垂直行業賦能的可能性，那么其附加值將實現10%～20%的提升。

?在最后一個階段，電信運營商可以作為城市的“總承包商”對整個智慧城市的業務和服務進行有效運營并從中獲利。在這個環節的競賽中，電信運營商將以城市的名義提供自身服務產品（既可自主研發也可技術引進），并從各種不同的商業模式中獲得收入。城市只需償付自己享有的利益，企業和市民則將直接付費給電信運營商。另外，對于那些預算有限的城市，可以先讓其采取“智慧城市服務”模式，然后等時機成熟后再讓其對各垂直行業進行智慧探索。實際上，電信運營商就是城市的“服務提供商”，在生態系統中具有很大的價值份額。但它們同樣需要在信息技術系統建設、開發商維護、數據專家聘請以及其他可能的需求領域進行大量投資，以便更好地管理如此復雜的“端到端”模式，包括對不同的服務模型和參與其中的伙伴關系進行管理等。

公用事業

公用事業公司已經開始意識到智能家電、輸配電網等日常產品和服務智能化所帶來的機遇與挑戰。雖然當前的重點是推進建設“智能電網”和“智能電表”，但由于相關行業不斷集聚，所以很多成功的公用事業公司都選擇超越傳統業務模式，開始提供廣泛而全面的智能服務。比如：

智能電網：智能電網是一個電力傳輸網絡，可以智能地整合與其相連的所有用戶的用電行為，從而有效地提供可持續的、經濟上可行的、安全的電力供應。到2020年，全球智能電網市場價值預計將超過4000億美元，年均復合增長率超過8%。軟件制造商（過去的職責是對收集的大量數據進行分析）預計受益最多，因此公用事業類企業必須找尋合作伙伴或對自身進行重新定位，以便抓住這次機遇。美洲有很多城市都建設了智能電網，如奧斯汀、博爾德和安大略等。在歐盟，意大利國家電力公司Enel和葡萄牙國家電力公司EdP正在全國積極推行智能電網計劃。同樣，荷蘭智能能源集團也正積極建設城市智能電網。此外，中國、韓國、印度和巴西等國也計劃在未來幾年投入數十億美元用于智能電網的建設。

智能電表：智能電表是一種數字電表，可以實時記錄電能消耗并將信息傳回給公用事業機構和終端用戶。由于智能電表的使用，公用事業公司能夠采取差異化和創新式費率方案以及需求側管理計劃。另外，數據收集和集成數據管理的自動化過程也可降低運營成本。2013年，全球智能電表的市場規模約為110億美元。近年來，在各國政府對智能電表項目的政策扶持下，智能電表的市場規模迅速增長。例如，歐盟頒布指令，要求所有成員國在2020年前為至少80%的消費者配備智能計量系統。在美國，洛杉磯水務部、奧斯汀能源部、佛羅里達州電力照明公司和巴爾的摩電氣公司是實施大型智能電表安裝任務最重要的部門。

汽車到電網（簡稱V2G技術）：大規模應用電動汽車將推動車輛和電網之間的整合，公用事業公司由此能在處于需求峰值時將聯網汽車中儲備的電力傳送給電網以補充電能。據統計，在任意時間段都有約95%的汽車處于停泊狀態。如果利用電動汽車來儲存電能，那么每輛車每年將為公用事業公司創造高達4000美元的價值。與此同時，公用事業公司可以輕松地利用其在網絡管理方面的技術能力、對消費模式的知識掌握以及與能源客戶的伙伴關系，將自身置于電動汽車生態系統的中心位置。另外，面對即將到來的激烈競爭，與汽車和科技公司之間建立良好合作將變得至關重要。終端用戶將逐漸看到V2G技術帶來的好處，如可以將汽車內儲存的電力以更高的電價賣給電網；通過為汽車補給更低價格的能源實現能源套利；停電時，可將車輛作為備用解決方案提供電力等。

目前，日產汽車公司和Enel集團合作開展試點項目，鼓勵電網運營商利用電動汽車管理電力系統網絡的需求響應。此外，德國歐寶公司也正積極測試其電動汽車在電網中作為能源緩沖存儲系統的應用效果。

智能照明：街道照明是地方和市政當局提供的一項重點服務。智能照明系統不僅可以對各個燈桿進行遠程管理和控制，還能對其進行亮度調節，從而使街景所受的影響最小。由于網絡效率的提升和LED技術的不斷發展，智能照明系統實現了50%～70%的大幅節電，平均投資回收期為7～10年。智能照明系統可以告訴公用事業機構哪些燈需要維護，甚至提供這些燈的GPS定位。此外，Wi-Fi服務、空氣污染傳感器和智能停車傳感器等增值服務將進一步增強智能照明系統的實用性。荷蘭飛利浦公司已經在鹿特丹、帕倫西亞和霍爾拜克等歐洲很多城市安置了大量智能照明點。另外，美國通用電氣公司（GE）也在圣地亞哥等美國很多城市推廣應用了自身研發的LightGridTM技術，完成了智能照明系統的建設。

智能家居：如今，幾款應用軟件正改變著家居環境。這些應用不僅讓家居變得更加智能自主，也讓用戶和/或公用事業機構實現了對能源需求的遠程管理。

終端用戶享受著智能家居帶來的便利，但對公用事業機構而言，這些設備提供的節能機會卻可能意味著威脅。隨著利潤的不斷下降，公用事業機構需要提升自身能力并跨越傳統業務的局限來創造價值，比如與其他行業的公司建立合作伙伴關系等。此外，利用與現有客戶建立的伙伴關系，公用事業機構可以為其提供智能設備，從而獲得轉銷利潤，或者取得對非必要家用電器的控制，以降低高峰時段的消費。從全球情況來看，智能家居的市場規模預計2020年將達到2300億美元。

維也納智慧出行

維也納擁有世界上最古老和最長的有軌電車網絡。電車軌道修建于1865年，如今全長約220公里。今天，維也納擁有世界上第六大有軌電車網絡，每年載客超過3億人次。同時，維也納還是歐盟第五大地下鐵路網絡（軌道長約80公里，年載客約4.3億人次），其公交車年載客也平均達到約1.8億人次。目前，維也納公共交通網絡由維也納城市公用事業控股公司和維也納交通線路公司聯合運營，每年約服務9.4億人次。

2011年，維也納公用事業公司提出建設智慧維也納的發展理念，涵蓋智慧出行、智慧能源、智慧生活、智慧城市服務和智慧商務等五大維度。智慧出行旨在實現從私家汽車到環保交通的轉變。發展智慧出行的一個關鍵舉措就是利用數字技術使多交通模式融合在一起。

2012年，維也納交通線路公司與奧地利鐵路公司（OEBB）及其他很多合作伙伴共同策劃并提出了“未來出行”理念，然后開展了名為“SMILE-簡單出行”的合作項目。項目核心是開發一款可應用于智能手機的一站式出行原型平臺，該平臺被視為未來出行發展的關鍵。SMILE軟件第一次成功克服了現有出行平臺如香港的“八達通”的一些缺點：

?交通方式：雖然有軌電車、地鐵和公交車等公共交通工具是城市交通的主干，但私人交通工具也很重要。所以，SMILE平臺中也納入了汽車租賃、出租車、共享汽車和共享單車等個人交通服務。

?功能性：SMILE出行平臺不僅可以告知旅客所有當前可利用的交通形式，還能讓用戶預訂、支付和使用這些交通工具。SMILE也提供聯運服務。此外，由于旅行者在規劃旅程時要考慮如速度、便捷、環保和價格等一系列出行因素，所以推行個性化服務也至關重要。

?媒介：現有的出行平臺或解決方案提供商大多采?。x線）支付卡或類似設備進行支付，但SMILE則完全采用在線支付方式，無需另外使用紙幣或離線設備。

SMILE原型平臺大獲成功后，維也納對其進行了二次開發，并將其更名為“BeamBeta”，現在又進一步更新并更名為“WienMobil”。

智能家居的參與者主要分為三類，即端對端、平臺方和設備提供商。公用事業機構可以在安裝智能設備和智能網絡后從中受益。比如，英國天然氣公司啟動了HomeCare計劃，為客戶提供設備維護和維修等可選服務。德國萊茵集團與微軟公司和德國eQ-3集團合作安裝中央控制器，以連接客戶的家用電器。荷蘭啟動了名為“PowerMatching City II”的試點項目，鼓勵智能家居設備（電動汽車、洗衣機和供暖裝置）根據能源可獲得性調整能源需求（例如，當太陽能電池板捕捉到的太陽光最強時，洗碗機會自動開啟），公用事業機構由此降低能耗峰值。

交通運輸部門和公司

目前，多個城市正致力于探尋一種一站式出行解決方案，旨在為城市交通帶來新的體驗，實現公共交通利用率和效率的最大化，減少私人交通，進而提高市民滿意度。依托市政府的支持和資助，各種由公共或私營運輸業者及初創企業創建的一站式出行平臺（簡稱IMPs）正在各個城市不斷涌現。這些平臺將所有可以利用的公共及私人交通類型整合到一個單一的集成接口或界面，消費者利用智能手機的應用程序進入這些界面，能實現路線規劃、票務預訂和消費支付等行為的無縫操作。例如，維也納的“SMILE”（現已更名為“BeamBeta”）、巴黎的“Citymapper”以及迪拜開發的出行平臺等都屬于一站式出行平臺。

結語

智慧城市是跨行業融合的新戰場。各行各業需要走出自己的舒適區，抓住城市在智慧化和可持續發展進程中所帶來的新機遇。此外，跨領域合作和營造有效的技術生態系統將成為企業贏取成功的關鍵。那些勇于迎接挑戰的企業，將有可能收獲豐厚的回報。

（毛志遙 編譯）

迪拜一站式出行平臺

迪拜是全球私人汽車使用率最高的國家之一，其城市交通相對于其他城市稍顯落后。在迪拜，平均每千人擁有602輛私家汽車，公共交通僅占城市交通的14%，與香港（55%）和倫敦（34%）形成鮮明對比。面對這一事實，迪拜政府決定大力投資公共交通基礎設施，以減少人們對私家車的依賴，進而解決因城市人口和交通流量增加而造成的種種問題。2009年，迪拜政府邁出第一步，成立了道路運輸管理局（簡稱RTA）。道路運輸管理局是一個獨立的公共機構，負責迪拜道路和交通基礎設施的監督、管理和建設工作。隨后，迪拜又對地鐵和電車線路等公共交通基礎設施進行了大量投資。

2015年，迪拜推出智慧城市計劃“智慧迪拜”，致力于在2017年前將迪拜打造為全球智慧城市領導者。這項宏偉的計劃涵蓋了六個垂直行業的多項舉措（智慧出行是其中關鍵的一個）。各個項目由城市主要公共機構負責實施，并設立了專門委員會“智慧迪拜委員會”進行集中監督。其中一些重要的項目有，創建管理城市智能服務的運營平臺、開展核心電子政務計劃，以及提高自由貿易區信息、通信和技術成熟度（“智慧地區”認證）等。此外，因為2020年世界博覽會將在迪拜舉行，所以迪拜現在正積極推行重大轉型計劃，旨在將智慧迪拜計劃融入世博會的準備工作當中。

為了增強公共交通的吸引力，為市民提供新的城市交通體驗，迪拜道路運輸管理局于2016年起大力推進一站式出行戰略，旨在將迪拜一切可用的交通方式集中于單一平臺，從現有的公共交通方式（如地鐵、電車、公交車、出租車等）到私人交通方式（如豪華轎車、私人鐵路線、電子打車服務等），統統囊括其中。該平臺可以通過簡單應用程序或網頁界面進行訪問，并為用戶提供端到端的無縫體驗。比如，用戶可以預訂地鐵和出租車等出行服務，并且無需使用現金，輕松支付全程消費。另外，該平臺未來還可能會引入電子打車服務商，如優步和來福車，以擴大用戶選擇范圍。迪拜將于2017年推出試點服務。