頂層設計智慧城市基礎數據普查方法論

羅勇

本文通過分析、研究智慧城市（兼及數字城市）的特點，結合國家實施的大數據戰略和“十三五”規劃，提出通過頂層設計方法進行智慧城市基礎數據普查；論述基礎數據是建設智慧城市的根基，是智慧城市正常運轉的關鍵。文章同時揭示，近年來在我國智慧城市的建設中普遍出現的盲目跟風現象，集中表現在重項目建設，輕數據統籌；重項目立項，輕數據層面頂層設計；重建設項目，輕數據統籌規劃，造成數據項不足，可用性低；項目重復建設，造成資金、人力和資源浪費。通過分析、研究，用實例證明智慧城市建設必須植入頂層設計的理念。

一、引言

智慧城市圍繞城市建設，依托大數據的匯集、整理和分析，發揮技術支撐作用，對城市的人、地、信息技術和資本等資源進行優化配置，科學開展城市規劃、建設、運行、管理和服務，為人類提供宜業宜居的生存環境。

“十二五”時期，我國智慧城市建設呈現出百花齊放的態勢，“十三五”大幕開啟了我國智慧城市建設的新階段。2015年，國務院發布的《關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》和《促進大數據發展行動綱要》等國家級信息化建設的頂層設計文件，使智慧城市建設迎來了新的發展期。黨的十八屆五中全會對我國“十三五”進行了戰略部署，要求必須牢固樹立并切實貫徹“創新、協調、綠色、開放、共享”的發展理念，把創新提到了前所未有的高度，擺到了國家發展的核心位置；提出必須堅持創新發展，實施大數據國家戰略，全面布局下一代互聯網，拓展網絡經濟空間，推進大數據資源開放共享。當前，信息化發展已成為我國實現第一個百年目標和全面建成小康社會決勝階段創新發展的重大任務，孕育著我國智慧城市建設必將迎來更加廣闊的發展空間和更加光明的前景。

二、城市信息化的發展

（一）城市特性

什么是城市？城市是一個龐大的系統，是包含人類各種活動的復雜有機體，其要素、結構、層次、功能的復雜性和形式的多樣性，決定了城市的定義和內涵的多元性。

（二）空間性

城市具有空間上的密集性，這是城市特有的根本屬性之一。城市不僅聚集了大量的人口、密集的建筑、資源和社會經濟活動，而且限定于一定的地域之中，這種特性被稱之為“空間聚集性”。

（三）非農業性

城市具有經濟上的非農業性，這是城市的經濟特性。城市作為一個經濟載體或經濟地域，是工業、商業、運輸業、服務業等非農業的聚集地，其與鄉村的農業經濟在專業與地域方面有著明顯的分工。城市經濟的這種非農業性質在空間上又表現為非農業的土地利用。在很多情況下，城市的范圍是以非農業的土地利用來界定和衡量的。

（四）異質性

城市具有構成上的異質性，這是城市的社會屬性，又被稱之為“多樣性”或“流動性”。城市是由各種各樣的個體所構成，其間的相互作用不僅導致了社會關系的多樣性，而且形成了經濟、文化活動的多樣性。由于城市所稟賦的這些基本特性，使城市具有了固有的特征，這亦是界定城市概念的主要依據。在歷史發展的任何階段，城市都是以人為中心，以人為主體，對城市本質的界定離不開人的發展，離不開人性化的生存及其需求。因此，對城市的界定理應包括物質的和精神的兩個層面，即城市既是人類的物質生存寓所也是人類的精神家園。

三、城市信息化的發展進程

以信息技術為代表的高新技術為城市發展、提高區域競爭力、促進經濟增長提供了廣闊的空間，數字地球、無線城市、數字城市、智慧城市等多項信息技術的應用是信息技術發展的必然趨勢（圖1）。

隨著人類社會的不斷發展，未來城市將承載越來越多的人口。由于目前我國正處于城鎮化的快速發展期，服務設施不配套等“城市病”日益凸顯。為解決城市發展難題，實現城市可持續發展，建設智慧城市已經成為當今世界城市發展不可逆轉的歷史潮流。

智慧城市（兼及數字城市）通過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的各項關鍵信息，從而對包括城市管理、環境建設、公共安全、城市服務、工商業活動等在內的各種需求做出智能響應。其實質是利用先進的信息技術，實現城市“智慧式”的管理和運行，進而為城市中的人創造更加美好的生活，促進城市的和諧與可持續成長（圖2）。

四、智慧城市是數字城市發展的高級階段

智慧城市是以一種更為智慧的方法或手段，通過新一代信息技術，改變政府、社區、企業、市民等之間交互的方式，以提高交互的明確性、有效性、靈活性和響應速度；通過城市空間信息基礎設施與城市空間設施的有機結合，使政府、社區、企業、市民等做出更加明確的判斷和選擇。智慧的方法具體表現在更加透徹的感知、更加廣泛的交互和更加深入的智能化三個方面。

信息化技術催生了智慧城市的誕生。“智慧城市”至少應包括以下三大網絡：

一是物質網絡，以物聯網為代表；二是信息網絡，以“云計算”為代表；三是以“智能電網”為代表的能量網。智慧城市的核心包括對互聯網技術、傳感器技術、智能信息處理等信息技術的高度集成，其大規模應用將成為城市未來新的經濟增長點之一，有利于政府管理、企業運營、市民的生產生活。

智慧城市是以互聯網、物聯網、電信網、廣電網、無線寬帶網等網絡組合為基礎，以智慧技術高度集成、智慧產業高端發展、智慧服務為主要特征的發展新模式。智慧化是繼工業化、電氣化、信息化之后，世界科技革命的又一次新的突破。利用智慧技術，建設智慧城市，是當今世界城市發展的主要趨勢和重要特征。

由于智慧城市綜合采用了包括射頻傳感技術、物聯網技術、云計算技術、下一代通信技術等在內的新一代信息技術，因此能夠有效化解和解決城市發展中的矛盾和問題。這些技術的應用能夠使城市變得更加易于被感知，城市資源更加易于被充分整合，在此基礎上實現對城市的精細化管理和智能化管理，從而降低管理成本，減少資源消耗，防治環境污染，解決交通擁堵，消除安全隱患，最終實現城市的可持續成長。endprint

智慧城市也是智慧地球的體現形式，是建設數字城市的高級階段，是城市信息化水平發展的必然產物。其本質是以物聯網為重要基礎之一，以先進的信息技術、智能技術和多網融合為依托，以智慧技術、智慧產業、智慧服務、智慧管理、智慧人文、智慧生活等為主要內容的城市發展新模式。

五、我國智慧城市（數字城市）建設概況

據統計，截至2016年底，我國100%的副省級以上城市、87%的地（市）級以上城市，總計有700多個城市提出或試點智慧城市。但是，在一些智慧城市的試點中出現了智慧城市的定位和功能不夠清晰，對基礎設施產業之間的關系考慮不足等問題，導致大多停留在基礎設施信息技術的建設上。還有的城市決策者，對智慧城市的真實需求判斷不足，建設目標過于龐雜（甚或沒有數字城市為依托），缺乏足夠的要素資源和支撐能力。而相比之下，在目前全國330多個地級市開展的數字城市地理空間框架建設領域則取得了不小的成就，此外尚有380多個縣級市正在加緊建設。其中，已有220余個地級市、100余個縣級市完成并投入使用，累計開發應用系統3600多個，涉及城市管理、環境建設、規劃、環保、交通等眾多領域，通過數字城市建設，在城市管理、服務等方面發揮了重要作用。

六、頂層設計智慧城市基礎數據普查方法論

（一）數字城市之虛擬空間關系

數字城市是一個將城市和城市外空間連接在一起的虛擬空間，它將城市地理信息和其他城市信息相結合并存儲于計算機網絡，供政府、企業和公眾訪問。虛擬空間涵蓋城市的地理、資源、環境、人文、經濟、社會和公眾日常生活等各方面信息。公眾通過虛擬網絡空間快速獲取各種信息，為工作、學習、娛樂等“尋找”到更為快捷的服務途徑。數字城市是指城市規劃建設與運營管理，以及在城市的生產生活中，利用數字化信息處理和網絡通信技術，將城市的各種數字信息以及各種信息資源加以整合并充分利用。數字城市源于數字地球，產生于數字地球的科學背景和技術背景之下，是數字地球技術體系的集中體現，也是數字地球的重要組成部分。城市作為地球表面人口、經濟、技術設施、信息等最為稠密的地區，數字城市成為數字地球網絡系統中最重要的組成部分。

（二）信息工程方法論之核心理念

在信息工程方法論的核心理念中，明確了所有的系統都是以數據為中心，而不是以處理為中心。而在物聯網、大數據的今天，以數據為中心將愈發重要。從數據中心理論來講，信息工程方法論之一就是信息資源規劃，比如城市管理與服務業務數據的采集、傳輸、處理、應用、全面規劃，側重數據流分析，實現信息資源共享和數據集成總體規劃。信息工程方法論之二是主題數據庫，所有的數據要進行集中采集、集中管理，從源頭輸入，建立一個面向業務主題的數據庫，而不是面向單純報表；要實現數據的共建共享需要從源頭輸入數據，而不是多次、從多處輸入數據。信息工程方法論之三是數據環境的重建。數據環境分4個階段，分別是文獻、應用數據庫、報表和數據倉庫。

一套面向基于信息資源規劃的頂層設計，就是要將系統工程理念與系統工程相結合，一是建立信息模型、功能模型、數據模型和系統體系結構模型；二是建立數據標準、信息資源管理基礎標準、信息資源目錄；三是編制信息工程總體方案。而智慧城市所強調的則是業務系統的大綜合和大集成，并且能夠像人類一樣會“思考”，為政府部門決策提供解決方案。因此，智慧城市必須以數字城市為依托，沒有良好的信息基礎設施，沒有扎實的信息產業支撐，沒有良好的信息技術應用環境，沒有具有良好信息素質的人才，跨越數字城市發展階段提出建設智慧城市一定會出現很多問題。

（三）城市空間信息是城市信息化發展的基礎

空間信息是數字地球的基礎，世界上80%的事物都與空間分布有關。地理空間基礎框架是其他一切地理數據的基礎參考框架，是為國民經濟和社會信息化提供統一的空間定位和基礎地理信息公共平臺，從而為政府、社區、企業、市民提供高質量的基于空間位置的應用服務。

為什么說跨越數字城市發展階段提出建設智慧城市會出現很多問題呢？數字城市是指在城市規劃建設與運營管理、城市生產生活中利用數字化信息處理和網絡通信技術，將城市的各種數字信息以及各種信息資源加以整合并充分利用。數字城市源于數字地球，產生于數字地球的科學背景和技術背景之下，是數字地球技術體系的集中體現，數字地球的重要組成部分。城市作為地球表面人口、經濟、技術設施、信息最稠密的地區，數字城市成為數字地球網絡系統最重要的組成部分。

（四）運用數字化城市管理，實現城市運行管理高效

通過數字城市和智慧城市建設，不僅可以為政府管理部門提供統一的基礎信息平臺，實現各類信息可視化查詢、顯示和輸出，而且可以滿足政府部門的日常辦公及專業應用需求，實現城市各部門之間的信息共享、交流與合作。通過數字化城市工程建設，對改善城市投資環境、創造新的經濟增長點等具有重大的推動作用，是展示城市傳統文化和資源、樹立現代化都市形象、擴大對外開放的重要窗口。數字化城市管理是指綜合運用計算機技術、無線網絡技術、信息化技術等數字技術，通過建立城市管理信息系統創建新的城市管理體制。換言之，數字化城市管理就是管理對象數字化，管理過程數字化，管理監控手段數字化，管理績效評估數字化。

（五）加強基礎信息建設，加快建設智慧城市步伐

城市是按照“以人為本”的理念建設和運行的。智慧城市全面提升城市市民的生活品質，是支撐城市可持續發展的一種新型的城市發展理念和模式。目前，我國寬帶排名居世界第75位，物聯網、云計算、大數據正在逐步展開，相關行業的法律、行業標準規范等，尤其是運用頂層設計方法進行戰略性規劃還顯得相對滯后，技術創新與應用處于起步階段，智慧城市建設與發達國家相比尚有一定差距。特別是作為地市級層面，建設智慧城市的重點應從以信息技術為主轉為首先重視基礎設施建設，實現公共服務、公共設施的標準化。比如城市道路，既包括高速公路、一級公路、二級公路、三級公路、四級公路，也包括公交車道、非機動車道、步行道、盲人道路等等。通過對道路的詳細分類，會使數據匯集、整理、分析更加科學，城市管理更加高效。比如優化城市發展環境，首先要增強城市功能的智慧頂層設計，加大部署實施力度（雖然我國智慧城市行業協同創新體系建設尚處于初級階段，尚未形成引領性的智庫體系，但是要從公共角度思考、規劃以及提供智慧城市知識的創新能力方面不斷加強和完善）。再比如路燈，住建部《城市道路照明設計標準》CJJ 45-2006的路燈有單側布置、雙側交錯布置、雙側對稱布置等；燈形有平面對稱、徑向對稱和非對稱等，對于管理（專業）部門來講，部件數據則更具有真實性、可用性和完整性。標準化是智慧城市的基礎性工作，是推動云計算、物聯網、大數據等相關技術在智慧城市建設過程中應用的關鍵，是推進我國智慧城市健康、有序發展的重要技術保障。拓寬大數據視野，植入頂層設計理念，建立城市公共服務設施標準規范既是數字城市建設和管理的技術支撐，也是智慧城市有序運行的重要保障。

七、結語

我國提出了智慧城市標準體系框架，框架由智慧城市基礎標準、智慧城市支撐技術標準、智慧城市建設管理標準、智慧城市信息安全標準、智慧城市應用標準等5個類別的標準組成（圖3）。

國內有專家學者也提出了基礎類標準、數據類標準、應用類標準、設施類標準、安全類標準、管理類標準、服務類標準等7個分體系的智慧城市建設標準，其中各分體系又分別包括若干項2級類目。可以看出，我國在智慧城市的建設和發展中要不斷探索和積累經驗，不斷完善和拓展智慧城市的研究領域。

在國家發改委等8部委聯合印發的《關于促進智慧城市健康發展的指導意見》中，要求加強智慧城市頂層設計，智慧城市將實現“五化”：公共服務便捷化，城市管理精細化，生活環境宜居化，基礎設施智能化，網絡安全長效化。比如，作為智慧城市建設的基礎，城市公共設施數據普查是一項情況復雜、標準嚴格、技術多樣、流程規范、精度要求非常高，內容具有多樣性的一項工作。通過數字城市和智慧城市建設，排除各種深層次的體制機制障礙，促進數字城市建設，實現智慧城市，使公共服務設施的普查成果真正惠及全民，通過運用現代信息技術進行城市服務和管理并使之推向新階段。

參考文獻

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（責任編輯：李靜敏）endprint