物聯網與智慧城市在中國的發展問題研究

(四川大學 四川 成都 110000)

一、緒論

(一)研究背景

隨著城市化進程的擴大，城市人口的急劇增加，城市管理的復雜程度在不斷的加深，隨著管理難度的加深，和科技的進一步發展，如何有效的利用科技加大對于城市的綜合管理和治理，使智慧城市的研究成為了一個全球的大的課題。

智慧城市近幾年在中國進入了火熱的發展階段，住建部于 2012 年底發布了《國家智慧城市試點暫行管理辦法》，明確指出智慧城市建設是貫徹黨中央、國務院關于創新驅動發展、推動新型城鎮化、全面建成小康社會的重要舉措，為加強現代科學技術在城市規劃、建設、管理和運行中的綜合應用。隨之各地出臺了各項政策進行匹配，積極的推動著智慧城市的發展，我們可以看到全國各地都在不同的領域進行著智慧化城市的建議，包括不局限于城市建設、城市功能提升、電子政務等各個方面。

物聯網是智慧城市的實施的一個中樞，物聯網技術一直被認為人類的第四次技術革命，它能夠把萬物聯系在一起，是物與物之間通過互聯網的鏈接。通過各類有線及無線設備與互聯網相融合，將事物信息及時準確地反映出去，物聯網不但具備信息收集的功能，其還具備極強的信息處理功能。被廣泛應用于智慧城市建設的各個方面。

(二)研究目的

根據IDC《全球半年度智慧城市支出指南》，2018年中國智慧城市技術相關投資預計達到208億美元，相較2017年的173億美元增長了20.2%，成為全球第二大的智慧城市技術相關支出市場，到2021年中國智慧城市技術投資規模將達到346億美元。

然而我們反觀作為核心技術的物聯網的發展，2005年國際電信聯盟世界信息峰會上提出“物聯網”這一名詞，由此引發了全社會與學者群體對物聯網的廣泛關注，而中國對于物聯網的研究是在2009年開始。

對于這么大的投資額，技術這么短的發展周期，如何能更為有效推動物聯網在智慧城市中的應用，理解現在可能面臨的風險和問題，提高整體智慧城市在中國的應用成效，是未來城市建設和城市管理的一個重大課題。

(三)國內外智慧城市理論研究綜述

1.國外研究綜述

Jean Philippe認為利用智慧城市中ICT可以進行環境監測Sung Ah Kim構建技術信息監控模型用以測量智慧城市建設中的能量使用情況。Harrison研究智慧城市基礎設施在物理、信息技術、社會和商業的連接方式。Hall提出用“智慧視野”思考政府、企業、學術界、社區之間的關系。美國學者Abdera Caragliu通過研究智慧城市特點，分析了政府和企業效率、公共服務供給、高新技術及創新產業發展、環境保護、社區的學習型及聯動型功能五方面內容Nam、Pardo及美國學者Patrizia Lombardi都提出參與式城市治理模式，意識到參與式治理的重要性，從技術、人、社區三角度研究基礎設施、人力資本、社會資本與經濟增長、居民生活質量之間的關系。美國學者Saskia Sassen注重人本理念，提出提升城市開放、透明度的設想。他指出智慧城市最大的挑戰在于市民的觀念，在于技術城市化，市民的參與度直接影響到智慧城市建設實現的效果。由此可見，國外智慧城市關注的焦點正在由頂層設計中硬件基礎設施建設轉變為技術創新、應用和服務、人文、教育等軟實力的培養。

2.國內研究綜述

北京市城管局宋剛(信息裝備服務中心主任)認為，技術僅僅是從“數字城管”過渡到“智慧城管”的變化之一，更為關鍵和重要的是管理理念、管理主體、管理對象和公眾參與方式的“轉身”。謝昕認為我國智慧城市建設中一些項目只是政府的面子工程、花架子和政績工程，因此，智慧城市面臨缺乏頂層設計和宏觀指導、理論認識不清，建設帶有盲目性、信息安全保障體系欠缺、系統國產化不高，更新換代風險等問題 趙勇和常潔在討論城鎮化和智慧城市一文中，分析了我國智慧城市建設過程中出現的幾個問題，缺乏城市長遠規劃、忽視生態建設、城市功能定位模糊、產業鏈分工和布局不明所產生的“信息孤島”和煙囪式開發。張東楊在對于物聯網的趨勢研究中提出數據安全需要提高，更多的移動終端需要接入物聯網，數據人才不足。夏以群和趙全軍在寧波智慧城市建設過程中提出五個問題，智慧城市理論研究、宣傳和培訓問題、智慧城市試點工作問題、政府部門之間協調問題、投融資問題、相關政策完善問題呂素昌在基于產業經濟學對于物聯網的研究中指出我國物聯網產業發展不足，整合因素缺失，核心技術不足；資源利用率低，難以統一管理。需要構建多元化商業模式，發揮政府主導。

3.研究評述

智慧城市的發展和物聯網的使用。在技術層面物聯網本身的發展還需要加強，在安全技術層面值得關注，政府對于物聯網的認知需要提升，同時智慧城市的發展歸根到底還是社會治理過程中的政府管控問題，其中涉及了需要的政府的前期規劃、政府資源協調、宏觀指導等問題需要我們進行進一步的完善，進而實現至善目標。

(四)研究內容框架

本文將研究的內容分為四章：

第一章為引言，主要是選題的背景、研究的目的，國內外研究綜述，本文所使用的研究方法、內容結構安排。

第二章為物聯網和智慧城市的相關理論概述。首先對本論文研究的智慧城市建和物聯網的重要概念進行界定，并作出理論分析。

第三章為我國智慧城市建設中物聯網的應用現狀進行對比檢查，發現問題并進行分析論證解決問題。

第四章總結全篇內容。

(五)研究方法

物聯網與智慧城市在中國的實踐應用研究，是一個復雜的研究課題，涉及面很廣，包括了政府治理，多學科知識，研究范圍牽扯很廣，為了更為有效的對于該問題進行深度的分析，文章會通過三個部分的框架進行研究，包括了首先的提出問題，然后分析問題，最后找到問題的核心點及解決方法，為了達成這個研究目的，會借用以下的科學研究方法：

第一：文獻分析法。

通過學校及學院的圖書館及知網等途徑收集了大量與本文有關的文獻資料，了解智慧城市和物聯網的基礎研究的當前狀況及最新進展，對國內外物聯網和智慧城市中經典理論以及最新相關研究文獻進行梳理與評價，找到需要研究的問題重點。

第二：案例分析法。

通過以國內物聯網在智慧城市建設應用中的案例，對目前智慧城市建設的具體內容和運用模式進行詳細分析，得出物聯網在智慧城市建設中的經驗啟示。

二、物聯網與智慧城市相關理論概述

(一)物聯網

1.物聯網的理論

物聯網具體定義是：物品之間的相互連接的網絡。相比較傳統的互聯網，兩者有著巨大的不同。物聯網的基礎是互聯網，在一定程度上對互聯網進行了延伸發展。和互聯網信息交流的特點不同，物聯網更多的是實現物品之間的相互溝通信息傳遞。這里的定義有兩層意思：其一，物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡；其二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信，也就是物物相息。物聯網通過智能感知、識別技術與普適計算等通信感知技術。

物聯網技術主要在數據庫技術、傳感器技術等方面，都和物聯網技術建立了密不可分的聯系。(1)網絡傳輸技術：實現了網絡層之間的數據傳輸，包括現階段的互聯網、WIFI傳輸以及移動互聯網等技術。(2)云計算技術：借助于處于不同地理位置的高性能計算機，對數據進行有效的溝通融合，為物聯網在實際應用階段，提供數據支持。(3)傳感器技術：結合物品的傳感器，基于物聯網基礎下。

2.物聯網的關鍵技術

物聯網的結構按照功能可以劃分為三個層次。

第一層:感知層。處于底層的感知層以二維碼標簽識別器、RFID 標簽讀寫器、圖像傳感設備、GPS 定位設備、溫度傳感設備、液體傳感設備等信息采集設備作為“物聯網人”的皮膚和五官，實現“物聯網人”對外部世界物體信息的采集。

第二層：網絡層。處于中間層的網絡層以各種有線方式的網絡和無線方式的網絡作為“物聯網人”的神經中樞，實現“物聯網人”的皮膚和五官與大腦的溝通，完成信息多路傳輸和多路交換。有線方式的網絡包括撥號、專線、私有和局域等形式的網絡，無線方式的網絡包括移動通信、無線局域、無線城域和無線廣域等形式的網絡。

第三層：應用層。處于頂層的感知層以各種固定和移動的計算機終端作為“物聯網人”的大腦，包括PC、平板電腦、大型計算機、手機等，實現“物聯網人”對皮膚和五官采集的信息進行存儲和分析轉化成具體的認知，即頂層應用層的多樣化應用，進一步實現對“物聯網人”神經中樞、皮膚和五官的調節，即對中間層和底層實現管理功能。

(二)智慧城市理論

智慧城市具體概念是指利用各種信息技術或創新意念，集成城市的組成系統和服務，以提升資源運用的效率，優化城市管理和服務，以及改善市民生活質量。智慧城市把新一代信息技術充分運用在城市的各行各業之中的基于知識社會下一代創新的城市信息化高級形態，實現信息化、工業化與城鎮化深度融合，有助于緩解“大城市病”，提高城鎮化質量，實現精細化和動態管理，并提升城市管理成效和改善市民生活質量。

智慧城市通過物聯網基礎設施、云計算基礎設施、地理空間基礎設施等新一代信息技術以及維基、社交網絡、Fab Lab、Living Lab、綜合集成法、網動全媒體融合通信終端等工具和方法的應用，實現全面透徹的感知、寬帶泛在的互聯、智能融合的應用以及以用戶創新、開放創新、大眾創新、協同創新為特征的可持續創新。

三、物聯網與智慧城市在中國的實踐

(一)智慧城市的實踐及問題

1.智慧城市在重慶的實踐

首先，缺乏系統統籌規劃，雖然政府大力推動，但是一直分區實行，各自為政，缺乏重慶整體的頂層規劃和設計統籌，各區的推進情況和側重點不一致。

其次，偏向于碎片式的個人體驗，以網絡覆蓋為主，缺乏物聯網的物物聯動，缺乏端口進行數據的收集整理和后期的分析，及對于政府工作管理的指引。

然后資源共享成為難題，信息資源共享程度不高，受政府部門管制的限制等因素，大量數據無法分享，無法遷移。且數據分散，不集中，缺乏統一有效的數據采集及分析方式。

最后基礎服務平臺滿意度低，在最為重要的智慧交通、智慧醫療、智慧教育和環境方面，都未達到居民的需求，且基礎信息的錄入，平臺的人性化等方面都有較大的改善空間。

2.智慧城市在蘭州交通擁堵治理的實踐

蘭州智慧交通的實踐的過程中，著重實行了三個方面的管理：

首先交通信號智能化控制，包括選擇式干線自適應控制。即根據前端設備采集到的信息，信號系統數據中心自動從后臺解決方案庫中選擇符合當前交通流特征的方案。和單點感應式自適應控制。單點感應控制是根據前端檢測設備采集到的各個方向的交通流變化情況，單獨點位信號機及時優化信號控制周期，以提高路口信號配時的合理性。

其次基于交通仿真及決策系統，包括對市區16個主要堵點逐一制定治理方案。然后是交通違法的自動處理，包括了交通違法的自動抓拍，和交通違法的自動攔截和布控。最后是公眾出行的信息服務和誘導。

(二)我國在物聯網和智慧城市的應用過程中的問題概述

物聯網在智慧城市的建設中是一個非常重要的樞紐，肩負著數據采集的重要工作。但是目前在實際的應用中還是很多的問題存在。

首先，物聯網和智慧城市的概念太新，政府管理層缺乏正確的認知和了解。

物聯網和智慧城市的發展進程而言，都太短暫。對于智慧城市的價值，很多政府走入了誤區，更多的還是注重了居民的個人式碎片化的使用，并沒有讓智慧城市真正的成為政府有效治理城市化建設和管理的一個工具。并且物聯網這個名詞太新，很多的決策層缺乏對于物聯網的認知，因此我們缺乏有效的利用物聯網，加大物和物之間的關系，讓我們能有機的利用物聯網的終端設備進行數據的采集，以至于我們缺乏真正有效，及時的數據，幫助政府了解具體的情況，進行有效的管理。

其次，政府現有的治理結構和部門間的壁壘阻礙了智慧城市的有效推動。

智慧城市的是用各種信息技術或創新意念，集成城市的組成系統和服務，以提升資源運用的效率，優化城市管理和服務。本質上它就是一個更為現代化，更為有效的政府管控手段。但是城市的管理是在政府的治理結構上非常的復雜，首先存在了各個部門之間的各司其職和互相交叉，其次又存在了大量的分級管理制度，比如街道、社區、區縣、市級機關、省級機關等。因此如果不存在一個強有力的規劃和對接部門，做自上而下的整體的規劃，有能保障各部門有效執行和推動的機制，和對于數據跨部門共享的機制，我們將無法將物聯網在智慧城市的發展做有力推動。

然后，物聯網在智慧城市的落地過程中，政府部門需要具備產品視角我們目前面臨著幾個大的問題，決策者并不了解實際的問題和具體的落地，缺乏對于物聯網和智慧城市的正確認知；其次，我們的落地執行部分，缺乏讓一線業務額實際使用者的深入參與，還是存在比較大的閉門造車的現象；最后我們缺乏對于最終的畫像的理解和認知，并且存在問題，技術，業務分離的現象。因此我們需要在內部打通起來，既要保障我們真的先能清晰的定義問題，也讓一線能有效的參與到整個方案的設計和落地的過程中，保障我們的智慧城市在運行中的有效性，保障真的把物聯網技術有效運轉，又需要在決策過程中，加入到基層的力量和建議。并且要讓居民也積極的參與到物聯設備的使用中，考慮他們的使用特性，讓物聯真正的發揮效用，真正做到發現問題，解決問題，有效治理，高效運轉。

四、總結

在物聯網和智慧城市的應用這條路上，我們面臨著發展時間段，發展速度快，路子還沒有看清楚，問題和挑戰還比較多的種種情況。但是這是一條不許走的路，是一條真正有效的加快政府高效治理的路，因此我們要善于從內看，問題代表了希望，只有發現了問題，才能解決問題，才能走上高效運轉的路上。強化學習，配套完善治理機制，內部共享機制及各種政府配套機制，強化讓多方力量共同進入到智慧城市的建設中去，讓懂業務的人、懂技術的人深入結合，讓決策層有一線視角，會是我們未來的成果之道。