新技術在智慧城市建設中的應用概述

陳科皓 花東文 劉淼 張俊

摘 要：本文從智慧城市概念的提出、具體內涵、體系構架等出發，全面梳理總結了智慧城市的發展現狀和問題，闡述了區塊鏈、物聯網、大數據、5G和人工智能等新技術在智慧城市建設中的應用，提出了智慧城市建設下一步發展前景和方向。

關鍵詞：新技術;智慧城市;前景方向

近年來，智慧城市建設已成為城市管理者、建設者、運營者等各方關心的焦點話題，越來越多的城市開啟了“智慧城市”的建設熱潮。郭源生等[1]提出：智慧城市具有透徹感知、泛在互聯、高效協同、精準管控、創新應用、和諧發展等特征，是一種嶄新的城市形態。“智慧城市”在廣義上講是城市信息化，是以信息技術為核心，物聯網為基礎，利用和融合智能識別、移動互聯網和云計算等高新技術，集數字化、網絡化、智能化于一體，通過整合信息資源，全面提升城市居民的生活質量和幸福指數，推動城市經濟社會發展模式的轉型和城市治理的現代化。在國家新型城鎮化建設戰略背景下，發展智慧城市已成為提高城鎮化質量、推進內涵型城鎮化建設的重要舉措，對于國家培育和發展戰略性新興產業，推動經濟發展方式轉型和生活方式變革以及搶占未來科技制高點，提升城市核心競爭力，都具有非常重要的現實意義[2]。

1 智慧城市的概念和內涵

目前，針對“智慧城市”的概念，國內外尚未形成統一的定義描述。原因在于各界對于智慧城市的認識和理解，存在不同的出發點和側重點。2007年的《歐盟智慧城市報告》從六大坐標維度來定義了智慧城市，包括智慧經濟、智慧流動、智慧環境、智慧公眾、智慧居住和智慧管理。對智慧城市可以這樣來描述，那就是既看重自然資源的智能管理，又將參與式管理等融入其中，既看重信息通信技術，又重視知識服務、社會基礎的應用和質量，并將上述要素作為共同推動可持續經濟發展并追求更高品質的市民生活。中國工程院院士鄔賀銓、武漢優點科學研究院副院長余少華、國務院發展研究中心陳寶國研究員也分別從各自領域出發給出了智慧城市的概念。雖然在表述上有所不同，但是有一個共同點，就是充分肯定了信息技術和智能技術作為智慧城市建設的核心動力。多年來，智慧城市的建設一直處于不斷發展過程當中，所以各方對于智慧城市的認識和論述論述都有著很強的時間性和專業側重性，不同時期的定義表述之間可能存在不一樣。這一方面是因為智慧城市的內涵還處在不斷的豐富發展當中，另一方面城市居民對“智慧城市”抱有更高的期許。總體來講，智慧城市的理念和內涵還需要進一步的豐富和完善[3]。

2 智慧城市的核心特征和發展目標

智慧城市主要有三大特征，一是開放、共建、共享，即政府要開放數據和智慧城市規劃，讓更多的公眾了解整體規劃并發表意見，形成社會共識;二是服務均等化，即智慧城市要盡量消除信息鴻溝，幫助信息技能不夠的弱勢群體享受公共服務;三是城市特色化，即要通過特色化小鎮等特色項目推動區域經濟多樣化發展。作為具有一定自我學習、自我成長、自我創新的城市形態，智慧城市本質上是城市資源的重新整合和創新發展。新型智慧城市要實現五大目標，一是提升市民品質，做到以人為本;二是應用新型手段，提升城市治理效率;三是構建政務信息數據資源共享平臺，加強數據開放與融合;四是發展綠色經濟，構建可持續的綠色生態發展體系;五是提升網絡安全。當前大多的智慧城市并不能稱作真正意義上的智能城市，無論從戰略，設計運營、維護等多方面來看，還需要進步釋放智慧城市的價值和潛力。

3 智慧城市的發展現狀和存在問題

從世界范圍發展來看，智慧城市建設最早興起于歐美地區，我國雖然起步比較晚，但是通過政府的支持和企業的參與，也取得了一定進展。作為一種具有公共性的系統工程，智慧城市的落地與當地政府的引導和推動有很大的直接關系，可以成為衡量行業繁榮程度的重要指標。有報告顯示，全球已經啟動或在建的智慧城市達1000多個，其中我國有500個試點城市（將近一半）。我國100%的副省級以上城市，及76%以上的地級市和32%的縣級市都已正式提出建設智慧城市。艾瑞咨詢統計顯示，在2013—2018年間，各地政府委托的智慧城市項目的中標數量年復合增長率超過45%。由此可見，國內智慧城市發展理念得到了廣泛共識，但是從實際建設過程和效果來看，仍存在著很多問題和挑戰[4]。

一是缺乏國家層面的頂層設計和宏觀指導。大多項目具有很大的盲目性，缺少運營準入標準，存在一哄而上的現象;二是缺少詳細的工作任務和實施路線。部分城市管理者沒有深刻領悟智慧城市的內涵和建設目的，只是為了追求政績工程和形象工程，盲目跟風;三是缺少相應的體制和資金投入機制。智慧城市建設復雜，投資量大，單靠政府的投資是遠遠不夠的，后期運營維護也需要很高的成本，資金缺乏將直接導致城市建設的可持續性不足，必須以新思路、新辦法、新機制，多渠道籌措智慧城市建設所需巨額資金;四是政府和企業的協同推進需要進一步加強，政府擁有統籌協調優勢，而企業擁有最新的技術，必須將二者有機融合在一起，才能產生最大的效益[5]。

4 新技術在智慧城市建設中的應用

4.1 區塊鏈與智慧城市

區塊鏈已成為當前最熱門的新技術之一。一般認為，區塊鏈是一個超級賬本，是完整不可篡改的，其價值主要是一種新的信任機制。表現在：一是區塊鏈能通過嚴格的身份核驗機制和密碼學的數據加密機制，確保整個智慧城市系統建設的終端安全;二是區塊鏈能夠打破傳統智慧城市間的數據孤島;三是區塊鏈能夠為邊緣計算保駕護航;四是區塊鏈能夠最大限度激活市民對社會治理的積極性。婁底市應用智慧城市+區塊鏈，率先在全國建立了房產不動產交易四網互通系統。另外，區塊鏈還在電子證照、電子發票等方面進行應用，深刻影響了城市發展的方方面面[6]。

4.2 物聯網與智慧城市

物聯網技術是一種具有智能識別、跟蹤定位以及監控管理的智能化網絡技術。物聯網和智慧城市二者的強強聯合是社會發展的內在要求。該技術應用于城市基礎設施建設能夠給市民的日常生活帶來極大便利。物聯網技術應用于市政管理，可以對市政建設計劃、城市建設進展等進行實時、動態管理，大大提高管理效能。在交通管理方面，能夠加快交通事故的處理效率，促進交通資源高效運轉。應用于智慧醫療上，可以實現遠程掛號、看病，遠程監護和急救，極大地緩解我國醫療資源的壓力[7-8]。

4.3 大數據與智慧城市

在加速智慧城市向互聯化發展的過程中，可以利用大數據挖掘及決策分析技術，實現大數據向數據資產的轉化。大數據的優勢一是體現在數據的收集方面，二是處理方面，三是共享方面。目前，城市系統之間由于標準問題無法有效集成，進而產生信息孤島是我國智慧城市建設過程中面臨的重大挑戰。要加強大數據標準建設，要加強海量異構數據建模與融合、海量異構數據列存儲與索引等關鍵技術研發，為給予底層數據集成的信息共享提供標準和技術保障[9]。

4.4 5G技術與智慧城市

5G技術指的是第五代移動通信技術，與4G技術相比，5G技術帶寬更高、延時性更低、物聯網規模更龐大，可以真正的實現“萬物互聯”的現代化社會。比如在智慧醫療領域，憑借一部普通的智能手機，基于AI技術的帕金森病運動功能智能評估系統，帕金森患者在家也可以完成運動功能日常測評。智慧教育領域，在5G技術的支持下，我們可以獲取更低的網絡延遲和更高的清晰度。除此之外，萬物互聯的背景給物聯網設備帶來了無數的想象空間，比如集成無線通信、路燈照明、智能安防及無線Wi-Fi等基礎設施于一體的智慧燈桿將取代各種信號桿和路燈[10]。

4.5 人工智能與智慧城市

人工智能技術，簡單來說，就是“人工”和“智能”兩部分，核心是智能。研究的內容是通過人工設定和控制使機器來模仿人的思維、行動，進而實現人類的智能行為。人工智能目前已經廣泛應用于生活的方方面面。搜索、閱讀新聞、地圖以及照片和翻譯等服務，均利用AI技術進行優化，伴隨AI技術發展，機器人已經開始進入家庭場景，各種服務機器人逐漸走入千家萬戶[11]。

5 總結和展望

綜上所述，城市政府、智慧城市運營商、第三方服務創新者將是引領智慧城市發展最關鍵的三個角色。未來，發展理念的更新將有效帶動整個社會技術的全面升級和革新，智慧城市的建設最終將形成由政府牽頭主導、全行業共同參與的雙贏模式，實現真正的生態化、協同化和社會化。隨著移動互聯網、大數據、區塊鏈、5G等技術的不斷成熟，將助推智慧城市建設不斷加速。

參考文獻：

[1]郭源生，張建國，呂晶.智慧城市的模塊化構架與核心技術[M].國防工業出版社，2014.

[2]陳海波.以智慧城市建設助推高質量發展[N].經濟日報，2019-04-16（011）.

[3]2019年中國智慧城市發展報告.https：//max.book118.

[4]http：//www.chinanews.com/cj/2019/05-04/8827096.shtml.

[5]劉曉馨.智慧城市發展前景及存在問題[J].硅谷，2014（01）：31+34.

[6]http：//www.chinanews.com/it/2019/12-29/9046190.shtml.

[7]王楠.新技術在智慧城市建設中的應用[J].工業C，2016.

[8]龔嬌.物聯網在智慧城市的應用研究[J].現代交際，2019（22）：64+63.

[9]董袁泉.大數據在智慧城市建設中的運用[J].科技視界，154（31）：231-232.

[10]張優訓.5G技術進展及其在智慧城市中應用探討[J].信息通信，2019（09）：246-247.

[11]趙億，闞曉萌.淺析人工智能技術在智慧城市中的應用[J].課程教育研究，2019（41）：30.

作者簡介：陳科皓（1989—），男，甘肅蘭州人，碩士，工程師，主要從事土地工程科技管理工作。