淺析未來智慧城市的發展布局

1 “智慧城市”內涵

進入21世紀的第三個十年，受困于疫情的沖擊等因素，全球經濟在不確定中緩慢前行，增長乏力。然而，SG網、大數據、云計算、人工智能等一系列前沿技術的發展又使人們普遍看到科技加持下經濟恢復發展的美好未來。夾雜著對現實的擔憂和對前景的期待，智慧城市開始越來越多地步入公眾視野，而數字技術更為這一前瞻性的發展模式插上了騰飛之翼。

智慧城市就是為解決“城市病”而提出的新發展理念，具有鮮明的問題導向，重點是用技術實現環境宜居、發展可持續等目標；智慧城市具有整體性、全局性、系統性的發展思維，致力于培養城市自我適應、調節、更新的能力，從而應對傳統城市治理失效乃至失敗等挑戰；智慧城市以普惠為導向，其資源配置既要惠及中產階層，也要惠及普羅大眾，既要考慮群體利益，也要考慮個體需求。為了實現智慧城市對美好未來的許諾，技術無疑需要發揮關鍵與基礎的作用，考慮到智慧城市對數據的依賴，數字科技在所有技術中最關乎智慧城市發展的成敗。智慧城市是一個系統性、智能化工程，有助于城市綠色、普惠、可持續發展。

2 “智慧城市”分類

2.1 中國“智慧城市”的初級階段：智慧城市1.0

中國智慧城市還處于這個階段，其建設包含兩方面特點：一方面，加強信息基礎設施建設，提高通信網絡帶寬，建設新一代信息基礎設施，如寬帶、4G、WIFI、云計算數據中心、物聯網、移動互聯網等；另一方面，主要重點領域啟動智能應用服務，如智能政府、智慧城市管理、智能交通、智能醫療服務、智能教育、安全城市、智能物流和智能社區等。其中，智能交通、安全城市、智能醫療服務和智能政府是應對居民需求和政府需求的四大方向。

2.2 中國“智慧城市”高級階段：智慧城市2.0

中國智慧城市仍處于起步階段，正處于向高級階段過渡的階段。智慧城市的高級階段稱為“智慧城市2.0”，是智慧城市的高級智能階段。除此之外，大數據是高級智能的源泉，所以智慧城市發展的高級階段是大數據高級階段。

智慧城市2.0包含三大特征：第一，新一代信息基礎設施被廣泛使用，基礎設施云化；第二，大數據是智慧城市的核心，輸入是來自云基礎設施的數據采集，輸出是基于分析和數據挖掘的上層智慧應用；第三，智能應用服務于產業、城市和居民，其中智能工業園、智能制造和智能農業服務于產業，智能政府和智慧城市管理服務于城市，智能交通和智能教育服務于居民。

3 國內“智慧城市”未來發展地區布局

自IBM推出智慧城市概念以來，目前全球已有100多個智慧城市。美國、歐盟、日本、新加坡幾年前就已經開始了基于信通技術和信息的智慧城市發展。目前，這些海外先進城市的重點是區域技術試驗、智能應用試實驗、低碳綠色城市發展。

目光轉向國內，許多智慧城市研究人員認為，到2030年底，中國城市化率達到83%，城市發展、人口、環境和資源之間的矛盾日益突出，智慧城市是解決矛盾的突破口。自2013年以來，已批準近300個城市進行智慧城市試點。未來智慧城市布局主要試點城市將會集中在東部沿海城市，目前來看山東和江蘇的試點城市數量分別為25個和20個，是全國前兩名省份，而西部地區的試點城市數量相對較少，這與城市的整體經濟發展水平有關。2015年4月，建設部公布了全國第三批試點城市名單。尤其是試點城市的選擇更注重調查資金來源和項目經驗，智慧城市建設更注重實效。

當今，中國智慧城市建設從盲目追求到實現落地，而且建設投資正在回歸理性水平。中國智慧城市市場2019年達到8480億元，信息技術投資增長率為40.4% 。從增長速度來看一些智慧城市試點，可以發現，拔得頭籌的增長速度是中部地區和西部地區，特別是東部地區是最后一個。大約300個城市被選為中國最聰明的城市。未來東部地區智慧城市建設將會呈現火爆趨勢，中部地區次之，西部地區最后。2030年后智慧城市建設主要集中在中國東部地區，因為該地區經濟越發達，建設智慧城市的信息就越豐富，經過十多年的智慧城市建設，我國智慧城市的分布將會更加均勻，中西部地區有越來越多的智慧試點城市。

4 國內“智慧城市”的未來技術發展布局

智慧城市被視為加快工業化、信息化、城鎮化和農業現代化的重大戰略。此外，智慧城市戰略被視為在城市規劃、建設、管理和運營中利用現代科學技術(如物聯網、云計算、大數據、空間地理信息)的強大催化劑。一方面，“智慧城市”是指智能的、可持續的城市發展，其起源可以追溯到為了應對氣候變化和社會問題，世界各地的政府和規劃者都意識到了“智能增長”的重要性，并為現有和新興城市設計了更加智能和綠色的計劃；另一方面，“智慧城市”的概念是指具有普適計算和數字儀表設備的城市環境。在這個層面上，“智慧城市”可以分為四層，即傳感器層、網絡層、平臺層和應用層。在這里，信通技術基礎設施的可用性和質量被認為是智慧城市的基本要素，而技術至關重要。將信通技術嵌入城市基礎設施不足以使城市變得智能，而“智慧城市”一詞更廣泛地指的是城市區域內知識經濟的發展。在這一愿景中，還包括可以通過信通技術得到加強的政策和治理。智慧城市是技術、人和制度組成部分之間的有機聯系。

實際上，智慧城市的建設意味著信息收集、網絡層、平臺層和應用層四層的建設。雖然大多數討論都提出了智慧城市的定義、愿景和特征，但很少有研究涉及發展智慧城市的參與者。了解行動者的動機和角色有助于分析存在的問題和潛在的風險，并找到新的解決方案來指導進一步的智慧城市建設。

4.1 “信息收集”布局

啟用智能服務的第一步是使用對象感知和信息收集層收集上下文信息。傳感器可以實時監控自己，并智能地自行行動。它們可以用于監控公共基礎設施和人類的生理活動，收集數據并發送到具有網絡層的中央信息系統，在那里可以通過這些數據作出智能決策。傳感器層由無線傳感器節點組成，如RFID標簽、RFID閱讀器、攝像頭、GPS、Qr碼標簽和閱讀器等，通常設置在一個網絡中，也稱為“無線傳感器網絡”。

4.2 “網絡層”布局

網絡層是信息交換和傳輸的路徑，包括接入網(AN)和傳輸網。傳輸網絡由公網和專網組成，包括典型的電信網(固話和移動)、電視網、互聯網、寬帶網、電力通信網、專網(VPN)。接入網包括光纖接入、無線接入、以太網接入、衛星接入等多種接入方式，接入RFID網絡和底層傳感器網絡。

4.3 “平臺層”布局

平臺層負責信息處理和控制。雖然信息處理可以在智能手機等智能終端上進行，但更復雜的基于大數據的任務是通過云計算平臺完成的。平臺層具有協調、管理、計算、存儲、分析、挖掘、為行業和用戶提供公共服務等多種功能，包括業務支撐平臺(中間件平臺)、網絡管理平臺(如管理平臺)、信息處理平臺、信息安全平臺、服務支撐平臺。

4.4 “應用層”布局

應用層是物聯網技術與行業專業技術相結合，實現廣泛應用智能服務的解決方案集。有了應用層，智慧城市才能最終實現信息技術與產業技術的融合，對國民經濟和社會發展產生深遠影響。基于從傳感器層收集的最新信息，可以對物理現象做出快速響應。這些實時城市數據可以有效創建新服務，改善基礎設施完整性(能源、交通等)，提高城市管理效率(治理、監控、治安等)以及解決環境退化問題。

5 國內“智慧城市”各組織職能布局

5.1 政府

政府和市場將是智慧城市發展的兩個最重要的利益相關者。當IBM提出“更智能的世界”和“更智能的城市”的想法時，中國批準了“中國經濟刺激計劃”，在基礎設施和社會福利方面投資4萬億人民幣，相當于5610億歐元。此后，各級政府和企業看到了發展機遇，紛紛參與智慧城市建設。從2010年開始，中國開始建設智慧城市，到2020年底，已有180多個城市加入智慧城市建設，通信網絡、數據平臺等基礎設施建設投資規模已達到近5000億元人民幣。未來智慧城市被認為是貫徹黨中央及國務院關于創新驅動發展、推進新型城鎮化、全面建設小康社會的重要舉措之一。

5.2 市場

智慧城市被譽為“四個現代化”：工業化、信息化、城鎮化、農業現代化，市場在這一過程中也起著至關重要的作用，未來越來越多的電信運營商、國內外IT公司紛紛參與智慧城市建設，拓展自己的地盤。據統計，三大電信運營商已與各省、地級市政府簽署智慧城市戰略合作協議，合作協議達成85%以上。三大電信運營商都提出了自己的智慧城市戰略，不僅致力于建設通信網絡，還在全國各地分布布局云計算中心，以擴大信息服務領域的市場份額。國內外從事智慧城市業務的信息技術公司越來越多。中國智慧城市上市公司已達33家，物聯網、云計算、大數據、智能電網、智能醫療等與智慧城市相關的上市公司達229家。此外，進入中國智慧城市領域的國外大型企業已經達到30多家。

5.3 公共部門

除了政府，許多公共部門也將參與智慧城市的發展，這類公共部門包括高校、醫院、警察等，這些公共部門以間接的方式建設智慧城市，也就是說，他們經常與政府和市場合作，購買他們的產品和服務來提供智慧城市服務。例如，中國移動與學校合作開展了教育信息化工程，這是一個“三位一體的教育網絡”工程，由教育信息化機房和教育信息化應用平臺建設、計算機網絡和管理網絡組成。在吉林，他們的光纖已經安裝在81所學校和整個縣教育局，在項目開始近一年后，形成了一個視頻監控系統。

6 結語

未來，電信服務提供商繼續受益于他們在網絡中的優勢，并在其他領域拓展業務，不僅不斷擴大網絡覆蓋范圍和提高網絡質量，而且還在探索新技術來構建新的網絡層。同時，可以利用云計算技術構建傳感器層與平臺層。未來將會有越來越多的應用開發者加入智慧城市建設，傳感器層、網絡層和平臺層三個基本層的建設，將為開發商搭建應用層提供平臺，吸引更多的社會資本和私營部門參與智慧城市建設，未來智慧城市會有更多的自下而上的發展，中國將建成多個高度智能化的“智慧城市”典范。