面向智慧應用的智慧城市發(fā)展模式研究

引 言

自上世紀中葉以來，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，各國城市化進程不斷深入，導致環(huán)境惡化、交通擁堵、就業(yè)困難等問題出現(xiàn)，并已成為社會發(fā)展的瓶頸。如何擺脫城市發(fā)展瓶頸是城市決策者和相關(guān)學者面臨的一個主要難題，物聯(lián)網(wǎng)的使用、云計算的推廣以及移動互聯(lián)等信息技術(shù)的革新，為解決這一難題并實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展提供了技術(shù)支持。面對城市問題和信息技術(shù)支撐問題，IBM 于 2008 年 11 月提出了智慧地球和智慧城市的概念，此后 智慧 的理念受到廣泛的關(guān)注和認同。2013 年 11 月，我國《十八屆三中全會公報》要求加快智慧城市建設(shè)， 加強頂層設(shè)計。目前，全國范圍內(nèi)包括上海、武漢、廣州、鄭州等 90% 以上的省會及較發(fā)達城市都提出了建設(shè)智慧城市的方案。巫細波[1]、史路 [2]、許慶瑞[3] 和陳銘[4] 等學者對智慧城市的理念、原理、架構(gòu)和評價指標體系等進行了深入研究， 然而，目前我國智慧城市建設(shè)仍然處于 摸著石頭過河 的起步階段，對系統(tǒng)架構(gòu)、產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展等相關(guān)問題的研究還不夠深入，缺乏成熟的研究方法和可借鑒的研究成果，亟需先進的發(fā)展模式，因此完善的發(fā)展模式被認為是實現(xiàn)智慧城市可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵要素之一。

1 智慧城市概念

1.1 智慧城市

關(guān)于智慧城市的定義，目前國內(nèi)外有關(guān)組織和學者從不同的角度進行了不同的詮釋，IBM 認為智慧城市是能夠利用現(xiàn)代通信與信息技術(shù)，感知整個城市運行系統(tǒng)的關(guān)鍵信息，對城市服務、民生等在內(nèi)的各種需求做出智能響應，使城市資源運用更有效率。史路、許慶瑞從信息技術(shù)、城市規(guī)劃和公共管理等角度提出了對智慧城市的理解。

智慧城市是一種新興的社會形態(tài)，是城市發(fā)展的高層次階段，它以計算機、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和云計算等信息技術(shù)為支持， 以城市網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)為基礎(chǔ)，通過物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)把各種數(shù)據(jù)整合成城市核心系統(tǒng)的運行要素，提供智慧的基礎(chǔ)設(shè)施，充分發(fā)揮人的智慧和物的智能，不斷提高居民的生活質(zhì)量，實現(xiàn)社會的和諧發(fā)展。其內(nèi)涵突出了更新信息技術(shù)的功能，優(yōu)化配置各類社會資源，促使政府部門轉(zhuǎn)變工作方式，提高工作效率，從而提升人的和諧與幸福指數(shù)。智慧城市的顯著特征包括互聯(lián)互通、實時感知、高度智能、激勵創(chuàng)新和協(xié)同運作等多個方面。

(1) 互聯(lián)互通是指利用高速的無線和有線通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)信息的傳遞和資源共享；

(2) 實時感知是利用無線射頻識別標記、傳感器等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實時感知城市核心系統(tǒng)運行狀況的能力；

(3) 高度智能是基于智慧城市海量數(shù)據(jù)存儲和處理能力， 利用人工智能和云計算技術(shù)，整合分析各種異構(gòu)數(shù)據(jù)，為特定應用提供解決方案，為上層決策提供智力支持；

(4) 激勵創(chuàng)新是指智慧城市中的個人、企業(yè)和政府利用相關(guān)的智慧設(shè)施，不斷進行科技和業(yè)務創(chuàng)新應用，為城市發(fā)展提供智力和技術(shù)支持；

(5) 協(xié)同運作指智慧城市中各關(guān)鍵系統(tǒng)和人力資源，利用公共設(shè)施和諧高效地運作，達到系統(tǒng)的最佳狀態(tài)[2]。

智慧城市的建設(shè)涉及智慧經(jīng)濟、智慧政府、智慧環(huán)保、智慧教育和智慧公眾等多個領(lǐng)域，重點內(nèi)容包括信息基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、智能化應用、創(chuàng)意和科技產(chǎn)業(yè)、統(tǒng)一管理平臺。

1.2 頂層設(shè)計

頂層設(shè)計又稱為自頂向下的設(shè)計，不僅是一個系統(tǒng)工程學的概念，也是一種設(shè)計理念和實踐指導思想。利用系統(tǒng)論的方法，統(tǒng)籌考慮項目各層次和各要素，在最高層尋找問題的解決方法，以集中有效資源，實現(xiàn)優(yōu)化結(jié)構(gòu)、協(xié)調(diào)功能和整合資源的目標[5]。進行頂層設(shè)計需站在全局的高度，而且設(shè)計的成果應具有系統(tǒng)性和權(quán)威性，實施的方法應具有具體性和可操作性。

智慧城市頂層設(shè)計是指以城市經(jīng)濟社會發(fā)展規(guī)劃綱要和信息化發(fā)展規(guī)劃為基礎(chǔ)，圍繞社會服務、城市運行和執(zhí)政管理等城市運行要素建設(shè)，以智慧城市發(fā)展需求為依據(jù)，以當?shù)匕l(fā)展特色為重點，設(shè)計城市業(yè)務、應用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)資源和基礎(chǔ)設(shè)施等技術(shù)架構(gòu)，建立符合該地區(qū)實際情況的規(guī)范標準體系和評價指標體系，按照統(tǒng)籌規(guī)劃、分步實施的原則，積極推進智慧城市各工作任務有序開展，最終實現(xiàn)各種智慧應用的目標?？傊?智慧城市的頂層設(shè)計不僅包括公共信息平臺建設(shè)的設(shè)計，還包括城市產(chǎn)業(yè)支撐、運行維護以及投資、融資等方面的設(shè)計，這是一個系統(tǒng)的工程。

2 智慧城市發(fā)展模式

2.1 發(fā)展模式設(shè)計原則

智慧城市建設(shè)是個復雜的系統(tǒng)工程，在頂層設(shè)計時需遵循權(quán)威性、安全性、效益性和針對性等原則。

2.1.1 發(fā)展模式成果應具有權(quán)威性

由于智慧城市建設(shè)涉及整個城市多部門跨系統(tǒng)的應用集成和信息共享，涉及各方利益，權(quán)威的頂層設(shè)計容易被相關(guān)利益方所接受，方便設(shè)計成果的逐步實施，能在一定程度上避免智慧孤島 的產(chǎn)生，有利于智慧城市建設(shè)的推進。

2.1.2 智慧城市頂層設(shè)計要將信息安全問題放到首要戰(zhàn)略高度

智慧城市建設(shè)是對智能信息處理、互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)的集成， 存在著較大的安全風險，給介入涉及我國國家安全領(lǐng)域的外國企業(yè)獲取相關(guān)信息提供了可能。因此，頂層設(shè)計必須從戰(zhàn)略高度采取必要措施，保證國家機密不被泄露。

2.1.3 發(fā)展模式設(shè)計應與產(chǎn)業(yè)鏈投資策略相結(jié)合

頂層設(shè)計的落地實施需要與投資結(jié)合，而目前國內(nèi)智慧城市的投資模式主要有政府主導模式、通信運營商推動模式和IT 廠商推動模式等，每種模式的投資渠道、審批流程、建設(shè)重點和潛在風險均不相同。因此頂層設(shè)計只有和產(chǎn)業(yè)鏈投資模式相結(jié)合，才能充分發(fā)揮成效。

2.1.4 頂層設(shè)計要具有針對性

由于各地的經(jīng)濟社會發(fā)展水平參差不齊，新型城市化過程中出現(xiàn)的問題也有較大差別，智慧城市頂層設(shè)計必須結(jié)合當?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展和當?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)特色，根據(jù)自身的城市發(fā)展定位，制定出科學合理且具有可操作性和針對性的頂層設(shè)計方案，努力提高居民的生活品質(zhì)。

2.2 智慧城市發(fā)展模式

根據(jù)我國智慧城市建設(shè)的實踐，針對建設(shè)過程中存在的問題，結(jié)合頂層設(shè)計的目標和原則，提出了一種智慧城市發(fā)展模式，該模式包括一個保障體系、三大支撐平臺和五種智慧應用。面向智慧應用的智慧城市發(fā)展模式如圖 1 所示。

2.2.1 智慧應用

智慧應用具體包括社會服務、決策應急、城市運行、執(zhí)政管理、產(chǎn)業(yè)發(fā)展五個方面。

社會服務分為公眾服務和企業(yè)服務，其目的在于提升城市對公眾的服務能力。

(1) 公眾服務是面向社會自然群體和個人，提供醫(yī)療衛(wèi)生、文化教育等方面的服務，可以通過智慧社區(qū)服務平臺、教育公共服務平臺、住房保障服務平臺等平臺的建設(shè)得到實現(xiàn)。

(2) 企業(yè)服務指面向企業(yè)實體和企業(yè)法人，提供企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營和管理方面的引導及扶持性的智慧服務，可通過電子商務平臺和企業(yè)服務平臺的建設(shè)提高城市對企業(yè)的服務能力。

決策應急包括領(lǐng)導決策和應急指揮，其目標是為領(lǐng)導提供強有力的數(shù)據(jù)資源支撐和豐富的分析手段，以業(yè)務為核心， 提高協(xié)同管理能力，實現(xiàn)領(lǐng)導決策手段信息化、智能化和可視化，使領(lǐng)導決策更科學。通過綜合決策應急指揮平臺建設(shè)的實現(xiàn)，可顯著提高政府的決策應急能力。

城市運行針對城市智慧運行，完善人口、安全、交通、資源與生態(tài)環(huán)境方面的功能提升，實現(xiàn)城鄉(xiāng)人口精準管理，城鄉(xiāng)安全監(jiān)控覆蓋，區(qū)域交通智能管控，資源與環(huán)境的全面監(jiān)管。城市運行智慧應用可以通過精準人口管理平臺、智慧安全平臺、智慧交通信息平臺及資源與生態(tài)監(jiān)控平臺的建設(shè)來實現(xiàn)。

執(zhí)政管理是指通過行政辦公、協(xié)同審批、自身建設(shè)以及績效考核督查等方面與信息化的深度融合，打造高效、廉潔的智能型政府。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展一般圍繞城市特色產(chǎn)業(yè)建設(shè)展開，進行產(chǎn)業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新應用，促進產(chǎn)業(yè)的高端化發(fā)展，可以通過智慧園區(qū)、智慧物流、智慧旅游、智慧農(nóng)業(yè)等工程建設(shè)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的智慧應用。

通過智慧應用的建設(shè)和推廣，可以使智慧城市達到公共服務便捷化、城市管理精細化、產(chǎn)業(yè)發(fā)展高端化、領(lǐng)導決策智能化以及資源集約共享化。

2.2.2 支撐平臺

支撐平臺是智慧城市建設(shè)的基礎(chǔ)，包括基礎(chǔ)設(shè)施、公共平臺和智慧人群三方面內(nèi)容。

基礎(chǔ)設(shè)施是指由構(gòu)成政務網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和公眾互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和由公共數(shù)據(jù)庫、信息資源目錄體系構(gòu)成的信息資源中心組成的硬件設(shè)施，是互聯(lián)網(wǎng)便捷化與物聯(lián)網(wǎng)實時感知化的物理基礎(chǔ)，可以通過建設(shè)信息資源中心工程、高清交互數(shù)字電視推廣工程、三網(wǎng)融合工程、無線寬帶工程以及物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)工程等項目來實現(xiàn)。

公共平臺是集業(yè)務、技術(shù)與應用于一體的綜合平臺，是為智慧城市各類應用提供技術(shù)支撐和組件化功能服務的軟件設(shè)施，為用戶提供資源、信息、技術(shù)和應用等方面的服務。其主要建設(shè)內(nèi)容有空間可視化服務平臺、應用組件支撐平臺和城市信息網(wǎng)云平臺等工程。

智慧人群是智慧城市建設(shè)的人力資源基礎(chǔ)，不僅是建設(shè)者也是成果享受者，是充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)作用的基礎(chǔ)和實現(xiàn)城市智慧化運行的支撐?？梢酝ㄟ^增加公共圖書館文獻資料數(shù)量與增強居民的學習意識來進一步提高居民獲取和利用信息知識的能力。同時，也可以通過加強智慧城市專業(yè)人才的培養(yǎng)來提高智慧人群的技術(shù)水平[6]。

2.2.3 保障體系

智慧城市建設(shè)的保障體系分為安全保障、標準規(guī)范和評價指標。其中，完善的安全體系可在較大程度上從技術(shù)和管理兩方面保障智慧城市的應用系統(tǒng)、物理設(shè)施及信息數(shù)據(jù)的安全，消除智慧城市存在的安全隱患。建設(shè)內(nèi)容包括信息化安全技術(shù)和安全制度體系兩方面內(nèi)容，具體可圍繞物理安全、網(wǎng)絡(luò)運行安全、信息安全保密和制度體系進行設(shè)計和建設(shè)。

標準規(guī)范體系是智慧城市各核心系統(tǒng)實現(xiàn)協(xié)同運作和信息共享的基礎(chǔ)，若缺乏標準規(guī)范，易造成業(yè)務系統(tǒng)相互隔離、無法實現(xiàn)智慧應用等后果。標準體系建設(shè)包括基礎(chǔ)設(shè)施標準、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)標準、應用支撐標準、安全標準和管理標準等幾方面。

評價指標體系是衡量城市智慧化程度的依據(jù)，是對建設(shè)成果進行科學評價的方法體系，也是對相關(guān)責任單位的考核評價依據(jù)，科學的評價指標體系有利于建設(shè)目標的分解和實現(xiàn)。評價指標體系制定應從組織、技術(shù)、運維、管理等多個方面入手，具體包括智慧政府、智慧經(jīng)濟、智慧民生和基礎(chǔ)設(shè)施等評價指標建設(shè)。

3 結(jié) 語

智慧城市建設(shè)是解決城市化進程中出現(xiàn)的諸多問題的有效途徑，通過其建設(shè)可以實現(xiàn)公共服務的便捷化、城市管理的精細化、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高端化、領(lǐng)導決策的智能化以及資源集約共享化的目標。我國智慧城市的建設(shè)和發(fā)展才剛剛起步， 還缺乏宏觀的頂層設(shè)計和成熟的發(fā)展模式，相關(guān)研究還不夠深入。本文在分析智慧城市和頂層設(shè)計等相關(guān)概念的基礎(chǔ)上， 提出了一種智慧城市發(fā)展模式，詳細論述了各個模塊的建設(shè)內(nèi)容，并在某城市中得到了應用。然而，智慧城市發(fā)展模式是個復雜的系統(tǒng)工程，具體的應用系統(tǒng)架構(gòu)、數(shù)據(jù)資源架構(gòu)和評價指標體系是未來研究的重點。