智慧城市的理論與實(shí)踐研究＊

張?zhí)招?，楊英，喻?/p>

(1．中國(guó)社會(huì)科學(xué)院城市發(fā)展與環(huán)境研究所，北京100005;2．湖南工業(yè)大學(xué)全球低碳城市聯(lián)合研究中心，湖南株洲412007;3．湖南工業(yè)大學(xué)土木學(xué)院，湖南株洲412007)

【主持人語(yǔ)】進(jìn)入21世紀(jì)，人類共同面臨著資源能源短缺、全球氣候變暖等世界性難題。在這一嚴(yán)峻背景下，節(jié)約資源能源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展日益成為全球共識(shí)。低碳經(jīng)濟(jì)將成為推動(dòng)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的新引擎，而“智慧化”是繼工業(yè)化、電氣化、信息化之后全球科技革命的新突破。關(guān)注智慧城市低碳發(fā)展以及由此所提出的經(jīng)濟(jì)學(xué)等理論與實(shí)踐問(wèn)題，已成為當(dāng)今時(shí)代的重大學(xué)術(shù)性與應(yīng)用性課題之一。為此本刊特開(kāi)設(shè)“城市低碳經(jīng)濟(jì)研究”欄目，以期通過(guò)專欄的形式，力求宏觀、微觀兼?zhèn)洌?、系統(tǒng)地介紹我國(guó)城市低碳經(jīng)濟(jì)研究的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)和發(fā)展前景。本期“城市低碳經(jīng)濟(jì)研究”專欄所刊發(fā)的三篇文章，“智慧城市理論與實(shí)踐”、“城市低碳發(fā)展的研究框架和理論體系”、“長(zhǎng)沙市碳排放與影響因素的擬合變動(dòng)分析”三篇文章，分別對(duì)智慧城市、低碳經(jīng)濟(jì)研究領(lǐng)域相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)研究，理?yè)?jù)詳實(shí)，對(duì)當(dāng)下相關(guān)研究有一定的指導(dǎo)意義。

智慧城市的理論與實(shí)踐研究＊

張?zhí)招?，2，楊英1，2，喻理3

(1．中國(guó)社會(huì)科學(xué)院城市發(fā)展與環(huán)境研究所，北京100005;2．湖南工業(yè)大學(xué)全球低碳城市聯(lián)合研究中心，湖南株洲412007;3．湖南工業(yè)大學(xué)土木學(xué)院，湖南株洲412007)

城市的發(fā)展不僅依賴于物質(zhì)性資源，還日益依賴于信息與知識(shí)資源所產(chǎn)生的"智慧"，智慧城市信息暢通、知識(shí)立市、聚集智慧。智慧城市是繼信息化城市、數(shù)字城市之后的城市未來(lái)發(fā)展新理念。國(guó)內(nèi)外以感知化、互聯(lián)互通化和智能化為基本特征的智慧城市建設(shè)涉及到城市交通、智慧電網(wǎng)、智慧政府、智慧建筑、智慧醫(yī)療等領(lǐng)域，一些城市通過(guò)因地制宜、梯次推進(jìn)的實(shí)踐，取得了較好智慧城市建設(shè)實(shí)效。

智慧城市;低碳;城市發(fā)展

隨著信息科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，智慧城市作為一種新的城市發(fā)展理念和實(shí)踐越來(lái)越為世人所重視，智慧城市建設(shè)被認(rèn)為是推動(dòng)城市向低碳經(jīng)濟(jì)模式與低碳生活方式轉(zhuǎn)變、提高城市管理能力的重要途徑。國(guó)內(nèi)外一些城市的智慧城市實(shí)踐不僅具有清晰的目標(biāo)，而且不同的城市所提出的智慧城市建設(shè)重點(diǎn)也不一樣，其行動(dòng)理念創(chuàng)新與城市政策創(chuàng)新都具有樣本意義。筆者在論述智慧城市理論及其特征的基礎(chǔ)上，對(duì)國(guó)內(nèi)外智慧城市建設(shè)實(shí)踐進(jìn)行介紹，并嘗試總結(jié)代表性的成功經(jīng)驗(yàn)。

一 智慧城市的概念

(一)智慧城市的發(fā)展背景

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，城市快速擴(kuò)張，城市正面臨著前所未有的可持續(xù)發(fā)展挑戰(zhàn):低效的城市管理方式、擁堵的交通系統(tǒng)、難以發(fā)揮實(shí)效的城市應(yīng)急系統(tǒng)、過(guò)度的資源消耗、嚴(yán)重的環(huán)境污染、碳排放的不斷增加導(dǎo)致全球氣溫變化等等。而面臨這些實(shí)質(zhì)性的挑戰(zhàn)，城市必須應(yīng)用新的措施和技術(shù)，探索新的發(fā)展路徑和模式。城市的智慧增長(zhǎng)、新都市主義等不同的理論研究表明，城市的發(fā)展不僅依賴于物質(zhì)性資源，還日益依賴于信息與知識(shí)資源所產(chǎn)生的“智慧”，實(shí)際上后者真正決定著城市的競(jìng)爭(zhēng)力。

1990年美國(guó)加州舊金山的一次國(guó)際會(huì)議上，以“智慧城市(smart cities)，快速系統(tǒng)(fast systems)，全球網(wǎng)絡(luò)(global networks)”為主題，探尋了城市通過(guò)信息技術(shù)聚合”智慧“以形成可持續(xù)的城市競(jìng)爭(zhēng)力的成功經(jīng)驗(yàn)［1］，會(huì)后正式出版的文集“The Technopolis phenomenon:smart cities，fast systems，global networks”，成為關(guān)于智慧城市研究的早期代表性文獻(xiàn)。

圖1 智慧城市基本結(jié)構(gòu)

2007年，歐盟提出了建立智慧城市的設(shè)想;2008年全球性金融危機(jī)發(fā)生，美國(guó)IBM公司提出了“智慧的地球”理念;2009年，歐盟委員會(huì)提出了建設(shè)智慧城市的具體計(jì)劃，并且決定投入100億至120億歐元用于智慧城市建設(shè);同年，IBM在中國(guó)提出“智慧地球贏在中國(guó)”，并建議優(yōu)先建設(shè)智慧的電力、智慧的醫(yī)療、智慧的城市、智慧的交通、智慧的供應(yīng)鏈、智慧的銀行等六大行業(yè)［2］;同年，IBM發(fā)布了《智慧的城市在中國(guó)》報(bào)告，認(rèn)為有效利用信息技術(shù)提升城市管理水平，推動(dòng)中國(guó)社會(huì)的城市化進(jìn)程，成為城市管理者的當(dāng)務(wù)之急，建立智慧的城市將是城市信息化的終極目標(biāo)和戰(zhàn)略方向。2010年，科技部等單位在武漢舉辦了“2010中國(guó)智慧城市論壇”?，F(xiàn)在，“智慧化”是繼工業(yè)化、電氣化、信息化之后全球科技革命又一次新的突破，世界許多國(guó)家將智慧城市當(dāng)做應(yīng)對(duì)國(guó)際金融危機(jī)、擴(kuò)大就業(yè)、振興經(jīng)濟(jì)、提升城市競(jìng)爭(zhēng)力的重要戰(zhàn)略。國(guó)際智慧城市組織ICF(Intelligent Community Forum)等相關(guān)機(jī)構(gòu)也相繼成立，并開(kāi)展了“全球智慧城市獎(jiǎng)”評(píng)選活動(dòng)。

(二)智慧城市的內(nèi)涵

1．智慧城市的概念。2007年歐盟委員會(huì)在《Smart cities Ranking of European medium－sized cities》中從智慧經(jīng)濟(jì)、智慧公眾、智慧管理、智慧流動(dòng)、智慧環(huán)境、智慧生活等6大維度來(lái)對(duì)智慧城市進(jìn)行了界定。當(dāng)一座城市既重視信息通訊技術(shù)的重要作用，又重視知識(shí)服務(wù)、社會(huì)基礎(chǔ)的應(yīng)用和質(zhì)量，既重視自然資源的智能管理，又將參與式管理等融入其中，并將以上要素作為共同推動(dòng)著可持續(xù)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展并追求更高品質(zhì)的市民生活時(shí)，這樣的城市可以被定義為“智慧城市”。智慧經(jīng)濟(jì)主要是基于知識(shí)要素的創(chuàng)新型經(jīng)濟(jì);智慧公眾不僅考察公眾受教育程度，還考慮其社會(huì)交往與聯(lián)系方式的廣泛性與質(zhì)量;智慧流動(dòng)是指現(xiàn)代技術(shù)在城市運(yùn)行的各領(lǐng)域的應(yīng)用，不僅涉及信息通訊技術(shù)，還以現(xiàn)代交通運(yùn)輸技術(shù)如物流業(yè)和新的運(yùn)輸系統(tǒng)作為技術(shù)性基礎(chǔ)設(shè)施，增強(qiáng)城市中各類資源的流動(dòng)性。智慧環(huán)境包括能源節(jié)約、綠色環(huán)保、城市各類資源管理等方面。智慧管理主要是政府管理模式的調(diào)整和改善，智慧生活重點(diǎn)在于提高城市生活品質(zhì)和凝聚力［3］。

智慧城市，就是通過(guò)植入城市物體的智能化傳感器形成物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理城市的全面感知;利用云計(jì)算，對(duì)感知技術(shù)進(jìn)行智能處理和分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)政務(wù)、城管、生產(chǎn)、環(huán)境、交通、教育、醫(yī)療、安全、家居等各種城市需求的智能化支撐;通過(guò)人與物的智慧連接，實(shí)現(xiàn)城市“智商”、“情商”的同步提高，從而使城市成為有技術(shù)、有文化、有靈魂、有生命、有頭腦的物理與人文空間［4］。

2．智慧城市的基本特征。IBM公司認(rèn)為智慧城市核心是以一種更為智慧的方法，通過(guò)新一代的信息技術(shù)來(lái)改變政府、社區(qū)或公司和人們相互交互的方式，以提高交互的明確性、效率、靈活性和響應(yīng)速度［2］。其基本特征是感知化、互聯(lián)互通化和智能化。

第一，智慧城市信息暢通?；ヂ?lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算系統(tǒng)互聯(lián)互通，信息在城市各系統(tǒng)中實(shí)時(shí)地、直接地流動(dòng)，基本無(wú)需人為干預(yù)，對(duì)現(xiàn)實(shí)城市直接地產(chǎn)生響應(yīng)和調(diào)控。

第二，智慧城市知識(shí)立市。智慧城市充分利用知識(shí)，與知識(shí)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)得到更好地發(fā)展，城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展擺脫了對(duì)傳統(tǒng)資源的過(guò)度依賴。

第三，智慧城市聚集智慧?；谥腔刍A(chǔ)設(shè)施，政府、企業(yè)和個(gè)人可以進(jìn)行更多元、更便捷的交互協(xié)作，使智慧城市聚合各方智慧，為城市發(fā)展提供源源不斷的動(dòng)力。

3．智慧城市與數(shù)字城市。數(shù)字城市是智慧城市的初級(jí)形態(tài)，需要數(shù)據(jù)處理單位將有關(guān)城市的原始數(shù)據(jù)處理為城市屬性數(shù)據(jù)，然后再制作成數(shù)字城市交付應(yīng)用部門，或者發(fā)布到互聯(lián)網(wǎng)上供應(yīng)用部門使用。智慧城市直接通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)從現(xiàn)實(shí)城市中獲取即時(shí)數(shù)據(jù)信息，然后由云計(jì)算實(shí)時(shí)處理信息獲得智慧，進(jìn)而通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)直接響應(yīng)和調(diào)控現(xiàn)實(shí)城市。數(shù)字城市側(cè)重于推進(jìn)城市信息化建設(shè)，而智慧城市更多地聚焦于城市管理和服務(wù)，能夠深入推動(dòng)城市產(chǎn)業(yè)體系轉(zhuǎn)型升級(jí)，切實(shí)帶動(dòng)城市人文環(huán)境與自然環(huán)境的改造提升，有效降低碳排放。

4．智慧城市與信息化城市。智慧城市是信息化城市的高級(jí)階段，是在數(shù)字化、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等基礎(chǔ)上集成與融合而成的一個(gè)大系統(tǒng)，信息化城市僅僅局限于某一行業(yè)或者某一領(lǐng)域系統(tǒng)，缺少橫向關(guān)聯(lián)。智慧城市的建設(shè)可以打破因區(qū)域間發(fā)展水平差異和部門間條塊利益分割而導(dǎo)致的信息化孤島，使各行業(yè)、各地區(qū)資源共享、協(xié)同運(yùn)作。

二 智慧城市的技術(shù)

隨著遙感技術(shù)、勘探技術(shù)、車載攝影技術(shù)、射頻技術(shù)、無(wú)線傳感與監(jiān)測(cè)技術(shù)、攝影測(cè)量測(cè)繪技術(shù)、統(tǒng)計(jì)登記上報(bào)技術(shù)迅速發(fā)展，城市信息化發(fā)展到了新階段，使智慧城市的實(shí)現(xiàn)有了強(qiáng)力的技術(shù)支撐。智慧城市的核心技術(shù)包括智能識(shí)別、移動(dòng)計(jì)算、云計(jì)算和信息融合［5］。

圖2 智慧城市的技術(shù)體系

(一)智能識(shí)別

智慧城市運(yùn)行的基礎(chǔ)是信息，信息的快速準(zhǔn)確獲取離不開(kāi)智能識(shí)別技術(shù)手段。智能識(shí)別通過(guò)面向物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用，綜合采用多機(jī)制識(shí)別和感知技術(shù)，實(shí)現(xiàn)被監(jiān)測(cè)對(duì)象準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集、檢測(cè)、識(shí)別、控制和定位。

1．射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)。RFID是一種由一個(gè)詢問(wèn)器(閱讀器)和多個(gè)應(yīng)答器(標(biāo)簽)組成的無(wú)線系統(tǒng)，用于控制、檢測(cè)和跟蹤物體，通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。

2．條碼識(shí)別技術(shù)。條碼識(shí)別技術(shù)的核心是由條、空以及相應(yīng)的數(shù)字字符組成的可供機(jī)器閱讀的條碼符號(hào)。

3．傳感識(shí)別技術(shù)。利用各種傳感器從自然信息中獲取信息，并進(jìn)行相應(yīng)的處理和識(shí)別。

4．視頻識(shí)別技術(shù)。利用攝像頭等視頻捕獲設(shè)備獲取信息，采用先進(jìn)圖像識(shí)別技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行處理和識(shí)別。

5．無(wú)線定位測(cè)量技術(shù)。對(duì)來(lái)自移動(dòng)終端的無(wú)線電波的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行定位測(cè)量，同時(shí)測(cè)量某些固定接收器或固定發(fā)射器發(fā)送到移動(dòng)接收器的無(wú)線電波參數(shù)，然后對(duì)其進(jìn)行采集加以利用。

(二)移動(dòng)計(jì)算

移動(dòng)計(jì)算技術(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)相互結(jié)合，使計(jì)算機(jī)或其它信息智能終端設(shè)備在無(wú)線環(huán)境下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和資源共享，以將有用、準(zhǔn)確和及時(shí)的信息提供給任何時(shí)間、任何地點(diǎn)的任何客戶。

(三)云計(jì)算

云計(jì)算是一種新的計(jì)算模式:通過(guò)虛擬化、分布式處理和寬帶網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，將軟件、數(shù)據(jù)、應(yīng)用和IT資源通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)以服務(wù)的形式提供給用戶使用。云計(jì)算也是一種新的商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式，使用者通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，以按需分配的服務(wù)形式，獲得動(dòng)態(tài)可擴(kuò)展信息處理能力和應(yīng)用服務(wù)。

云計(jì)算的主要技術(shù)包括虛擬化、分布式處理、云管理、云終端、綠色I(xiàn)T、云安全等。

三 智慧城市的實(shí)踐

(一)低碳智慧城市的實(shí)踐領(lǐng)域

發(fā)達(dá)國(guó)家在進(jìn)入后工業(yè)社會(huì)之后，基于信息相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，開(kāi)展了多元化的智慧城市相關(guān)建設(shè)，例如韓國(guó)2004年提出的“泛在城市”計(jì)劃、歐盟城市在進(jìn)入21世紀(jì)后的智慧化實(shí)踐、日本2009年在延續(xù)以往的“泛在日本”戰(zhàn)略基礎(chǔ)上提出了智慧城市計(jì)劃等，努力使城市變得更加“智慧”。中國(guó)許多城市如北京、上海、南京、武漢、株洲等也提出了智慧城市建設(shè)的行動(dòng)計(jì)劃。據(jù)世界銀行測(cè)算，一個(gè)百萬(wàn)人口以上智慧城市的建成，在投入不變的條件下，實(shí)施全方位的信息管理能增加城市的發(fā)展紅利2．5到3倍，這意味著建設(shè)智慧城市可促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

國(guó)內(nèi)外關(guān)于智慧城市建設(shè)的典型實(shí)踐領(lǐng)域包括:

1．城市交通。智慧交通是對(duì)傳統(tǒng)交通系統(tǒng)的變革，是信息技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、傳感技術(shù)、與云計(jì)算技術(shù)等集成運(yùn)用于交通管理系統(tǒng)而建立的一種網(wǎng)絡(luò)化、智能化的大系統(tǒng)，能夠保障人、車、路與環(huán)境之間的相互交流，從而提高交通系統(tǒng)的效率、便捷、安全、環(huán)保與經(jīng)濟(jì)性的新型交通運(yùn)輸系統(tǒng)。智慧交通能夠大幅降低能源消耗和碳排放，據(jù)科學(xué)家和工程師預(yù)測(cè)，智慧交通可以使交通擁堵降低20%－80%，能源消耗減少30%，廢氣排放減少26%。目前，美國(guó)、歐洲和日本的智慧交通處于世界領(lǐng)先地位，其他各國(guó)也正紛紛跟進(jìn)。

斯德哥爾摩是智慧交通的標(biāo)桿城市。斯德哥爾摩使用智能交通系統(tǒng)來(lái)收集并分析車輛、交通流量傳感器、運(yùn)輸系統(tǒng)、污染檢測(cè)和天氣信息等數(shù)據(jù)信息，尋找降低二氧化碳排放量的可靠途徑，以便改善整體交通和通勤狀況。此外，斯德哥爾摩的道路收費(fèi)系統(tǒng)舉世聞名。其工作原理是:在路邊控制站，機(jī)動(dòng)車輛經(jīng)過(guò)第一道激光束，觸動(dòng)下一步操作中的收發(fā)器天線;收發(fā)器向車輛的車載應(yīng)答器發(fā)出信號(hào)，并記錄時(shí)間、日前和繳稅額度等;在收發(fā)器工作的同時(shí)，攝像機(jī)會(huì)拍攝車輛的車頭牌照;接著，車輛將通過(guò)第二道激光束，并隨之啟動(dòng)第二臺(tái)攝像機(jī)，這臺(tái)攝像機(jī)將拍攝車尾牌照。這些步驟都是在車輛不減速的情況下完成(圖3)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，斯德哥爾摩2006年開(kāi)始試用智能交通系統(tǒng)，到2009年實(shí)現(xiàn)交通堵塞降低25%，交通排隊(duì)所需時(shí)間降低50%，出租車的收入增長(zhǎng)10%，城市污染也下降了15%，并且平均每天新增4萬(wàn)名公共交通工具乘客［6］;市中心的零售商店也實(shí)現(xiàn)了6%的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)［7］。

2．智慧電網(wǎng)。智慧電網(wǎng)是傳統(tǒng)電網(wǎng)的改造和升級(jí)，是利用先進(jìn)的能源、信息等技術(shù)，以互動(dòng)的、智能化的電力組織和運(yùn)行方式來(lái)管理城市電力的新型電網(wǎng)系統(tǒng)，能夠兼容各種新能源的接入，使城市電網(wǎng)更加高效、清潔、安全、便利和可靠。智慧電網(wǎng)使消費(fèi)者智能參與對(duì)電力消耗的掌控，每個(gè)家庭將因此節(jié)省25%的電費(fèi)［8］，有數(shù)據(jù)顯示，美國(guó)國(guó)家電網(wǎng)的使用效率每提高5%，就相當(dāng)于減少5 300萬(wàn)輛汽車的燃油消耗和碳排放［9］。智慧電網(wǎng)可以促進(jìn)智慧與低碳同步發(fā)展，對(duì)搶占未來(lái)低碳經(jīng)濟(jì)制高點(diǎn)從而增強(qiáng)未來(lái)城市的核心競(jìng)爭(zhēng)力意義重大。

圖3 斯德哥爾摩的道路收費(fèi)系統(tǒng)

美國(guó)首個(gè)智慧電網(wǎng)城市——波爾得市(Boulder)位于美國(guó)科羅拉多州首府丹佛西北40公里。波爾得將現(xiàn)有的變電站升級(jí)，使之能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控，并進(jìn)行實(shí)時(shí)的信息收集和發(fā)布，使消費(fèi)者能夠?qū)彝ツ茉催M(jìn)行自動(dòng)化操作;對(duì)電網(wǎng)接入升級(jí)以支持家用太陽(yáng)能電池板、電池、風(fēng)力渦輪機(jī)和混合動(dòng)力車等獨(dú)立的發(fā)電和儲(chǔ)能設(shè)備，使電網(wǎng)電力能便利地傳輸?shù)竭@些設(shè)備上;同時(shí)建立新的測(cè)量系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)不僅可以測(cè)量用電，還可以將信息實(shí)時(shí)、高速、雙向地與電網(wǎng)互聯(lián)。波爾得市的家庭可以和電網(wǎng)互動(dòng)，每戶家庭都安裝了智能電表，居民可以了解實(shí)時(shí)電價(jià)，合理安排用電;電網(wǎng)也可以幫助居民優(yōu)先使用風(fēng)電和太陽(yáng)能等可再生能源。

圖4 美國(guó)首個(gè)智慧電網(wǎng)城市——波爾得市

3．智慧政府。以首爾的IPTV電子政府服務(wù)為代表。首爾市政府將市政新聞、文化旅游信息等制作成視頻資料，并以VOD方式提供給民眾，還在IPTV播放招聘信息、各類招標(biāo)公告以及地鐵和交通情況等生活信息;通過(guò)IPTV處理電子民政、繳納稅款等各類行政業(yè)務(wù)，市民在自己的家里即可輕松地解決各類政務(wù)［10］(圖5)。

4．智慧建筑。臺(tái)北建筑為了最大程度地實(shí)施低碳原則，在智慧化設(shè)計(jì)上就事先考慮了如何在細(xì)節(jié)上體現(xiàn)節(jié)能減排。例如，某房地產(chǎn)項(xiàng)目的“第2代綠色建筑”，通過(guò)結(jié)合無(wú)線感知網(wǎng)路、建材元件的設(shè)計(jì)，運(yùn)用感測(cè)器與控制主機(jī)，該小區(qū)采取了“智慧調(diào)節(jié)采光”、“智慧送風(fēng)”等方式，保留了通風(fēng)舒適度的同時(shí)，與同規(guī)模建筑相比一年節(jié)省下20%的電費(fèi)與碳排放量［11］。

圖5 家庭稅務(wù)服務(wù)系統(tǒng)的概念框架

為了降低能源消耗、減少碳排放，日本于2008年6月開(kāi)始執(zhí)行“綠色東京大學(xué)計(jì)劃”，利用信息技術(shù)以智慧方式改善環(huán)境、以自覺(jué)方式打造低碳環(huán)境。該計(jì)劃通過(guò)利用傳感器等先進(jìn)的元器件及IPv6下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議平臺(tái)，將建筑內(nèi)的空調(diào)、照明、電源、監(jiān)控、安全設(shè)施等子系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，形成兼容性系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)并進(jìn)行智能分析，對(duì)電能控制和消耗進(jìn)行動(dòng)態(tài)、有效地配置和管理［12］。

圖6 智慧醫(yī)療

5．智慧醫(yī)療。以東京的電子病歷系統(tǒng)為代表。東京電子病歷系統(tǒng)整合了各種臨床信息系統(tǒng)和知識(shí)庫(kù)，能提供病人的基本信息、住院信息和護(hù)理信息，為護(hù)士提供自動(dòng)提醒，為醫(yī)生提供檢查、治療、注射等診療活動(dòng)。此外，醫(yī)院采用筆記本電腦和PDA實(shí)現(xiàn)醫(yī)生移動(dòng)查房和護(hù)士床旁操作，實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化和移動(dòng)化。目前日本的醫(yī)療信息化建設(shè)基本實(shí)現(xiàn)了診療過(guò)程的數(shù)字化、無(wú)紙化和無(wú)膠片化［13］。

(二)國(guó)外智慧城市建設(shè)經(jīng)驗(yàn)

1．新加坡經(jīng)驗(yàn)。(1)分階段梯次推進(jìn)。1980－1985年實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化;1986－1991年實(shí)現(xiàn)部門之間的數(shù)據(jù)共享和政府與企業(yè)之間的電子數(shù)據(jù)交換;1992－1999年建成公民不論何時(shí)何地都可以獲得IT服務(wù)的“智慧島”，1998年開(kāi)始全面運(yùn)行覆蓋全國(guó)的高速寬帶多媒體網(wǎng)絡(luò)，對(duì)企業(yè)和社會(huì)公眾提供全天候不間斷的網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù);2000－2003年實(shí)施“21世紀(jì)信息通訊技術(shù)計(jì)劃”，主要內(nèi)容包括促進(jìn)電信市場(chǎng)自由化、構(gòu)建寬帶和無(wú)線通訊基礎(chǔ)設(shè)施、創(chuàng)建值得信賴的電子商務(wù)中心等;2003－2006年實(shí)施“互聯(lián)新加坡計(jì)劃“，通過(guò)信息通訊技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)使公民個(gè)人、組織和企業(yè)變得更富效率和更具效能;2006年啟動(dòng)智慧國(guó)2015，實(shí)施一個(gè)為期10年的信息通信產(chǎn)業(yè)和社會(huì)發(fā)展計(jì)劃。

(2)發(fā)揮政府引領(lǐng)作用。新加坡政府在引領(lǐng)作用突出體現(xiàn)在從電子政府到整合政府的轉(zhuǎn)型方面。新加坡的電子政府已經(jīng)經(jīng)歷了以下四個(gè)發(fā)展階段:(1)1980－1990年，最先啟動(dòng)了公共服務(wù)電腦化項(xiàng)目，該項(xiàng)目實(shí)施8年后共精簡(jiǎn)了5 000個(gè)崗位，占當(dāng)時(shí)公務(wù)員總數(shù)的7．2%。(2)世紀(jì)90年代初期到20世紀(jì)末，其工作重心轉(zhuǎn)向連接政府服務(wù)與企業(yè)。(3)2000－2006年是電子政府行動(dòng)計(jì)劃(EGAP)的一期和二期項(xiàng)目建設(shè)時(shí)期，一期包括電子服務(wù)交付、信息通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等6大戰(zhàn)略方向，二期重點(diǎn)放在將易連接、整合的增值公共服務(wù)提供給公眾，同時(shí)將公眾聯(lián)系得更為緊密。(4)在“智慧國(guó)2015”計(jì)劃中，新加坡政府提出了全新的電子政府發(fā)展理念“整合政府2010”。從電子政府到整合政府的轉(zhuǎn)變，已經(jīng)超出了技術(shù)層面，更強(qiáng)調(diào)以公眾為中心，增進(jìn)公眾在電子政府中的參與度，強(qiáng)化政府的能力和協(xié)同性，在機(jī)構(gòu)內(nèi)部和各機(jī)構(gòu)之間實(shí)現(xiàn)安全無(wú)縫的協(xié)作。

(3)管理機(jī)制上的充分保障。新加坡形成了由“一部、一局、四委員會(huì)”組成的電子政府體系，“一部”即財(cái)政部，“一局”即新加坡信息通訊發(fā)展管理局，“四委員會(huì)”指公共服務(wù)21系統(tǒng)委員會(huì)、ICT委員會(huì)、公共領(lǐng)域ICT指導(dǎo)委員會(huì)和公共領(lǐng)域ICT審查委員會(huì)。各機(jī)構(gòu)既有明確的分工，又能夠相互協(xié)調(diào)，建立了良好的信息化管理機(jī)制。自實(shí)施整合政府計(jì)劃以來(lái)，新加坡還成立了整合政府理事會(huì)。其中新加坡信息通訊發(fā)展管理局是在1999年由新加坡原來(lái)的國(guó)家電腦局和新加坡電信局合并創(chuàng)立的，其上級(jí)主管單位是新聞通訊與藝術(shù)部。新加坡信息通信發(fā)展管理局的管理職責(zé)清晰明確，包括四個(gè)職能:一是發(fā)展信息通訊產(chǎn)業(yè);二是擔(dān)任政府的“首席信息官”;三是利用信息通訊改造產(chǎn)業(yè)部門乃至整個(gè)社會(huì);四是造福國(guó)民。包括新加坡信息通訊發(fā)展管理局在內(nèi)的電子政府體系的有力推動(dòng)，促進(jìn)新加坡的信息化取得了全面的顯著成效。

圖7 新加坡智能交通示意圖

2．歐盟城市經(jīng)驗(yàn)。歐盟的智慧城市建設(shè)是在區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略支持下展開(kāi)的多樣性行動(dòng)，重點(diǎn)領(lǐng)域包括智慧電網(wǎng)、節(jié)能建筑、無(wú)紙化辦公、最優(yōu)物流與運(yùn)輸、制造業(yè)的制程效率改進(jìn)、遠(yuǎn)程辦公與會(huì)議系統(tǒng)等六個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用信息通訊技術(shù)，啟動(dòng)向低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變的重大項(xiàng)目。

(1)重視公眾信息素質(zhì)的養(yǎng)成。智慧城市離不開(kāi)公眾的參與，歐盟各成員國(guó)通過(guò)政府、非政府組織、社區(qū)和志愿者等多方面的協(xié)作，廣泛開(kāi)展了對(duì)公眾、特別是社會(huì)弱勢(shì)群體的信息素養(yǎng)教育，以提高公眾的信息素養(yǎng)。此基礎(chǔ)上，歐盟城市還進(jìn)一步通過(guò)各種相關(guān)的培訓(xùn)，提升公眾對(duì)信息技術(shù)所帶來(lái)的環(huán)境變化的認(rèn)識(shí)，提高公眾使用信息技術(shù)工具的意愿。同時(shí)，對(duì)已經(jīng)形成的一些智慧城市的最佳實(shí)踐進(jìn)行推廣。

(2)深入推進(jìn)電子政務(wù)，改善公共服務(wù)。歐盟城市不斷整合服務(wù)資源，實(shí)現(xiàn)越來(lái)越多的政府部門、社會(huì)事務(wù)、醫(yī)療服務(wù)、學(xué)習(xí)、商務(wù)等的在線化。教育、環(huán)保、報(bào)稅、社保、醫(yī)療、交通、就業(yè)、工商等領(lǐng)域中的60%以上服務(wù)能夠在線填表辦理，剩余的40%可以在線下載表格辦理。城市普遍推行市民一卡通服務(wù)，涉及政府對(duì)市民從出生、教育、婚姻登記、就業(yè)、醫(yī)療保障直到死亡等全方位的在線服務(wù)。通過(guò)市民卡在網(wǎng)上就能完成相關(guān)事項(xiàng)的辦理和審批。

(3)重視公眾參與。歐盟城市的市民、各個(gè)利益相關(guān)方通過(guò)參與決策、傾聽(tīng)決策等多種多樣的形式參與智慧城市的建設(shè)。鼓勵(lì)對(duì)日?？赡馨l(fā)生的突發(fā)事件所涉及的跨政府部門、跨歐盟區(qū)域的政府在線合作，以滿足各行業(yè)、各類組織和公眾的需求，提高城市政府的管理能力。社區(qū)居民也能夠自主發(fā)起一些社區(qū)智能化項(xiàng)目，在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中居民的參與成為一種社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)。

(三)國(guó)內(nèi)智慧城市建設(shè)經(jīng)驗(yàn)

1．頂層推動(dòng)。頂層推動(dòng)需要政府立意高遠(yuǎn)，既要充分激活市場(chǎng)的積極性，也要考慮到市場(chǎng)功能的缺陷之處。通過(guò)頂層設(shè)計(jì)，規(guī)劃好智慧城市建設(shè)的途徑、創(chuàng)新的方向和發(fā)展的戰(zhàn)略，明確發(fā)展的路徑。如北京市“十二五”期間，圍繞城市智能運(yùn)轉(zhuǎn)、企業(yè)智能運(yùn)營(yíng)、生活智能便捷、政府智能服務(wù)等方面，全面啟動(dòng)智慧城市建設(shè)工程。上海市“十二五”規(guī)劃中，智慧城市是重點(diǎn)著墨的部分，形成寬帶城市、無(wú)線城市、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等多個(gè)重點(diǎn)工程及產(chǎn)業(yè)專項(xiàng)。

2．智慧產(chǎn)業(yè)。調(diào)整城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變城市發(fā)展方式，將轉(zhuǎn)型跨越作為智慧城市建設(shè)的根本目標(biāo)。如天津市智慧天津戰(zhàn)略部署中著力培育若干個(gè)產(chǎn)值超千億的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力、提升生態(tài)環(huán)境承載力，快速擺脫舊有發(fā)展方式。株洲市因地制宜提出了建設(shè)智慧株洲，著力發(fā)展信息、環(huán)保和新材料等為主導(dǎo)的智慧產(chǎn)業(yè)。沈陽(yáng)市借助智慧城市建設(shè)，從老工業(yè)城市向可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)城市轉(zhuǎn)型，運(yùn)用綠色科技和智慧技術(shù)打造生態(tài)沈陽(yáng)。

3．智慧管理。將創(chuàng)新社會(huì)管理作為建設(shè)的主要任務(wù)，通過(guò)信息化技術(shù)手段改造提升城市管理和服務(wù)的智能化水平，促進(jìn)城市和諧可持續(xù)發(fā)展。如南京市通過(guò)構(gòu)建智慧南京，推進(jìn)信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和先進(jìn)智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用，優(yōu)化提升城市綜合管理和服務(wù)水平。西安市將智慧城市建設(shè)作為改善民生、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的戰(zhàn)略選擇，將信息化建設(shè)成果落實(shí)到民生領(lǐng)域，切實(shí)推動(dòng)公眾生活方式的轉(zhuǎn)變和改善。

4．智慧服務(wù)。將智慧城市建設(shè)的重點(diǎn)放在與城市居民生活息息相關(guān)、社會(huì)高度關(guān)注的領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)率先突破，提高民眾幸福指數(shù)。如深圳市從科技、人文、生態(tài)三個(gè)方面打造智慧城市，并以此作為建設(shè)國(guó)家創(chuàng)新型城市的突破口。重慶提出要以生態(tài)環(huán)境、衛(wèi)生服務(wù)、醫(yī)療保健、社會(huì)保障等為重點(diǎn)建設(shè)智慧城市，提高市民的健康水平和生活質(zhì)量，打造“健康重慶”。

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［11］魯義軒．臺(tái)北:WiMAX行業(yè)應(yīng)用獲成功［J］．通信世界，2010(17):52．

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Analysis of Theory and Practice for Wisdom City

ZHANG Taoxin1，YANG Yin1，YU Li2

(1．The Chinese academy of social sciences urban development and environmental research institute，Beijing 100005;2．Hunan university of global low carbon cities joint research center，hunan zhuzhou 412007;3．Hunan university，hunan zhuzhou institute of civil 412007)

City development is not only relying on material resources，but also increasingly depending on“wisdom”generated by information and knowledge resources．Wisdom city information is open，knowledge－oriented and intelligence gathered．Wisdom city is the new idea of future city development after informational and digital city．The basic characteristics of wisdom city construction are perception，interoperability and intelligent，which involved urban transportation，intelligence grid，government，building，health care and so on．Some cities have achieved better effectiveness with local conditions and echelon development practice．

wisdom city;low carbon;urban development

F290

A

1674－117X(2012)01－0001－07

10．3969/j．issn．1674－117X．2012．01．001

2012－01－02

張?zhí)招?1964－)，男，湖南華容人，湖南工業(yè)大學(xué)研究員，主要從事可持續(xù)發(fā)展、低碳經(jīng)濟(jì)理論等方面研究。

責(zé)任編輯:徐蓓