智慧城市內(nèi)涵及建設(shè)途徑

戚欣　姜春雷

近年來，智慧城市建設(shè)如雨后春筍般在各地展開。然而，智慧城市建設(shè)在很多方面還不令人滿意，盲目性建設(shè)是智慧城市建設(shè)過程中普遍存在的問題。產(chǎn)生這種問題的主要原因是智慧城市理論還處于探索期，智慧城市核心內(nèi)涵尚需深入挖掘。本文首先討論了智慧城市的內(nèi)涵，然后以長春市為例論述了智慧城市建設(shè)途徑。

一、智慧城市內(nèi)涵

（一）大數(shù)據(jù)是智慧城市的基礎(chǔ)

大數(shù)據(jù)的首要特點(diǎn)是數(shù)據(jù)量規(guī)模巨大，在規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)，無法運(yùn)用現(xiàn)有技術(shù)完成這些數(shù)據(jù)的獲取、管理、處理與分析，從而無法從中獲取有價(jià)值的信息。城市在運(yùn)行過程中不斷產(chǎn)生這樣的大數(shù)據(jù)，如交通大數(shù)據(jù)、醫(yī)療大數(shù)據(jù)、能耗大數(shù)據(jù)等。

交通大數(shù)據(jù)是城市運(yùn)行產(chǎn)生的重要大數(shù)據(jù)，如用戶通過一卡通乘坐公共交通工具產(chǎn)生的出行軌跡數(shù)據(jù)和出行時(shí)間數(shù)據(jù)，出租車運(yùn)行軌跡數(shù)據(jù)和適時(shí)位置信息，私家車運(yùn)行軌跡數(shù)據(jù)，公車運(yùn)行軌跡數(shù)據(jù)，路網(wǎng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含著大量的信息，能夠幫助預(yù)測群體出行信息，能夠幫助規(guī)劃人員合理規(guī)劃城市路網(wǎng)、規(guī)劃公交?？空军c(diǎn)、立體停車場，公交線路調(diào)整等，能夠幫助交管部門適時(shí)了解城市交通狀況，從而進(jìn)行科學(xué)調(diào)度，同時(shí)，也能夠幫助駕駛員了解路況信息，并輔助選擇到達(dá)目的地的最佳路徑。從更長的時(shí)間考慮，全局性的交通大數(shù)據(jù)甚至能夠通過合理規(guī)劃每輛自動(dòng)駕駛的車輛，達(dá)到全局最佳通行時(shí)間和最優(yōu)能耗間的平衡。

中國正步入老齡化社會(huì)，醫(yī)療資源緊張引發(fā)的各種問題層出不窮。病人就診產(chǎn)生的醫(yī)療大數(shù)據(jù)可以在各個(gè)醫(yī)院之間共享，既能給醫(yī)生提供全面的參考，也能避免重復(fù)的檢查造成醫(yī)療資源浪費(fèi)；病人隨身攜帶的各種傳感器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，也能隨時(shí)傳給醫(yī)院大數(shù)據(jù)中心，大數(shù)據(jù)中心通過對(duì)病人傳過來的大數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，給病人和相關(guān)的醫(yī)療人員提供預(yù)警和治療參考。同時(shí)，對(duì)整個(gè)城市醫(yī)療大數(shù)據(jù)的分析，也能為健康管理部門提供有價(jià)值的信息。

能源消耗是大城市病主要成因之一，能源消耗引發(fā)環(huán)境污染、城市熱島效應(yīng)，增加了城市的運(yùn)行成本。能源消耗大數(shù)據(jù)結(jié)合地理大數(shù)據(jù)，能夠分析環(huán)境與能耗關(guān)系，光伏電站選址、光伏風(fēng)力發(fā)電預(yù)測等。家庭、機(jī)構(gòu)、社區(qū)和商業(yè)的能耗都有不同的特點(diǎn)，通過大數(shù)據(jù)了解這些特點(diǎn)后，我們可以合理安排選址，如機(jī)構(gòu)能耗通常集中在白天的辦公時(shí)間，尤其是空調(diào)等設(shè)施消耗了大量能量，對(duì)外部釋放了大量的熱量，加劇了城市熱島效應(yīng)，因此，可以將機(jī)構(gòu)規(guī)劃在白天城市熱島效應(yīng)強(qiáng)度較低的地區(qū)。通過這些大數(shù)據(jù)還能識(shí)別出一些能耗不均衡的用戶，以便在能耗波峰和波谷實(shí)行智能調(diào)度。

智慧城市大數(shù)據(jù)還有很多，這些大數(shù)據(jù)是智慧城市的基礎(chǔ)和血液。智慧城市主要通過物聯(lián)網(wǎng)傳感器獲取這些大數(shù)據(jù)，并通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸。

（二）人工智能是智慧城市最重要的手段

智慧城市的首要特點(diǎn)是智慧，而智慧城市的智慧只能靠人工智能實(shí)現(xiàn)，人工智能能完成對(duì)大數(shù)據(jù)的加工處理和分析，并智能化提供有價(jià)值的信息，甚至直接提出或執(zhí)行解決方案。人工智能在智慧城市中具有中樞神經(jīng)的作用。

（三）區(qū)塊鏈（Block Chain）是保證

智慧城市的基礎(chǔ)設(shè)施，無論是各種傳感器，還是傳輸網(wǎng)絡(luò)，甚至是城市大腦和數(shù)據(jù)庫，都面臨著網(wǎng)絡(luò)安全問題。這些信息基礎(chǔ)設(shè)施如果被黑客入侵，城市將陷入一片混亂，后果不堪設(shè)想。因此，安全性對(duì)智慧城市極為重要。

區(qū)塊鏈源于比特幣的底層技術(shù)，是一種以去中心化為特征的分布式計(jì)算范式，不需要第三方建立信息和共享信息資源就能通過共識(shí)機(jī)制，保證交易與信息的安全性和有效性。其在金融、審計(jì)、物流、能源和教育等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。區(qū)位鏈對(duì)智慧城市安全具有具有極大的應(yīng)用潛力，是建立可信智慧城市信息生態(tài)的最佳選擇。

（四）高效是導(dǎo)向

高效是智慧城市的重要特征，通過智慧城市提高道路通行效率、提高醫(yī)院診療效率、提高能源利用效率、提高物流效率等，不一而足。通過機(jī)器和電腦代替人更高效地完成工作，從而解放人，使人類能更好地享受生活是智慧城市的主要目標(biāo)。因此，建設(shè)智慧城市的過程中，應(yīng)該始終以提高效率為導(dǎo)向，才能避免建設(shè)過程中偏離方向。

（五）服務(wù)是目的

智慧城市建設(shè)的本質(zhì)是為人服務(wù)，解決人在城市中生活的各種直接或間接的需求。以人為本是建設(shè)智慧城市的根本理念。因此，智慧城市建設(shè)應(yīng)充分考慮人的需求，不單要考慮人的共同需求，未來的智慧城市還應(yīng)考慮特殊群體的需求，乃至個(gè)體化需求，最終朝向能提供個(gè)人定制化服務(wù)。

二、達(dá)成途徑——以長春市為例

智慧城市建設(shè)不能搞盲目模仿，每個(gè)城市都是獨(dú)一無二的，都有自己的特色，智慧城市建設(shè)要根據(jù)城市特點(diǎn)、優(yōu)勢、需求、發(fā)展方向，合理規(guī)劃，有序建設(shè)。依據(jù)長春市的實(shí)際情況，智慧長春建設(shè)中應(yīng)重點(diǎn)謀劃以下幾方面。

（一）積極培養(yǎng)、儲(chǔ)備智慧城市建設(shè)和運(yùn)營人才

智慧城市建設(shè)和運(yùn)行過程中，需要大量的人才參與，尤其是高端人才。智慧城市包含很多高新技術(shù)，如人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等，這些技術(shù)出現(xiàn)時(shí)間不長，人才數(shù)量相對(duì)較小，因此，智慧城市需要積極吸引、培養(yǎng)和儲(chǔ)備這些人才。同時(shí)，智慧城市的發(fā)展還需要很多新舊技術(shù)的交叉融合，這些是不能單純依靠引進(jìn)單一學(xué)科人才就能解決的，支持高校和科研院所開展智慧城市研究，從而達(dá)到既能解決智慧城市建設(shè)和運(yùn)營中的問題，又能通過此舉吸引、留住、培養(yǎng)真正解決地方性問題的復(fù)合型人才，這是解決這些問題的有效途徑。

（二）建設(shè)與運(yùn)營模式

智慧城市建設(shè)過程中涉及政府、建設(shè)商、運(yùn)營商、解決方案提供商及最終用戶等多方參與和配合。因此，應(yīng)合理協(xié)調(diào)分配各方在智慧城市戰(zhàn)略、設(shè)計(jì)、建設(shè)、維護(hù)、運(yùn)營和監(jiān)管方面的責(zé)任。政府主導(dǎo)、企業(yè)主體，市民積極參與和配合是長春市智慧城市建設(shè)的最佳模式。

相對(duì)國內(nèi)外發(fā)達(dá)城市，長春智慧城市建設(shè)起點(diǎn)低，給政府頂層設(shè)計(jì)提供了更大的空間，政府可以結(jié)合長春市特點(diǎn)與發(fā)展規(guī)劃，充分考慮新理念、新技術(shù)在智慧長春中的應(yīng)用。同時(shí)，政府頂層設(shè)計(jì)應(yīng)該防止產(chǎn)生數(shù)據(jù)孤島、數(shù)據(jù)冗余存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不統(tǒng)一和智慧城市各部分接口不一致的問題。智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也是政府的一項(xiàng)重要職責(zé)，正因?yàn)殚L春智慧城市建設(shè)起點(diǎn)低，基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，政府更應(yīng)該主導(dǎo)智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的各個(gè)方面，從而以優(yōu)秀的基礎(chǔ)設(shè)施吸引企業(yè)建設(shè)智慧各個(gè)方面。

企業(yè)理應(yīng)是智慧城市的建設(shè)、運(yùn)營等方面的主體，在政府宏觀規(guī)劃與政策引導(dǎo)下，相關(guān)企業(yè)完成完善智慧城市建設(shè)運(yùn)營。同時(shí)，政府對(duì)建設(shè)、運(yùn)營過程中的質(zhì)量問題及涉及的法規(guī)問題都應(yīng)保持密切關(guān)注，做好監(jiān)管角色。

智慧城市的最終目的是為人服務(wù)，但同時(shí)也需要人的配合，智慧城市的運(yùn)營會(huì)改變?nèi)说牧?xí)慣，甚至是人的行為準(zhǔn)則，而且也會(huì)涉及人的隱私（社交、行為大數(shù)據(jù)等）。政府應(yīng)適時(shí)做好相關(guān)規(guī)范準(zhǔn)則的制定，同時(shí)協(xié)調(diào)好政府、企業(yè)涉及個(gè)人隱私信息的使用問題。

（三）發(fā)展重點(diǎn)領(lǐng)域

長春市是著名的工業(yè)城市，汽車制造、農(nóng)產(chǎn)品加工和軌道客車是其優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，同時(shí)光電子信息、生物醫(yī)藥、新能源、新材料、建材和先進(jìn)裝備制造業(yè)也在快速發(fā)展。對(duì)于長春這樣的人口總量不多、具有教育優(yōu)勢和工業(yè)優(yōu)勢的城市，智慧制造具有巨大的潛力。

據(jù)高德地圖和交通運(yùn)輸部規(guī)劃研究院、交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院和阿里云、摩拜等機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)布的《2017年第三季度中國主要城市交通分析報(bào)告》，長春高峰擁堵延時(shí)指數(shù)排在全國100個(gè)主要城市的第七位，而且在用來預(yù)測城市未來擁堵變化趨勢的“擁堵預(yù)警指數(shù)”方面，長春排名第一，如果沒有外在干預(yù)，長春將會(huì)越來越堵。智慧交通毫無疑問是解決這種問題的長期手段。

長春市地處我國東北地區(qū)，年供熱時(shí)間長達(dá)5.5個(gè)月，消耗了巨大的能源，然而供熱質(zhì)量存在極大的差別；人口老齡化，養(yǎng)老、和醫(yī)療壓力大等一系列問題也是長春發(fā)展過程中的壓力。但這些同時(shí)也是智慧長春發(fā)展的機(jī)遇。智慧能源、智慧醫(yī)療等既能解決長春市發(fā)展過程中的能耗和社會(huì)問題，也能點(diǎn)燃長春新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，促進(jìn)長春經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

結(jié)合長春市優(yōu)勢和問題，長春市在智慧城市建設(shè)過程中應(yīng)該優(yōu)先發(fā)展智慧交通、智慧制造、智慧能源、智慧醫(yī)療和智慧教育，這幾步既獨(dú)立發(fā)展又相輔相成，例如，智慧教育能促進(jìn)智慧城市各個(gè)方面發(fā)展；智慧交通使長春能夠擁有更多的汽車保有量，提高長春汽車產(chǎn)業(yè)在本地的銷售量，從而促進(jìn)智慧制造的發(fā)展；同時(shí)，智慧醫(yī)療和智慧制造（生物醫(yī)藥）也密切相關(guān)。

（四）持續(xù)推進(jìn)智慧城市建設(shè)

智慧城市建設(shè)是一項(xiàng)長期的系統(tǒng)工程，伴隨社會(huì)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，智慧城市的內(nèi)涵與理念都會(huì)不斷更新。因此，智慧城市的建設(shè)不能追求一步到位、一蹴而就。這就要求政府在建設(shè)智慧城市上，不能等待萬事俱備，各種條件都滿足了才動(dòng)手，應(yīng)該從最具有優(yōu)勢的領(lǐng)域、最有條件的領(lǐng)域、需求最迫切的領(lǐng)域、杠桿效應(yīng)最強(qiáng)的領(lǐng)域著手建設(shè)智慧城市，并在之后持續(xù)完善，不斷更新。

（五）加大智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

智慧長春的建設(shè)的首要目標(biāo)是智慧交通、智慧能源、智慧醫(yī)療、智慧制造、智慧教育，這些都高度依賴智慧城市中的網(wǎng)絡(luò)，前三者同時(shí)高度依賴智慧城市中的大數(shù)據(jù)。

大數(shù)據(jù)是智慧城市的基礎(chǔ)，是智慧城市的血液，政府要通過完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，包括傳感器及物聯(lián)網(wǎng)，使智慧城市能獲取大數(shù)據(jù)，具有造血功能。而網(wǎng)絡(luò)則是血管，承擔(dān)著大數(shù)據(jù)及各種指令流的傳輸任務(wù)，保持網(wǎng)絡(luò)通暢同樣是政府的重要職責(zé)。

（作者單位：吉林建筑大學(xué)）