智慧城市建設(shè)項目的實現(xiàn)路徑研究
——從頂層設(shè)計、分步實施到功能涌現(xiàn)

蔣衛(wèi)平 時懷磊

(深圳大學(xué)土木工程學(xué)院，廣東 深圳 518000)

0 引言

IBM公司于2008年11月提出“智慧地球”(Smart Planet)的概念，并建議美國奧巴馬政府投資建設(shè)項目——新一代智慧型信息基礎(chǔ)設(shè)施[1]。之后，奧巴馬政府在經(jīng)濟復(fù)興計劃中首次使用了“智慧城市”的概念。隨著城市能源、環(huán)境、人口以及社會管理問題的日益凸顯，城市發(fā)展的問題再一次面臨考驗?，F(xiàn)階段限制我國發(fā)達(dá)城市飛速發(fā)展的主要因素是人口劇增所造成的環(huán)境破壞、資源浪費、安全和交通擁堵等一系列問題，所以，智慧城市相關(guān)項目的建設(shè)被很多發(fā)達(dá)城市認(rèn)為是解決城市問題的有效途徑之一。智慧城市建設(shè)項目是以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等信息技術(shù)為基礎(chǔ)的，在大數(shù)據(jù)時代下，智慧城市就是通過多學(xué)科、跨領(lǐng)域地充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，實現(xiàn)智慧城市設(shè)計、智慧建造和智慧運營[2]。信息技術(shù)已在我國城市的建筑業(yè)、機械制造業(yè)、電子制造業(yè)、工農(nóng)業(yè)等各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，對智慧城市建設(shè)項目來說，信息技術(shù)同樣也是重點，不斷更新技術(shù)是發(fā)展智慧城市及其項目的關(guān)鍵所在。

我國政府對智慧城市的建設(shè)非常重視，2011年以來，我國在277個發(fā)達(dá)城市啟動了智慧城市建設(shè)項目，我國智慧城市的建設(shè)已經(jīng)從宏觀的理念向?qū)嵺`項目的建設(shè)轉(zhuǎn)變。盡管我國智慧城市建設(shè)項目如火如荼，但也要注意到我國智慧城市建設(shè)水平仍未進入世界先進行列。目前我國的信息技術(shù)水平相比于發(fā)達(dá)國家來說還很落后，對于智慧城市建設(shè)項目中運用的先進技術(shù)和科學(xué)方法還缺乏比較專業(yè)的理論指導(dǎo)和實踐規(guī)劃，導(dǎo)致我國智慧城市建設(shè)項目的發(fā)展走了彎路，還有可能造成嚴(yán)重的危害和后果?，F(xiàn)階段我國智慧城市建設(shè)項目存在“大而全，難落地、難運營”等問題，智慧城市的頂層設(shè)計缺乏系統(tǒng)性和前瞻性，容易陷入重技術(shù)、輕管理、輕人文的誤區(qū)[3]。本文試圖從復(fù)雜系統(tǒng)視角出發(fā)，探究智慧城市建設(shè)項目的實現(xiàn)路徑，從而為我國智慧城市建設(shè)提供更多的方法論支持。

1 復(fù)雜系統(tǒng)視角下的智慧城市建設(shè)項目

智慧城市本身是一個復(fù)雜系統(tǒng)，一個高水平的智慧城市往往涉及許多大型項目，每一個項目之間都存在必然的聯(lián)系，圖1展示了智慧城市建設(shè)項目之間的關(guān)聯(lián)性，項目與項目之間的相互作用共同促進了智慧城市的發(fā)展。

城市的發(fā)展要以人為本，居民是城市的載體，智慧城市建設(shè)項目要以提高居民的生活質(zhì)量水平為出發(fā)點。如圖1所示，智慧城市要以提高居民的生活環(huán)境質(zhì)量為重點，而居民的生活離不

圖1 智慧城市建設(shè)項目系統(tǒng)模擬示意圖

開衣食住行、學(xué)習(xí)、工作等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。城市居民需要生活，智慧城市建設(shè)項目就要以住宅、醫(yī)院、超市、公共設(shè)施等基本生活保障設(shè)施的建設(shè)為基礎(chǔ)；城市居民需要工作，智慧城市建設(shè)項目就離不開商業(yè)大樓、大廈、工廠、電站等保障居民工作場所設(shè)施的建設(shè)；城市居民需要旅游，智慧城市建設(shè)項目就需要火車站、飛機場、酒店、物流業(yè)等休閑場所設(shè)施的建設(shè)。

智慧城市要能夠保證環(huán)境資源的可持續(xù)發(fā)展，其建設(shè)項目必須建立在資源節(jié)約和環(huán)境保護的基礎(chǔ)之上。人類的生命和生活離不開水，水資源也是城市建設(shè)發(fā)展必不可少的，所以智慧城市建設(shè)項目要進行污水處理、工業(yè)廢水處理以及水處理循環(huán)再利用等保障水資源設(shè)施的建設(shè)；智慧城市離不開能源設(shè)施，所以相關(guān)項目要進行新能源、電源、汽油、大型中央電源等保障城市能源設(shè)施的建設(shè)；智慧城市離不開交通設(shè)施，所以相關(guān)項目要進行鐵路、航空、海運、公路等交通設(shè)施的建設(shè)；智慧城市離不開通信技術(shù)的建設(shè)，所以相關(guān)項目要進行互聯(lián)網(wǎng)、電話、廣播等通信設(shè)施的建設(shè)。

對于這樣一個復(fù)雜系統(tǒng)，不能遵循傳統(tǒng)的線性思維。典型的線性思維理論，如系統(tǒng)還原論，認(rèn)為復(fù)雜的系統(tǒng)、事物、現(xiàn)象可以將其分解為各部分組合來加以理解和描述[4]。而實際上，在面對復(fù)雜系統(tǒng)(由各子系統(tǒng)整合而涌現(xiàn)新功能的整體)時，系統(tǒng)還原論顯得無能為力。因此，遵循復(fù)雜系統(tǒng)方法論，找到應(yīng)對智慧城市建設(shè)項目的科學(xué)方法很有必要。本文依據(jù)復(fù)雜系統(tǒng)方法，構(gòu)建智慧城市建設(shè)項目的分階段實現(xiàn)模型，見圖2。

圖2 智慧城市建設(shè)項目分階段實現(xiàn)模型

首先，在具體項目建設(shè)之前，需要進行頂層設(shè)計，運用復(fù)雜系統(tǒng)思維，構(gòu)思好城市整體功能以及應(yīng)該具備的各子系統(tǒng)，并預(yù)先規(guī)劃好各子系統(tǒng)之間的關(guān)系(如平行建設(shè)項目或先后建設(shè)項目)。其次，按照頂層設(shè)計思路，對智慧城市進行分步建設(shè)。最后，通過現(xiàn)代化的先進技術(shù)實現(xiàn)各子系統(tǒng)之間的連通，實現(xiàn)城市的整體功能。

2 智慧城市建設(shè)項目的分階段實現(xiàn)

2.1 項目的頂層設(shè)計

我國智慧城市建設(shè)項目目前存在一些問題，所以必須要有正確的頂層設(shè)計，雖然住建部、工信部、科技部等都在試圖對智慧城市做頂層規(guī)劃和設(shè)計，但前期并沒有太多的資金支持，這無疑會影響智慧城市建設(shè)項目的發(fā)展。針對目前智慧城市建設(shè)項目遍地開花、缺乏長遠(yuǎn)規(guī)劃的現(xiàn)狀，智慧城市建設(shè)項目需要加強頂層設(shè)計，制定標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范體系。在進行智慧城市建設(shè)項目頂層設(shè)計時，可借鑒傳統(tǒng)的“天人合一”的中國智慧理念以及現(xiàn)代科學(xué)中的復(fù)雜系統(tǒng)思維，運用場景模擬手段，對智慧城市建設(shè)項目方案進行評估和選擇。所謂的“天人合一”就是在智慧城市建設(shè)項目中要確保做到天時、地利與人和，只有這樣，才能體現(xiàn)智慧城市的理念。我國古代的“天人合一”思想在很多古城的建設(shè)中得到了充分的體現(xiàn)。時至今日，仍然有很多這樣的古城作為城市設(shè)計和建設(shè)項目的案例，其中的思維和技巧被運用到現(xiàn)代都市的設(shè)計和建設(shè)項目中。如北京古城、烏鎮(zhèn)、宏村、諸葛村等古城、古鎮(zhèn)、古村的設(shè)計思想和設(shè)計技巧，都可在智慧城市建設(shè)項目的頂層設(shè)計中有所借鑒。

智慧城市建設(shè)項目的頂層設(shè)計需要有合理的政策和機制設(shè)計，以較小的直接干預(yù)和直接資源的投入激發(fā)較大的市場動力和發(fā)展?jié)摿槟繕?biāo)；智慧城市建設(shè)項目需要合理的發(fā)展規(guī)劃，要從城市整體的角度提出智慧城市建設(shè)項目發(fā)展的規(guī)劃、前景、實現(xiàn)路徑和總體布局，并從中提煉出項目發(fā)展的核心亮點，謀劃項目實施的保障措施；智慧城市建設(shè)項目需要有正確的行動計劃，要從長期戰(zhàn)略規(guī)劃的角度出發(fā)，提出階段性的重點項目實施計劃、運營模式以及招商引資等策略；智慧城市建設(shè)項目需要優(yōu)化信息化架構(gòu)的設(shè)計，確定合理的信息系統(tǒng)架構(gòu)、功能設(shè)計和系統(tǒng)應(yīng)用等建設(shè)思路。

根據(jù)上述智慧城市建設(shè)項目頂層設(shè)計的構(gòu)思，運用復(fù)雜系統(tǒng)思維，將城市子系統(tǒng)的關(guān)系梳理清楚，重視城市系統(tǒng)的整體功能，運用場景模擬手段，構(gòu)建頂層設(shè)計方案[5]。

2.2 項目的分步實施

智慧城市建設(shè)項目是一項系統(tǒng)工程，要做好整體規(guī)劃，避免無序建設(shè)，就要循序漸進，分步實施，做到建設(shè)一個，應(yīng)用一個，成熟一個，完善一個，逐步形成各類技術(shù)和建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范。遵循智慧城市建設(shè)項目的頂層設(shè)計方案以及其中所闡述的實施原則，按計劃、分步驟地推進項目建設(shè)。根據(jù)現(xiàn)代精益建設(shè)項目思想，追求智慧城市建設(shè)項目的品質(zhì)和效率，處理好各子系統(tǒng)建設(shè)項目間的關(guān)系(平行建設(shè)項目或先后建設(shè)項目)，統(tǒng)籌推進智慧城市建設(shè)項目。

整合城市產(chǎn)業(yè)資源，聚集智慧城市相關(guān)產(chǎn)業(yè)組織，集聚政、產(chǎn)、學(xué)、研、資、介各方資源和優(yōu)勢，服務(wù)于智慧城市建設(shè)項目，集全社會之力打造為所有市民服務(wù)的智慧型城市[4]。

智慧城市建設(shè)項目不可能一蹴而就，要分步實施，在充分銜接城市發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃的基礎(chǔ)上，分階段逐步實現(xiàn)智慧城市建設(shè)項目的發(fā)展目標(biāo)[5]。

2.3 項目的功能涌現(xiàn)

此階段需要將各子系統(tǒng)連通，可運用大數(shù)據(jù)技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)，實現(xiàn)所有子系統(tǒng)功能的整合以及整個智慧城市功能的涌現(xiàn)。成功的智慧城市建設(shè)項目能夠?qū)崿F(xiàn)對外界感知的敏感，能夠?qū)Υ蠖鄶?shù)突發(fā)性事件防患于未然[6]。

智慧城市建設(shè)項目的功能實現(xiàn)關(guān)鍵在于城市居民，項目的功能反映市民的需求，體現(xiàn)善治、共治的思想，各類愿景和建設(shè)方案在擬定過程中應(yīng)鼓勵市民積極參與，從而抓住市民的真正需求，做到項目的選擇、功能建設(shè)真正滿足市民生活的需要，在這個大系統(tǒng)中，幾乎所有市民都可能成為系統(tǒng)的使用者。通過構(gòu)建城市文化，有效地引導(dǎo)使用者的行為，實現(xiàn)智慧城市的智慧應(yīng)用[7]。

3 結(jié)語

每個城市的發(fā)展都應(yīng)該按照自身的實際能力和經(jīng)濟水平進行，智慧城市建設(shè)項目的實施也應(yīng)采取不同的模式和方法。雖然目前智慧城市建設(shè)項目還存在各種問題，但是隨著時代和信息技術(shù)的不斷發(fā)展，相信智慧城市建設(shè)項目會成為推動我國城市建設(shè)發(fā)展的主要動力。本文介紹了復(fù)雜系統(tǒng)視角下智慧城市建設(shè)項目的實現(xiàn)路徑。運用復(fù)雜系統(tǒng)方法和復(fù)雜系統(tǒng)思維，從城市建設(shè)項目的頂層設(shè)計出發(fā)，對智慧城市建設(shè)項目進行分階段分步實施，并運用先進技術(shù)實現(xiàn)城市項目整體功能的涌現(xiàn)。不同城市在智慧化建設(shè)過程中，應(yīng)根據(jù)自身的特點以及智慧城市建設(shè)項目的長期規(guī)劃要求，選準(zhǔn)出發(fā)點，找到最適合智慧城市建設(shè)項目的實現(xiàn)路徑。希望本文的相關(guān)研究可以為智慧城市建設(shè)項目的發(fā)展提供一些建議和幫助，也希望我國智慧城市建設(shè)項目可以健康可持續(xù)地發(fā)展。