新技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用概述

陳科皓 花東文 劉淼 張俊

摘 要：本文從智慧城市概念的提出、具體內(nèi)涵、體系構(gòu)架等出發(fā)，全面梳理總結(jié)了智慧城市的發(fā)展現(xiàn)狀和問題，闡述了區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、5G和人工智能等新技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用，提出了智慧城市建設(shè)下一步發(fā)展前景和方向。

關(guān)鍵詞：新技術(shù);智慧城市;前景方向

近年來，智慧城市建設(shè)已成為城市管理者、建設(shè)者、運(yùn)營者等各方關(guān)心的焦點(diǎn)話題，越來越多的城市開啟了“智慧城市”的建設(shè)熱潮。郭源生等[1]提出：智慧城市具有透徹感知、泛在互聯(lián)、高效協(xié)同、精準(zhǔn)管控、創(chuàng)新應(yīng)用、和諧發(fā)展等特征，是一種嶄新的城市形態(tài)?！爸腔鄢鞘小痹趶V義上講是城市信息化，是以信息技術(shù)為核心，物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，利用和融合智能識(shí)別、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算等高新技術(shù)，集數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化于一體，通過整合信息資源，全面提升城市居民的生活質(zhì)量和幸福指數(shù)，推動(dòng)城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展模式的轉(zhuǎn)型和城市治理的現(xiàn)代化。在國家新型城鎮(zhèn)化建設(shè)戰(zhàn)略背景下，發(fā)展智慧城市已成為提高城鎮(zhèn)化質(zhì)量、推進(jìn)內(nèi)涵型城鎮(zhèn)化建設(shè)的重要舉措，對于國家培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)型和生活方式變革以及搶占未來科技制高點(diǎn)，提升城市核心競爭力，都具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義[2]。

1 智慧城市的概念和內(nèi)涵

目前，針對“智慧城市”的概念，國內(nèi)外尚未形成統(tǒng)一的定義描述。原因在于各界對于智慧城市的認(rèn)識(shí)和理解，存在不同的出發(fā)點(diǎn)和側(cè)重點(diǎn)。2007年的《歐盟智慧城市報(bào)告》從六大坐標(biāo)維度來定義了智慧城市，包括智慧經(jīng)濟(jì)、智慧流動(dòng)、智慧環(huán)境、智慧公眾、智慧居住和智慧管理。對智慧城市可以這樣來描述，那就是既看重自然資源的智能管理，又將參與式管理等融入其中，既看重信息通信技術(shù)，又重視知識(shí)服務(wù)、社會(huì)基礎(chǔ)的應(yīng)用和質(zhì)量，并將上述要素作為共同推動(dòng)可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展并追求更高品質(zhì)的市民生活。中國工程院院士鄔賀銓、武漢優(yōu)點(diǎn)科學(xué)研究院副院長余少華、國務(wù)院發(fā)展研究中心陳寶國研究員也分別從各自領(lǐng)域出發(fā)給出了智慧城市的概念。雖然在表述上有所不同，但是有一個(gè)共同點(diǎn)，就是充分肯定了信息技術(shù)和智能技術(shù)作為智慧城市建設(shè)的核心動(dòng)力。多年來，智慧城市的建設(shè)一直處于不斷發(fā)展過程當(dāng)中，所以各方對于智慧城市的認(rèn)識(shí)和論述論述都有著很強(qiáng)的時(shí)間性和專業(yè)側(cè)重性，不同時(shí)期的定義表述之間可能存在不一樣。這一方面是因?yàn)橹腔鄢鞘械膬?nèi)涵還處在不斷的豐富發(fā)展當(dāng)中，另一方面城市居民對“智慧城市”抱有更高的期許。總體來講，智慧城市的理念和內(nèi)涵還需要進(jìn)一步的豐富和完善[3]。

2 智慧城市的核心特征和發(fā)展目標(biāo)

智慧城市主要有三大特征，一是開放、共建、共享，即政府要開放數(shù)據(jù)和智慧城市規(guī)劃，讓更多的公眾了解整體規(guī)劃并發(fā)表意見，形成社會(huì)共識(shí);二是服務(wù)均等化，即智慧城市要盡量消除信息鴻溝，幫助信息技能不夠的弱勢群體享受公共服務(wù);三是城市特色化，即要通過特色化小鎮(zhèn)等特色項(xiàng)目推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)多樣化發(fā)展。作為具有一定自我學(xué)習(xí)、自我成長、自我創(chuàng)新的城市形態(tài)，智慧城市本質(zhì)上是城市資源的重新整合和創(chuàng)新發(fā)展。新型智慧城市要實(shí)現(xiàn)五大目標(biāo)，一是提升市民品質(zhì)，做到以人為本;二是應(yīng)用新型手段，提升城市治理效率;三是構(gòu)建政務(wù)信息數(shù)據(jù)資源共享平臺(tái)，加強(qiáng)數(shù)據(jù)開放與融合;四是發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)，構(gòu)建可持續(xù)的綠色生態(tài)發(fā)展體系;五是提升網(wǎng)絡(luò)安全。當(dāng)前大多的智慧城市并不能稱作真正意義上的智能城市，無論從戰(zhàn)略，設(shè)計(jì)運(yùn)營、維護(hù)等多方面來看，還需要進(jìn)步釋放智慧城市的價(jià)值和潛力。

3 智慧城市的發(fā)展現(xiàn)狀和存在問題

從世界范圍發(fā)展來看，智慧城市建設(shè)最早興起于歐美地區(qū)，我國雖然起步比較晚，但是通過政府的支持和企業(yè)的參與，也取得了一定進(jìn)展。作為一種具有公共性的系統(tǒng)工程，智慧城市的落地與當(dāng)?shù)卣囊龑?dǎo)和推動(dòng)有很大的直接關(guān)系，可以成為衡量行業(yè)繁榮程度的重要指標(biāo)。有報(bào)告顯示，全球已經(jīng)啟動(dòng)或在建的智慧城市達(dá)1000多個(gè)，其中我國有500個(gè)試點(diǎn)城市（將近一半）。我國100%的副省級(jí)以上城市，及76%以上的地級(jí)市和32%的縣級(jí)市都已正式提出建設(shè)智慧城市。艾瑞咨詢統(tǒng)計(jì)顯示，在2013—2018年間，各地政府委托的智慧城市項(xiàng)目的中標(biāo)數(shù)量年復(fù)合增長率超過45%。由此可見，國內(nèi)智慧城市發(fā)展理念得到了廣泛共識(shí)，但是從實(shí)際建設(shè)過程和效果來看，仍存在著很多問題和挑戰(zhàn)[4]。

一是缺乏國家層面的頂層設(shè)計(jì)和宏觀指導(dǎo)。大多項(xiàng)目具有很大的盲目性，缺少運(yùn)營準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，存在一哄而上的現(xiàn)象;二是缺少詳細(xì)的工作任務(wù)和實(shí)施路線。部分城市管理者沒有深刻領(lǐng)悟智慧城市的內(nèi)涵和建設(shè)目的，只是為了追求政績工程和形象工程，盲目跟風(fēng);三是缺少相應(yīng)的體制和資金投入機(jī)制。智慧城市建設(shè)復(fù)雜，投資量大，單靠政府的投資是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，后期運(yùn)營維護(hù)也需要很高的成本，資金缺乏將直接導(dǎo)致城市建設(shè)的可持續(xù)性不足，必須以新思路、新辦法、新機(jī)制，多渠道籌措智慧城市建設(shè)所需巨額資金;四是政府和企業(yè)的協(xié)同推進(jìn)需要進(jìn)一步加強(qiáng)，政府擁有統(tǒng)籌協(xié)調(diào)優(yōu)勢，而企業(yè)擁有最新的技術(shù)，必須將二者有機(jī)融合在一起，才能產(chǎn)生最大的效益[5]。

4 新技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用

4.1 區(qū)塊鏈與智慧城市

區(qū)塊鏈已成為當(dāng)前最熱門的新技術(shù)之一。一般認(rèn)為，區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)超級(jí)賬本，是完整不可篡改的，其價(jià)值主要是一種新的信任機(jī)制。表現(xiàn)在：一是區(qū)塊鏈能通過嚴(yán)格的身份核驗(yàn)機(jī)制和密碼學(xué)的數(shù)據(jù)加密機(jī)制，確保整個(gè)智慧城市系統(tǒng)建設(shè)的終端安全;二是區(qū)塊鏈能夠打破傳統(tǒng)智慧城市間的數(shù)據(jù)孤島;三是區(qū)塊鏈能夠?yàn)檫吘売?jì)算保駕護(hù)航;四是區(qū)塊鏈能夠最大限度激活市民對社會(huì)治理的積極性。婁底市應(yīng)用智慧城市+區(qū)塊鏈，率先在全國建立了房產(chǎn)不動(dòng)產(chǎn)交易四網(wǎng)互通系統(tǒng)。另外，區(qū)塊鏈還在電子證照、電子發(fā)票等方面進(jìn)行應(yīng)用，深刻影響了城市發(fā)展的方方面面[6]。

4.2 物聯(lián)網(wǎng)與智慧城市

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一種具有智能識(shí)別、跟蹤定位以及監(jiān)控管理的智能化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)和智慧城市二者的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合是社會(huì)發(fā)展的內(nèi)在要求。該技術(shù)應(yīng)用于城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)能夠給市民的日常生活帶來極大便利。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于市政管理，可以對市政建設(shè)計(jì)劃、城市建設(shè)進(jìn)展等進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)管理，大大提高管理效能。在交通管理方面，能夠加快交通事故的處理效率，促進(jìn)交通資源高效運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)用于智慧醫(yī)療上，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程掛號(hào)、看病，遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)和急救，極大地緩解我國醫(yī)療資源的壓力[7-8]。

4.3 大數(shù)據(jù)與智慧城市

在加速智慧城市向互聯(lián)化發(fā)展的過程中，可以利用大數(shù)據(jù)挖掘及決策分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)向數(shù)據(jù)資產(chǎn)的轉(zhuǎn)化。大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢一是體現(xiàn)在數(shù)據(jù)的收集方面，二是處理方面，三是共享方面。目前，城市系統(tǒng)之間由于標(biāo)準(zhǔn)問題無法有效集成，進(jìn)而產(chǎn)生信息孤島是我國智慧城市建設(shè)過程中面臨的重大挑戰(zhàn)。要加強(qiáng)大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，要加強(qiáng)海量異構(gòu)數(shù)據(jù)建模與融合、海量異構(gòu)數(shù)據(jù)列存儲(chǔ)與索引等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，為給予底層數(shù)據(jù)集成的信息共享提供標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)保障[9]。

4.4 5G技術(shù)與智慧城市

5G技術(shù)指的是第五代移動(dòng)通信技術(shù)，與4G技術(shù)相比，5G技術(shù)帶寬更高、延時(shí)性更低、物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模更龐大，可以真正的實(shí)現(xiàn)“萬物互聯(lián)”的現(xiàn)代化社會(huì)。比如在智慧醫(yī)療領(lǐng)域，憑借一部普通的智能手機(jī)，基于AI技術(shù)的帕金森病運(yùn)動(dòng)功能智能評(píng)估系統(tǒng)，帕金森患者在家也可以完成運(yùn)動(dòng)功能日常測評(píng)。智慧教育領(lǐng)域，在5G技術(shù)的支持下，我們可以獲取更低的網(wǎng)絡(luò)延遲和更高的清晰度。除此之外，萬物互聯(lián)的背景給物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備帶來了無數(shù)的想象空間，比如集成無線通信、路燈照明、智能安防及無線Wi-Fi等基礎(chǔ)設(shè)施于一體的智慧燈桿將取代各種信號(hào)桿和路燈[10]。

4.5 人工智能與智慧城市

人工智能技術(shù)，簡單來說，就是“人工”和“智能”兩部分，核心是智能。研究的內(nèi)容是通過人工設(shè)定和控制使機(jī)器來模仿人的思維、行動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)人類的智能行為。人工智能目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生活的方方面面。搜索、閱讀新聞、地圖以及照片和翻譯等服務(wù)，均利用AI技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，伴隨AI技術(shù)發(fā)展，機(jī)器人已經(jīng)開始進(jìn)入家庭場景，各種服務(wù)機(jī)器人逐漸走入千家萬戶[11]。

5 總結(jié)和展望

綜上所述，城市政府、智慧城市運(yùn)營商、第三方服務(wù)創(chuàng)新者將是引領(lǐng)智慧城市發(fā)展最關(guān)鍵的三個(gè)角色。未來，發(fā)展理念的更新將有效帶動(dòng)整個(gè)社會(huì)技術(shù)的全面升級(jí)和革新，智慧城市的建設(shè)最終將形成由政府牽頭主導(dǎo)、全行業(yè)共同參與的雙贏模式，實(shí)現(xiàn)真正的生態(tài)化、協(xié)同化和社會(huì)化。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、5G等技術(shù)的不斷成熟，將助推智慧城市建設(shè)不斷加速。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭源生，張建國，呂晶.智慧城市的模塊化構(gòu)架與核心技術(shù)[M].國防工業(yè)出版社，2014.

[2]陳海波.以智慧城市建設(shè)助推高質(zhì)量發(fā)展[N].經(jīng)濟(jì)日報(bào)，2019-04-16（011）.

[3]2019年中國智慧城市發(fā)展報(bào)告.https：//max.book118.

[4]http：//www.chinanews.com/cj/2019/05-04/8827096.shtml.

[5]劉曉馨.智慧城市發(fā)展前景及存在問題[J].硅谷，2014（01）：31+34.

[6]http：//www.chinanews.com/it/2019/12-29/9046190.shtml.

[7]王楠.新技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用[J].工業(yè)C，2016.

[8]龔嬌.物聯(lián)網(wǎng)在智慧城市的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代交際，2019（22）：64+63.

[9]董袁泉.大數(shù)據(jù)在智慧城市建設(shè)中的運(yùn)用[J].科技視界，154（31）：231-232.

[10]張優(yōu)訓(xùn).5G技術(shù)進(jìn)展及其在智慧城市中應(yīng)用探討[J].信息通信，2019（09）：246-247.

[11]趙億，闞曉萌.淺析人工智能技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用[J].課程教育研究，2019（41）：30.

作者簡介：陳科皓（1989—），男，甘肅蘭州人，碩士，工程師，主要從事土地工程科技管理工作。