淺析未來(lái)智慧城市的發(fā)展布局

1 “智慧城市”內(nèi)涵

進(jìn)入21世紀(jì)的第三個(gè)十年，受困于疫情的沖擊等因素，全球經(jīng)濟(jì)在不確定中緩慢前行，增長(zhǎng)乏力。然而，SG網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等一系列前沿技術(shù)的發(fā)展又使人們普遍看到科技加持下經(jīng)濟(jì)恢復(fù)發(fā)展的美好未來(lái)。夾雜著對(duì)現(xiàn)實(shí)的擔(dān)憂和對(duì)前景的期待，智慧城市開始越來(lái)越多地步入公眾視野，而數(shù)字技術(shù)更為這一前瞻性的發(fā)展模式插上了騰飛之翼。

智慧城市就是為解決“城市病”而提出的新發(fā)展理念，具有鮮明的問(wèn)題導(dǎo)向，重點(diǎn)是用技術(shù)實(shí)現(xiàn)環(huán)境宜居、發(fā)展可持續(xù)等目標(biāo)；智慧城市具有整體性、全局性、系統(tǒng)性的發(fā)展思維，致力于培養(yǎng)城市自我適應(yīng)、調(diào)節(jié)、更新的能力，從而應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)城市治理失效乃至失敗等挑戰(zhàn)；智慧城市以普惠為導(dǎo)向，其資源配置既要惠及中產(chǎn)階層，也要惠及普羅大眾，既要考慮群體利益，也要考慮個(gè)體需求。為了實(shí)現(xiàn)智慧城市對(duì)美好未來(lái)的許諾，技術(shù)無(wú)疑需要發(fā)揮關(guān)鍵與基礎(chǔ)的作用，考慮到智慧城市對(duì)數(shù)據(jù)的依賴，數(shù)字科技在所有技術(shù)中最關(guān)乎智慧城市發(fā)展的成敗。智慧城市是一個(gè)系統(tǒng)性、智能化工程，有助于城市綠色、普惠、可持續(xù)發(fā)展。

2 “智慧城市”分類

2.1 中國(guó)“智慧城市”的初級(jí)階段：智慧城市1.0

中國(guó)智慧城市還處于這個(gè)階段，其建設(shè)包含兩方面特點(diǎn)：一方面，加強(qiáng)信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提高通信網(wǎng)絡(luò)帶寬，建設(shè)新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施，如寬帶、4G、WIFI、云計(jì)算數(shù)據(jù)中心、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等；另一方面，主要重點(diǎn)領(lǐng)域啟動(dòng)智能應(yīng)用服務(wù)，如智能政府、智慧城市管理、智能交通、智能醫(yī)療服務(wù)、智能教育、安全城市、智能物流和智能社區(qū)等。其中，智能交通、安全城市、智能醫(yī)療服務(wù)和智能政府是應(yīng)對(duì)居民需求和政府需求的四大方向。

2.2 中國(guó)“智慧城市”高級(jí)階段：智慧城市2.0

中國(guó)智慧城市仍處于起步階段，正處于向高級(jí)階段過(guò)渡的階段。智慧城市的高級(jí)階段稱為“智慧城市2.0”，是智慧城市的高級(jí)智能階段。除此之外，大數(shù)據(jù)是高級(jí)智能的源泉，所以智慧城市發(fā)展的高級(jí)階段是大數(shù)據(jù)高級(jí)階段。

智慧城市2.0包含三大特征：第一，新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施被廣泛使用，基礎(chǔ)設(shè)施云化；第二，大數(shù)據(jù)是智慧城市的核心，輸入是來(lái)自云基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)據(jù)采集，輸出是基于分析和數(shù)據(jù)挖掘的上層智慧應(yīng)用；第三，智能應(yīng)用服務(wù)于產(chǎn)業(yè)、城市和居民，其中智能工業(yè)園、智能制造和智能農(nóng)業(yè)服務(wù)于產(chǎn)業(yè)，智能政府和智慧城市管理服務(wù)于城市，智能交通和智能教育服務(wù)于居民。

3 國(guó)內(nèi)“智慧城市”未來(lái)發(fā)展地區(qū)布局

自IBM推出智慧城市概念以來(lái)，目前全球已有100多個(gè)智慧城市。美國(guó)、歐盟、日本、新加坡幾年前就已經(jīng)開始了基于信通技術(shù)和信息的智慧城市發(fā)展。目前，這些海外先進(jìn)城市的重點(diǎn)是區(qū)域技術(shù)試驗(yàn)、智能應(yīng)用試實(shí)驗(yàn)、低碳綠色城市發(fā)展。

目光轉(zhuǎn)向國(guó)內(nèi)，許多智慧城市研究人員認(rèn)為，到2030年底，中國(guó)城市化率達(dá)到83%，城市發(fā)展、人口、環(huán)境和資源之間的矛盾日益突出，智慧城市是解決矛盾的突破口。自2013年以來(lái)，已批準(zhǔn)近300個(gè)城市進(jìn)行智慧城市試點(diǎn)。未來(lái)智慧城市布局主要試點(diǎn)城市將會(huì)集中在東部沿海城市，目前來(lái)看山東和江蘇的試點(diǎn)城市數(shù)量分別為25個(gè)和20個(gè)，是全國(guó)前兩名省份，而西部地區(qū)的試點(diǎn)城市數(shù)量相對(duì)較少，這與城市的整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有關(guān)。2015年4月，建設(shè)部公布了全國(guó)第三批試點(diǎn)城市名單。尤其是試點(diǎn)城市的選擇更注重調(diào)查資金來(lái)源和項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，智慧城市建設(shè)更注重實(shí)效。

當(dāng)今，中國(guó)智慧城市建設(shè)從盲目追求到實(shí)現(xiàn)落地，而且建設(shè)投資正在回歸理性水平。中國(guó)智慧城市市場(chǎng)2019年達(dá)到8480億元，信息技術(shù)投資增長(zhǎng)率為40.4% 。從增長(zhǎng)速度來(lái)看一些智慧城市試點(diǎn)，可以發(fā)現(xiàn)，拔得頭籌的增長(zhǎng)速度是中部地區(qū)和西部地區(qū)，特別是東部地區(qū)是最后一個(gè)。大約300個(gè)城市被選為中國(guó)最聰明的城市。未來(lái)東部地區(qū)智慧城市建設(shè)將會(huì)呈現(xiàn)火爆趨勢(shì)，中部地區(qū)次之，西部地區(qū)最后。2030年后智慧城市建設(shè)主要集中在中國(guó)東部地區(qū)，因?yàn)樵摰貐^(qū)經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)，建設(shè)智慧城市的信息就越豐富，經(jīng)過(guò)十多年的智慧城市建設(shè)，我國(guó)智慧城市的分布將會(huì)更加均勻，中西部地區(qū)有越來(lái)越多的智慧試點(diǎn)城市。

4 國(guó)內(nèi)“智慧城市”的未來(lái)技術(shù)發(fā)展布局

智慧城市被視為加快工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重大戰(zhàn)略。此外，智慧城市戰(zhàn)略被視為在城市規(guī)劃、建設(shè)、管理和運(yùn)營(yíng)中利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)(如物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、空間地理信息)的強(qiáng)大催化劑。一方面，“智慧城市”是指智能的、可持續(xù)的城市發(fā)展，其起源可以追溯到為了應(yīng)對(duì)氣候變化和社會(huì)問(wèn)題，世界各地的政府和規(guī)劃者都意識(shí)到了“智能增長(zhǎng)”的重要性，并為現(xiàn)有和新興城市設(shè)計(jì)了更加智能和綠色的計(jì)劃；另一方面，“智慧城市”的概念是指具有普適計(jì)算和數(shù)字儀表設(shè)備的城市環(huán)境。在這個(gè)層面上，“智慧城市”可以分為四層，即傳感器層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層和應(yīng)用層。在這里，信通技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施的可用性和質(zhì)量被認(rèn)為是智慧城市的基本要素，而技術(shù)至關(guān)重要。將信通技術(shù)嵌入城市基礎(chǔ)設(shè)施不足以使城市變得智能，而“智慧城市”一詞更廣泛地指的是城市區(qū)域內(nèi)知識(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在這一愿景中，還包括可以通過(guò)信通技術(shù)得到加強(qiáng)的政策和治理。智慧城市是技術(shù)、人和制度組成部分之間的有機(jī)聯(lián)系。

實(shí)際上，智慧城市的建設(shè)意味著信息收集、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層和應(yīng)用層四層的建設(shè)。雖然大多數(shù)討論都提出了智慧城市的定義、愿景和特征，但很少有研究涉及發(fā)展智慧城市的參與者。了解行動(dòng)者的動(dòng)機(jī)和角色有助于分析存在的問(wèn)題和潛在的風(fēng)險(xiǎn)，并找到新的解決方案來(lái)指導(dǎo)進(jìn)一步的智慧城市建設(shè)。

4.1 “信息收集”布局

啟用智能服務(wù)的第一步是使用對(duì)象感知和信息收集層收集上下文信息。傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)控自己，并智能地自行行動(dòng)。它們可以用于監(jiān)控公共基礎(chǔ)設(shè)施和人類的生理活動(dòng)，收集數(shù)據(jù)并發(fā)送到具有網(wǎng)絡(luò)層的中央信息系統(tǒng)，在那里可以通過(guò)這些數(shù)據(jù)作出智能決策。傳感器層由無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)組成，如RFID標(biāo)簽、RFID閱讀器、攝像頭、GPS、Qr碼標(biāo)簽和閱讀器等，通常設(shè)置在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，也稱為“無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)”。

4.2 “網(wǎng)絡(luò)層”布局

網(wǎng)絡(luò)層是信息交換和傳輸?shù)穆窂?，包括接入網(wǎng)(AN)和傳輸網(wǎng)。傳輸網(wǎng)絡(luò)由公網(wǎng)和專網(wǎng)組成，包括典型的電信網(wǎng)(固話和移動(dòng))、電視網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、寬帶網(wǎng)、電力通信網(wǎng)、專網(wǎng)(VPN)。接入網(wǎng)包括光纖接入、無(wú)線接入、以太網(wǎng)接入、衛(wèi)星接入等多種接入方式，接入RFID網(wǎng)絡(luò)和底層傳感器網(wǎng)絡(luò)。

4.3 “平臺(tái)層”布局

平臺(tái)層負(fù)責(zé)信息處理和控制。雖然信息處理可以在智能手機(jī)等智能終端上進(jìn)行，但更復(fù)雜的基于大數(shù)據(jù)的任務(wù)是通過(guò)云計(jì)算平臺(tái)完成的。平臺(tái)層具有協(xié)調(diào)、管理、計(jì)算、存儲(chǔ)、分析、挖掘、為行業(yè)和用戶提供公共服務(wù)等多種功能，包括業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)(中間件平臺(tái))、網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)(如管理平臺(tái))、信息處理平臺(tái)、信息安全平臺(tái)、服務(wù)支撐平臺(tái)。

4.4 “應(yīng)用層”布局

應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與行業(yè)專業(yè)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用智能服務(wù)的解決方案集。有了應(yīng)用層，智慧城市才能最終實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與產(chǎn)業(yè)技術(shù)的融合，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。基于從傳感器層收集的最新信息，可以對(duì)物理現(xiàn)象做出快速響應(yīng)。這些實(shí)時(shí)城市數(shù)據(jù)可以有效創(chuàng)建新服務(wù)，改善基礎(chǔ)設(shè)施完整性(能源、交通等)，提高城市管理效率(治理、監(jiān)控、治安等)以及解決環(huán)境退化問(wèn)題。

5 國(guó)內(nèi)“智慧城市”各組織職能布局

5.1 政府

政府和市場(chǎng)將是智慧城市發(fā)展的兩個(gè)最重要的利益相關(guān)者。當(dāng)IBM提出“更智能的世界”和“更智能的城市”的想法時(shí)，中國(guó)批準(zhǔn)了“中國(guó)經(jīng)濟(jì)刺激計(jì)劃”，在基礎(chǔ)設(shè)施和社會(huì)福利方面投資4萬(wàn)億人民幣，相當(dāng)于5610億歐元。此后，各級(jí)政府和企業(yè)看到了發(fā)展機(jī)遇，紛紛參與智慧城市建設(shè)。從2010年開始，中國(guó)開始建設(shè)智慧城市，到2020年底，已有180多個(gè)城市加入智慧城市建設(shè)，通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)平臺(tái)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資規(guī)模已達(dá)到近5000億元人民幣。未來(lái)智慧城市被認(rèn)為是貫徹黨中央及國(guó)務(wù)院關(guān)于創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展、推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化、全面建設(shè)小康社會(huì)的重要舉措之一。

5.2 市場(chǎng)

智慧城市被譽(yù)為“四個(gè)現(xiàn)代化”：工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，市場(chǎng)在這一過(guò)程中也起著至關(guān)重要的作用，未來(lái)越來(lái)越多的電信運(yùn)營(yíng)商、國(guó)內(nèi)外IT公司紛紛參與智慧城市建設(shè)，拓展自己的地盤。據(jù)統(tǒng)計(jì)，三大電信運(yùn)營(yíng)商已與各省、地級(jí)市政府簽署智慧城市戰(zhàn)略合作協(xié)議，合作協(xié)議達(dá)成85%以上。三大電信運(yùn)營(yíng)商都提出了自己的智慧城市戰(zhàn)略，不僅致力于建設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)，還在全國(guó)各地分布布局云計(jì)算中心，以擴(kuò)大信息服務(wù)領(lǐng)域的市場(chǎng)份額。國(guó)內(nèi)外從事智慧城市業(yè)務(wù)的信息技術(shù)公司越來(lái)越多。中國(guó)智慧城市上市公司已達(dá)33家，物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、智能電網(wǎng)、智能醫(yī)療等與智慧城市相關(guān)的上市公司達(dá)229家。此外，進(jìn)入中國(guó)智慧城市領(lǐng)域的國(guó)外大型企業(yè)已經(jīng)達(dá)到30多家。

5.3 公共部門

除了政府，許多公共部門也將參與智慧城市的發(fā)展，這類公共部門包括高校、醫(yī)院、警察等，這些公共部門以間接的方式建設(shè)智慧城市，也就是說(shuō)，他們經(jīng)常與政府和市場(chǎng)合作，購(gòu)買他們的產(chǎn)品和服務(wù)來(lái)提供智慧城市服務(wù)。例如，中國(guó)移動(dòng)與學(xué)校合作開展了教育信息化工程，這是一個(gè)“三位一體的教育網(wǎng)絡(luò)”工程，由教育信息化機(jī)房和教育信息化應(yīng)用平臺(tái)建設(shè)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和管理網(wǎng)絡(luò)組成。在吉林，他們的光纖已經(jīng)安裝在81所學(xué)校和整個(gè)縣教育局，在項(xiàng)目開始近一年后，形成了一個(gè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

6 結(jié)語(yǔ)

未來(lái)，電信服務(wù)提供商繼續(xù)受益于他們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)中的優(yōu)勢(shì)，并在其他領(lǐng)域拓展業(yè)務(wù)，不僅不斷擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍和提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，而且還在探索新技術(shù)來(lái)構(gòu)建新的網(wǎng)絡(luò)層。同時(shí)，可以利用云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建傳感器層與平臺(tái)層。未來(lái)將會(huì)有越來(lái)越多的應(yīng)用開發(fā)者加入智慧城市建設(shè)，傳感器層、網(wǎng)絡(luò)層和平臺(tái)層三個(gè)基本層的建設(shè)，將為開發(fā)商搭建應(yīng)用層提供平臺(tái)，吸引更多的社會(huì)資本和私營(yíng)部門參與智慧城市建設(shè)，未來(lái)智慧城市會(huì)有更多的自下而上的發(fā)展，中國(guó)將建成多個(gè)高度智能化的“智慧城市”典范。