第1部分 數(shù)字經(jīng)濟時代的智慧城市

第1章 大數(shù)據(jù)賦能城市建設和經(jīng)濟發(fā)展

1.1 城市病與信息化機遇

城市是文明的標志，是人類經(jīng)濟、政治和社會活動的中心，城市發(fā)展水平是衡量一個國家和地區(qū)社會組織程度和管理水平的重要標志。我國正處在城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的階段，城市規(guī)模不斷擴張。然而隨著城市化進程的推進，人們日益擴大的需求與城市日益有限的供給之間的矛盾越來越大。居住越來越擁擠，交通越來越擁堵，工業(yè)生產(chǎn)中的廢棄物已經(jīng)影響人們的身體健康。想找個稱心如意、感興趣的工作已成為一種奢望，不斷爆發(fā)的食品安全問題使得人們抱怨越來越多。城市原有的環(huán)境被破壞，晴朗的天空都成為一件使人歡呼雀躍的事情。城市面臨著新的發(fā)展瓶頸，出現(xiàn)了新的問題，需要用嶄新的思路來解決這些問題。

1.1.1 城市化帶來的挑戰(zhàn)

在原始社會，人類住在山洞里或樹林里，靠采集和狩獵獲得生活資源。隨著生產(chǎn)經(jīng)驗的不斷積累，人類逐漸了解了動植物的習性，開始通過栽培植物和馴養(yǎng)動物來獲取生活資源。種植業(yè)和畜牧業(yè)逐漸形成，從而產(chǎn)生了農(nóng)業(yè)。農(nóng)業(yè)的出現(xiàn)使得人類的居住點逐漸固定下來，出現(xiàn)了固定的居民點，這就是城市的雛形。

隨著人類社會的不斷發(fā)展，國家出現(xiàn)了，城市逐漸成為統(tǒng)治中心；同時也成為文化發(fā)展和經(jīng)濟發(fā)展的聚集地。到了近代，隨著工業(yè)革命的興起使得城市發(fā)生了巨大的變化。大量勞動力聚集到城市，城市化進度不斷加速。根據(jù)聯(lián)合國相關機構的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，1970年世界城市化水平只有37%，而2000年為47%，2007年已有33億人生活在城市，超過了全球人口總數(shù)的 50%。預計到 2030 年，世界城市人口比例會增至 60%（50 億人），至 2050年這一數(shù)字將升至70%，全世界三分之二超過60億的人口將居于城鎮(zhèn)。

城市化是指人口和產(chǎn)業(yè)活動在空間上集聚、鄉(xiāng)村地區(qū)轉變?yōu)槌鞘械貐^(qū)的過程，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段農(nóng)村人口轉化為非農(nóng)村人口，人口向城鎮(zhèn)聚集，農(nóng)村地區(qū)轉化為城鎮(zhèn)地區(qū)，城鎮(zhèn)數(shù)量增加的過程。在世界范圍內，城市化率在不斷地增長，而我國的城市化進程發(fā)展更快。20世紀70年代末時城市化水平只有14%，1999年達到29.5%。2002—2011年，我國城市化率以平均每年1.35個百分點的速度發(fā)展。到2012年首次突破50%關口，達到51.27%。2015年1月20日國家統(tǒng)計局發(fā)布的2014年經(jīng)濟數(shù)據(jù)顯示，我國城市化率達到了54.77%。城市化率從20%到50%，美國用了近60年，日本用了近50年，英國和德國用了大約100年，而我國僅用了35年。

高速的城市化發(fā)展帶來了蓬勃的經(jīng)濟發(fā)展，但也為城市發(fā)展帶來了巨大壓力。全球所面臨的城市問題越來越多，也越來越突出；這種壓力在我國也顯得尤為突出。隨著人口不斷地涌入城市，所需的資源不斷超過城市的承載能力。城市通過不斷擴張物理空間來提高自身的承載能力，盲目地向周邊攤大餅式地擴張，大量的耕地被占，大量的原始環(huán)境被破壞。這種簡單粗暴的城市擴展方式，以及人口的高度集中帶來了越來越多的問題，如人口膨脹、住房緊張、交通擁堵、環(huán)境惡化、就業(yè)困難、資源緊缺等，這些就是近年來人們所說的“城市病”。這些城市病將會加劇城市負擔、制約城市化發(fā)展，并且引發(fā)市民的身心疾病等。

城市化是社會發(fā)展的趨勢，但是城市管理者也逐漸意識到城市性能的提升不能僅僅依靠硬件基礎設施的數(shù)量和科技含量上的提升，而更需要不同種類的硬件基礎設施之間的協(xié)調工作。既需要建立適當?shù)纳鐣Y源，也需要各種不同的現(xiàn)實社會的信息來為城市治理提供數(shù)據(jù)支撐和智力支撐。要解決城市病的問題，需要用新的模式、新的理念和新的技術來探索和實踐。

1.1.2 智慧城市的應運而生

城市的飛速發(fā)展，以及人們認知的不足，使得城市在快速擴張中出現(xiàn)了各種問題。于是人們對以往的城市發(fā)展進行反省，并提出“可持續(xù)性發(fā)展”的理念。但是采用何種方式方法能夠滿足當代人不斷提高的物質和文化需求，又不對后人滿足其需求和能力構成的危害是擺在城市建設與管理面前的一個新問題。信息技術的飛速發(fā)展和廣泛應用，使得大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等技術深入影響人們的生活，人們逐漸認識到充分利用這些技術也許可以走出一條城市的可持續(xù)發(fā)展之路。

在目前的信息化時代，基于信息技術的各種應用不斷出現(xiàn)，如電子商務、物流管理、位置服務、GIS 服務、微博、微信、網(wǎng)絡視頻、遠程醫(yī)療等，信息技術發(fā)展催生的這些應用在慢慢改變著人們的生活方式、交流方式，以及社會服務的提供方式。這些變化促使人們對政府服務提出了更高的要求，而政府要實現(xiàn)這樣的對外服務，又要催生自身基于信息化服務要求方面體制和機制上的創(chuàng)新。通過不斷實踐，人們發(fā)現(xiàn)通過提升 ICT（信息通信技術）在監(jiān)管、決策、服務提供、信息共享等方面廣泛和深度的應用，加速信息流通、提高共享水平，以及普及大數(shù)據(jù)分析本身就是實現(xiàn)集約、低碳、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。以信息技術為代表的科技進步，提供了城市發(fā)展和進步的新思路，于是一種新型的城市建設模式——智慧城市在各個國家的不斷摸索中誕生了。

智慧城市是運用新一代信息技術促進城市規(guī)劃、建設、管理和服務智慧化的新理念和新模式，是城市信息化發(fā)展的高級階段，是對城市可持續(xù)發(fā)展理念的有效支撐。2009年，“智慧城市”概念第1次被引入我國，引起了我國政府的高度重視，多部委組織開展了智慧城市關鍵技術的研究和城市試點工作。2012年，黨的十八大提出到2020年全面建成小康社會的奮斗目標后，我國智慧城市建設全面鋪開。

智慧城市建設是一個漸進的過程，建立在城市信息化和數(shù)字化發(fā)展成果的基礎上，可看作數(shù)字城市發(fā)展的高級階段和更友好模式。我國智慧城市經(jīng)歷了數(shù)字城市和無線城市兩代雛形階段，數(shù)字城市是實體城市的虛擬映射，即通過把遍布城市各處的信息采集系統(tǒng)按城市的坐標進行邏輯關聯(lián)，實現(xiàn)城市全部信息的有機整合。數(shù)字城市在推動政府管理創(chuàng)新和提高政府科學決策水平、提高城市信息化水平和樹立良好的城市形象、開拓信息產(chǎn)業(yè)新領域和推動經(jīng)濟社會發(fā)展，以及促進全社會的文明進步和改變公眾工作學習生活方式等方面，確實起到了很好的作用。但是由于體制和技術的雙重原因，形成了垂直化和條塊化強，扁平化和融合化弱的特點。既有的數(shù)字城市是各個孤立的單向數(shù)字模塊，如同搭積木一般搭建起來的呆板工程。信息不能共享，系統(tǒng)之間不能有效聯(lián)動，制約了城市信息化的進一步發(fā)展。而真正的智慧城市需要實現(xiàn)數(shù)字和數(shù)字、數(shù)字和人的多向智慧互動，使各個智慧模塊結合成為一個有機整體，需要展現(xiàn)“系統(tǒng)中的系統(tǒng)”特質。其核心內容一是以數(shù)字化的方式對所需信息的充分獲取和廣泛傳遞；二是對所得數(shù)字化信息的及時、智慧的處理與普遍應用。因此智慧城市需要打破行業(yè)和區(qū)域等壁壘，使整座城市的所有環(huán)節(jié)實現(xiàn)信息互聯(lián)互通。以及時將處理分析后的信息反饋到各個城市環(huán)節(jié)，有效指導城市高速、高效且順利地運轉。這樣一來，城市的每一個環(huán)節(jié)都是一個能夠及時反應的智慧模塊。例如，“智慧交通”“智慧能源”“智慧通信”等。所有的智慧模塊又構成一個有機整體，交流互動并協(xié)同工作。

實現(xiàn)數(shù)字城市向智慧城市轉變的關鍵是大數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)使得智慧城市的核心內容的建設成為可能，它可以推動數(shù)字城市成功地向智慧城市跨越。大數(shù)據(jù)能夠對整個城市的所有構成單元，包括城市里的每一個居民進行不間斷的信息跟蹤和采集。借助跨模塊大數(shù)據(jù)平臺和區(qū)塊鏈技術快捷有效地將所有采集的單元數(shù)據(jù)進行整合分析，可以跟蹤了解整個城市的運行情況。管理控制中心能夠針對各種突發(fā)情況及時反應并迅速處理，使整個城市的運行總體保持良好的狀態(tài)。再進一步，通過成熟可靠的大數(shù)據(jù)算法對采集整理到的城市大數(shù)據(jù)進行挖掘分析，甚至可以前瞻預判城市的運行態(tài)勢，以提前反應，通盤調度城市相關運行環(huán)節(jié)，在潛伏期消除可能的突發(fā)情況，從而保證城市的優(yōu)質運行態(tài)勢。城市大數(shù)據(jù)智慧控制中心還能夠同城市里的每一個行為主體進行數(shù)據(jù)互動，為其提供方便可靠的數(shù)據(jù)服務。每一個環(huán)節(jié)和個人都為智慧城市無償提供大數(shù)據(jù)，智慧城市又反過來回饋給每一個環(huán)節(jié)和個人便利的大數(shù)據(jù)服務，通過數(shù)據(jù)互動使整個城市成為一個智慧互動的有機整體。

1.1.3 大數(shù)據(jù)是城市發(fā)展的新引擎

世界是信息的，世界的本質是數(shù)據(jù)，一切皆可以數(shù)字化。信息革命正是源自這一世界觀的革命，一切數(shù)字化意味著可以用數(shù)字來描述世間一切事物的運動與變化，并且讓世界變成可以計算的數(shù)據(jù)海洋，“人在干、數(shù)在轉、云在算”正在成為人類生活的普遍形態(tài)。2015年3月15日李克強總理提出“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，一石激起千層浪，引發(fā)舉國熱議。“互聯(lián)網(wǎng)+”是中國政府順應人類歷史潮流而主動切換轉型跑道，以信息化為新動能，用新動能推動新發(fā)展的“換道超車”的戰(zhàn)略轉型，是實施網(wǎng)絡強國戰(zhàn)略的重要舉措。“互聯(lián)網(wǎng)+”是各行各業(yè)的全面上網(wǎng)，是傳統(tǒng)行業(yè)的數(shù)字化改造，是虛擬經(jīng)濟與實體經(jīng)濟的深度融合。從而創(chuàng)造出新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展生態(tài)，形成新經(jīng)濟和新動能。“互聯(lián)網(wǎng)+”的實質是用芯片把世間萬物裝載到云端的網(wǎng)絡化、在線化和數(shù)據(jù)化，是經(jīng)濟、社會和城市運行的全面上網(wǎng)，從而形成一個與物理世界并行的數(shù)字世界。這樣人們就可以生活得更方便、更好玩、更快捷，并且能參與互動。可以用數(shù)據(jù)方式展現(xiàn)經(jīng)濟、社會運行，政府可以通過數(shù)據(jù)更高效地管理物理世界。全面的“互聯(lián)網(wǎng)+”產(chǎn)生了多維度的海量數(shù)據(jù)，改變了我們信息的獲取方式、生活方式、工作方式和學習方式，將我們帶入一個“可計算、可預見”并被稱為“大數(shù)據(jù)”的時代。在這個新時代，人們開始用數(shù)據(jù)看待事物的變化，用數(shù)據(jù)來管理世界，用數(shù)據(jù)來改變生產(chǎn)和生活方式。

數(shù)據(jù)出效益，數(shù)據(jù)成為新的生產(chǎn)資源，是新競爭優(yōu)勢的源泉。大數(shù)據(jù)是觀察社會的顯微鏡、監(jiān)測自然的儀表盤。大數(shù)據(jù)的實質是預測，通過預見到的事物變化來提升資源效率并改善人類生活。大數(shù)據(jù)開啟了人類從數(shù)據(jù)看世界的新思維，形成了透過數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)規(guī)律和趨勢的競爭新工具，把我們帶到了將數(shù)據(jù)作為生產(chǎn)資源的新時代。它讓數(shù)據(jù)爆炸所帶給我們的困擾和壓力轉化為生產(chǎn)動力，讓數(shù)據(jù)轉化為生產(chǎn)資源，從而讓人類從勞動生產(chǎn)率轉向知識生產(chǎn)率；同時由于數(shù)據(jù)容易存儲、可分享、可重復使用和拓展維度使用，因此數(shù)據(jù)具有直接使用效率、創(chuàng)新使用效率和關系改進效率等多重好處，可以說數(shù)據(jù)成為當今社會最重要的生產(chǎn)資源。

就經(jīng)濟而言，如果善于收集并使用數(shù)據(jù)，讓大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)揮“偵察兵”功能，挖掘并匹配市場需求，為工農(nóng)業(yè)導航，那么我們就能在提高實體效率的基礎上創(chuàng)造軟財富和新價值，直到實現(xiàn)C2B的個性化制造。從而避免生產(chǎn)與使用中的不可見因素，讓產(chǎn)品在使用中產(chǎn)生更多的派生性價值等，最大限度地提高資源效率并緩解資源約束。

就社會服務與治理而論，大數(shù)據(jù)技術讓人類獲得了真正了解自身和社會如何演變所需要的數(shù)據(jù)。政府如能通過數(shù)據(jù)收集與分析提高決策和預見趨勢的能力，既能提升金融、交通、能源、醫(yī)療和非政府組織等社會基礎設施的運行效率，又能為日常活動提供最優(yōu)運行方案；同時如果政府善于利用網(wǎng)絡數(shù)字技術，以及數(shù)據(jù)開放、公共服務數(shù)字化等現(xiàn)代手法服務社會、服務群眾，依托便捷、高效的服務提供能力和市民互動性，可極大地提高政府對群眾的黏度。如果政府能運用與公民之間交互所生成的數(shù)據(jù)來改善治理結構，就可以讓每個人的聲音都被聽到。從而建立一種民主的知識型社會，開創(chuàng)政府大數(shù)據(jù)治理的新局面。

對國家而言，對數(shù)據(jù)的掌握和利用已成為重塑國家競爭優(yōu)勢和完善國家公共治理體系的關鍵。在數(shù)字化時代，國家競爭力已部分體現(xiàn)為擁有數(shù)據(jù)的規(guī)模、質量，以及運用和治理數(shù)據(jù)的能力。縱觀大數(shù)據(jù)技術對于經(jīng)濟轉型和社會治理創(chuàng)新的預期效果，如果我們善于在低成本的數(shù)字世界里管理高成本的物理世界，做到用“用數(shù)據(jù)說話、用數(shù)據(jù)決策、用數(shù)據(jù)管理、用數(shù)據(jù)創(chuàng)新”，做好數(shù)字世界的“彩排、預演”日常工作、保留工作機動性，做到在方方面面加快信息的流動，減少物質資源的流動，那么大數(shù)據(jù)技術必將提升資源效率、助力治理體系和城市治理能力的現(xiàn)代化，大數(shù)據(jù)已然成為加快城市發(fā)展的新引擎。