第1部分 數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的智慧城市

第1章 大數(shù)據(jù)賦能城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展

1.1 城市病與信息化機(jī)遇

城市是文明的標(biāo)志，是人類經(jīng)濟(jì)、政治和社會(huì)活動(dòng)的中心，城市發(fā)展水平是衡量一個(gè)國家和地區(qū)社會(huì)組織程度和管理水平的重要標(biāo)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(kuò)張。然而隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)，人們?nèi)找鏀U(kuò)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(gè)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(huì)，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(yàn)的不斷積累，人類逐漸了解了動(dòng)植物的習(xí)性，開始通過栽培植物和馴養(yǎng)動(dòng)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(diǎn)逐漸固定下來，出現(xiàn)了固定的居民點(diǎn)，這就是城市的雛形。

隨著人類社會(huì)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(shí)也成為文化發(fā)展和經(jīng)濟(jì)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(dòng)力聚集到城市，城市化進(jìn)度不斷加速。根據(jù)聯(lián)合國相關(guān)機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(yù)計(jì)到 2030 年，世界城市人口比例會(huì)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(dòng)在空間上集聚、鄉(xiāng)村地區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)槌鞘械貐^(qū)的過程，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段農(nóng)村人口轉(zhuǎn)化為非農(nóng)村人口，人口向城鎮(zhèn)聚集，農(nóng)村地區(qū)轉(zhuǎn)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(nèi)，城市化率在不斷地增長，而我國的城市化進(jìn)程發(fā)展更快。20世紀(jì)70年代末時(shí)城市化水平只有14%，1999年達(dá)到29.5%。2002—2011年，我國城市化率以平均每年1.35個(gè)百分點(diǎn)的速度發(fā)展。到2012年首次突破50%關(guān)口，達(dá)到51.27%。2015年1月20日國家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的2014年經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國城市化率達(dá)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(jì)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(kuò)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?cái)U(kuò)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(kuò)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(huì)加劇城市負(fù)擔(dān)、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(huì)發(fā)展的趨勢，但是城市管理者也逐漸意識(shí)到城市性能的提升不能僅僅依靠硬件基礎(chǔ)設(shè)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(chǔ)設(shè)施之間的協(xié)調(diào)工作。既需要建立適當(dāng)?shù)纳鐣?huì)資源，也需要各種不同的現(xiàn)實(shí)社會(huì)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(shù)來探索和實(shí)踐。

1.1.2 智慧城市的應(yīng)運(yùn)而生

城市的飛速發(fā)展，以及人們認(rèn)知的不足，使得城市在快速擴(kuò)張中出現(xiàn)了各種問題。于是人們對以往的城市發(fā)展進(jìn)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(dāng)代人不斷提高的物質(zhì)和文化需求，又不對后人滿足其需求和能力構(gòu)成的危害是擺在城市建設(shè)與管理面前的一個(gè)新問題。信息技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，使得大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)深入影響人們的生活，人們逐漸認(rèn)識(shí)到充分利用這些技術(shù)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(shí)代，基于信息技術(shù)的各種應(yīng)用不斷出現(xiàn)，如電子商務(wù)、物流管理、位置服務(wù)、GIS 服務(wù)、微博、微信、網(wǎng)絡(luò)視頻、遠(yuǎn)程醫(yī)療等，信息技術(shù)發(fā)展催生的這些應(yīng)用在慢慢改變著人們的生活方式、交流方式，以及社會(huì)服務(wù)的提供方式。這些變化促使人們對政府服務(wù)提出了更高的要求，而政府要實(shí)現(xiàn)這樣的對外服務(wù)，又要催生自身基于信息化服務(wù)要求方面體制和機(jī)制上的創(chuàng)新。通過不斷實(shí)踐，人們發(fā)現(xiàn)通過提升 ICT（信息通信技術(shù)）在監(jiān)管、決策、服務(wù)提供、信息共享等方面廣泛和深度的應(yīng)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(shí)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(shù)為代表的科技進(jìn)步，提供了城市發(fā)展和進(jìn)步的新思路，于是一種新型的城市建設(shè)模式——智慧城市在各個(gè)國家的不斷摸索中誕生了。

智慧城市是運(yùn)用新一代信息技術(shù)促進(jìn)城市規(guī)劃、建設(shè)、管理和服務(wù)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(guān)鍵技術(shù)的研究和城市試點(diǎn)工作。2012年，黨的十八大提出到2020年全面建成小康社會(huì)的奮斗目標(biāo)后，我國智慧城市建設(shè)全面鋪開。

智慧城市建設(shè)是一個(gè)漸進(jìn)的過程，建立在城市信息化和數(shù)字化發(fā)展成果的基礎(chǔ)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(shí)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(biāo)進(jìn)行邏輯關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)城市全部信息的有機(jī)整合。數(shù)字城市在推動(dòng)政府管理創(chuàng)新和提高政府科學(xué)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(lǐng)域和推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，以及促進(jìn)全社會(huì)的文明進(jìn)步和改變公眾工作學(xué)習(xí)生活方式等方面，確實(shí)起到了很好的作用。但是由于體制和技術(shù)的雙重原因，形成了垂直化和條塊化強(qiáng)，扁平化和融合化弱的特點(diǎn)。既有的數(shù)字城市是各個(gè)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(dòng)，制約了城市信息化的進(jìn)一步發(fā)展。而真正的智慧城市需要實(shí)現(xiàn)數(shù)字和數(shù)字、數(shù)字和人的多向智慧互動(dòng)，使各個(gè)智慧模塊結(jié)合成為一個(gè)有機(jī)整體，需要展現(xiàn)“系統(tǒng)中的系統(tǒng)”特質(zhì)。其核心內(nèi)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(shí)、智慧的處理與普遍應(yīng)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(shí)現(xiàn)信息互聯(lián)互通。以及時(shí)將處理分析后的信息反饋到各個(gè)城市環(huán)節(jié)，有效指導(dǎo)城市高速、高效且順利地運(yùn)轉(zhuǎn)。這樣一來，城市的每一個(gè)環(huán)節(jié)都是一個(gè)能夠及時(shí)反應(yīng)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(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體，交流互動(dòng)并協(xié)同工作。

實(shí)現(xiàn)數(shù)字城市向智慧城市轉(zhuǎn)變的關(guān)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(nèi)容的建設(shè)成為可能，它可以推動(dòng)數(shù)字城市成功地向智慧城市跨越。大數(shù)據(jù)能夠?qū)φ麄€(gè)城市的所有構(gòu)成單元，包括城市里的每一個(gè)居民進(jìn)行不間斷的信息跟蹤和采集。借助跨模塊大數(shù)據(jù)平臺(tái)和區(qū)塊鏈技術(shù)快捷有效地將所有采集的單元數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析，可以跟蹤了解整個(gè)城市的運(yùn)行情況。管理控制中心能夠針對各種突發(fā)情況及時(shí)反應(yīng)并迅速處理，使整個(gè)城市的運(yùn)行總體保持良好的狀態(tài)。再進(jìn)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(jìn)行挖掘分析，甚至可以前瞻預(yù)判城市的運(yùn)行態(tài)勢，以提前反應(yīng)，通盤調(diào)度城市相關(guān)運(yùn)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(zhì)運(yùn)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(gè)行為主體進(jìn)行數(shù)據(jù)互動(dòng)，為其提供方便可靠的數(shù)據(jù)服務(wù)。每一個(gè)環(huán)節(jié)和個(gè)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(gè)環(huán)節(jié)和個(gè)人便利的大數(shù)據(jù)服務(wù)，通過數(shù)據(jù)互動(dòng)使整個(gè)城市成為一個(gè)智慧互動(dòng)的有機(jī)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(zhì)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(yùn)動(dòng)與變化，并且讓世界變成可以計(jì)算的數(shù)據(jù)海洋，“人在干、數(shù)在轉(zhuǎn)、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(qiáng)總理提出“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃，一石激起千層浪，引發(fā)舉國熱議?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”是中國政府順應(yīng)人類歷史潮流而主動(dòng)切換轉(zhuǎn)型跑道，以信息化為新動(dòng)能，用新動(dòng)能推動(dòng)新發(fā)展的“換道超車”的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，是實(shí)施網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國戰(zhàn)略的重要舉措?！盎ヂ?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(jì)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)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(jì)和新動(dòng)能。“互聯(lián)網(wǎng)+”的實(shí)質(zhì)是用芯片把世間萬物裝載到云端的網(wǎng)絡(luò)化、在線化和數(shù)據(jù)化，是經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和城市運(yùn)行的全面上網(wǎng)，從而形成一個(gè)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(dòng)。可以用數(shù)據(jù)方式展現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)運(yùn)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(xué)習(xí)方式，將我們帶入一個(gè)“可計(jì)算、可預(yù)見”并被稱為“大數(shù)據(jù)”的時(shí)代。在這個(gè)新時(shí)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(huì)的顯微鏡、監(jiān)測自然的儀表盤。大數(shù)據(jù)的實(shí)質(zhì)是預(yù)測，通過預(yù)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(shí)代。它讓數(shù)據(jù)爆炸所帶給我們的困擾和壓力轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)動(dòng)力，讓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)資源，從而讓人類從勞動(dòng)生產(chǎn)率轉(zhuǎn)向知識(shí)生產(chǎn)率；同時(shí)由于數(shù)據(jù)容易存儲(chǔ)、可分享、可重復(fù)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(guān)系改進(jìn)效率等多重好處，可以說數(shù)據(jù)成為當(dāng)今社會(huì)最重要的生產(chǎn)資源。

就經(jīng)濟(jì)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(dǎo)航，那么我們就能在提高實(shí)體效率的基礎(chǔ)上創(chuàng)造軟財(cái)富和新價(jià)值，直到實(shí)現(xiàn)C2B的個(gè)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(jià)值等，最大限度地提高資源效率并緩解資源約束。

就社會(huì)服務(wù)與治理而論，大數(shù)據(jù)技術(shù)讓人類獲得了真正了解自身和社會(huì)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(yù)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(huì)基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行效率，又能為日?；顒?dòng)提供最優(yōu)運(yùn)行方案；同時(shí)如果政府善于利用網(wǎng)絡(luò)數(shù)字技術(shù)，以及數(shù)據(jù)開放、公共服務(wù)數(shù)字化等現(xiàn)代手法服務(wù)社會(huì)、服務(wù)群眾，依托便捷、高效的服務(wù)提供能力和市民互動(dòng)性，可極大地提高政府對群眾的黏度。如果政府能運(yùn)用與公民之間交互所生成的數(shù)據(jù)來改善治理結(jié)構(gòu)，就可以讓每個(gè)人的聲音都被聽到。從而建立一種民主的知識(shí)型社會(huì)，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(guān)鍵。在數(shù)字化時(shí)代，國家競爭力已部分體現(xiàn)為擁有數(shù)據(jù)的規(guī)模、質(zhì)量，以及運(yùn)用和治理數(shù)據(jù)的能力。縱觀大數(shù)據(jù)技術(shù)對于經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和社會(huì)治理創(chuàng)新的預(yù)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(yù)演”日常工作、保留工作機(jī)動(dòng)性，做到在方方面面加快信息的流動(dòng)，減少物質(zhì)資源的流動(dòng)，那么大數(shù)據(jù)技術(shù)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。