智慧城市

黨的十八大提出“堅持走中國特色新型工業化、信息化、城鎮化、農業現代化道路……促進工業化、信息化、城鎮化、農業現代化同步發展”。《國家新型城鎮化規劃（2014－2020年）》提出“推進智慧城市建設”。《國務院關于深入推進新型城鎮化建設的若干意見》提出“加快建設綠色城市、智慧城市、人文城市等新型城市”。中共中央、國務院《關于進一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見》提出“推進城市智慧管理”。國家《國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》提出“加強現代信息基礎設施建設，推進大數據和物聯網發展，建設智慧城市”。

智慧城市是運用物聯網、云計算、大數據、空間地理信息集成等新一代信息技術，促進城市規劃、建設、管理和服務智慧化的新理念和新模式。

智慧城市是繼數字城市、信息城市之后城市信息化的高級階段，是中國城市轉型發展的重要方向。

建設智慧城市，對加快工業化、信息化、城鎮化、農業現代化融合，提升城市可持續發展能力具有重要意義。

城市信息化的重要意義

目前，中國正處于城鎮化加速階段（見圖2—3），城市在我國國民經濟社會發展中發揮著越來越重要的作用。工業增加值的60%、第三產業增加值的85%、國內生產總值的70%、國家稅收的80%都來自城市。可見，城市信息化是國家信息化的核心和龍頭。

信息化是合理指導城鎮化工作的必然要求

20世紀80年代以后，中國城鎮化進入快速發展時期。在城鎮化進程中，人流、物流、信息流、資金流不斷集聚，同時向附近區域輻射。中國科學院院士陳述彭認為，中國城鎮化面臨雙重瓶頸，即城鎮化滯后于工業化，信息化又滯后于城鎮化，這無論是對城市的長遠發展，還是對城市地位的提升，都產生了明顯的制約。在城鎮化過程中，科學編制城市規劃、加強城市建設項目管理、保障城市健康運行等方面都離不開信息化。

信息化是推動城市經濟發展的必然要求

信息化改變了城市經濟發展要素，信息要素對土地、勞動力、資本等生產要素有著明顯的替代效應。例如，信息化可以提高單位用地面積的產出；信息化可以提高企業生產率，減少用工需求；信息化可以提高企業流動資金周轉效率。電子商務的發展使城市區位對經濟發展的影響不如以前那么大。信息化可以改變過去城市經濟發展成本、代價過高的局面，減少資源、能源消耗，減少污染物排放，減少拆遷、占地等引發的社會矛盾。此外，信息化可以增強城市工業、服務業、信息產業等的競爭力，催生互聯網經濟等新的經濟增長點。

信息化是實現城市可持續發展的重要途徑

在中國，城市在讓人們享受物質文明的同時，也使人們受到“城市病”的困擾，如交通擁堵容易誘發地面沉降和地裂縫等地質災害，環境污染容易引發傳染性疾病。信息化為中國城市可持續發展提供了新的手段。例如，建設智能交通系統可以緩解城市交通擁堵；建設城市環境自動監測系統、地質災害監測預警系統，可以及時采取有效措施提高城市宜居水平。

信息化是實現城市國際化的重要基礎

隨著經濟的全球化，中國大城市的國際化步伐也在加快，越來越多的中小城市也積極爭取融入全球經濟。信息化在國際貿易、旅游、文化交流等方面具有非常重要的作用。例如，通過建設外文版的城市宣傳網站、App，可以讓世界認識中國的城市。綜觀紐約、倫敦、巴黎、柏林、東京、首爾、香港等國際大都市，它們在信息化方面都走在全球城市的前列。

目前，現代信息通信技術已經滲透到城市政治、經濟、社會各個領域，并深刻改變著市民的工作、生活和思維方式。中國城市經濟、社會發展面臨諸多制約因素，要實現中國城市的轉型發展，必須將信息化納入城市發展戰略，采取切實、有效的措施，不斷提升城市信息化水平。

城鎮化和信息化是當前和今后一個時期中國經濟、社會發展的重要內容，智慧城市建設已經成為新時期中國城市發展的重要主題。目前，我國許多城市發展面臨諸多難題。建設智慧城市，是解決或緩解各類“城市病”，促進城市經濟發展和社會進步，保障城市可持續發展的重要途徑。為此，應加強智慧城市理論方法研究，推進智慧城市建設所需相關產品的國產化進程。

智慧城市的組成部分

智慧城市包括新一代信息基礎設施、智慧政府、智慧經濟、智慧社會、智慧城市發展環境五大部分，如圖2—4所示。眾所周知，城市包括政治、經濟、社會三個主要方面。相應地，智慧政府、智慧經濟、智慧社會是智慧城市的三大領域。

新一代信息基礎設施

隨著物聯網、移動互聯網等應用的快速發展，城市網絡基礎設施的性能也要相應提高。新一代城市信息基礎設施主要包括超大帶寬的城市骨干網、無處不在的無線接入。要建設新一代城市信息基礎設施，有關城市應配合國家的“寬帶中國”計劃，實施“寬帶城市”計劃，建設城市光網，建設無線城市和UCity——將IT基建、技術和服務應用于住宅、交通、基礎設施等諸多的城市構成要素中，以此所構筑的智能化、未來型的尖端城市。

智慧政府

現代政府事務日益復雜，傳統政府的智能水平已經難以應付這種新的形勢。隨著物聯網、云計算、移動互聯網、Web2.0等新一代信息技術飛速發展，電子政務正由電子政府向智慧政府轉變。智慧政府是指利用物聯網、云計算、移動互聯網、人工智能、數據挖掘、知識管理等技術，提高政府辦公、監管、服務、決策的智能化水平，形成高效、敏捷、便民的新型政府。智慧政府是電子政務發展的高級階段。與傳統電子政務相比，智慧政府具有透徹感知、快速反應、主動服務、科學決策等特征。

智慧經濟

智慧經濟的載體是智慧產業。智慧產業是指數字化、網絡化、信息化、自動化、智能化程度較高的產業。智慧產業是智力密集型產業、技術密集型產業，而不是勞動密集型產業。2011年6月，美國政府確立了智慧制造（Smart Manufacturing）四個方面的優先行動計劃，包括為智能制造搭建工業建模與仿真平臺，可負擔的工業數據采集和管理系統，業務系統、制造工廠和供應商企業級集成，以及智慧制造的教育和培訓。在我國，工業和信息化部、科技部、財政部、商務部、國資委聯合印發的《關于加快推進信息化與工業化深度融合的若干意見》把“智能發展，建立現代生產體系”作為推動兩化深度融合的基本原則之一。

智慧經濟的主體是智慧企業。智慧企業是指生產經營智能化水平較高的企業，是企業信息化發展的高級階段。智慧企業在研發設計、生產制造、經營管理、市場營銷等關鍵環節以及綜合集成的智能化程度較高，商業智能系統、知識管理系統等在企業得到應用，企業仿佛擁有“數字神經系統”。與傳統企業相比，智慧企業具有更強的學習和自適應能力，能夠靈敏地感知到企業內外環境變化并快速做出反應。

智慧社會

智慧社會是指高度智能化的社會。智慧社會主要包括兩個方面的內容：一是社會事業的智能化，如智慧教育、智慧醫療等；二是市民生活的智能化，如智慧社區、智慧家居。智慧社會是社會信息化發展的高級階段。構建智慧社會，是保障和改善民生的重要內容。

智慧城市發展環境

智慧城市發展環境主要包括三個方面的內容：一是與智慧城市相關的政策法規、標準規范、人才隊伍等；二是與智慧城市相關的信息安全情況；三是與智慧城市相關的新一代通信技術產業發展情況。智慧城市發展環境的好壞，直接影響智慧城市建設的進度和質量。因此，有關城市應理順智慧城市建設的體制機制，構建良好的發展環境。

值得指出的是，如果智慧城市建設完全由政府主導，那政府就錯位、越位了。智慧城市包括智慧政府、智慧經濟、智慧社會三大領域。智慧政府建設應由政府主導，而智慧經濟建設則應發揮企業的主體作用，智慧社會建設需要社會各界力量的參與。

智慧城市的關鍵技術

物聯網技術、云計算技術、移動互聯網技術、大數據技術、空間信息技術和人工智能是智慧城市的六大關鍵技術（見圖2—5）。

在智慧城市中，物聯網采集數據，云計算處理數據，移動互聯網傳輸數據，大數據挖掘數據。物聯網、云計算、移動互聯網、大數據的集成應用將推動城市信息化模式創新。

物聯網技術

物聯網技術在城市交通管理、城市環境監測、城市災害預警、重要場所安防等領域具有廣闊的應用前景，可以提高有關政府部門監管水平和快速反應能力，減少人民生命和財產損失，方便人民群眾生產生活。

云計算技術

云計算技術正好契合我國當前一些城市電子政務集中化的趨勢。例如，建設基于云計算的城市數據中心或超算中心，推進市政府各部門的機房大集中，實現統一運維。建設基于云計算技術的市政府網站群，形成以城市政府門戶網站為主網站、部門網站為子網站的政府網站群。建設基于云計算技術的城市綜合信息服務平臺，推進業務應用信息系統互聯互通，促進信息共享和業務協同。

移動互聯網技術

隨著移動互聯網技術的發展，移動電子政務、移動電子商務將快速發展。與傳統電子政務相比，移動電子政務可以使公務員通過手機隨時、隨地處理公務，通過政務微博與企業和社會公眾進行互動。企業和社會公眾可以通過手機隨時、隨地獲取政府信息及電子化服務，即時得知辦事結果。移動電子商務可以使市民通過手機進行購物，方便市民生活。此外，手機微博、手機QQ、微信等使市民享受數字化生活。

大數據技術

隨著城市信息化建設的深入，許多政府部門積累了海量數據，迫切需要進行處理、分析和數據挖掘。利用大數據技術對海量數據進行管理和挖掘，是提高城市規劃、建設和管理智能化水平的重要手段。例如，通過對歷年城市遙感圖像的比對，可以掌握城市化動態和特點。新一代信息技術及其在智慧城市中的作用如表2—2所示。

空間信息技術

空間信息技術主要包括遙感、衛星導航系統和地理信息系統（GIS）。與一般信息系統相比，GIS的最大優勢是空間可視化，即可以直觀地看到事物的地理空間分布情況。對于管理對象是地理空間分布的部門，如規劃、國土、環境、交通、農業、水利、鐵道、地震、氣象、海洋等部門，GIS是信息化必建項目。目前，GIS已經進入網絡化、三維化發展階段，出現了網絡地理信息系統（WebGIS）、三維地理信息系統（3DGIS）。

云計算、移動互聯網、大數據的出現將催生下一代地理信息系統（Next Generation GIS，NGG），如云GIS（CloudGIS）、空間信息云、移動GIS（MobileGIS）、智慧GIS（SmartGIS）、嵌入式GIS等。與傳統地理信息系統相比，NGG的特點是智能化、移動化、海量化、嵌入化。NGG的空間分析能力更強，基于位置的服務水平更高；NGG可以處理海量空間數據，實時展現城市地下空間和地表建筑，在計算機中再現整個城市；NGG能夠按需嵌入其他信息系統，使之具有地理可視化功能。NGG在智慧國土、智慧環境、智慧交通等領域具有廣闊的應用前景。

人工智能

人工智能在城市規劃、建設、管理、運行和服務等領域具有廣闊的應用前景。例如，通過計算機系統的深度學習，可以對城市規劃建設方案進行自動優化。通過智能探頭自動識別人臉、車牌號和車輛等，可以對嫌疑犯和嫌疑車輛進行自動追蹤。通過道路車流量分析自動調節路口交通燈的紅綠燈時間，可以提高道路通行效率。

智慧城市建設過程中存在的主要問題

截至2014年10月底，全國已有400多座城市提出建設智慧城市，約占全國建制市總數的70%。目前，我國智慧城市建設過程中主要存在如下幾個方面的問題：

智慧城市理論方法研究滯后于實踐

智慧城市是一個2009年才出現的新生事物，雖然目前有些地方專門成立了智慧城市研究機構，但智慧城市相關的理論方法研究明顯滯后于實踐。智慧城市建設是一個復雜的系統工程，智慧城市研究涉及的學科包括計算機科學、信息工程、地理信息系統、公共管理學、區域經濟學、城市社會學等，是典型的交叉學科研究領域，屬于城市信息學（urban informatics）的學科范疇。而我國大學學科之間相互分割，難以培養出智慧城市理論研究需要的跨學科的復合型人才。此外，智慧城市理論方法研究還比較零散，不成體系。為了更好地指導全國各地的智慧城市建設實踐，應加強智慧城市理論方法研究。

智慧城市關鍵技術和產品儲備不足

與智慧城市密切相關的關鍵技術包括物聯網、云計算、移動互聯網、大數據等新一代信息技術以及下一代地理信息系統等。這些技術幾乎都是歐美發達國家率先提出并研發的，我國與歐美發達國家相比，在技術上落后若干年。我國雖然在CPU、操作系統、數據庫管理系統等基礎、核心信息技術上有所突破，但國產CPU、國產操作系統、國產數據庫管理系統離大規模商用還有一段距離。在我國，與智慧城市相關的新一代信息通信技術產業尚處于起步階段，智慧城市建設所需的高端核心產品還掌握在國外廠商手里，這使我國智慧城市建設存在一定的安全隱患。

智慧城市的建設管理體制沒有理順

改革開放30多年來，我國信息化建設管理體制不斷變化，至今還沒有完全理順，尤其缺乏各部門之間的橫向協調機制。智慧城市建設是區域層面的信息化，更需要有一套切實可行的橫向協調機制。從我們開展的50多個城市的調研情況來看，智慧城市管理部門五花八門：有的成立了專門的智慧城市領導小組和辦公室，有的設在工業和信息化部門，有的設在發展改革部門，有的設在規劃建設部門，還有的設在科技部門。許多城市的相關政府部門在智慧城市建設方面缺乏協調、聯動機制。

智慧城市發展對策

智慧城市建設要把握好三大方面，即基礎設施、應用創新、產業發展。

建設智慧的城市基礎設施

建設智慧的城市基礎設施有兩層含義：一是城市道路及給排水管網、燃氣管網、路燈等市政設施要智慧。例如，道路能夠根據干燥度自動啟動灑水裝置；燃氣管道能夠實時探測壓力等參數，出現異常時自動關閉并通知維修，以防爆裂。二是網絡等城市信息基礎設施要智慧。例如，建設無線城市，推進三網融合，建設云計算中心，使城市信息基礎設施滿足人們“即需即供”的需求，像使用水、電一樣方便。實際上，城市信息基礎設施應該作為城市基礎設施的一部分，納入城市規劃建設范疇。

開展智慧城市創新應用

利用物聯網、云計算、人工智能、數據挖掘、知識管理等技術，在電子政務、兩化深度融合、社會信息化三大領域開展創新應用。

在電子政務領域，要建設智慧政府。重點圍繞食品安全、防災減災等專題領域，加強電子政務信息共享和業務協同。將物聯網技術應用于公共安全、口岸監管、交通管理、安防安保等領域。將云計算技術應用于政府數據中心建設，作為承載大型電子政務信息系統的計算平臺。發展政務智能系統，提高對領導的決策支持能力，促進政府決策科學化。發展政府知識管理系統，提高公務員的業務水平和綜合素質。

在兩化融合領域，要以提高工業生產自動化、智能化程度為目標，開展工業物聯網應用試點示范工作。將物聯網技術應用到物流管理、生產過程控制、生產設備監控、產品質量溯源、工業企業節能減排和安全生產等領域。發展無人工廠，通過進料設備、生產設備、包裝設備等的聯網，提高企業產能和生產效率。在工業企業大力推廣無線射頻識別、機器對機器、微傳感器、智能工業機器人等技術。將軟件即服務、云計算等技術應用到企業信息化服務平臺建設中。

在社會信息化領域，重點發展未來學校、未來教室、數字化學習（Elearning），促進優質數字化教育資源共建共享，完善教育公共服務體系。發展基于“電子病歷”的智能健康服務系統、遠程關愛（telecare）系統；發展智能社區、智能住宅、智能家居系統；推廣虛擬養老院、電子保姆等；實施電子包容行動計劃，建立高度包容的信息社會，消除數字鴻溝。

發展智慧城市相關產業

實踐表明，信息化發展水平與信息產業發達程度存在一定正相關性。也就是說，一個地方的信息產業越發達，該地方的信息化發展水平往往越高。物聯網、云計算等新一代信息技術產業是建設智慧城市的重要基礎。要建設智慧城市，必須重視發展新一代信息技術產業，使二者形成良性互動。

各地要認真貫徹落實《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》，抓住機遇，加快培育和發展新一代信息技術產業。因地制宜，有選擇性地發展物聯網產業、云計算產業、三網融合產業、移動互聯網產業以及支撐兩化融合的生產性服務業等。

智慧城市涉及城市政治、經濟、社會等方方面面，建設內容很多，不可能一蹴而就。因此，智慧城市建設要“大處著眼，小處著手”，圍繞市委、市政府的中心工作，結合本地實際情況，統籌規劃，分步實施。

智慧城市是城市信息化的高級階段，而信息化建設涉及方方面面，需要有一個統籌協調部門，統一負責信息化規劃、建設、管理和運營等工作。為此，建議全國各建制市進一步理順信息化管理體制機制，成立“市信息化領導小組”，由市長擔任組長，分管副市長擔任副組長，各局委辦一把手擔任小組成員，協調解決信息化重大事項，組織制定信息化重大政策。設立“市信息化領導小組辦公室”，把市府辦及工業和信息化、發展改革、科技、住建等部門的信息化管理職能統一劃入“市信息化領導小組辦公室”，統籌推進電子政務、兩化融合和智慧城市等信息化建設工作。市委成立的“網絡安全和信息化領導小組辦公室”和市政府的“市信息化領導小組辦公室”可以兩塊牌子、一套人馬。

國外智慧城市建設

2008年，荷蘭首都阿姆斯特丹啟動了阿姆斯特丹智慧城市（Amsterdam Smart City）計劃（簡稱“ASC計劃”）。該計劃包括可持續的工作、生活、交通和公共空間四個專題。在可持續的工作方面，阿姆斯特丹建成了先進的智能建筑——ITO Tower大廈；在可持續的生活方面，通過實施West Orange和Geuzenveld項目，實現了家庭節能；在可持續的交通方面，實施了Energy Dock項目，便于汽車和船舶充電；在可持續的公共空間方面，把Utrechtsestraat街道改造為氣候大街（Climate Street）。2011年，ASC計劃增加了在線監控市政大樓（Online Monitoring Municipal Buildings）、太陽能共享、智慧游泳池、智能家用充電器、商務區全面使用太陽能等內容，到2015年把阿姆斯特丹建設成為一個真正的綠色智慧城市。

布里斯班是澳大利亞第三大城市，也是昆士蘭州的首府和工商業中心。近年來，布里斯班市政府開展了“綠心智慧城市計劃”，建設綠色交通系統、綠色基礎設施等，將布里斯班打造成為澳大利亞最為節能環保的城市之一。布里斯班每年舉辦全澳洲的“智慧城市創新節”，通過構建開放的綠色智慧城市建設創新網絡，高效推進“綠心智慧城市計劃”的實施。

2011年6月，韓國首都首爾市政府發布的“智慧首爾2015”（Smart Seoul 2015）計劃指出：到2015年，首爾市將利用智能手機辦公，解決市民的需要；市民在任何公共場所都可以免費使用無線網絡；行政、福利、社會生活等領域都將通過信息化手段服務市民，實現使用智能設備的靈活辦公，并構筑社會安全網。