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1 引言
随着城市环境、能源、人口以及社会管理之间的矛盾日益凸显,城市发展相关问题再一次成为研究焦点。自“智慧城市”的概念被提出以来,全球各个城市纷纷将智慧城市建设列入城市发展战略。但如何依据实况建设智慧城市?如何评价一个城市的智慧化水平?用什么方法对智慧城市未来发展进行科学有效的预测?这些问题在当今社会仍没有统一的认识,本文正是基于此背景下一次有意义的尝试。
2智慧城市评价指标体系的构建
2.1模型的设计思路
此研究主要有指标选择、指标分类和指标体系架构建三方面内容。本文对现有的城市评价指标体系进行了系统的总结和归纳,通过模糊集思想选择指标,采用DPSIR模型构建体系架构,引入ANNs理论确定权重;利用spss平台对指标进行了分析和处理,对指标权重进行了计算,完成了信度效度检验,最后得到一套适合评价中国国内智慧城市建设水平的评价指标体系。
2.2模型的构建
DPSIR模型由五大维度组成:Driving(驱动力),Pressure (压力),State (状态),Impacts (影响)和 Responses (响应)。D(Driving缩写,下同)是指公共生活领域对环境施加的压力;P是指由此产生的对被调查对象的消极改变;S是指被调查对象的状态;I是指前三者对被调查对象的最终影响,如大气污染和热岛效应;R是指被调査对象的压力,如对被调查对象立法的社会响应。
2.2.1基于模糊集合思想的指标体系筛选
为保证获取广泛和及时的指标,论文搜集了21个智慧城市评价体系的一级指标并进行归类,论文避免了用主观性过强的凭经验选留指标,而是引用模糊集理论,通过构建隶属度函数来进行筛选。[1]
2.2.2指标标准化处理
指标库的指标可分为三类,为了统一比较,需采用不同的方法将它们标准化:①百分数型指标无须转化,直接将百分比作为该项分值;②绝对数据型指标需进行转化,如沈阳市的人均受教育年限是11.4年,营口是10.5年,则将沈阳的得分记为100,营口和沈阳相比百分数记为营口得分;③相对差异程度指标需利用差异性来进行合成,如用高低收入人群上网比例的差异性来解释互联网的公平性程度。
2.2.3指标信度检验
进行指标的信度检验是为了保证指标的有效性。本文对指标信度检验所采用的指标是主流的信度系数——克隆巴赫(Alpha)系数a(a> 0.9信度很高,0.7 ~ 0.9能够接受,a < 0.7不能接受)。[2]
2.2.4指标一致性检验
借助SPSS软件对总库指标进行一致性分析,算出一致性信度系数a值,用以判断各指标信度是否达标,指标能否保留。
2.2.5指标权重确定
本文采用ANNs算法来计算指标权重。经过ANNs训练,先明确隐含节点的数量m,再构建一个神经元模型,该模型由一个输出节点、n(n表示由以上四步骤得到的指标个数)个输入节点以及m个隐节点组成。计算输入向量xi到所有隐节点的权向量,权向量的绝对值之和|ωi |就是指标i对应的权向量 wi。即指标i的权重。[3]
2.3指标体系的建立
经过上述操作,建立了由五大维度18个指标组成,并附有指标权重的智慧城市评价指标体系,如表1所示。
3 智慧城市预测体系的构建(营口市案例研究)
传统SWOT分析存在很强主观性,而AHP具有定量和定性分析的特点,在SWOT分析中嵌套AHP可以极大增强模型的决策能力。
3.1营口市区域的基本状况
3.1.1地理位置概况
营口市地处辽东半岛中部,在渤海东岸,地理坐标E122°13′,N40°39′,隔海相望于葫芦岛和锦州,相邻于鞍山海城南侧,在岫岩、庄河东交界处,相接于大连瓦房店等地北侧。
3.1.2港口资源概况
作为东北地区第二大开放港口,营口市有着较高的港口吞吐量、丰富生物、矿产资源和旅游资源。2014年营口港吞吐量超过3.3亿吨,2017年预计实现4.3亿吨;营口市已发现39种矿产,乔木170多种,药材资源多达726种;营口市环境怡人,在历届旅游城市评选中多次上榜。
3.1.3社会经济概况
①第一产业。2015年营口市农渔业总产值199.8亿元,比去年增长了5.4个百分点;②第二产业。营口市在印染、乐器、家纺等传统工业方面形成优势,在石油化工、新能源、科技创新领域也具规模;③第三产业。2015年营口社会消费总额为416.5亿元,其中批发业占多数,比去年增长了9.4个百分点。
3.2因素统计及因素分析准备
首先对本文所列指标的进行初步筛选,列出影响营口市发展的各种SW(内部)和OT(外部)因素,找出影响营口市发展的S(优势)、W(劣势)、O(机遇)与T(威胁)以进行S分析、W分析、O分析、T分析和SW、OT交叉分析。
3.3建立S、W、O、T及组间成对比较矩阵
对优势组、劣势组、机遇组及威胁组通过S分析、W分析、O分析、T分析以及SW、OT等六项交叉分析的结果,构造各组的成对比较矩阵,最后依次进行矩阵之间的一致性检验,确认这些矩阵是否需要调整。
3.4结果分析
将每组中优先权数最大的因素作为该组优先级因子,重组判断矩阵,最终得到组优先级如表2所示。
从表2得出的组间分析结果可以确定,影响营口可持续发展的四大因素按影响程度排布的顺序是劣势 > 威胁 > 优势 > 机遇。表2中组优先级权数的值代表了SWOT中四个方面因素对营口市智慧发展的影响程度,根据这些值构建营口市智慧发展战略四边形,根据运算法则[4],结合相关数据得出此四边形的重心坐标为P(-0.0605,-0.0071),即此战略四边形的中心位于坐标体系的第三象限,将营口市的发展战略定位为“防御型战略”,其目的是减小被破坏的风险,削弱外部因素产生影响。
3.5营口市未来发展预测
①加快港口开发步伐。结合国家相关政策,加大营口港海洋矿产资源的开发力度;②实行区域产业改革。充分利用政策机遇,加快营口区域内产业结构的改革,注重产业结构的合理配置,形成产业链;③注重资源合理配置。依托港口资源优势,发展少用地的港口加工产业和少耗水、少污染的物流产业;④合理运用环境资源,优化产业结构,重点开发营口旅游产业,创建旅游型营口。
4结论
论文构建了一套基于DPSIR模型、ANNs算法和模糊集合思想且适合我国的智慧城市评价指标体系,并且通过了指标的信度检验、效度检验,完成了指标可靠性检测。通过对营口市实证研究,结合AHP对“SWOT分析在智慧城市未来发展预测中的应用”进行了较全面的探讨,研究手段体现了多学科的交叉。本文研究成果能够为智慧城市研究提供理论基础,为智慧城市建设提供可操作的技术方法,这对指导智慧城市未来建设具有重要的现实意义。
参考文献:
[1]伍建桥. 应用模糊集理论评价高职实践教学质量[J]. 湖南科技学院学报,2006,27(5):316-318.
[2] 陈思,彭博,江林强. 课堂教学质量评价(上接P23)表之信度客观性的实践检验[J]. 太原城市职业技术学院学报,2015(1):69-70?
[关键词]智慧智慧城市信息技术城市信息化数字城市泛在城市
[分类号]G25
“智慧城市”(smart city)是进入21世纪全球城市化进程中人们对未来城市发展的新理念和新实践。据统计,至2011年初,全球有不下50个城市(或国家)-进行了智慧城市的规划和建设,成为现代城市发展的一个新趋势和新热点。中国目前也有20个左右的城市(或省区)在进行智慧城市的规划和建设,研究智慧城市的性质和特点、类型和内涵以及带给人们的启示,对于中国城市化的进程和建设更美好的宜居城市具有重要的理论意义和实践价值。
1 智慧城市的性质与特点
1.1 何为智慧
“智慧”(smart)一词解释为对事物认知、应对和创新的聪明才智和应用能力,也作“智惠”。“智慧”在中外有不同的源流。在中国,“智慧”在古代战国时期就已出现了,意为聪明才智。“智慧”也是梵语“般若”(prajna)的意译,在佛教中解释为认识世界、把握真理的最高能力,能洞察一切,如同烛光照物。智慧的古英语smeortan,源于西日耳曼语支,与德文中的“激痛”有所关联,现在用得最多的义项是智能。1972年,smart一词首次被解释为“智能型的,并具备独立工作的技术设备”。根据牛津英语语料库统计,此后smart成为与card(卡)搭配最多的词语。从中外“智慧”词源的起始和演变分析,“智慧”主要有两层含义:一是对事物认知的识见,二是对事物应用的能力。智慧可以是就个人而言,或者就团队机构而言,也可以就城市或国家乃至地球而言。
1.2 智慧城市的性质
2001年,韩国首尔制定了泛在城市的规划,成为世界上较早的智慧城市建设案例。2007年10月,欧盟委员会在发表的《欧盟智慧城市报告》中第一次对“智慧城市”的定义进行了具体界定:智慧城市可以从六大坐标维度来认识,即智慧经济、智慧流动、智慧环境、智慧人群、智慧居住和智慧管理。当一座城市既重视信息通讯技术和知识服务,又注重社会基础的应用效能和自然资源的智能管理,既将参与式管理融入其中,又将其作为共同推动城市可持续发展和提升更高品质的市民生活的要素,这样的城市可以被定义为“智慧城市”。2009年,IBM商业价值研究院在其《智慧地球》的研究报告中认为:“智慧的城市可以带来更高的生活质量、更具竞争力的商务环境和更大的投资吸引力”。智慧城市是城市发展史上人类在把握信息技术发展趋势中对现代城市科学发展的悟性、认知和实践,智慧城市既具有数字化、网络化和智能化的特征,更体现出社会、环境、智力和参与式管理的核心功能,成为体现现代城市综合竞争力的关键要素。综观全球智慧城市发展的实践,我们可以对智慧城市作如下的定义:“以数字化、网络化和智能化的信息技术设施为基础,以社会、环境、管理为核心要素,以泛在、惠民、绿色为主要特征的现代城市可持续发展韬略。”所谓韬略,来自于中国古代的兵书《六韬》和《三略》,既有战略的谋划,也有战术的应对,后引申为对事物的谋略和应对方法。智慧城市就是对现代城市科学发展的战略认知和明智应对的具体方法。
1.3 智慧城市的特点
智慧城市也是城市“持续规划”、“滚动式发展”的规划思想的产物,成为人们在思考城市可持续发展时所提出的新方案和诊断城市各类疾病中所开出的新药方。智慧城市与城市信息化、数字城市、知识城市、创意城市等既有内在的联系又形成了自己的特点,是以往这些城市发展理念的整合与升华。智慧城市的诸要素中,社会与环境这两大要素将其与技术导向的城市之间划清了界线,后者往往也被称为城市信息化、数字城市。与城市信息化相比较,智慧城市不仅仅停留在信息技术的层面,而是将技术融入城市化,在城市化的进程中注重综合管理、资源节约、市民参与和生活品质,将信息化中的信息系统发展成为无所不在的互动的感知网络。与知识城市相比较,智慧城市秉承了知识城市中的知识管理理念,将智力的要素融入到遍布城市人体细胞的泛在管网之中,使各类资源的效能最大化和最优化。与数字城市相比较,智慧城市跳出了技术藩篱,使城市发展的内容更为丰富和可持续,智慧城市将数字化、网络化和智能化融为一体,将着力点聚焦于社会与环境,注重智力、管理和市民生活的质量,较之数字城市更具有科学发展见识的新高度。与创意城市相比较,智慧城市的创新更多地集中在技术、管理和资源的层面,体现出整合、互动和可持续的创新,而创意城市更多地集中在文化、艺术和设计的层面;同时两者之间在技术层面颇多相类之处,因为大量的创意就是依靠声、光、电等信息技术的综合集成应用来实现的。从城市的整体发展而言,智慧城市更注重整合协同、泛在互动、管理服务、效率效益、绿色低碳,将经济的可持续、环境的可持续和社会的可持续融为一体。从感知、记录和监控的数据演化为无所不在的联网信息,由碎片化的海量信息经过智能系统上升为知识管理和服务,进而发展成促进城市可持续发展的远见智慧,这种演进升华过程体现出了智慧城市创新发展的新境界,让人有欲穷千里目,更上一层楼之感。
1.4 智慧城市的发展阶段
智慧城市按其建设的过程大致可以分为三个阶段:①第一阶段为前智慧城市建设阶段,这一阶段的特点是注重技术的发展,其着力点是信息基础设施建设和信息通讯技术的推广,城市信息化和数字城市正是这一阶段的理念与实践。②第二阶段是智慧城市建设的初级阶段,这一阶段的特点是注重构建城市泛在网络和服务,其着力点是将城市信息化中的信息系统发展成为一体化的感知网络并藉以提供无所不在的服务,泛在的城市的U―City正是这一阶段的理念与实践。U是英文“ubiquitous”的第一个字母,这个单词的意思是普遍存在的、无所不在的,即任何市民在任何时间、任何地点,通过任意的网络和设备即可获取所需要的信息和相关服务。③第三阶段是智慧城市的高级阶段,这一阶段的特点是注重社会、环境与管理,其着力点是整合、惠民、绿色。智慧城市的三个发展阶段是前后紧密相续或互相交叉或交融的。
2 智慧城市的类型与内涵
2.1 智慧城市的类型
从全球智慧城市建设发展至今的实践案例分析,智慧城市按其建设的行政区域范围广狭可以分为城市型、国家型、泛城市型、城市区域型等类型:其中城市型数量最多,如智慧普兰尼特谷(葡萄牙)、智慧布里斯班、零碳城市马斯达尔(阿联酋)、智慧上海;国家型如美国宽带计划、新加坡智慧国、中国国家电子政务总体框架;泛城市型如欧盟智慧城市规划、上海世博会智慧城市实践、智能海南岛;城市区域型如爱尔兰智慧戈尔
韦湾、智慧长沙梅溪湖、智慧闵行等。智慧城市也可以按其建设的内容主题进行划分,如斯德哥尔摩智慧交通、丹麦奥胡斯智慧公众、鹿特丹水广场等。
2.2 智慧城市的内涵
智慧城市的内涵十分广泛,在欧盟六大坐标维度的基础上,结合全球智慧城市的最新实践,我们可以从以下4个方面来审视智慧城市的丰富内涵:
2.2.1 智慧城市 即智慧城市的理论研究,包括两个方面的内容:①智慧与智慧城市的概念、内涵与特点;②智慧城市的发展历史、现状分析与未来趋势研究。
2.2.2 智慧事业 即智慧城市建设所涉及的行业和领域,包括7方面的内容:①智慧经济,如智慧产业、智慧制造、智慧金融、智慧旅游、智慧海洋、智慧供应链、智慧物流、电子商务、智慧企业等;②智慧政府,如电子政府、智慧治理、智慧增长、智慧交通、城市网格化管理系统、城市公共安全、智慧城管、智慧公共服务、智慧水务、智慧气象等;③智慧环保,如智慧环境、城市环境信息系统、智慧能源数据、低碳经济等;④智慧教育,如数字校园、数字化教材、智能图书馆、网络教育等;⑤智慧健康,如数字健康工程、智慧医疗、电子健康档案、智慧食品、智慧养老等;⑥智慧生活,如智慧建筑、智慧社区、智慧社保、数字惠民等;⑦智慧公众,如知识阶层、创意阶层、智慧体验、网络文明等。
2.2.3 智慧技术 即智慧城市建设中所运用的先进信息技术,包括5方面的内容:①泛在网,如泛在计算、无所不在的连接、无线网络、全球定位系统、数据监控和获取系统等;②物联网,如感知计算、情景智能、射频技术、泛在定位、动态数据标准化平台等;③互联网,如城市信息基础设施、宽带、光纤、中国下一代互联网示范工程、百兆到户、三网融合、移动互联网等;④云计算,如服务器虚拟化、云计算中心等;⑤信息安全,如信息安全保障体系、网络安全等。
2.2.4 智慧实践 即中国与世界各国和地区中的智慧城市实践探索与实践案例,包括两大方面的内容:①智慧组织与机构,如世界银行、国际智慧城市论坛与峰会、电子商务研究机构和相关企业等;②全球智慧城市的实践案例,如欧洲、亚洲、北美、中国大陆及港澳台地区的智慧城市的实践案例,世界其他地区智慧城市的实践案例等。
3 智慧城市带给人们的启示
3.1 创新未来城市发展的顶层设计
智慧城市是现代城市发展的全新理念。在全球人口不断增长,自然资源日见紧缺,城市化的各类弊端日益显现的背景下,人们找到了智慧城市这一富有远见的未来发展之路。按照欧盟智慧城市的理念,一座城市的优劣不仅仅体现在硬件基础设施的禀赋,如物理的有形资本,而是越来越体现在城市的信息系统服务和城市智能建设的应用和质量,如智力资本和社会资本,而这恰恰对于城市的综合竞争力和可持续发展具有决定性作用。当我们正热衷于城市的硬件设施建设并各自为政时,智慧城市的发展概念作为城市未来发展的战略设计无疑具有重要的启示和警示意义,即城市化的进程中我们应当硬软并举,在信息通讯技术的硬建设上,更加注重社会、环境、管理等软要素的关键作用。
人们讨论的所谓“智慧城市”的一些内容,实际上早在20世纪末甚至更早的时间就已经存在了。但这种技术的城市化需要在城市发展的顶层设计中进行创新,智慧城市就是从总体规划高端开始的城市化发展新理念、新模式和新路径的总体构想。这种智能化的城市发展形态成为提高城市管理服务水平、提高城市密度和效能并藉以提高城市生活品质的加速器和驱动力。这种顶层设计,既是城市创新驱动的远见认知,也是城市转型发展的科学之策,使人们在新形势下感悟到城市发展的高度、深度和宽度,为行之有效地应对城市快速发展所带来的一系列问题提供了可能的破解方案和措施。
智慧城市也是智能系统升华为智能城市化的有效载体。以困绕全球城市发展的城市交通为例,美国学者詹姆斯・福钦(Jarnes w.Fonune)认为:“在未来的城市里,最重要的交通系统不是汽车、地铁,甚至也不是未来主义者倡导的单轨列车,而是电梯。在人口稠密的超高层城市,垂直交通比横向交通重要得多”。这一城市垂直交通的理念正是在以往单幢建筑电梯的基础上从城市的立体化和以人为本的视野对城市交通全新的整体思考,体现了智慧城市全方位、整体性和社会化的特点。被誉为当今世界上最智慧的城市是正在建造中的位于葡萄牙波尔图附近的普兰尼特谷(Pla―nIT Valley)。其与众不同之处在于它更突出智能城市化,而非智能系统;其建设理念是构建一个智能网络,以整合各类插入式和可移动的电子服务,这样,在智能城市化的进程中,负责建设和维护软硬件系统的机构能够按需动态地重复利用各类部件并藉以重组系统,其效果是以城市的环境和市民的需求来主导技术,而不是让技术居于城市化的核心来控制城市环境。这种以服务为导向的智能网络能够实现设计、软件和硬件效益的最大化,使一体多用或单机多能,从而在设计和建造过程中节约资源,并减少人们熟视无睹的大量浪费。欧盟委员会2009年提出的建设智慧城市的计划、韩-国制定的无所不在的韩国(u-Korea)计划,都体现出从技术城市走向智能城市即迈向智慧城市的发展态势。
3.2 因城而宜地推进智慧城市可持续发展
尽管智慧城市在信息化技术方面有一些共通之处,但由于全球每个城市各自的基础不同、环境不同、需求不同以及文化不同,在智慧城市建设中只倚赖一种模式或一种新技术是行不通的,应当采用实事求是的策略,因地制宜,因城而异。阿联酋阿布扎比的马斯尔达市(Masdar City)与韩国的“松岛国际商业区”(Songdo International Business District)就是两个不同的智慧城市实践。马斯尔达针对城市地势高低起伏的状况,建设了更多水管和下水道设施,并从城市管理的角度建立了对包括水管理、水利用或废水处理的测量和监控,配备了相关信息传递的技术设施,使城市管理的智能化水平有所提升,正在发展成为一座绿色的零碳城市,但其几十亿美元的巨大耗资使其他城市难以效仿。松岛则在全市配备了先进感应和监控设备,城市多重任务处理系统能够开启或关闭任何设备,积极应用了各种最新绿色科技,成为若干年中填海而建的速成城市(instant city);松岛这样的智慧城市设计被认为是及时容纳潮水般涌入的新居民而建造城市的一种选择――在2.5平方英里内塞进6.5万个常住居民,与纽约曼哈顿的密度几乎相同。松岛精选了普遍受人喜欢的城市的特征,像搭积木似地组合模仿再现了曼哈顿、威尼斯水道、萨凡纳花园,这种实用主义拼贴风格可能成为未来速成城市的样板。
可见,智慧城市建设采取了不同的规划模式,而有的模式尚处在实践探索阶段,是否具有普遍的适用价值还需要时间的检验。因此,智慧城市建设的模式不能干城一面地一刀切,需要进行度身定制,以体现实事
求是的精神和实践的可操作性。如上海作为高层城市需要统筹智能化的垂直交通和城市安全,五水(钱塘汀、运河、西湖、杭州湾、西溪)共导的城市杭州则需要注重将信息技术运用于水的管理,至于海南智能岛建设则应聚焦于国际旅游岛的战略目标。
3.3 加强和创新社会管理的重要路径
在城市信息化的进程中,人们以往较重视修了多少信息高速公路,建了多少信息系统,铺了多少光缆,这些都是从传统的城市信息化发展视角来看的;而从智慧城市的顶层设计的角度来观察,更要看信息化的基础设施的整体效益、智能化对自然资源的保护与利用,要看智能化的技术创新与社会、经济、文化之间的互动以及是否融入了参与式的城市社会管理与服务。
大部分的城市规模发展都受到了管理方式上的限制。现有的方式无法将由城市规模扩大所带来的机遇最大化,也无法使城市发展周期的维护成本最小化。大型城市构成复杂,对环境要求颇高,需要长期的规划和超群的管理技能。然而,许多城市的管理机构都缺乏应对城市人口增长所带来的快速变革,中国目前的657个城市中(包括287个设区城市、370个县级市)存在着一些功能障碍型城市,由于缺乏城市发展的智慧和有效的管理,城市规划缺乏长远思考,土地紧缺,生态环境恶化,城市交通拥堵,面临城市安全和生活品质的严重挑战,因城市规模扩张而引发的经济失效已经超过了所能获得的效益。城市和郊区碎片化的行政区划边界弱化了市政管理人员的管理责任。而智慧城市则从社会层面和惠民角度加强和创新了城市的社会管理,通过整合、泛在和互动规避了可能的社会风险,促进社会和谐,这种联网的城市促进了部门的精简和效率的提高。智慧城市也促进了协作性公共管理,可据以建立起信息时代的政府治理机制,整合政策制定与执行,促进资源共享。智慧城市中的信息技术为机构间跨界协作提供了机遇,通过城市各行业、各系统和各部门间的信息共享、沟通互动、无缝链接、协同服务、快速反应,整体推进,为社会和市民提供一体化的全方位社会管理与服务。智慧城市给碎片化的公共管理与公共服务的整合带来机遇,为服务型政府的深化改革提供了品质提升的机遇。在城市化的进程中,城市将成为建立未来管理新秩序的主体,这也是智慧城市发展所应具备的内涵。
3.4 构筑面向市民的泛在服务
智慧城市作为未来型的泛在的城市(UbiquitousCity),其目标是让任何市民在任何时间、任何地点,通过任意的网络和设备即可获取所需要的信息和相关服务。智慧城市将建筑物、电力线、燃气管、道路、蜂窝电话、民居系统等相互沟通,将智能化融入城市的住宅、交通出行、卫生健康、安全保卫和娱乐等城市各个要素之中,以此来实现智慧城市的价值观――更智慧的城市,更美好的生活,从而体现出智慧城市建设的灵魂和精髓所在。
智慧城市是面向公众的开放式智能管理,提供了而向所有市民的开放型、泛在式的巨型整合性平台和互动管理服务,使信息、技术、创意可以在部门间和市民间进行跨时空和跨界的传递、交换和互动。美国学者萨斯基娅・萨森(Saskia Sassen)认为,智慧城市“最大的挑战是观念上的。我们必须意识到这样一种需求:设计一个系统,从而将所有技术应用于面向市民的公共服务,而非他用。……智慧城市的挑战在于使技术城市化,从而使之能够更好地响应市民需求,并扩大在市民中的可及性,因为这些技术切实影响着市民的日常生活”。也就是说,智慧城市建设必须硬软并举,以人为本,注重惠民。
智慧城市开创了集体提升和合力解决问题的模式,使城市的发展成为一个活生生的巨型实验室,以测试各种城市智能技术,破解长期困扰城市发展的问题,如清洁水源、城市交通、城市安全、垃圾处理、绿色建筑以及绿色能源等。智慧城市倡导城市管理者和广大市民进行公共讨论,形成开放的智能化模式,打破了传统的城市信息化简单地由信息技术工作者来推进的封闭形态,与广大市民形成了互动和合力。麦肯锡公司董事长兼全球总裁鲍达民认为:“要增加中国的自主创新能力,就要建立一个公开框架和合作网络,让大家都能够参与进来,进行尽可能多的创新活动”。智慧城市正是这样的框架和网络。
让信息技术从幕后走向前台是智慧城市建设以人为本的具体实践。位于西班牙巴塞罗那的“九重天”(Cloud9)大楼被认为是科技和建筑完美融合的典范,吸引了儿童、专业人士和游客的注意,它能与普通市民和游客“交谈”,而不是简单地“指挥”他们,技术变得可见、明晰,每个路过的行人都能够感受并理解,从而推动了城市与市民的互动,使城市充满了启发性。萨斯基娅・萨森曾提出了关于提升智慧城市开放度的设想:“我一直设想能够在如公交站或公共广场等显著位置,将所有主要基础设施,从下水道到输电线和宽带线,安装在透明的墙体和地板中。如果人们能够亲眼看到这些技术的存在,他们便会参与其中。今天,墙体中布满各种软件,为什么不让这些映入人们眼帘呢?我们所有的计算机系统都应该是透明的。这样,城市就将成为名副其实的公共共享空间了”。萨森的这一设想极具启示意义,即智慧城市的建设中应十分重视人本理念,以开放式和透明度理念来进行城市环境的营造,让市民积极参与其中,让遍布城市的技术元素成为激发市民兴趣和参与的动力。
3.5 提供新兴产业发展的动力引擎
我们生活在城市里,是我们为城市带来了无尽的生机和发展的活力,如果没有我们,城市只不过是一片钢铁森林,毫无生气。我们大多数人的生活是忙碌、焦急而低效的,我们渴望更加便捷的生活,因此我们不断地推动城市发生变革。
从根本上说,城市的出现和发展直接反映了人类的发展进程。我们的老祖先没有生活在城市里。他们居无定所,渔猎而食,为抵抗体型庞大的凶猛动物联合起来而逐渐强大,后来猎物丰富了,需要贮存,我们的祖先才开始了定居生活。伴随交换行为和工商业的发展,城市崛起,城市文明开始传播。工业革命之后,城市获得了前所未有的发展。
进入现代社会,随着人口数量的不断增长,我们的城市变得越来越大,也越来越拥挤。过去的100多年,全球经历了史无前例的城市化进程。1900年,全球仅13%的人口居住在城市,当时百万级人口的城市仅12个;20世纪中叶,全球30%人口居住在城市,百万级人口城市数量增至83个。2007年,城市人口第一次占到总人口数量的一半以上。现在,百万级人口城市已超过400个,其中20个都市圈人口超过1000万。
据预测,到2050年,全球将有超过70%的人口生活在城市,这意味着每一年地球上都会增加7个纽约。亚洲城市化尤为迅猛,在印度,每分钟有30个人进入城市。到2030年将有11亿亚洲人进入城市。
城市是一个由众多系统组成的系统,人们在这样的系统中工作生活。在城市中能源、金融、医疗、交通、教育、公共安全、政府等不同的系统每天都在运行。由于历史问题,大多数城市在建设之前缺乏充分的设计,因此人口膨胀、饮水卫生、食品安全、医疗和教育、环境污染和交通拥挤等问题都在严重制约着城市的发展。城市的规模在扩张,人们的生活质量却在降低。交通堵塞会耗费掉GDP的1%―3%,60%的二氧化碳排放来自于城市。在发达国家,根据一项国际经合组织的调查,1995年-2004年年间,教育成本上涨了42%。
于是城市迎来了它的又一次变革。无数人致力于解决城市的各种问题、提高人们的生活质量、保证城市可持续发展的能力,信息技术的突破将使生活在未来智慧城市的居民生活变得非常便捷。
随着城市变革的深入,我们可以假想未来的城市形态。未来我们将生活在一座座智慧而又聪明的城市里,在这里网络是最基本的基础设施,它无处不在,就像城市的神经系统,而一个强大的数据处理中心将成为城市的“大脑”,它能够按照规定的程序自动帮助我们思考怎样让我们的生活更加便捷高效。
我们姑且将这样的城市称为smart city――智慧城市。它是城市的信息化和一体化管理,是全球信息化高速发展的典型缩影,是信息基础设施和实体基础设施的高效结合,利用网络技术和IT技术实现的城市智能化。我们通常所说的数字城市、无线城市都可以纳入Smart city的范畴。它的运作形态是:遍布各处的传感器和智能设备组成“物联网”,对城市运行的核心系统进行测量、监控和分析,随时随地进行全面感测;“物联网”与互联网系统完全连接和融合,籽数据整合为城市核心系统的运行全图,提供智慧的基础设施;基于智慧的基础设施,城市里的各个关键系统和参与者进行和谐高效地协作,达成城市运行的最佳状态。
我们可以设想Smart city的重点领域将包括智慧的基础设施、智慧政府以及智慧的公共服务等。智慧的基础设施包括智慧的信息通讯系统、智慧的交通运输系统、智慧的能源供应和管理系统以及智慧的环保系统等;智慧政府架构在电子政务公共服务体系之上,全面覆盖街道、社区和乡村;智慧的公共服务则涵盖了智慧医疗系统、智慧教育系统、智慧社保系统、智慧生态系统和智慧安防系统等。届时,城市将充分借助物联网和传感网连接方方面面。而这其中最根本的一点,是以“城市居民”为中心,利用先进的信息技术随时随地感知、捕获、传递和处理信息,以信息化来服务大众,进而创造安全、便捷、高效、环保的人类生存环境。
智慧城的星星之火
Smart City是全球信息化高速发展的必然趋势,在一些地区,智慧城市的“星星之火”已经初见雏形并开始为居民服务。据不完全统计,全球已启动或在建的Smart City已达一千多个,未来还会以每年近20%的复合增长率增长,新加坡的“智慧国”计划,德国的T―CITY等都是其中的典型代表。从这些城市中我们可以窥见未来智慧城市的身影,一“触”即达的便利生活将借助智慧政府、智慧的基础设施以及智慧的公共服务得以迅速实现。
新加坡的电子政府公共服务架构(Public Service Infrastructure)已经可以提供超过800项政府服务,真正建成了高度整合的全天候电子政府服务窗口;其网络建设现有130万用户,其中35%的用户每周平均用网超过3.6小时,迄今为止,网速达1千兆/秒的新一代全国宽带网络已覆盖新加坡35%的房屋和建筑,并将于2012年实现95%;作为有线宽带的补充,“无线@新加坡”项目通过7500多个热点提供速度高达IMbps的无线Wi-Fi上网服务,相当于每平方公里就有10个公共热点,2009年6月,新加坡政府宣布将其免费服务期延长至2013年3月31日。
智慧城市是在现代信息科技的影响下进行建造的、能够促进城市更有效率的发展、并促进城市长期持续发展的全新城市形态。建设智慧城市意义重大。首先,能够促进经济进一步的发展。我国经济建设虽然一直保持着较高的速度,推广智慧城市建设能够为我国经济的发展打开一个全新的发展模式。其次,能够为科技发展提供基础。信息化时代的一个重要特征就是科学技术更新速度加快,在智慧城市的理念指导下,能够真正实现科技的规模化发展,以及为保障科技发展提供充足的人才、技术和资金,可以说智慧城市为科技的发展搭建了一个全新的平台模式,在这个平台上集合所有的资源为科技创新提供支持。
二、我国智慧城市建设存在的误区
我国许多城市展开了智慧城市的建设,并且取得了一定的成就,但是不能忽视的是智慧城市建设还存在一些误区:
1.智慧城市建设的规划过于盲目
党的十以后,我国加大了智慧城市建设的速度,许多地方政府将建设智慧城市作为发展目标,积极采取措施。但是加快智慧城市建设的结症也在于此:许多地方政府没有看到智慧城市需要的一些先决条件,没有认清智慧城市建设的真实内涵,比如在科技、人才、资源等方面极为欠缺的情况下,盲目地进行项目上马,缺乏前期的规划和合理的实施方案,过度地进行城市基础建设,致使智慧城市没有建成,却出现了许多城市建设“后遗症”,对于城市未来的可持续发展造成了不良影响。
2.智慧城市建设过于表面化
智慧城市的建设和发展需要一个合理的资源配置,需要有一个平台设计,所有的资源进行有效的结合才能完成智慧城市的建设。但是在我国许多智慧城市的建设缺乏这些核心的因素,地方政府在盲目提出智慧城市建设的过程中没有长远的计划和安排,在经济能力、科技能力以及创新能力方面都存在许多的问题,其只看到智慧城市建设的表明现象,没有注意到智慧城市内部所具有的巨大潜力和支撑力量。在智慧城市的建设思路和发展方向上存在照搬他国或者其他城市发展的现象,这种方式就是脱离本地区实际的表面化现象,对于智慧城市的建设是极为不利的。
3.智慧城市建设的创新力有限
智慧城市建设离不开新一代信息技术如物联网、大数据、云计算等的强力支撑。然而,在新一代信息技术领域,多项核心技术和关键问题仍没有突破。一方面体现人才的匮乏上,缺少创新创造的原动力和智力支持;另一方面体现在许多领域并没有掌握先进科技,据不完全统计,信息领域我国对外依存度高达80%以上。因此,我国智慧城市建设仍处在模仿阶段,智慧城市建设自主创新能力不足问题突出。
三、我国智慧城市建设的正确发展策略
针对我国智慧城市发展过程中存在的一些误区,我国政府要切实结合智慧城市所包含的全新理念进行全面解读,根治问题并找到正确的发展策略。
1.智慧城市的建设应当做好前期规划
在构建智慧城市的过程中要避免表面化、政绩化的现象,政府要把智慧城市建设作为促进城市可持续发展的有效途径,真正看到智慧城市建设的内涵,在确定智慧城市发展目标之前要对城市的整体优势和实力进行详细的分析,并且从智慧城市建设的实际情况出发,认识到智慧城市未来几十年乃至一个世纪发展的目标,这样才能保障智慧城市建设的长久和可持续;另外,还要从自身优势上挖掘能力,构建起良好的资源平台,为智慧城市建设打下坚实的基础。
2.避免智慧城市建设的表面化
智慧城市建设不是一项简单的工程,而是一个需要长期努力、坚持和规划的复杂架构。在发展过程中,我们国家首先要对智慧城市建设的城市进行评估,确定适合发展智慧城市的目标,这样能够避免盲目的项目上马带来不必要的损失;其次地方政府在建设智慧城市的过程中要做好内部工程建设,积累起雄厚的建设资本,为智慧城市建设打下坚实的基础;再次就是从智慧城市建设责任分工到每一项工程实施都要思路科学、落实细致,防止因为表面化的建设为城市带来背离规划目标的灾难。
3.加大科技创新的支持力度
智慧城市应依托信息技术的创新,促进技术创新与智慧城市建设有效对接,从而形成对智慧城市发展强有力的驱动力。一是要优化技术创新环境。要进一步完善研发、试验、生产、销售、服务于一体的公共服务平台建设,着力完善协同创新机制,优化智慧城市建设的技术创新硬环境;要引导和鼓励全社会更加积极主动地依靠科技进步投身技术创新创业实践,不断优化智慧城市建设的技术创新软环境。二是要加快智慧技术发展,形成一批具有自主知识产权的技术,不断改变我国技术对外依存度高的问题;三是要完善人才吸纳利用制度,为智慧城市建设提供强大的智力支持。要针对智慧城市建设的关键技术,引进和培养一批具有智慧技术的专业性人才。
四、结语
(一)城市关系的转变
城市是人类生活、工作的载体,其核心内容是人。传统城市人与城市的关系是对立与分离的。智慧城市打破了这种关系,在信息技术渗透下从智能化向智能思维化过渡,以虚拟化形式进入到人类日常生活工作中,使主客体关系从“单一性”转变成为“多元性”。智慧城市中主客体以虚拟形式存在于信息世界,其最终目的是人性化服务,实现实时互动。因此,智慧城市的建设打破了传统主客体与“沉浸性”、“依寓性”、“一体性”的关系。在智慧城市中每一个人或每一项城市设施都可以作为一个单元附着特定的智能特征。在这种智能化特征的引领下,人与城市设施之间逐渐融为一体,同时使城市不再是被动改造对象,而是具备反馈、调节、智能反应、感知等人工智能性质,实现虚拟世界主客体互动关系,改变人类的活动模式。
(二)城市构建的提升
智慧城市有着明显的人工生命化追求痕迹。从这个意义上来看,智慧城市的建设模式可分为感知层、神经层、智慧层。感知层处于智慧系统终端,是城市感觉器官,通过感觉设备实现城市感知。神经层是智慧城市传输网络由物联网、互联网组成。智慧层是智慧城市大脑,实现数据分析、处理的最终决策。不同城市在其特定环境与资源因素下会选择某一种或多种模式组合方式完成智慧城市建设。从建设目标来看可分为民生建设模式、城市功能建设模式;从建设动力来看可分为投资拉动型建设模式、创新驱动型建设模式;从建设过程来看可分为由下而上模式和由上而下模式;从建设方式的角度来看可分为重点突破模式、全面推进模式;从资源配置来看可分为政府主导模式、市场主导模式;从建设先导性来看可分为产业先导型、技术先导型。
(三)城市功能的升级
第一,信息技术是智慧城市建设的核心组成,在很大程度上决定智慧城市建设的成功与否,加入了信息技术为核心技术城市建设后,固有城市物理空间开始变化,城市传统物理空间模式转变为全新的信息空间模式;第二,城市空间发展成为物质空间与虚拟空间交互依存的复合体;第三,信息虚拟化空间与城市物理空间通过网络实现压缩和重叠,城市生活逐渐从物理空间走向虚拟空间,完成城市对地域性超越;第四,城市交通、医疗、教育等领域出现物理空间与虚拟空间并存、实现相互促进的发展模式;第五,城市公共服务方式由传统物理模式向网络化、系统化、智能化的技术型服务模式转变。
二、亚洲智慧城市建设实践
我国智慧城市建设相对较晚,加之建设初期没有统一规划,缺乏核心技术等因素,很大程度上制约了城市发展,所以研究国外智慧城市发展定位和策略对我国建设发展智慧城市很有必要。
(一)日本智慧城市建设概况
1.国家计划与建设现状
日本是亚洲建设智慧城市较早的国家之一,其智慧城市建设既是对建设未来先进舒适城市的一种思考和探索,又是在新形势下解决环境与能源等问题,提出的一种新方法。2001年,日本实施e-japan战略,主要是信息化基础设施建设和相关技术的研发,为信息化建设打下了坚实的物质基础。2004年,日本实施u-japan战略,通过创造新商业模式及新服务,开发区域咨询平台,强化电子政务服务,以及建立促进用户使用网络的软条件,为日本创造了良好的上网条件。2009年,日本实施i-japan战略,主要是3大领域(电子政府和电子自治体、医疗保健、教育人才)建设,其目的在于构建人性化、智能化的城市,将科技和信息技术应用到城市的每个角落,带动整个经济社会的革新,最终实现自主创新。日本从e-japan到u-japan再到i-japan实现三级跳,将新一代信息技术应用到城市的建设中,从而带动智慧城市的发展。日本智慧城市主要采用完全由运营商独立投资建网模式进行建设,政府干预较少,仅提供有限的基础设施或政策支持,主要由运营商负责建设实施和运营管理,以此充分调动运营商的积极性。日本政府在智慧城市的建设中主要扮演推动者和协调者的角色。
2.特点浅析
一是制定通信建设、信息化建设、智慧城市建设等一系列城市发展战略,确立智慧城市建设核心地位,为智慧城市基础建设打下了坚实基础。二是从国家战略发展层面明确企业在智慧城市建设中的角色,政府以协调者、推动者的身份,支持和鼓励企业投入智慧城市建设中,并强调企业在智慧城市建设中技术和经济优势。三是采用“样本试点到全面推广”发展模式,避免在智慧城市建设中出现偏离方向的问题。四是强调“民生重点”核心建设思想,重视市民参与,以及市民利益最大化方针,保障了智慧城市建设民愿支持的力度。
(二)新加坡智慧城市建设概况
1.国家计划及发展现状
上世纪80年代新加坡政府就意识到了国家未来发展竞争劣势。为此,新加坡政府开始寻找国家未来发展的主要动力点,最终将国家未来发展点确定在“信息通信技术”方面,并制定了一系列长远规划,开始了长达30年的“智慧国家”建设。新加坡智慧国家建设共经历了4个主要阶段:1992年“IT200-智慧岛计划”、2000年“信息通信21世纪计划”、2006年“智慧国家2015计划”、2014年“智慧国家2025计划”。其智慧城市主要依托“智慧国家2015计划”,其中有四个关键内容:建设新一代信息通信基础设施,包括建设超高速且具有普适性的有线和无线两种宽带网络;发展具有全球竞争力的资讯通信产业;开发精通资讯通信并具有国际竞争力的资讯通信人力资源;开拓主要经济领域、政府和社会的产业改造。
2.特点浅析
一是前瞻性与持续不断的政策支持是其在智慧城市建设中取得目前成就的关键因素,宏观政策面的指导为国家未来发展指明了方向。二是构建了完善的法律法规,保证智慧国家建设的顺利实施。三是经济支持保障了智慧国家系列计划的顺利实施。四是信息通信基础设施的建设为实现全国信息化消除了数字鸿沟。五是增强通信专业人才教育与培养力度,保障智慧城市建设人才需求。
(三)韩国智慧城市建设概况
1.国家计划及发展现状
早在2004年,韩国政府就推出了u-Korea战略,加快韩国信息化进程,以网络为基础打造绿色、数字化、无缝移动连接的生态、智慧型城市,通过智能技术刺激可持续发展力和竞争力。在u-Korea战略中,u-City是一个重要单元。它以市民为中心,将环境与技术集成,从而组建一个新的城市发展模式。目前,韩国u-City建设已涉及22个城市,包括首尔、釜山、仁川等重要职能城市。韩国的u-City包含两种发展模式。一种是New City+ubiquitous,即新城市建设,主要针对新城市进行智慧化建设;另一种是Old City+ubiquitous,主要针对既有城市的特征,加入各项智慧应用元素与应用。
2.特点浅析
一是统一规划、整合资源,以先进的数据技术为基础整合资源,发挥既有的IT产业优势;二是以人为本,从国民角度出发,根据民众生活需求,侧重规划城市发展线路;三是积极建设多样数据分析库,夯实“智慧城市”建设基础;四是扩大电子政府影响力,推进政府组织间交流。
(四)亚洲智慧城市建设的模式与特点
从宏观类型上看,亚洲智慧城市可以分为三类:第一类是以日本为主的以节能减排为核心目标的智慧城市;第二类是以韩国等国家以中央层面信息化战略为依托,在城市中重点部署智慧的城市应用,解决城市发展的关键问题;第三类是新加坡这种国家层面的战略,除了智慧应用外,还以信息基础设施、产业、人才发展为重点。从智慧城市建设类型上可分为四大类:一是城市型智慧城市,例如“智慧东京”、“智慧首尔”。该类型是亚洲智慧城市的常见类型,具有普遍借鉴意义;二是泛城市型智慧城市,例如马来西亚的“多媒体超级走廊”、韩国的“智慧松岛”。该种类型较少,但具有代表意义;三是城市区域型智慧城市,例如马来西亚的“吉隆坡市中心智慧建设”等;四是国家型智慧城市建设,例如新加坡的“智慧国家”、日本的“i-japan”,该类型对建设背景有一定要求。从运营模式看可分为五类:一是政府投资建设维护。在这种模式下,政府拥有较强的自,多用于非营利、公益性公共服务或市政服务;二是政府投资、运营商委托运营,是政府与企业协作关系的一种模式;三是政府与运营商共同投资,借助运营商信息、网络等产品和技术优势,在减少政府投资的同时促进企业发展;四是由政府牵头、运营商投资建设与运营,这种模式多用于营利性部分的建设与运营;五是政府提供基础设施,运营商独立投资建设并运营。这种模式完全体现了市场发展规律,政府不承担投资与风险。
三、北京“智慧城市”建设实践
北京不仅是我国政治、文化、经济的决策中心,更是我国对外展示国际化大都市风采的窗口,很大程度上代表了中国城市的发展水平。但是,随着城市化进程的不断加快,北京的自然生态、基础设施、公共交通、产业结构、卫生安全等诸多领域的问题渐渐凸显,“数字北京”已无法满足北京的发展需求,因此急需转变城市发展方向。
(一)北京建设智慧城市的必要性
智慧城市建设意义不仅仅体现在高新技术的应用、改善城市环境等,还可以帮助城市转变发展模式,使城市发展更趋于科学、合理,实现经济与科技的相互促进发展。
1.“智慧城市”建设是北京经济增长的“倍增器”
智慧北京建设的核心与基础是现代信息技术、通讯技术、数字化产业等,因此以现代信息技术、通讯技术为依托的信息产业将成为未来北京经济增长的突破点,同时会产生强大的关联和带动效应,促进各行发展创新,从而推动传统产业结构调整与优化,创造新的经济增长点,并衍生新的产业形态,进而保证北京的国际化大都市发展。
2.“智慧城市”建设是北京产业结构的“转换器”
在智慧北京建设中,智慧技术运用将改变北京市的经济发展方式,成为北京经济发展的“转换器”。智慧北京建设将使大量智慧技术融入到城市建设中,不仅会提升城市自身的创新能力,更能增加城市建设的科技含量,从而带动产业经济增长。而经济的增长将再次推动城市建设向更高层次发展,进而形成良性循环。
3.“智慧城市”更符合“十”城市建设理念,是北京发展的“助推器”
智慧北京建设更符合“十”城市建设号召理念,是北京市未来发展的“助推器”。智慧北京建设是以数字北京为基础、以现代信息技术为核心应用的城市建设。智慧技术应用不仅会带动经济增长,更会促进北京经济发展方式的转变,同时有利于重新规划城市的产业结构,进而形成符合“十”城市建设号召理念的绿色生产与生态发展有利局面,促进经济发展方式转变,以经济与科技互相促进方式,为北京市未来发展助力。
(二)智慧北京建设现状
1.政策方面
2012年,国家《智慧北京行动纲要》,从政策上明确了智慧北京建设的方向。之后,国家相关部门及北京市不断推出智慧北京建设的相关政策,积极推进智慧北京建设,从政策层面鼓励北京引进重大项目,支持企业投资并参与智慧北京建设。
2.技术方面
2012年3月,北京市召开“智慧北京”动员和工作会议,并正式对外了《智慧北京行动纲要》,标志着智慧北京建设全面进行。政府针对“智慧北京”明确了三项基本特征:宽带泛在基础设施、智能融合和信息应用、创新可持续发展环境,以及行动计划。截止到目前,智慧北京城市建设已取得了巨大成就:在宽带城市与无线城市建设方面,2012年底实现了20M有线宽带全覆盖,2015年初3G+WLAN基本实现全面覆盖,4G无线网络覆盖建设同时启动。目前已实现WLAN接入点10.5万个,3G基站2.2万个,7个重点区域为市民提供3年免费无线上网服务。在政务物联网建设方面,四环内超过95%的范围实现了政务物联专网覆盖,四环以外根据需求实现了区域覆盖,远郊区县实现了行政中心区覆盖。2014年底,北京市建立了完善的物联网应用支撑平台,在统筹管理、信息共享、智慧服务、综合管理等方面,实现了全方位支撑。建立政务云服务体系。按照“市区两级、覆盖全市;物理分散、逻辑衔接”的框架,构建“1+N+16”政务云体系结构。
四、国外智慧城市建设对“智慧北京”建设的启示
综合智慧北京发展现状以及亚洲智慧城市发展,可从以下几个方面加速智慧北京的建设步伐:第一,宏观政策领域:将国家层面与地方层面的政策支持与资金支持纳入到法律法规及行动标准中,以法律手段保障建设计划。加强资金统筹,引导多方参与智慧北京建设,积极吸纳企业参与,合理利用企业的技术与市场资源优势,推广智慧北京品牌,形成智慧产业与智慧企业对接,通过智慧应用带动产业发展,促进产业创新。引导社会、企业、政府与工程技术实验室、企业技术中心、重点实验室等科研创新平台,建立信息共享与科研联合机制。第二,智慧城市基础设施领域:建设全市统一的传感终端网络、政务物联数据网、无线宽带专网及物联网安全保障体系;完善高速信息网络,实现“无线城市”建设蓝图,构建全覆盖的高速无线网络;积极争取电商及高新技术企业的优势资源支持,自主研发并推广带有智慧北京特色的现代信息技术产品。