學術前沿技術報告

學術前沿技術報告2008年舊M提出智慧城市理念及愿景后，建設智慧城市很快成為世界各國及城 市在金融危機后尋求新一輪發(fā)展的重大戰(zhàn)略舉措。智慧城市不僅能引發(fā)新一輪技 術創(chuàng)新及物聯(lián)網產業(yè)發(fā)展，促進城市經濟社會發(fā)展智慧化，而且能促進城市建設 管理智慧化，使人類以更加精細和動態(tài)的方式管理城市生產與生活，為居民創(chuàng)造 更加美好的城市生活。簡要介紹智慧城市產生背景、內涵和特征，分析對城市發(fā) 展產生的影響和面臨問題，提出包括加快智慧城市基礎設施建設、物聯(lián)網技術研 發(fā)及產業(yè)、社會發(fā)展和城市管理智慧化、重點領域應用示范等發(fā)展策略，為智慧 城市贏在未來夯實基礎。（一）智慧城市定義智慧城市（Smart City）是以效率、和諧、持續(xù)為基本坐標，以物理設備、電腦網絡、 人腦智慧為基本框架，以智能政府、智能經濟、智能社會為基本內容的經濟結構、增長方式 和城市形態(tài)。智慧城市是把新一代信息技術充分運用在城市的各行各業(yè)之中的基于知識社會 下一代創(chuàng)新的城市信息化高級形態(tài)。智慧城市基于互聯(lián)網、云計算等新一代信息技術以及大 數據、社交網絡、Fab Lab、Living Lab、綜合集成法等工具和方法的應用，營造有利于創(chuàng) 新涌現(xiàn)的生態(tài)，實現(xiàn)全面透徹的感知、寬帶泛在的互聯(lián)、智能融合的應用以及以用戶創(chuàng)新、 開放創(chuàng)新、大眾創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新為特征的可持續(xù)創(chuàng)新。智慧城市包含著智慧技術、智慧產業(yè)、 智慧（應用）項目、智慧服務、智慧治理、智慧人文、智慧生活等內容。對智慧城市建設而 言，智慧技術的創(chuàng)新和應用是手段和驅動力，智慧產業(yè)和智慧（應用）項目是載體，智慧服 務、智慧治理、智慧人文和智慧生活是目標。具體說來，智慧（應用）項目體現(xiàn)在：智慧交 通、智能電網、智慧物流、智慧醫(yī)療、智慧食品系統(tǒng)、智慧藥品系統(tǒng)、智慧環(huán)保、智慧水資 源管理、智慧氣象、智慧企業(yè)、智慧銀行、智慧政府、智慧家庭、智慧社區(qū)、智慧學校、智 慧建筑、智能樓宇、智慧油田、智慧農業(yè)等諸多方面。智慧城市起源理念智慧城市的概念最早源于IBM提出的“智慧地球”這一理念，此前類似的概念還有數字 城市等。2008年11月，恰逢2007年一2012年環(huán)球金融危機伊始，IBM在美國紐約發(fā)布的智 慧地球：下一代領導人議程主題報告所提出的“智慧地球”，即把新一代信息技術充分運 用在各行各業(yè)之中。具體地說，“智慧”的理念就是通過新一代信息技術的應用使人類能以更加精細和動態(tài) 的方式管理生產和生活的狀態(tài)，通過把傳感器嵌入和裝備到全球每個角落的供電系統(tǒng)、供水 系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、建筑物和油氣管道等生產生活系統(tǒng)的各種物體中，使其形成的物聯(lián)網與互 聯(lián)網相聯(lián)，實現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合，而后通過超級計算機和云計算將物聯(lián)網整合起 來，即可實現(xiàn)。此后這一理念被世界各國所接納，并作為應對金融海嘯的經濟增長點。同時， 發(fā)展智慧城市被認為有助于促進城市經濟、社會與環(huán)境、資源協(xié)調可持續(xù)發(fā)展，緩解“大城 市病”，提高城鎮(zhèn)化質量?；趪H上的智慧城市研究和實踐，“智慧”的理念被解讀為不僅僅是智能，即新一代 信息技術的應用，更在于人體智慧的充分參與。推動智慧城市形成的兩股力量，一是以物聯(lián)智慧城市特征在舊M的智慧的城市在中國白皮書中，基于新一代信息技術的應用，對智慧城市 基本特征的界定是：全面物聯(lián)、充分整合、激勵創(chuàng)新、協(xié)同運作等四方面。即智能傳感設備 將城市公共設施物聯(lián)成網，物聯(lián)網與互聯(lián)網系統(tǒng)完全對接融合，政府、企業(yè)在智慧基礎設施 之上進行科技和業(yè)務的創(chuàng)新應用，城市的各個關鍵系統(tǒng)和參與者進行和諧高效地協(xié)作。創(chuàng) 新2.0視野下的智慧城市強調智慧城市不僅強調物聯(lián)網、云計算等新一代信息技術應用， 更強調以人為本、協(xié)同、開放、用戶參與的創(chuàng)新2.0，將智慧城市定義為新一代信息技術支 撐、知識社會下一代創(chuàng)新（創(chuàng)新2.0）環(huán)境下的城市形態(tài)。智慧城市基于全面透徹的感知、 寬帶泛在的互聯(lián)以及智能融合的應用，構建有利于創(chuàng)新涌現(xiàn)的制度環(huán)境與生態(tài)，實現(xiàn)以用戶 創(chuàng)新、開放創(chuàng)新、大眾創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新為特征的以人為本可持續(xù)創(chuàng)新，塑造城市公共價值并 為生活其間的每一位市民創(chuàng)造獨特價值，實現(xiàn)城市與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。因此，智慧城市的四 大特征被總結為：全面透徹的感知、寬帶泛在的互聯(lián)、智能融合的應用以及以人為本的可持 續(xù)創(chuàng)新。亦有學者認為智慧城市應該體現(xiàn)在維也納大學評價歐洲大中城市的六個指標，即智 慧的經濟、智慧的運輸業(yè)、智慧的環(huán)境、智慧的居民、智慧的生活和智慧的管理等六個方面。智慧城市建設國務院參事、第三世界科學院院士牛文元表示，智慧城市建設的戰(zhàn)略思考要實現(xiàn)兩大最 基本的革命：一是生產方式、生活方式、流動方式和公共服務的巨大變革；二是政府決策， 社會管理，公共服務和社會民生的革命性進展。建設智慧城市的戰(zhàn)略要點主要在于五個方面：一是智慧城市的頂層設計與總體規(guī)劃；二 是基礎框架的布設、融合、標準；三是數字生產、數字流通、數字分配、數字消費建設；四 是全方位物聯(lián)網、監(jiān)測網、計量網建設；五是市政管理與家庭智能生活建設。智慧城市通過物聯(lián)網基礎設施、云計算基礎設施、地理空間基礎設施等新一代信息技術 以及維基、社交網絡、Fab Lab、Living Lab、綜合集成法、網動全媒體融合通信終端等工 具和方法的應用，實現(xiàn)全面透徹的感知、寬帶泛在的互聯(lián)、智能融合的應用以及以用戶創(chuàng)新、 開放創(chuàng)新、大眾創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新為特征的可持續(xù)創(chuàng)新。伴隨網絡帝國的崛起、移動技術的融 合發(fā)展以及創(chuàng)新的民主化進程，知識社會環(huán)境下的智慧城市是繼數字城市之后信息化城市發(fā) 展的高級形態(tài)。從技術發(fā)展的視角，智慧城市建設要求通過以移動技術為代表的物聯(lián)網、云計算等新一 代信息技術應用實現(xiàn)全面感知、泛在互聯(lián)、普適計算與融合應用。從社會發(fā)展的視角，智慧 城市還要求通過維基、社交網絡、Fab Lab、Living Lab、綜合集成法等工具和方法的應用， 實現(xiàn)以用戶創(chuàng)新、開放創(chuàng)新、大眾創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新為特征的知識社會環(huán)境下的可持續(xù)創(chuàng)新， 強調通過價值創(chuàng)造，以人為本實現(xiàn)經濟、社會、環(huán)境的全面可持續(xù)發(fā)展。實現(xiàn)智慧城市的關鍵因素智慧城市不僅需要物聯(lián)網、云計算等新一代信息技術的支撐，更要培育面向知識社會的 下一代創(chuàng)新（創(chuàng)新2.0）。信息通訊技術的融合和發(fā)展消融了信息和知識分享的壁壘，消融了 創(chuàng)新的邊界，推動了創(chuàng)新2.0形態(tài)的形成，并進一步推動各類社會組織及活動邊界的“消 融”。創(chuàng)新形態(tài)由生產范式向服務范式轉變，也帶動了產業(yè)形態(tài)、政府管理形態(tài)、城市形態(tài) 由生產范式向服務范式的轉變。如果說創(chuàng)新1.0是工業(yè)時代沿襲的面向生產、以生產者為中 心、以技術為出發(fā)點的相對封閉的創(chuàng)新形態(tài)，創(chuàng)新2.0則是與信息時代、知識社會相適應的 面向服務、以用戶為中心、以人為本的開放的創(chuàng)新形態(tài)。北京市城管執(zhí)法局信息裝備中心主 任宋剛博士在“創(chuàng)新2.0視野下的智慧城市與管理創(chuàng)新”的主題演講中，從三代信息通信技 術發(fā)展的社會脈絡出發(fā)，對創(chuàng)新形態(tài)轉變帶來的產業(yè)形態(tài)、政府形態(tài)、城市形態(tài)、社會管理 模式創(chuàng)新進行了精彩的演講。他指出智慧城市的建設不僅需要物聯(lián)網、云計算等技術工具的 應用，也需要微博、維基等社會工具的應用，更需要Living Lab等用戶參與的方法論及實 踐來推動以人為本的可持續(xù)創(chuàng)新，同時他結合北京基于物聯(lián)網平臺的智慧城管建設對創(chuàng)新 2.0時代的社會管理創(chuàng)新進行了生動的詮釋。智慧城市的國際實踐。2008年11月，在紐約召開的外國關系理事會上，舊M提出了 “智 慧的地球”這一理念，進而引發(fā)了智慧城市建設的熱潮。歐盟于2006年發(fā)起了歐洲Living Lab組織，它采用新的工具和方法、先進的信息和通 訊技術來調動方方面面的“集體的智慧和創(chuàng)造力”，為解決社會問題提供機會。該組織還發(fā) 起了歐洲智慧城市網絡。Living Lab完全是以用戶為中心，借助開放創(chuàng)新空間的打造幫助居 民利用信息技術和移動應用服務提升生活質量，使人的需求在其間得到最大的尊重和滿足。2009年，迪比克市與舊M合作，建立美國第一個智慧城市。利用物聯(lián)網技術，在一個 有六萬居民的社區(qū)里將各種城市公用資源（水、電、油、氣、交通、公共服務等等）連接起 來，監(jiān)測、分析和整合各種數據以做出智能化的響應，更好的服務市民。迪比克市的第一步 是向所有住戶和商鋪安裝數控水電計量器，其中包含低流量傳感器技術，防止水電泄漏造成 的浪費。同時搭建綜合監(jiān)測平臺，及時對數據進行分析、整合和展示，使整個城市對資源的 使用情況一目了然。更重要的是，迪比克市向個人和企業(yè)公布這些信息，使他們對自己的耗 能有更清晰認識，對可持續(xù)發(fā)展有更多的責任感。7美國麻省理工學院比特和原子研究中心發(fā)起的Fab Lab (微觀裝配實驗室)基于從個人 通訊到個人計算再到個人制造的社會技術發(fā)展脈絡，試圖構建以用戶為中心、面向應用的用 戶創(chuàng)新制造環(huán)境，使人們即使在自己的家中也可隨心所欲的設計和制造他們想象中的產品， 巴塞羅那等城市從Fab Lab到Fab City的實踐則從另外一個視角解讀了智慧城市以人為本 可持續(xù)創(chuàng)新的內涵。歐洲的智慧城市更多關注信息通信技術在城市生態(tài)環(huán)境、交通、醫(yī)療、智能建筑等民生 領域的作用，希望借助知識共享和低碳戰(zhàn)略來實現(xiàn)減排目標，推動城市低碳、綠色、可持續(xù) 發(fā)展，投資建設智慧城市，發(fā)展低碳住宅、智能交通、智能電網，提升能源效率，應對氣候 變化，建設綠色智慧城市。丹麥建造智慧城市哥本哈根(Copenhagen)有志在2025年前成為第一個實現(xiàn)碳中和的 城市。要實現(xiàn)該目標，主要依靠市政的氣候行動計劃一一啟動50項舉措，以實現(xiàn)其2015年 減碳20%的中期目標。在力爭取得城市的可持續(xù)性發(fā)展時，許多城市的挑戰(zhàn)在于維持環(huán)保與 經濟之間的平衡。采用可持續(xù)發(fā)展城市解決方案，哥本哈根正逐漸接近目標。哥本哈根的研 究顯示，其首都地區(qū)綠色產業(yè)5年內的營收增長了 55%。