關(guān)于當(dāng)代智慧城市的概念和體系

1、關(guān)于當(dāng)代智慧城市的概念和體系設(shè)計EMCC一， 我們正處在技術(shù)轉(zhuǎn)型換代的時刻目前，在我國已有300多個城市提出建設(shè)智慧城市的需求，大家對于智慧城市的理解不完全一致。一般說，智慧城市常與數(shù)字城市、感知城市、智能城市、綠色城市、生態(tài)城市等區(qū)域發(fā)展概念相交叉。對智慧城市概念理解也經(jīng)常各有側(cè)重，有的認(rèn)為關(guān)鍵在于技術(shù)應(yīng)用，有的認(rèn)為關(guān)鍵在于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，有的認(rèn)為關(guān)鍵在人的參與，有的認(rèn)為關(guān)鍵在于智慧效果.一些城市信息化建設(shè)的先行城市則強調(diào)以人為本，以及有的強調(diào)可持續(xù)創(chuàng)新等。1.1 智慧城市是最早由IBM提出數(shù)字地球智慧地球的概念，后來提出智慧城市的概念。隨著這些概念的探討和大家的研究，全國各個單位和企業(yè)都提出了許

2、多看法，在這兩年間，又有兩個大事值得我們關(guān)注：1），2013年初，我國相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)組織進(jìn)行了 “制造強國戰(zhàn)略研究”的工作。 提出了用20至30年的時間實現(xiàn)我國在世界上處于先進(jìn)制造強國的要求。要大力推行智能化制造，提高創(chuàng)新設(shè)計能力，強化制造基礎(chǔ)，推行綠色制造，發(fā)展現(xiàn)代制造服務(wù)業(yè)等。2），德國于2014年3月，提出德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略?！肮I(yè)4.0”的概念是：將在前三次工業(yè)革命的基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)化，建立CPS, （Cyber Physical System）即基于信息物理系統(tǒng)，實現(xiàn)新的制造方式。信息物理系統(tǒng)是指通過傳感網(wǎng)緊密連接現(xiàn)實世界，將網(wǎng)絡(luò)空間的高級計算能力有效運用于現(xiàn)實世界中，從而在生產(chǎn)制造過程

3、中，與設(shè)計、開發(fā)、生產(chǎn)有關(guān)的所有數(shù)據(jù)將通過傳感器采集并進(jìn)行分析，形成可自律操作的智能生產(chǎn)系統(tǒng)。在這里描述的動態(tài)配置的生產(chǎn)方式主要是指從事作業(yè)的機器人（工作站）能夠通過網(wǎng)絡(luò)實時訪問所有有關(guān)信息，并根據(jù)信息內(nèi)容，自主切換生產(chǎn)方式以及更換生產(chǎn)材料，從而調(diào)整成為最匹配模式的生產(chǎn)作業(yè)。而在過去，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式受到構(gòu)成生產(chǎn)線的眾多機械的硬件制約，無法發(fā)揮出更多的功能，作用極為有限?，F(xiàn)在我們的基于信息物理系統(tǒng)的概念，實現(xiàn)“智能工廠”。與傳統(tǒng)生產(chǎn)方式不同，動態(tài)配置的生產(chǎn)方式在生產(chǎn)之前或者生產(chǎn)過程中，都能夠隨時變更最初的設(shè)計方案。智能工廠中，固定的生產(chǎn)線概念消失了，采取了可以動態(tài)、有機地重新構(gòu)成的模塊化生產(chǎn)方式

4、。因此，我們在進(jìn)行智慧城市的頂層設(shè)計時，應(yīng)該考慮上面的因素。1.2 那么，大家對于智慧城市的理解是什么？現(xiàn)在一般人說的智慧城市實際上講的是智能城市，并沒有真正是講智慧城市。這里由于近幾年來大家對于人工智能AI（Artificial Intelligence）概念的引入，產(chǎn)生各種看法。人工智能是人們對機器的期望值。大概有4個階段：1) 功能（Capability）。功能是工具的價值點，對于人類最有意義，也一直推動著人類社會的進(jìn)步.2)智能（Intelligence）。 “智能”的概念是跟著時代的發(fā)展而不斷改變的。記憶力是一種智能,算術(shù)是一種智能. 智商是智能。3）智力（Intellect）。智力

5、比智能更高一籌，“力”這個字里包含了判斷力、創(chuàng)造力等信息。4）智慧（Wisdom）。智慧往往是由豐富的閱歷、深入的思考積淀而來的洞察所以我們經(jīng)常說某人智慧深廣、堪為導(dǎo)師。所有的智能都不是用選項的形式來表述的，如像火種，它能在特定的時刻引燃人們思想的火花，照映前行的路線。那么，就說再過很久，機器設(shè)備也不大可能產(chǎn)生真正的智慧。因此，我們對于“智慧”的理解，應(yīng)該是指現(xiàn)代的“人”。 智慧城市應(yīng)該包括2層次的含義，一個是具有智能或者具有部分智力的是設(shè)備，一個是具有高智力和智慧的人。成思危在智慧城市第一次的會議上提出了：“廣義智慧城市是四句話，以人為基礎(chǔ)，土地為載體，信息技術(shù)為先導(dǎo)，資本為后盾?！睆娬{(diào)了人

6、的因素?？傊腔鄄粌H僅是智能。智慧城市絕不僅是智能城市的另外一個說法，或者說僅僅是信息技術(shù)的智能化應(yīng)用，還是應(yīng)該包括人的智慧參與、以人為本、可持續(xù)發(fā)展等內(nèi)涵。1.3關(guān)于新型的城市化的提出1）黨的十八屆三中全會，提出推進(jìn)中國新型城鎮(zhèn)化，提出了很多制度創(chuàng)新的問題，包括給予農(nóng)民一定的財產(chǎn)權(quán)力，完善中國特色城鎮(zhèn)化品質(zhì)和機制，逐步實現(xiàn)進(jìn)入城市的農(nóng)村人口的市民化等，提出了很多重要的、方向性的、戰(zhàn)略性的指導(dǎo)意見，這個在我們進(jìn)行智慧城市建設(shè)時應(yīng)該考慮的。    2）我國李克強總理和歐盟主席范龍佩，11月21號共同出席了中歐城市化的建設(shè)論壇。李克強總理在論壇上講了，我們新型城市化

7、要集約綠色，人和自然和諧發(fā)展，中國和歐盟，簽訂了智慧城市試點計劃，中方是15個城市，歐盟15個城市，所以一共是30個城市搞智慧城市，這對于開展相互之間的合作交流，對于我們吸收國外的經(jīng)驗，結(jié)合我們中國自己的特色，來推進(jìn)智慧城市建設(shè)，會有很大的幫助。   以上是我們處于技術(shù)轉(zhuǎn)型換代的時刻進(jìn)行智慧城市設(shè)計應(yīng)該考慮的幾個因素。二， 智慧城市的體系結(jié)構(gòu)智慧城市的體系結(jié)構(gòu)包括：智慧城市建設(shè)的指導(dǎo)思想；智慧城市建設(shè)的發(fā)展目標(biāo)；智慧城市建設(shè)的主體；智慧城市建設(shè)的功能；智慧城市建設(shè)的技術(shù)架構(gòu)等。2.1智慧城市建設(shè)的指導(dǎo)思想是基于智慧城市建設(shè)的總體規(guī)劃要求，是在進(jìn)行智慧城市建設(shè)時的頂

8、層設(shè)計的基本要求。我們要針對中央對于發(fā)展某個城市的要求，省或自治區(qū)對于發(fā)展某個市的基本要求和某個市自身的規(guī)劃要求，綜合提出“智慧城市”的建設(shè)指導(dǎo)思想。2.2智慧城市建設(shè)的發(fā)展目標(biāo)；以創(chuàng)新為驅(qū)動，以人為本，以信息物理系統(tǒng)（Cyber Physical System）為基礎(chǔ)，實現(xiàn)新的社會生產(chǎn)方式和制造方式。引入新一代的互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、智能科學(xué)、先進(jìn)機器人等先進(jìn)信息技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)與城市運行管理技術(shù)等幾類技術(shù)的深度融合為手段，以工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化同步發(fā)展為途徑，對城市的市政管理、社會民生、資源環(huán)境、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、城市基礎(chǔ)等五個領(lǐng)域及各領(lǐng)域間集成與協(xié)同活動中的人、物、環(huán)境

9、進(jìn)行智慧化的感知、互聯(lián)、協(xié)同和處理，從而為公眾、企業(yè)、政府構(gòu)建成一個“和諧、安全、高效、幸福、可持續(xù)發(fā)展”的現(xiàn)代化創(chuàng)新型城市生態(tài)系統(tǒng)。2.3智慧城市的主體智慧城市的主體是：l 政府；l 企業(yè)；l 公眾；l 公共服務(wù)體系。2.4智慧城市的功能構(gòu)成智慧城市的功能在總體目標(biāo)下有：l 基礎(chǔ)支撐部分l 應(yīng)用領(lǐng)域部分2.5智慧城市的技術(shù)架構(gòu)智慧城市的技術(shù)架構(gòu)是在智慧城市的總體結(jié)構(gòu)體系中，在總體目標(biāo)的控制下，在保障安全運行體系和標(biāo)準(zhǔn)化體系的前提下，進(jìn)行可靠有序的運行，他包括以下五層：底層是城市感知層，包括城市服務(wù)系統(tǒng)中被感知的人、物、環(huán)境對象，以及各種各樣的感知單元；第二層是網(wǎng)絡(luò)傳輸層，這里包括各種各樣傳感

10、網(wǎng)絡(luò)和專網(wǎng)；第三層是數(shù)據(jù)鏈路層，這里包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；第四層是支撐服務(wù)層，這里有一系列的虛擬化、服務(wù)化、協(xié)同調(diào)度、信息整合等中間件及云計算、物聯(lián)網(wǎng)、運營服務(wù)、智能服務(wù)等各種各樣的服務(wù)；頂層是應(yīng)用服務(wù)層：包括面向政府機構(gòu)，各個行業(yè)，以及公眾的服務(wù)，即：資源環(huán)境、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、市政管理和社會民生等方面。三，智慧城市的支撐技術(shù)為實現(xiàn)上述主體、功能和技術(shù)架構(gòu)的需要，我們現(xiàn)在需要什么樣的支撐技術(shù)呢？智慧城市建設(shè)是復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它由人/組織、經(jīng)營管理和技術(shù)三要素組成。我們要將先進(jìn)的信息技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)及城市經(jīng)營、管理、運行有關(guān)的應(yīng)用領(lǐng)域處理技術(shù)等深度融合地運用于城市的全系統(tǒng)及其建設(shè)的全生命周期過程（包括：項目

11、規(guī)劃、啟動、設(shè)計、分析、試驗、運行、評估、完善、維護(hù)等階段活動）中；在基于信息物理系統(tǒng)的概念下，使全系統(tǒng)、建設(shè)全生命周期活動中的人/組織、經(jīng)營管理和技術(shù)等三要素，及信息流、物流、資金流、知識流、服務(wù)流等五流，進(jìn)行集成優(yōu)化，這樣才能高質(zhì)量、低成本、快速、智慧地為公眾、企業(yè)、政府構(gòu)建成“和諧、安全、高效、幸福、可持續(xù)發(fā)展”的現(xiàn)代化創(chuàng)新型智慧城市生態(tài)系統(tǒng)?？傮w上說來，有三類支撐技術(shù)：l 以基于信息物理系統(tǒng)的概念的新一代信息技術(shù)；l 城市運行管理技術(shù)；l 系統(tǒng)工程技術(shù)。具體的說，有以下先進(jìn)技術(shù)：1. 移動互聯(lián)網(wǎng)(Mobile Internet)：他是能力不斷增強的，價格不斷下降的移動計算設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)連

12、接。其主要技術(shù)包括：發(fā)展無線技術(shù)，小型、低成本的計算及存儲設(shè)備，先進(jìn)的顯示技術(shù)，自然人機接口，還包括安全、先進(jìn)、廉價的電池。2. 知識工作自動化(Automation of Knowledge Work)：他是一個可以執(zhí)行知識工作任務(wù)的智能軟件系統(tǒng)。其主要技術(shù)包括：發(fā)展人工智能、機器學(xué)習(xí)；自然人機接口 ，智能數(shù)據(jù)；應(yīng)用于教育行業(yè)的智能學(xué)習(xí)；醫(yī)療保健的診斷與藥物發(fā)現(xiàn)；法律領(lǐng)域的合同 / 專利查找發(fā)現(xiàn)；金融領(lǐng)域的投資與會計等智能軟件系統(tǒng)。3. 物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)：他是應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、決策制定及流程優(yōu)化的廉價傳感器網(wǎng)絡(luò)。實現(xiàn)人-物-環(huán)境世界的智能化管理與控

13、制的一種“人物互聯(lián)、物物互聯(lián)、人人互聯(lián)”的高效能、智能化的網(wǎng)絡(luò)。其主要技術(shù)包括：發(fā)展先進(jìn)、低價的傳感器；無線及近場通訊設(shè)備（如 RFID）；先進(jìn)顯示技術(shù)；自然人機接口；還包括安全、先進(jìn)、廉價的電池；在制造業(yè)與物流業(yè)實現(xiàn)流程優(yōu)化；在城市管理中實現(xiàn)自然資源的有效利用（智能水表、智能電表）；在智慧城市中實現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)、傳感器增強型商業(yè)模式。4. 云技術(shù)(Cloud Technology)：他是利用計算機軟硬件資源通過互聯(lián)網(wǎng)或網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)。其主要技術(shù)包括：發(fā)展云管理軟件（如虛擬化、計量裝置）； 數(shù)據(jù)中心硬件；高速網(wǎng)絡(luò)；軟件 / 平臺即服務(wù)（SaaS、PaaS）；應(yīng)用于基于云的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用及服

14、務(wù)交付，提高企業(yè) IT 生產(chǎn)力。云計算技術(shù)還包含：編程模型技術(shù)、數(shù)據(jù)管理技術(shù)、資源虛擬化/服務(wù)化技術(shù)、支撐平臺構(gòu)建/管理/運行/評估技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)及安全技術(shù)。它為智慧城市海量信息存取、資源共享/協(xié)同及智能計算提供重要的計算能力提供了使能技術(shù)與服務(wù)。5. 先進(jìn)機器人(Autovanced robotics)：他是新一代的具備增強傳感器、機敏性和智能的機器人，用于自動執(zhí)行任務(wù)。其主要技術(shù)包括：發(fā)展無線技術(shù) ；人工智能 / 計算機視覺；先進(jìn)機器人機敏性、傳感器；分布式機器人；機器人式外骨骼。主要應(yīng)用于：產(chǎn)業(yè) / 制造機器人；服務(wù)性機器人食物準(zhǔn)備、清潔、維護(hù)；機器人調(diào)查；人類機能增進(jìn)功能；個人及

15、家庭機器人清潔、護(hù)理等。6. 智能科學(xué)，他是一門交叉學(xué)科，主要有腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、人工智能等學(xué)科共同研究智能行為的基本理論和實現(xiàn)技術(shù)。其主要技術(shù)包括：腦科學(xué)從分子水平、細(xì)胞水平、行為水平研究自然智能機理，建立腦模型，解釋人腦的本質(zhì)。認(rèn)知科學(xué)是研究人類感知、學(xué)習(xí)、記憶、思維、意識等人腦心智活動過程的科學(xué)。人工智能研究用人工的方法和技術(shù)，模仿、延伸和擴展人的智能，實現(xiàn)機器智能。他為智慧城市提供智慧的技術(shù)基礎(chǔ)，支持對智慧城市中海量信息的智能識別、融合、運算、監(jiān)控和處理等功能。7. 系統(tǒng)工程學(xué)，他是一種組織管理系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計、研究、制造、試驗和使用的科學(xué)方法，是一種對所有系統(tǒng)都具有普遍意義的方法。其

16、主要特點是：系統(tǒng)工程的共性基礎(chǔ)技術(shù)科學(xué)有運籌學(xué)、控制論、信息論、計算科學(xué)和計算技術(shù)。系統(tǒng)工程技術(shù)解決智慧城市（復(fù)雜系統(tǒng)）的體系結(jié)構(gòu)、支撐平臺、系統(tǒng)集成和實施方法等，支持智慧城市的構(gòu)建、集成和運營。8. 大數(shù)據(jù)（Big Data）技術(shù)，他是超大容量（Volume）、多樣性（Variety）、時效性高（Velocity）和可疑性(Veracity)的數(shù)據(jù)與采集它們的工具、平臺、分析系統(tǒng)的總稱.其主要技術(shù): 包括大數(shù)據(jù)的存取、挖掘、管理、處理技術(shù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)解決智慧城市龐大的結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)快速存取、挖掘、管理、處理，是支持智慧城市各個領(lǐng)域有效進(jìn)行智慧決策和預(yù)測的基礎(chǔ)技術(shù)。9. 城市運

17、行管理技術(shù)，也就是產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、市政管理、社會民生和資源環(huán)境等領(lǐng)域應(yīng)用處理有關(guān)的一類技術(shù)。其主要特點是：城市運行管理技術(shù)要在“基礎(chǔ)支撐”基礎(chǔ)上，集成上述技術(shù)，針對智慧城市專業(yè)領(lǐng)域的特殊需求，研究提出應(yīng)用領(lǐng)域的解決方案/技術(shù)及領(lǐng)域的管理模式、組織機構(gòu)、協(xié)調(diào)機制、服務(wù)保障等。它是智慧城市實現(xiàn)智能處理的基礎(chǔ)技術(shù)之一10. 標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)。智慧城市中，需要使用許多設(shè)備，這些設(shè)備互聯(lián)和通信都需要共同的約定，需要協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)。為什么需要網(wǎng)絡(luò)協(xié)議？協(xié)議就是兩個以上的參與者為了完成特定的任務(wù)而共同約定的一系列步驟。包括語義，語法和時序。這個就大家的協(xié)議，有了協(xié)議，就需要有標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)是在一定的范圍內(nèi)獲得最佳秩序，經(jīng)協(xié)商一

18、致制定并由公認(rèn)機構(gòu)批準(zhǔn)，共同使用的和重復(fù)使用的一種規(guī)范性文件。目前，大家采用有：國際標(biāo)準(zhǔn)，國家標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等。智慧城市的標(biāo)準(zhǔn)體系，又可以分為共性技術(shù)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用子集標(biāo)準(zhǔn)兩個層次。貫穿于智慧城市架構(gòu)的各個層次，并覆蓋應(yīng)用的各個領(lǐng)域。標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)為智慧城市的基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建、平臺運行和領(lǐng)域應(yīng)用提供標(biāo)準(zhǔn)的解決方案。以上，僅僅是智慧城市進(jìn)行設(shè)計和研究的一些主要先進(jìn)技術(shù)，包括過去大家已經(jīng)了解掌握的技術(shù)，有一些新技術(shù)還正在開發(fā)和不斷研究之中。四，智慧城市的參與和實施1. 首先確定智慧城市的項目階段，確定自身所處的位置。2. 如果是項目的啟動階段，那么就應(yīng)該首先明確自身是參加總體規(guī)劃的總體？主體？部分？還是某

19、一個局部項目。3. 根據(jù)自身所處的位置，確定參與的任務(wù)，人員和技術(shù)，以及相關(guān)的投入。4. 如果是項目已經(jīng)啟動，那么就需要了解該智慧城市的項目的總體規(guī)劃，主要內(nèi)容，已經(jīng)參與的是那些單位，我們自身的優(yōu)勢，進(jìn)入下面一個重要的環(huán)節(jié)，選擇切入點。還應(yīng)該了解這個城市的項目是處于什么階段：在城市基礎(chǔ)建設(shè)階段，借助新區(qū)發(fā)展實力夯實信息化基礎(chǔ)；城市重點應(yīng)用階段，充分發(fā)揮新一代信息技術(shù)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用；城市全面推廣階段，不斷做大做強，成為標(biāo)準(zhǔn)的制定者，市場的引領(lǐng)者5. 選擇切入點：這個是一個決定我們能不能參與？能不能取得成績？能不能產(chǎn)生效益的關(guān)鍵。一般思路有以下2個方面：A) 以建設(shè)目標(biāo)內(nèi)容為切入點。他又可分為老城改造建設(shè)和新城建設(shè)的目標(biāo)。老城改造的建設(shè)特點是：在智慧城市頂層規(guī)劃框架下，統(tǒng)籌設(shè)計和建設(shè)先進(jìn)的信息化基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建公共信息平臺對原有的信息化資源進(jìn)行有效整合，提升原有社會民生、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、資源環(huán)境和城市管理等各方面的信息化應(yīng)用水平。新城建設(shè)的特點是：，主要包括產(chǎn)業(yè)驅(qū)動型產(chǎn)業(yè)新城，低級中心的地區(qū)更新，高鐵驅(qū)動型商務(wù)新城和城市功能外溢型新城等四種模式。它的建設(shè)特點是：在區(qū)域/領(lǐng)域信息化空白的基礎(chǔ)上，勾畫整體藍(lán)圖，打造一流的信息化基礎(chǔ)設(shè)施、構(gòu)建區(qū)域信息資源共享平臺和