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智慧城市顶层设计相关问题探讨

2014-10-24王艺

中兴通讯技术 2014年4期
关键词:顶层平面基础设施

王艺

中图分类号:TN915 文献标志码:A 文章编号:1009-6868 (2014) 04-0033-004

摘要:基于智慧城市顶层设计的构成和关键要素,提出智慧城市顶层设计框架应由指引体系、保障体系,以及资源环境平面、基础设施平面、信息设施平面、科教文化平面和应用集群平面等5个功能平面组成;指出通过资源环境、基础设施、科教文化和应用集群本体的完善,统筹规划基础信息工程建设,配套多种举措促进信息化价值的最大化实现才能充分发挥智慧城市中信息的价值。

智慧城市;顶层设计;信息消费;感知网络

This paper presents the framework of smart city top-down design, which consists of guidance system, assistance system, and five functional layers: resource and environment, urban facilities, information facilities; educational, scientific and cultural; and application aggregation. In order to fully exploit the potential of the information layer, we should improve the core function of other four layers, give an overall consideration of information infrastructure, and maximize the value of informatization through other means.

smart city; top-down-design; information consumption; sensing network

智慧城市作为面向未来的一种城市形态,在国家推进新型城镇化以及促进信息消费中发挥着重要作用。智慧城市的顶层设计能够实现目标导向下的整体规划,以全局视角和整体思维规划和协同各个项目的建设和运行,协调和调动城市的各种元素协同能动,发挥各自优势,致力于共同目标的实现。因此,完善的智慧城市顶层设计被认为是实现智慧城市可持续发展的关键要素之一。

目前,部分城市已相继开展智慧城市顶层设计工作。但对智慧城市的顶层设计本身的理解各不相同,有的立足于城市某一产业或几大领域,变为了产业或领域的规划设计;有的把规划内容集中在信息化设计领域,过于强调信息技术的使用和信息设施的建设和完善,试图跳过必要的基础设施的改造和完善,凭借信息技术使得城市功能有一个大的飞跃。因而有必要对智慧城市的顶层设计本身进行相应的探讨。

1 智慧城市顶层设计框架

城市是一个复杂的巨系统。针对智慧城市建设的复杂性,智慧城市顶层设计是按照科学的城市发展理论,在经济建设、政治建设、文化建设、社会建设和生态文明等五位一体总体布局指导下,以城市发展突出问题为牵引,立足城市现实基础,强调城市区位优势,从全局视角出发进行的智慧城市总体架构设计。智慧城市顶层设计在明确的发展目标指引下,统筹经济、社会、资源、环境、民生等多个方面协调发展,调动政府、企业、社会团体和民众等各种力量的积极参与,综合理念、制度、方法、技术等多种元素的协同驱动,确保智慧城市建设目标的实现。

智慧城市的顶层设计框架是指在进行智慧城市顶层设计时必须系统性考虑的关键要素,以及这些要素之间的相互关系。从顶层设计的角度看,智慧城市就是在一套明确的指引体系的指导下,在一套完善的保障体系的保障下的多个城市功能平面的系统性升级,以及这些平面间的相互协同所达到的城市智慧化升级的持续化过程和阶段性成果的集合。智慧城市顶层设计框架如图1所示。

2 智慧城市指引体系

智慧城市指引体系是指导和引领智慧城市建设和发展的纲要。各个城市功能平面乃至保障体系的构建或者升级优化都需要服从指引体系所规定的愿景、目标、指导意见、基本原则、整体规划和评价体系。智慧城市指引体系如图2所示。

智慧城市的愿景是为了生活在城市中的人群更幸福。创新城市、绿色城市、宜居城市和高效城市是城市发展的4个具体目标[1-9]。为了实现上述愿景和目标,首先应确立指导意见和基本原则。指导意见主要起到对发展目标的确定和采取哪些主要措施的指引的作用,也包含了智慧城市建设的关键理念。指导意见之外,必须确立一些基本原则并按照其所订立的核心要旨指导智慧城市的各项建设工作,才能保证建设目标和建设效果都符合智慧城市发展的实际要求。

为确保建设目标的顺利实现,应进行整体规划和评价体系的制订。智慧城市的整体规划是基于城市现状、城市定位和城市发展目标开展的全局性整体策划工作。通过对智慧城市建设的目标和任务进行全面和系统的规划,达到提升城市管理与服务水平、促进经济发展和提高市民生活品质的目的。智慧城市规划涉及智慧城市的建设目标、建设范围、建设周期、总体架构、建设任务、重点工程和保障措施等内容。而如何评价智慧城市的建设效果是管理智慧城市建设的重要环节之一。企业和居民是城市的服务对象,对建设效果具有最终的评价权。评价体系能够帮助把握智慧城市的发展水平,进行科学和合理的决策,也能对建设效果进行正确的评估,找出不足之处予以改善,确保智慧城市建设快速和健康地进行。

3 智慧城市保障体系

智慧城市保障体系服从智慧城市指引体系的指导,从体制机制体系、标准规范体系、建设运营机制和政策法规体系等多个层面支撑和保障城市的多个功能平面的功能升级和相互协同,确保智慧城市发展目标的实现。由于篇幅所限,本文不做详细讨论。

4 智慧城市功能平面

从智慧城市发展目标的角度审视,城市由5个功能平面组成:资源环境平面、基础设施平面、信息设施平面、科教文化平面和应用集群平面。它们是城市赖以存在和发展的核心系统。城市的智慧化意味着这些系统的本体提升和相互协同后的整合提升。

4.1 资源环境平面

资源环境平面是城市居民赖以生存和成长、城市赖以运行和发展的物质环境,是城市发展的根基。

从城市到智慧城市,资源环境平面首先面临自身本体功能的建设和完善,实现城市资源的高效利用和可持续发展的目标,实现“美丽中国”的美好蓝图。通过合理的城市密度和城市空间规划、可再生能源体系和区域冷热电三联供能源利用体系建设、发展高产值低能耗的绿色经济、建设绿色大楼、绿色工厂、绿色因特网数据中心(IDC)等绿色单元、实施公共设施节能减排、构建再生资源回收利用体系等一系列措施推动低碳城市的建设、倡导和鼓励绿色消费、构建高效的资源再生循环网络、推动生态园林城市建设,加强环境监控保护、建设优美宜居的城市环境。

在完善本体功能的基础上,采用先进信息技术促成资源环境系统效能提升。建立健全资源能源综合利用效率监测和评价体系,构建城市范围集中能耗统一监管系统,实现节能减排目标的可管和可控。构建泛在环境监测感知系统,实时监测城市环境现状,形成实时和历史的城市环境监测全视图,完善污染治理监督体系,辅助城市环境管理和整体规划。

4.2 基础设施平面

城市基础设施包括工程性基础设施和社会性基础设施两类。基础设施平面主要指前者。

基础设施平面首先应进行自身本体功能的建设和完善。中国城市基础设施普遍存在历史欠帐,不解决这些问题,智慧城市的建设很难取得满意的效果。例如,地下管网设施系统性改造、公共交通出行设施的优先发展、城市道路网络系统的完善、城市照明系统的完善、生活垃圾分类回收体系和存量治理、危险品全生命周期过程监控体系、城市消防体系的完善等。

在此基础上,借助各种信息新技术和信息设施实现基础设施的智能化能力和综合能力的全面提升。通过在传统基础设施上增加感知、交互、智能判断等能力,实现城市基础设施的升级,实现传统基础设施的精细化管理、效能提升和全程全网协同。通过物联网、云计算和大数据等新技术帮助实现传统基础设施的升级和完善,使其使用价值最大化。

4.3 信息设施平面

智慧城市的信息设施平面本身面向城市居民直接提供服务,实现人与人的通信以及人与物的通信。信息设施平面也服务于其他功能平面,实现这些平面中信息化构件的互联互通、资源环境平面的效能升级、基础设施平面的能力升级、科教文化平面的能力提升和应用集群的协同整合[10-11]。

(1)建设全覆盖的深度感知网络

城市应采取配套措施在市政配套上鼓励诸如平安城市中的视频感知网络、资源环境系统中的环境感知网络等这样的行业感知网络在覆盖范围、感知内容和精度等方面进一步提升,并实现受管控的感知信息共享机制;通过发展群体感知技术实现感知任务分发与感知数据收集,完成大规模复杂的社会感知任务。考虑将市政建设与感知基础设施建设相结合,形成城市范围内的数据采集、信息感知和信息发布的包含终端设备通用物理加载平台和互联网络的基础设施,降低需要广泛布放感知终端的智慧城市应用的部署难度。

(2)构建泛在高速智能通信管道

以光网城市为核心,融合2G/3G/Wi-Fi/LTE等无线技术形成的无处不在和无缝覆盖的高速信息智能管道,是智慧城市基础设施的核心之一。高速信息智能管道由移动通信网络、Wi-Fi网络、公众集群通信网络、有线宽带网络和卫星通信网络等组成。依托现有通信网络,进行网络的宽带化、智能化、泛在化建设,包括部署城市光网,4G技术升级,以及建设智能通信管道等。

(3)打造信息服务高效云设施

智慧城市依赖的信息系统基于计算、存储、网络等硬件资源构建。采用服务器虚拟化、云存储、云计算承载网络等技术建设多种形式的云数据中心设施,在基础设施即服务(IaaS)虚拟化技术的基础上实现物理资源的共享和业务处理能力的动态弹性扩展,实现资源的集中复用,实现资源的绿色节能运行模式[12]。

(4)提供开放的信息服务平台

公共信息服务平台的构建,其目标大致有两种。第一种是“合并同类项”,即将多个信息系统重复构建的部分合并到一个“公共平台”中。从而实现通用功能的“基础设施化”,避免重复建设,降低总体成本。第二种是“整合多系统”,即从数据共享和交换、系统协同等角度出发,建设公共平台,集成数据或应用。基于中国城市“信息孤岛”的现状,以及信息系统建设和运营管理的现状,智慧城市的公共信息服务平台,最迫切的任务是实现数据的整合和系统的协同。

(5)发展专业化信息外包服务

专业公司通过采用先进技术构建共享的专业化维护平台和专家队伍完成信息技术服务,可以充分体现专业分工效率,减少客户开支,改善客户服务效果。实践证明,政府信息服务外包已经成为政府在信息化过程中提高效率、精简机构、减少开支的重要手段,也是中小企业提高信息化水平,降低信息化成本,提升企业综合竞争力的有效手段。

4.4 科教文化平面

教育、科学和文化是城市的重要功能,更是促进城市发展的核心要素之一,形成一个独立的功能平面。与此类似,联合国成立了专门的教科文组织。

在本体建设层面,建设完善的教育体系保障城市人才集群、保障多层次人才队伍的形成和公民素质的提高、尤其需要通过教育体系优先发展智力资本、构建吸引人才和集聚人才的城市环境;发展多层次科研体系促进创新目标实现,构建多元化的科研体系,鼓励企业对于科研的积极投入;通过文化建设提升城市的竞争力,注重传统优秀文化的保护和弘扬,造就鲜明城市个性,弘扬先进城市精神,鼓励先进文化产业发展。

在科教文化体系自身本体功能的建设和完善的基础上,充分发挥信息技术的作用能够进一步提升科教文化发展水平,取得更好的效果。科教体系采用诸如在线培训、远程教育和开放大学、超算中心为代表的公共研发平台等信息化技术能大大提高工作效率,实现知识共享和团队协力。而公共数字文化利用信息技术拓展公共文化服务能力和传播范围,对于消除数字鸿沟,满足群众不断增长的精神文化需求、提高全民族素质,构建社会主义核心价值体系具有重要意义

4.5 应用集群平面

智慧城市的应用集群平面是针对特定领域、服务或特定目标实施的应用的集合。既有应用可引入信息新技术等智慧化元素提高智慧程度,新的智慧化应用也在不断形成。

智慧政府应用充分利用新一代信息技术,贯彻服务型政府理念,强调创新方法,提高政府办公、监管、服务、决策的智能化水平,帮助实现形成高效、敏捷、便民的新型政府;智慧民生应用以民众服务为目标,从公共服务入手,实现居民生活更安全、健康和便捷,实现信息化服务随时随地获取;智慧产业则是指大力发展符合效率更高、消耗更低、响应更快、质量更好的城市发展目标的城市产业。

5 信息价值的充分发挥

在智慧城市的顶层设计中,信息化,即信息技术和信息设施价值的充分发挥对于智慧城市的发展至关重要。在顶层设计中,在重视信息化的作用的同时,尤其要注意不要为信息化而信息化,不要唯信息化,而是要通过多种手段实现协同发展,充分发挥信息化的价值。

(1)资源环境、基础设施、科教文化和应用集群本体的完善

从城市的功能平面角度看,提升城市智慧化的工作分成3类:

·资源环境、基础设施、科教文化和应用集群平面的本体技术的提升、主体功能的建设和完善。

·资源环境、基础设施、科教文化和应用集群平面通过信息化系统实现功能的升级和效能的提升。

·资源环境、基础设施、科教文化利用信息服务设施平面实现管理对象的深度感知和反向控制、信息化构件的高速实时互通、云设施使用、数据融合和业务协同。

后两类工作都属于信息化范畴。因此,信息技术的运用对于提升城市智慧化目标至关重要。这也成为很多智慧城市建设的首要切入环节。信息技术和信息基础设施是城市成长为智慧城市的核心要素。但仅仅具备这个要素,智慧城市无法持续发展深入。这是因为第一类工作对智慧城市发展目标的实现同样至关重要。

(2)统筹规划基础信息工程建设

智慧城市中的信息工程以深入的感知、频繁的信息交互、多源数据的集成和融合、异构系统的协同等为突出特征。在各种信息工程的建设过程中,必须把握其发展规律,注重统筹规划。例如,对于涉及到数据和协同两个层面的公共信息服务平台,由于其跨部门的特点,往往需要经历多个实施阶段:数据的共享和交换;城市公共数据集独立存储、即时同步和对外开放;跨系统业务流驱动。对于泛在高速智能通信管道,落实“宽带中国”战略,政府应在财税和政策等层面积极扶持;政府在小区宽带进入和无线基站建设选址等方面给予政策保障;政府机关、企事业单位、市政设施、公共设施向宽带建设开放。

(3)信息化价值的最大化实现

单纯的信息化不足以充分发挥信息化的价值。顶层设计中应提倡采用多种举措使得信息工程价值最大化,让信息技术更有效提升城市智慧。例如引入先进的信息化架构设计方法论,通过方法论确保信息系统构建的成效;政府数据开放助力政府解决社会难题,推动服务型政府建设,促进公众的数据创新应用,充分发掘政府公共数据的附加价值。

信息系统的使用能够提高工作效率和管理水平。如果信息技术的引入能够和管理方法的革新有机结合,则能够进一步提升实施效果,甚至带来突破性的变革。某些情况下,先进的管理方法能够贯彻执行,还需要配套的信息技术和信息化手段的支撑。缺乏这种支撑,新的管理方法可能无法落地。在这样的情形下,信息技术是必备的使能因素。例如,数字城管体系中的网格管理模式与城管通信息系统的有机结合[13-14],新加坡交通管理体系中中心区拥堵收费方法与专用短程通信(DSRC)和储值IC卡的有机结合[15]等。

6 结束语

从全球的实践看,智慧城市顶层设计的实施需要重点关注以下几个方面:

首先,必须让顶层设计成果成为各方认可的行为准则,避免将顶层设计局限在信息化主管部门层面,而是让相关方都参与到顶层设计工作中来,形成充分反映各方诉求的综合方案,体现系统整合思路和全局思维,让各个项目之间形成系统协同效益。

其次,顶层设计是一个不断完善的过程。群体的认知、外部环境的发展变化、实践检验的结果,乃至各个发展节点的具体目标等会对顶层设计不断提出新的要求。因此,在保持阶段性稳定的基础上,顶层设计应保持相应的弹性,允许不断有更新加入,以完成必要的调整,满足新形势和新环境下城市发展的需要。

最后,如何将顶层设计的成果贯彻到后续的智慧城市实施工作中是发挥顶层设计价值的关键。其中的重点应考虑将事权、人权和财权的相匹配,以及发展目标和绩效考核的相匹配,进行相应的制度性安排。

参考文献

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[15] 中国经济网. 新加坡专家建言深圳:我们如何征收交通拥堵费 [EB/OL]. (2014-05-10). http://www.ce.cn/cysc/jtys/csjt/200711/12/t20071112_13569261.shtml.

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