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智慧城市建设的国际经验与趋势展望

2016-03-31金世斌吴国玖黄莉

上海城市管理 2016年2期
关键词:智慧建设

金世斌 吴国玖 黄莉

摘要:全球智慧城市发展大体经历了构想萌芽、探索起步、全面推广三个阶段,初步形成了创新引领、项目驱动、政企合作、政策引导、产业促进等不同发展路径,并呈现出建设方案整体化、经营模式多元化、信息平台开放化、服务功能人性化、市场竞争国际化的发展趋势。国外智慧城市的建设各具特色,既提升了城市的宜居性和居民的生活品质,也促进了当地经济社会可持续发展。归结起来,大致有以下四点值得我们学习:一是坚持政府主导,注重顶层设计;二是坚持以人为本,提升城市品质;三是坚持典型示范,稳步有序推进;四是坚持立足实际,突出自身特色。借鉴国际经验,当前我国智慧城市建设应着重抓好顶层设计、管理体制创新、基础设施建设、安全保障等工作。

DOI:10.3969/j.issn.1674-7739.2016.02.004

2015年12月,时隔37年中央重启城市工作会议,明确指出我国城市发展已经进入新的发展阶段,要提升管理水平,着力打造智慧城市。这为各地破解“城市病”、推进新型城镇化指明了方向和突破口。我国将迎来智慧城市建设的黄金期,迫切需要我们深刻理解智慧城市的基本内涵,学习借鉴国际智慧城市建设的成功经验,全面把握智慧城市发展的总体趋势,有力有序推进我国智慧城市建设持续健康发展。

一、智慧城市的内涵与特征

智慧城市(smart city)这一概念发端于20世纪80年代的信息城市(information city),经历了90年代的智能城市(intelligent city)与数字城市(digital city),在2000年后逐步演化成智慧城市。2008年,美国IBM公司提出“智慧地球”战略,次年正式提出“智慧城市”愿景。此后,智慧城市理念与实践在全球范围内迅速传播。

目前,对智慧城市内涵的理解因侧重点不同而有所差异。从信息技术角度看,智慧城市是将数字技术应用到物理系统中,并利用所有产生的数据提高生活的空间、效率与质量。从创新方法论角度看,智慧城市是在新一代信息技术支撑、知识社会创新2.0环境下,以用户创新、开放创新、大众创新、协同创新为特征的城市可持续创新生态。从信息技术与城市管理融合角度看,智慧城市是使用智能计算技术,让城市的关键基础设施的组成与服务更智能、互联和有效,进而促进经济社会可持续发展,提高城市生活品质。尽管从不同视角对智慧城市内涵有多种表述方式,但在关键意义的理解上是相通的,即都是围绕如何创新和使用现代信息技术,充分整合各类城市资源,更好地为城市发展、居民生活服务,使城市管理更科学,城市生活更美好,城市发展更可持续。

智慧城市的核心是数字化、网络化、智能化和人性化,其基本特征突出表现在全面感知、泛在互联、智能处理、人本服务等四个方面.全面感知强调利用各种传感技术和设备,对城市生产、生活要素进行全面数字化处理,智能识别、立体感知城市信息的全方位变化,如更透彻地感知城市交通客流、车流、物流等动态信息,更透彻地感知突发事件信息等.泛在互联强调全面整合移动互联网、电信网、互联网、物联网,形成泛在化的网络承载系统,及时、可靠、全面地实现城市中物与物、人与物、人与人之间的信息传递和共享。智能处理强调利用云计算、数据挖掘、智能模糊识别等各种智能计算技术,对数据进行快速、集中、准确的融合、分析和处理,并与业务流程智能化集成,继而主动做出响应,促进城市各个关键系统和谐高效运行。人本服务强调从市民需求出发,在全面感知、互联互通的基础上,强化用户参与,汇聚公众智慧,推动城市管理和服务更加智能高效、更加人性化,使城市运行如同人一样具有灵性和智慧,更好满足广大居民随时、随地、随需、随意的个性化、精准化公共服务需求。

二、智慧城市建设的实践与经验

以智慧城市建设思路和关键技术应用为标志,全球智慧城市发展大体经历了三个阶段:一是构想萌芽阶段(上世纪90年代2008年),个别国家和地区在城市管理的某个方面或某些环节,开始有意识运用互联网、综合业务数据网(ISDN)、光纤局域网、传感器网络、移动互联网、三网融合等技术改进管理、提升效率,但囿于认识和技术局限,尚未形成智慧城市整体概念。二是探索起步阶段(2008-2013年),智慧城市概念初步形成,少数国家和地区探索运用Wifi、云计算、移动通信技术第三代(3G)、移动设备应用、社交网络等技术,加强城市信息的综合应用和智能处理。三是全面推广阶段(2013年至今),智慧城市理念进一步深化,五大洲大多数国家和地区明确提出智慧城市建设的规划和目标,开始运用物联网、Fab Lab、Living Lab、大数据、移动通信技术第四代(4G)、人机互动、智能终端等技术,加强智慧城市顶层设计和整体建设,智慧城市建设的辐射效应和集群现象初步显现.美国市场研究机构Navigant Research研究表明,2015年底,经核实的全球智慧城市项目235个,主要集中在智慧能源、智慧水利、智能交通、智能建筑和智慧政府五大关键领域,相比2013年第三季度的170个项目增长了40%。如图1所示,在235个智慧城市项目中,85%集中在能源、运输和政府领域,而在这三个领域中,50%的项目涉及城市移动交通,45%涉及能源领域,10%涉及建筑领域。

总的来看,目前全球智慧城市建设进入了全面应用阶段,集中体现在基础设施智能化、公共服务均等化、社会管理精细化、产业发展协同化等领域。但由于不同区域城市的信息化基础、产业结构、城市化进程的不同,智慧城市建设的重点领域、技术路线也有所差异,初步形成了各具特色的智慧城市发展路径。

(一)创新引领模式:以美国为例

创新引领模式是指政府通过鼓励高新科技的发展,以理念创新、技术创新、管理创新促进城市治理能力的提升,与科技企业合作构建智慧城市。美国是全球最大的科技创新基地,早在1993年就率先提出“国家信息基础设施行动计划”,后又提出“全球信息基础设施行动(GII)”、“新一代因特网”、“21世纪信息技术(IT2)”等计划,2013年美国联邦地理数据委员会(FGDC)发布新的美国国家科技数据基础设施(NSDI)战略规划草案(2014-2016年),积极构建技术导向型的智慧城市。与此同时,以最先提出“智慧城市”理念的IBM公司为代表的诸多IT企业,对智慧城市建设的路径则强调信息技术、社交网络、Fab Lab、Living Lab对城市管理的影响,期望通过技术创新实现城市各子系统的一体化和智能化运行。该模式具有以下特点:政府提出科技研发计划,并配套投入充足的资金支持相关技术的研发;在特殊的领域与科技商业公司进行相关技术的合作开发;由联邦政府牵头实施,面向对象为联邦各政府机构,鼓励地方政府可以根据具体需求独立或者合作研发构建智慧城市的基础设施,促进地区城市治理能力的提高。

说明:从上至下不同色块分别为智慧能源、智慧水利、智能交通、智能建筑和智慧政府五大领域,从左至右分别为北美、欧洲、亚太、拉美、中东和非洲等五大地区。

来源:Navigant Research.Global Smart City Projects by WorldRcgion,Market Segment,Technology,and Application[R].Smart CityTracker 4Q15,2015。

(二)项目驱动模式:以新加坡为例

项目驱动模式是指政府根据城市发展的目标、策略与重点,针对城市发展过程中遇到的实际生产生活各个领域中的问题发布具体项目,直接提升城市管理效率与公共服务水平,构建智慧城市。新加坡政府通过制定和实施一系列智慧城市项目,不断解决城市发展中遇到的具体问题,为公众提供具有连续性、一体性的公共服务。1992年提出的“I T2000—智慧岛计划”,着重解决高速宽带多媒体网络覆盖问题。2006年发布的“智能城市2015(iN2015)计划”,包括电子病历交换、智能交通、积极公民、onemap、电子政务等具体项目。2014年发布“智慧国家2025”十年计划,将发展重点集中在人才培养、技术创新、智慧商务和智慧社区建设等问题上,致力于打造全球首个智慧国家.新加坡智慧城市建立主要涉及如下几个方面:智能政务领域项目主要侧重于政府数据采集、数据共享和政府部门标准化环境建设;医疗健康领域项目侧重于病患数据的互通与共享;金融企业领域项目主要侧重为企业提供服务与数据支持;智能交通领域项目主要为智能交通项目,汇集道路信息,优化交通环境。

(三)政企合作模式:以日本为例

政企合作模式是指由政府首先提出宏观目标,通过财政补贴的方式引导企业进行相关研究;也可以是企业自主研发,提供相应解决方案,开展智慧城市试点建设.日本把发展智慧城市作为国家经济增长战略中的重点措施,先后提出“e-Japan”、“u-Japan”、“i-Japan(智慧日本)”等一系列中长期信息技术发展战略,确定发展智慧城市的重点区域和重点项目。同时,日本政府又极力将企业推到前台,发挥企业的积极性,充分利用企业拥有的先进技术和管理经验.日本政府和企业进行了非常多有价值的探索和创造:从居家环境的智能化设计、到社区环境的智能化构建,从城市交通的低碳智能化建设、到垂直花园城市的打造等.该模式发展特点表现为:政府与民间企业均是智慧城市建设的主导者;智慧城市建设进程逐渐由“硬环境”向“软环境”方向发展;不同城市因地制宜,呈现出“部分最优化型”、“部分协作型”、“整体最优化型”等智慧城市类型。

(四)政策引导模式:以欧盟为例

政策引导模式是指通过提出概念引导性的政策,提升公众对其认知程度,推动智慧城市建设在各个层面的实践.在智慧城市发展计划和政策领域,欧盟委员会一方面将信息和通信技术列为欧洲2020年的战略发展重点,自2009年以来先后颁布了“欧盟智慧城市计划”、“未来物联网战略”、“智慧城市和社区的欧洲创新伙伴关系”,提出前瞻性的发展理念和政策措施;另一方面,鼓励各成员国根据自身特点开展具体实践,辅以发起投资项目,推动社会力量参与,提升各国智慧城市的建设水平.例如,在环境政策方面,欧盟提出充分利用信息技术解决交通、能源、气候等问题,倡导各国建立以信息技术为基础的资源节约型社会;在数字文化政策方面,提出建立智慧图书馆,为欧洲公民保存文化资产;在电子政务方面,主张各国采用灵活无缝的欧洲电子政务服务,加强信息公开与数据共享,加快欧盟数字访问服务一体化进程;在技术创新方面,利用“地平线2020”计划鼓励科学研究,创建开放式数据孵化器,为各国智慧城市建设提供技术支撑。

(五)产业促进模式:以澳大利亚为例

产业促进模式是指政府立足地方实际,通过规划引导和政策支持,积极运用现代信息技术发展当地优势产业,加强城市基础设施建设,促进智慧城市发展。澳大利亚是全球第四大农产品出口国,整体经济依托于农业发展,从2009年到2015年,澳大利亚政府发布了大量鼓励建设智慧城市的政策。比如,新南威尔士州通过农业智慧产业建设,推动节能环保、绿色交通等公共服务不断向智慧环境、智慧交通发展,并为民众提供了便捷的信息查询平台,在智慧农业的基础上推动了智慧城市的快速发展。再比如,维多利亚州的巴拉雷特市,将信息和通信技术产业发展以及该产业对其他产业的扶持作为实现智慧城市建设目标的核心,先后制定了《巴拉雷特2010-2014经济战略规划》《巴拉雷特信息与通信技术产业2030战略规划》等纲领性文件,逐渐形成了澳大利亚最大的科技园区和本地信息与通信产业集群,在国际上占据一定的市场份额,全球智慧社区论坛将巴拉雷特选为2013年全球21大智慧城市之一。

以上智慧城市建设各具特色,既提升了城市的宜居性和居民的生活品质,也促进了当地经济社会可持续发展。每一个智慧城市建设取得的成就绝不是偶然的,而是有着共同的规律可以遵循。总结起来,大致有以下几点值得我们学习借鉴:一是坚持政府主导,注重顶层设计。智慧城市建设属于政府顶层设计的产物,各国在建设智慧城市方面基本都制定了中长期的战略规划作为指导。如新加坡从“I T2000”、“iN2015”到“智慧国家2025”,日本从“e-Japan”、“u-Japan”到“i-Japan”,欧盟从“i2010战略”到“智慧城市和社区的欧洲创新伙伴关系”,智慧城市发展战略在不断调整,较好地适应和引导不同阶段智慧城市建设重点的需要.二是坚持以人为本,提升城市品质。各国政府在智慧城市建设实践中,十分强调人性化、个性化,以及服务提供者与需求者之间的良性互动,创建以人为本的可持续发展的智慧城市,提升城市居住质量和生活品质。如美国提出的“以公民为中心、以结果为导向、以市场为基础”的智慧城市发展原则,较好地体现了以人为本的精神。三是坚持典型示范,稳步有序推进。欧盟、美国、日本等在建设“智慧城市”时,十分重视处理好典型示范与整体推进的关系,通过发现和选择条件好、发展快的信息化先行区域加以支持和扶持,建立“智慧城区”或“智慧社区”,发挥其示范和带动作用,由点到面逐步扩展,进而带动社会各界和居民广泛参与,实现“智慧城市”整体推进。四是坚持立足实际,突出自身特色。智慧城市建设是复杂的、系统的工程,国际上成功的智慧城市在长期建设过程中,充分考虑当地的资源禀赋、经济发展水平、信息化程度、市民素质等因素,结合当前需要重点解决的问题,如节约能耗、缓解交通、降低排放、改进服务等,探索适合自身特点的智慧城市建设道路。

三、全球智慧城市发展的总体趋势

智慧城市是城市化和信息化发展到一定阶段的产物,是城市发展的未来方向。美国Navigant Research研究表明,2015年全球智慧城市市场市值为104亿美元,预计到2023年将超过274亿美元,年复合增长率达12.9%美国ForresterRes earch预测,物联网所带来的产业价值要比互联网大30倍,将形成一个超万亿元规模的高科技市场。世界银行预测,一个百万人以上的智慧城市建设,在投入不变情况下,实施全方位智慧管理,将增加城市发展红利2.5倍到3倍。智慧城市建设即将迎来快速增长期。总体而言,全球智慧城市建设将呈现以下发展趋势。

(一)建设方案更趋整体性

早期的智慧城市建设囿于观念、技术和经验限制,普遍存在设计分散、各自运营的特点,系统与系统之间由于标准、技术、体制机制等一系列问题,很难成为协同高效的整体。随着信息技术的快速发展、智慧城市建设标准的日益完善和实践经验的不断累积,最近或即将启动实施智慧城市建设的城市,从顶层架构设计、数据共享与服务平台建设,到咨询规划、运营服务等各个环节,都可以交由专业化机构提供一揽子解决方案,统一进行布局、建设和维护,从而实现城市整体而不仅仅是单个部门的数据共享,大幅度提升智慧城市的综合运营效益。

(二)运营模式更趋多元化

智慧城市建设需要大量投入,筹措资金是智慧城市建设面临的最大挑战之一。早期的智慧城市项目资金,大多由政府提供或者通过公共部门直接融资。现在,越来越多的智慧城市项目鼓励通过私人投资来填补资金缺口。世界各地智慧城市项目最常见的金融工具有:公私合伙、绿色债券、节能绩效保证合约、税收增量、众筹和私人投资等。此外,各地城市都在探索以新的商业模式来资助各自的智慧城市项目。这些城市所采用的新兴技术和商业模式有:基于云技术的即付即用模式、利用数据创造收入、试点项目、更智能化的采购等,例如,韩国釜山智慧城市采取基于云计算的即付即用模式,由当地政府与思科和韩国电信合作提供。

(三)信息平台更趋开放性

智慧城市在运营过程中,数据量会呈现爆发式增长,这些数据的应用和分析水平,直接决定了智慧城市的运营效率,没有开放共享的数据支撑就谈不上真正的智慧城市。世界各地智慧城市所采用的工具和技术包括;开放和包容的网络、开放的数据基础设施、可视化、仿真和游戏化、市民参与、一体化管理结构等。例如,旧金山、首尔、新加坡和赫尔辛基等城市建设了开放数据门户网站,使包括应用和服务开发人员在内的任何人都可以免费访问各种服务生成的数据。运用开放式的信息服务平台,挖掘数据潜在价值,消除数据盲点,实现数据共享,将成为未来发展的必然趋势。

(四)服务功能更趋人性化

不管智慧城市建设和运营涉及多少领域和部门、由谁来参与完成,其最终目标还是要方便城市管理,最大限度地满足城市中“人”的医、食、住、行、教等方面的需求。因此,新一轮智慧城市建设越来越强调尊重人、解放人、依靠人和为了人的价值取向,更加突出为民、便民、惠民,重点解决老百姓关注的民生领域问题,如智慧交通、智慧医疗、智慧旅游、智慧教育、智慧防灾、智慧社区等,为城市居民提供安全、高效、便捷、绿色的城市工作生活服务。只有紧紧围绕人的实际需求,支撑智慧城市建设的现代信息技术才能发挥作用,才能真正实现城市的智慧化运行。

(五)市场竞争更趋国际化

全球智慧城市建设刚刚启幕,市场潜力十分巨大,正成为各国政府和大型企业竞争的焦点。IBM率先提出“智慧地球”概念,其核心在于营销自己的产品、技术和服务,由此抢占了智慧城市建设的制高点。在东亚,以韩国、日本、新加坡为代表,都在支持智慧城市试点建设,并将本国行业龙头企业纳入智慧城市项目的核心,意在面向新兴经济体,出口“智慧城市”相关项目和解决方案。如日本的日立、NEC、松下、东芝等企业,在国内试点城市获取相关经验后,目前正参与美国、法国、西班牙、印度和中国的一些智慧城市项目.韩国一些信息企业也积极拓展国外市场,力图将韩国的智慧城市建设经验推广到全世界。

四、加快我国智慧城市发展的对策建议

智慧城市已上升为我国的国家战略,并成为工业化、信息化、城镇化、农业现代化等的重要载体。近年来,我国智慧城市建设取得了积极进展,目前有500多个城市在进行智慧城市试点,未来10年与智慧城市相关的投资将超过2万亿元。但也要清醒地看到,我国智慧城市建设还存在缺乏顶层设计和统筹规划、体制机制创新滞后、网络安全隐患和风险突出等问题,在思路与理念、方法与模式、标准与规范等方面,与国外智慧城市相比仍有较大差距。借鉴相关国际经验,当前我国智慧城市建设中应着重抓好以下几个方面。

(一)以人为核心加强顶层设计和规划

传统城市建设经验告诉我们,智慧城市的顶层设计达到什么高度,城市的智慧水平才能达到什么高度。科学的战略规划是智慧城市建设的根本前提。通常而言,智慧城市的顶层设计至少应包括4个方面内容,即顶端规划设计的“制度文本”、标准统一融合的“建设文本”、多元智慧有序的“运行文本”、数字分析应用的“服务文本”。在国家层面,要抓紧制定未来5~10年我国智慧城市发展的总体规划和智慧城市建设标准体系,明确智慧城市建设的战略目标、总体布局、主攻方向和重点任务、核心技术和业务流程,以及技术标准、设施标准、安全标准和管理标准等。在地方层面,每一个城市应该根据自己的特点和面临的最紧要问题,在全面调研居民需求的基础上,充分汲取国际智慧城市建设经验和教训,突出为“人”服务,制定本地智慧城市建设发展规划,明确智慧城市建设的突破口、优先序和时间点,有侧重地建设特色鲜明的智慧城市。

(二)完善智慧城市建设管理体制机制

智慧城市建设是一个庞大的系统工程,中国的现实状况是项目建设多头管理、多头推进,因此必须打破行政界限和部门壁垒,理顺规划、建设和管理的体制机制。一是健全智慧城市建设决策机制。设立或明确智慧城市建设决策机构和主管部门,形成统筹智慧城市人、财、物、事的管理体制,协调解决智慧城市建设中的重大问题.二是健全智慧城市信息共享机制。加快智慧城市公共信息平台和应用体系建设,建立促进信息共享的跨部门协调机制,加快促进跨部门协同应用。以地理、人口、法人等信息资源为基础,叠加各部门、各行业相关业务信息,推动政府部门、市政公用企事业单位、公共服务事业单位信息资源向社会开放。三是健全智慧城市项目管理机制。在规划部门负责综合规划的基础上,突出强化建设部门的项目管理职能。通过政府投资、特许经营、购买服务等多种方式,构建政策统一的投融资机制。完善项目监管制度,构建规则统一、信用共享、开放公平的市场监管机制。四是健全智慧城市管理运行机制。完善综合管理机构和综合执法机构之间的联动机制,强化城市综合管理职能。以城市功能为核心,建立健全市容环境、公共安全、文化教育、医疗卫生、市政管养、社区服务等精细化社会管理体系。

(三)高标准推动智慧城市基础设施建设

智慧城市建设所必需的数字网络功能体取决于适应智慧城市的基础设施建设。这些设施通常应包括城市多元控制节点和终端的可读可视可感设施,统一融合、传输快速、高效通达的网络设施,陆水空互联互通的传感设施,超大容量、超高速的计算中心,复杂网络交换技术、虚拟现实技术和社会计算技术,数据挖掘及预测预警技术,以及不断升级的城市创新与城市服务研发中心和专业实验室等。重点在三个方面:一是打造全球领先的宽带网络。推进下一代互联网和广播电视网建设,全面推广三网融合,加快构建宽带、融合、安全、泛在的下一代信息基础设施。二是加快战略基础设施智能化转型。重点发展智能电网、智能交通和智能水利,推动城市公用基础设施智能化改造,全面提升城市基础设施服务能级。三是推动万物互联互通。以物联网、云计算、大数据等为基础,加强移动互联网、遥感遥测、北斗导航、地理信息等技术的集成应用,加快推进生产方式和生活方式的智慧化。

(四)高度重视网络信息安全保障

智慧城市已涵盖政府服务、经济发展和居民生活的方方面面,安全问题尤为重要,必须解决好资源融合与应用分离、信息共享与保护隐私的矛盾。一是加强网络信息安全管理。加强信息安全测评、网络信任、应急处理等公共基础设施建设,规范重要信息系统安全监管机制,严格全流程网络安全管理,切实提升信息安全基础防护、保障和应急处置能力。建设信息安全综合服务平台,实现自动检测网站漏洞、可疑文件和网站访问状况,并进行主动防御、实时处理和预警。二是加强信息资源安全保障。完善网络安全设施,加强政务外网安全监管平台和安全接入防护系统建设,强化重要信息资源和涉密信息系统的安全防护。加强本地云中心、云灾备中心、异地云灾备中心建设,推行联合灾备和异地灾备。三是加强安全责任和安全意识。建立网络安全责任制,加强网络安全日常宣传,全面提高相关人员的网络安全风险意识、工作技能和管理水平。

责任编辑:张炜

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