“智慧城市”发展现状与思考

乔宏章，付长军

(中国电子科技集团第五十四研究所，河北石家庄050081)

0 引言

随着物联网、云计算与云存储以及大数据技术的飞速发展［1］，在信息化、全球化与城市化三大重塑现代社会力量的推动下，“智慧城市(Smart City)”作为新一代知识社会创新环境下的高级城市管理形态应运而生，以期解决快速城市化进程中带来的社会管理失稳、城市运行失序、经济发展失调、环境建设失衡等问题。

智慧城市的理念提出后，随即得到广泛的赞成与认可，是目前最热门最前沿的研究课题之一，已经上升到国家的经济、科技战略层面，各地政府纷纷采取一系列措施来推进智慧城市的建设［2～5］。智慧城市具体的建设内容涉及到智能楼宇、智能家居、智能交通、智能医疗、智能环保、城市生命线管理、食品药品管理、票证管理、家庭护理、个人健康与数字生活、政务公开、数字工商、数字景区、数字校园等诸多方面，智慧城市一些初步功能已经在日常生活中得到体现，如市民卡、校园通、手机挂号、短信群发、手机银行、电子政务等。截至2013年年底，中国提出要建设智慧城市的数量已达154座，规划投入的建设资金超过1.5万亿元人民币。智慧城市的市场前景巨大，社会影响深远。

本文在对智慧城市的内涵进行深入理解的基础上，首先描述了智慧城市的总体架构，并对比分析了智慧城市的建设企业，然后根据相关城市的实践调查和世博会提供的经验，最后对智慧城市的建设思路进行探讨和分析，给出了智慧城市建设的一些发展建议。

1 智慧城市的概念

继2007年《欧盟智慧城市报告》中率先提出“智慧城市(Smart City)”这一创新构想之后，IBM公司为避免2008年国际金融危机的影响，实现公司由硬件向软件和咨询服务的战略转型，提出了“智慧地球”的理念，引起美国和全球的关注。同时，IBM公司针对我国部分城市应对金融危机的现实需要，抓住中央4万亿投资的历史机遇，经过22场讨论会，在与200多名市长以及近2000名城市政府官员交流的基础上，进一步提出了智慧城市的概念。智慧城市是“智慧地球”从理念到实际、落地中国的举措，在我国得到了广泛的认同，南京、沈阳、成都、昆山等国内许多城市与IBM进行了战略合作。石家庄正定新区的规划建设委托IBM公司进行顶层规划设计，合同金额超过300多万元人民币。上海世博局指定IBM为中国2010年上海世博会的计算机系统与集成咨询服务高级赞助商。借助这一世界盛会，IBM整合全球资源，以“智慧城市”为核心理念，向世界各国积极推销其软硬件技术和咨询服务业务，取得了可观的经济效益和社会效益。目前对智慧城市的定义主要有以下几种:

中国通信标准化协会在《智慧城市术语和定义》一文中对智慧城市的定义是:“智慧城市是指以物联网、云计算、宽带网络等信息通信技术为支撑，通过信息感知、信息传递及信息利用，实现城市信息基础设施和系统间的信息共享和业务协同，提高市民生活水平和质量，提升城市运行管理效率和公共服务水平，增强经济发展质量和产业竞争能力，实现科学发展与可持续发展的信息化城市”。

IBM 对“智慧城市”的定义是［3，4］:“运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应。IBM定义的实质是用先进的信息技术，实现城市智慧式管理和运行，进而为城市中的人创造更美好的生活，促进城市的和谐、可持续成长”。

华为对智慧城市的定义是［3，4］:“通过建设宽带多媒体信息网络、地理信息系统等基础设施平台，整合城市信息资源、建立电子政务、电子商务、劳动社会保险等信息化社区，逐步实现城市国民经济和社会的信息化，使城市在信息化时代的竞争中立于不败之地”。

北京赛迪时代信息产业股份有限公司对智慧城市的定义是［5］:智慧城市是通过物与物、物与人、人与人的互联互通能力、全面感知能力和信息利用能力，实现城市高效的政府管理、便捷的民生服务、可持续的产业发展。

总起来看，智慧城市是通过透彻的感知和泛在的互联，将城市中的基础设施之间、基础设施与居民以及居民与居民之间连接起来，并利用决策分析等技术实现城市的高效协同和精准管控，从而为城市中的人创造更美好的生活，实现城市的和谐、可持续发展。

2 智慧城市的国内外发展现状

智慧城市是全球工业化、信息化以及城镇化发展的必然产物，受到了各个国家的重视。特别值得注意的是，国际三大标准化组织ISO、IEC、ITU-T在2013年相继成立了智慧城市标准化研究工作组，智慧城市标准化制定工作成为新的国际热点，标志着智慧城市建设工作的全面开展。

2．1 国外智慧城市发展状况

智慧城市概念受到了全球范围的广泛关注，根据国际智慧城市组织(Intelligent Community Forum)统计，美国、瑞典、爱尔兰、奥地利、德国、法国、新加坡、日本、韩国等国家的190多个城市已经开始智慧城市的建设［2］。美国奥巴马政府已经将“智慧城市”上升为与“信息高速公路”同等重要的美国国家战略。早在2008年，美国科罗拉多州的博尔德市启动了智能电网城市工程建设。纽约于2009年开展了“互联城市”行动计划，并于2012年首次将政府数据大规模开放纳入立法形成了《开放数据法案》，进一步消除各个行业之间的信息壁垒，为纽约乃至整个国家的智慧城市建设铺平了道路。

欧盟将信息和通信技术作为欧洲2020年的战略发展重点并制定了《物联网战略研究路线图》，并于2007年提出了一整套智慧城市建设目标，最近通过的第七研究框架计划明确了对互联网、云计算、物联网及智慧城市等关键领域进行重点支持。

在亚洲，日本政府提出了“i-Japan2015战略”，旨在建立“安心且充满活力的数字化社会”，借此实现从“无缝政府”到“智慧国家”的发展。韩国提出《数字时代的人本主义:IT839战略》，通过第二次建设国家骨干网，实现行政电子化网络管理。新加坡提出“智慧国2015”计划，通过发展具有全球竞争力的资讯通信产业，着力提升数字媒体与娱乐、教育培训、医疗卫生和电子政务等领域的发展水平。

总体来看，国外智慧城市建设以技术试验、区域小范围或城市局部地区试点、行业特色应用以及重点应用项目为主。

2．2 国内智慧城市发展状况

目前，我国智慧城市发展步伐很快，工信部、国资委、住建部等部门的支持力度很大。据统计，“十二五”期间，中国有600—800个城市着手打造“智慧城市”，其中包括北京、上海、广东、武汉、宁波等几乎所有的一线城市以及一半左右的二线城市，智慧城市从概念导入期进入实质推进期，市场总规模将达到2万亿元。2013年，住建部公布了193个智慧城市试点名单，将智慧城市建设推向了又一个新高潮。为指导我国智慧城市的健康有序发展，国家发展改革委会同其他相关部门研究起草了《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》，从国家的高度对我国智慧城市发展的总体方向进行了规划，并对建设过程中基础性、共性要求制定了通用行为准则。

我国各个城市结合自身特点，围绕各自城市发展的战略需要提出了相应的发展战略，所采取的发展思路大致有［3～6］:以深圳为代表的部分城市将智慧城市建设作为增强城市创新能力的重要推动力，希望借此把握住新一轮信息技术革命中的核心技术;以武汉为代表的部分城市充分利用自身的技术基础，将自身定位为智慧城市建设的技术和产品供应地;以昆山为代表的部分城市将自身的产业优势与智慧城市建设紧密结合起来，进一步提升自身的产业地位;以成都为代表的部分城市借助智慧城市建设，提供自身的文化影响力，加快城市的人文环境发展……总起来说，国内各个城市都充分利用自身优势从不同方面着手自身的智慧城市布局。

3 系统建设架构

智慧城市的理念是通过普遍的感知将城市生活中的各种设施中形成庞大物联网，进而通过云计算的方式对各种信息进行数据融合和挖掘，然后向城市居民智能化优质服务，使得城市管理和服务带更富有预见性、创造性、协作性，高效和科学。为此，智慧城市需要打造泛在的物联网络、信息交换网络以及公共服务平台，从技术角度来说，总体体系架构具体包括感知层、网络层、平台层及智慧应用层4个部分，同时包含信息安全保障、标准管理和运营与运行管理三大体系［8～14］，如图1 所示。

图1 智慧城市整体架构

3.1 感知层

感知层与物联网密切相关，是智慧城市的神经元，没有物联网技术的发展就不可能构建智慧城市。感知层实现了信息系统与物体之间的信息交换和自动控制，具有智能化识别、感知、定位、跟踪、监控和管理能力，主要由各种传感器构成，包括温湿度传感器、二维码标签、RFID标签和读写器等。此外，感知层还需要地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、遥感(RS)等系统为智慧城市提供空间数据和空间信息表达工具。

3.2 网络层

网络层主要由互联网、移动网、广播电视网以及自主的无线接入网(如WIFI等)组成，是智慧城市的神经系统，负责传递由感知层获取的相关信息、各个平台之间业务的交换以及用户需求信息的传输。要建立智慧城市，就需要实现各个信息系统之间的泛在互联和高效的业务协同，避免信息孤岛的存在。

3.3 平台层

在云计算平台的基础上，平台层对感知层获取数据进行统一的存储和管理，利用数据挖掘技术，发现数据中潜在的规律和隐含的特征，提取用户感兴趣的模式和特征，从而提高智慧城市的智能化水平。此外，针对用户的通用性需求，提供标准化服务接口，有效支撑智慧城市各个专业应用。

3.4 应用层

应用层是智慧城市信息公共平台的价值体现，将根据各个行业自身特点，结合行业需求，形成专业化的服务平台或终端，直接为行业用户提供专业性服务，实现信息应用的精细化、实用化和智能化。未来智慧城市的应用将集中体现在智慧政务、智慧民生和智慧产业三大领域。

3.5 标准规范体系

标准规范体系为信息采集、传输、存储等提供标准模式，是智慧城市实现信息共享和高效协同的基础。目前，国际三大标准化组织ISO、IEC、ITU-T已经着手智慧城市相关标准工作的制定。国内已经形成《中国智慧城市标准化白皮书》、《智慧城市实践指南》等一批标准化研究成果［9～11］，所含内容包括智慧城市标准体系、技术参考模型、重点标准分析等，为智慧城市的总体规划提供了重要依据。

3.6 安全保障体系

随着美国中情局前雇员斯诺登将美国的“棱镜”窃听计划公之于众，不得不让人们重视城市信息化中的安全问题。由于网络设备、服务器和存储设备等产品是目前信息泄露的重灾区，因此在城市信息化建设首先要建立采用具有自主可控国产设备的鼓励机制［12～15］。此外，要加强对信息技术以外的措施与应对策略的建立，构建基础设施保护早期预警与响应机制，完善信息安全法制体系与诚信系统，提升全民安全意识。

3.7 运营与运行管理体系

运营与运行管理体系的构建是智慧城市建设的重要保障，其核心内容是对政府、内容提供商与运营商之间权责和利益的划分。如果运行管理模式发生变化或出现新的需求时，将导致信息应用系统的改造与重建，需要对智慧城市的管理制度、运营模式、开发模式和招商模式提前进行谋划和部署，充分发挥政府的管理和指导作用和企业的创新应用能力，实现政府与企业的双赢局面。

4 智慧城市建设企业

智慧城市大规模开展吸引了大量的IT企业参与其建设，以获取自己的利益，但是从发展情况来看，最终有能力有实力参与建设的单位主要有四类:基础电信运营商、电信与信息设备制造商、传统IT设备销售与系统集成商、国有电子信息企业集团及相关科研院所。

4.1 基础电信运营商

此类企业包括中国电信、中国移动和中国联通三大运营商，是前期智慧城市建设的主要参与企业。其主要优势凭借其完善的网络基础设施和优质的移动信息服务，涉足各行业的智能建设，特别作为城市信息化基础的通信基础设施建设，包括宽带有线及无线网络等。目前，中国电信以“宽带中国”为依托，与近百个城市签署了智慧城市战略合作协议;中国联通以“精彩物联生活”为主打，与120余个城市签约智慧城市项目;而中国移动则以“4G”标准为基础，与多个城市签约智慧城市中的无线通信基础设施建设项目。然而，三大运营商仅限于智慧城市的基础设施建设，而对智能化行业应用的系统建设鲜有接触。

4.2 电信与信息设备制造商

此类企业包括IBM、华为、中兴、浪潮等传统电信与信息设备制造商，这些企业也是智慧城市建设的直接参与者。其中，IBM更是“智慧的地球”的提出者，其利用整体规划设计、关键技术和实施保证这三大优势，为智慧城市提供智能运营中心、智能交通、智能水管理、和谐城市、应急等解决方案。而华为、中兴等利用产业和渠道优势，定位为慧城市应用整合商、集成商，面向全球市场。浪潮积极推动产业垂直整合，发展服务器、软件及服务一体化产业链，并加强集团整体战略推进。

4.3 传统IT设备销售与系统集成商

此类企业以神舟数码最为典型。利用其成熟的市民服务解决方案和IT系统集成服务，该企业相继在全国69个城市展开，与14个城市签订了战略合作计划。利用智慧城市这一发展契机，神舟数码将IT服务业务脱离集成服务业务成为独立的业务单元，并与其他业务单元一起成为“智慧城市运营业务”的主要支撑基础，将战略重心转向“运营服务”。

4.4 国有电子信息企业集团及相关科研院所

此类国有企业诸如航天科工集团、中国电子科技集团的下属企业等。中国电子科技集团公司利用与相关政府部门的业务关系，结合其技术基础，积极参与基于互联网、云计算、智能分析的智慧城市总体规划，总体设计与项目实施，以及公共安全、智慧医疗、智慧城管、智能交通、平安城市、数字家庭等分系统的实施，努力开展智慧城市中的各项业务。

总起来看，各类企业均将智慧城市建设提升至战略定位高度，跟随国家的步伐(各个部委)，积极争取承担更多项目。在前期和现阶段主要是设备供应商获得较大利益，长期来看，随着智慧城市建设的逐步开展，咨询、运营等服务商将是受益者。

5 智慧城市建设发展建议

虽然距离智慧城市的提出已经过去七八年，但是智慧城市建设仍然是一个全新的课题，距离智慧城市建设最终的宏伟蓝图还有很长的路要走。智慧城市的建设不仅仅需求信息化技术的进步，更涉及到了各个行业之间的信息如何共享，这无疑会给社会政治经济体制改革提出新的要求，同时也推进了社会的变革。智慧城市的建设即是一个技术问题，又是一个城市建设与社会管理的问题［16］。根据笔者在智慧城市建设中的经验和相关城市的实践调查，建议在智慧城市建设过程中应着重采取以下策略:

第一，创新推进智慧城市建设。由于政治体制、经济发展水平、人文与地理环境的差异，注定了中国的城市智慧信息化建设不能照搬照抄国外智慧城市建设的经验，同样国内各个省市不同城市之间的建设思路也会千差万别，只有在建设模式、运营体制、管理策略等问题上不断创新才能找出适合本地的智慧城市建设思路，将信息化落实到实处，让人们切实受益。

第二，加强智慧城市建设的标准规范。智慧城市的核心是泛在互联、信息充分共享。要想实现上述目的，没有统一的标准规范，就不可能实现不同网络之间的数据交换，不同行业之间信息的共享和数据的深层次挖掘与分析……智慧城市建设将成为空谈。城市之间的建设思路和形式应该是千差万别、风格各异的，但是基层数据之间、业务模块之间需要有统一标准，否则各个城市的智慧城市建设只会成为信息孤岛。

第三，协调好智慧城市建设中信息系统与城市的经济体制与文化之间的关系。从技术角度出发智慧城市需要各个行业和部门之间信息绝对的共享，然而由于部门之间权责的不同划分以及受文化、安全等因素的影响，信息不能做到绝对的共享。从目前所处的历史时期来看，根据生产力和生产关系之间的辩证关系，中国应该借助智慧城市建设浪潮，推进政治经济体制改革，积极探索信息化高速发展条件下的政治经济组织形式。

第四，坚持以需求为导向。从智慧城市的理念来说，智慧城市的建设不是一撮而就的过程而是逐渐发展的过程，这就决定了智慧城市的建设应该从需求最迫切的地方做起。其次，从我国的政治经济体制来看，很难通过先做出“大一统”的设计然后逐步实施的步骤来进行。另外，目前中国城市化进程是自下而上的过程，这也决定了城市的信息化过程必须自下而上。因此，智慧城市的建设必须从底层出发，分步分阶段稳妥实施。

6 结束语

智慧城市的概念已经取得了大家的广泛认可，然而其内涵和定义尚未形成公认的权威定义和解释。通过分析各方的认识和见解，探讨了智慧城市的建设目标和核心理念，分析了智慧城市架构中的感知层、网络层、平台层及智慧应用层四个部分以及信息安全保障、标准管理运维和运营与运行管理三大体系，对比了各类IT企业在智慧城市建设中的定位，最后为新形势下智慧城市的建设提供一己之见。

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