广义智慧城市理念及其顶层设计系统方法论与务实发展实践探索（下）

陈如明

广义智慧城市理念及其顶层设计系统方法论与务实发展实践探索（下）

陈如明

本文主要论述以创新驱动及广义智慧域市理念为基础的广义智慧城市的顶层设计系统方法论及其务实发展与实践探索。

中国梦；创新驱动；广义智慧城市；互联网思维；互联网＋；云计算；人工智能；大数据分析及价值挖掘；万物移动互联；5G推进

（续，接上期）

2.3广义智慧城市顶层设计方法论

广义智慧城市是一个复杂巨系统，目前，全球“广义智慧城市”的建设仍处于起步阶段，相关理论还较为匮乏。由于缺乏成熟的理论体系、完善的标准体系以及成功的国际案例做支撑，大多数地区的建设实践都处于小范围试点或零星的行业应用阶段。但有一些成熟的理论体系可供规划设计参考，在做广义智慧城市规划设计时，将充分参考业界领先的理论体系以及自身在广义智慧城市的理论研究中积累的理论基础，合理规划设计广义智慧城市整体架构。

（1）EA（FEA，TOGAF）框架体系。企业架构（EA），FEA是一个在用的EA，拥有完整的方法论体系，FEA对于广义智慧城市顶层设计具有重要的借鉴意义。开放组（The Open Group）推出的企业架构框架TOGAF在全球得到了广泛采用，2009年推出的最新版TOGAF9增加了架构内容框架、架构能力框架及SOA等内容，已经成为一个非常完整的顶层设计架构开发方法论。

（2）SOA（Service-Oriented Architecture）架构。面向服务的体系结构（SOA）是一个组件模型，它将应用程序的不同功能单元（称为服务）通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。接口是采用中立的方式进行定义的，它应该独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。这使得构建在各种各样的系统中的服务可以以一种统一和通用的方式进行交互。

SOA技术为广义智慧城市应用中的数据融合与服务融合提供了关键的技术支持，按此可提出建设广义智慧城市需要规划先行、合理布局、应用驱动、注重实效、自主可控、长效发展。

（3）IEM（Information Engineering Methodology）方法。如上所述，IEM认为，大型信息系统建设应有四个层次的工作，这就是面向对象信息工程（OOIE）的“金字塔模型”，该模型的上两层，就是顶层设计层；下两层属于软件工程方法论（SEM）的工作。

（4）Cobit IT治理。COBIT包含34个信息技术过程控制，并归集为四个控制域。COBIT目前已成为国际上公认的IT管理与控制标准。该理论的意义在于：实现广义智慧城市目标与IT治理目标之间的桥梁作用。

（5）ITIL政府IT服务管理。ITIL即IT基础架构库（Information Technology Infrastructure Library）主要适用于IT服务管理（ITSM）。

（6）共享服务中心（SSC）理念与最佳实践。共享服务中心所集中的通常是诸如财务、信息系统、人力资源、法律、采购、研发等职能，通过这种方式，既可以发挥规模效应、节约成本，同时也有助于保证这些职能的质量和一致性。

此外，以C4ISR为主要目标的美国国防部的体系结构框架DODAF中数据为中心的一些设计方法的有益之处及敏捷顶层设计架构ATA中基于适应大环境变化反馈触发敏捷迭代（Agile Itelation）与强调促使人员智慧参与、沟通、协作与讨论的有益思想，必要与可能时均值得吸取。

由于广义智慧城市实际智慧化运营特别要强调云化运营的作用，由此，这十种左右基本方法协议中尤其应特别重视支持云化作用的SOA，可考虑以此为基础并可与其他协议有效互通，一些有如智慧政务、智慧交通等智慧XX项目，在国内外应用中已应用较多的协议EA（FEA，TOGAF），IEM等可予保留并直接互通；还有一些情况是涉及一些应用目标与环境，其优化统筹环境太过复杂，非上述一些方法所能覆盖与描述，则应局部优化再松耦合会聚及借助市场驱动进行统筹优化综合调节，并借助互联网思维原则进行统筹优化创新。

在进行各类细节目标架标设计时特别应注意其系统性能架构、功能平台架构及相应数据架构间的紧密结合与映射，这样有利于各类规划建设的设计与务实落地推进。对以中心城市为核心的智慧城市群的顶层设计，特别应聚焦涉及根据该城市群特点充分发挥广义智慧城市的统一全面协同一体化发展理念，聚焦其主要挑战解决、互补协同优势发挥、资源利用综合优化配置利用，特别是重点智慧项目诸如智慧环境、智慧交通、智慧社区、智慧民生、智慧产业及智慧创新等往往首当其冲。同时，广义智慧城市的运作必然要产生大数据，从而也必然是在大数据环境中运营，因此要特别重视大数据价值的挖掘与有效利用。随着大数据应用飞速发展人们依然面临一系列新挑战，需要不断创新，应对结构化、半结构化及非结构化数据深度分析，通过人工智能和机器学习技术深度分析大数据普遍认为具有良好发展前景，根据人脑认知过程的分层特性，增加人工神经网络层数和神经元节点数，加大机器学习规模，构建深度学习神经网络可提高训练效果已获得试验证实，当然，超大规模神经网络的工程实现等方面还存在诸多挑战……这种创新发展还将无止境扩展。

涉及智慧城市/广义智慧城市资本运作，往往采取运作企业与政府按照PPP模式成立的智慧城市运营公司，共同负责智慧城市项目的规划、融资、建设、运营工作。对政府融资企业运营类项目运营模式是政府融资建设，并且项目建成后由企业来运营，包括BL（建设—租赁）、BOT（建设—经营—转让）、BOO（建设—拥有—经营）、BOOT（建设—拥有—经营—转让）模式。在融资模式上也需要政府、企业和公众共同发挥创造力，灵活运用BL，BT，BLT，BOT，BTO，BOO，BOOT，ROT，POT，BOOST，TOT，PFI等方式组织实施。

图1　广义智慧城市的总体架构图

总之，广义智慧城市顶层设计应遵循上述中央领导与文件顶层指导精神、广义智慧城市基本理念及顶层设计的一些基本系统方法论及相关协议，结合所在城市的基本特点确定好其战略愿景蓝图目标，确定好其可扩展的协同、统筹、优化的框架约束要求与开放性原则及发展指导方向，达到城市核心资源的最佳分配、利用与管理好城市，使城市有计划、有步骤、又好又快地向前发展。而且应特别强调指出，一方面涉及其理念发展与新的顶层设计导指思想与发展方向在不断演进提升，相关复杂巨系统的综合集成系统方法论从体系架构至综合优化方法也在不断完善与提高，等等。因此，广义智慧城市顶层设计也必然是一个不断完善的过程，必须适时进行相应更新提高，以满足新形势、新环境下城市发展的新需求。广义智慧城市的总体架构如图1所示。

中国智慧城市论坛对广义智慧城市顶层设计组织了国内的顶级专家进行了多次深度研讨，并与相关合作伙伴研究起草了“广义智慧城市顶层设计与建设规划框架（V.3.3版）”，作为广义智慧城市顶层总体设计与建设规划的内部基础文件，试行检验其顶层设计与建设规划推进的有效性。

3　广义智慧城市的务实发展实践探索[1]-[20]

3.1务实发展策略思考

限于篇幅，在此不能详细论述有关务实发展策略思考，详情可见相应参考文献。但应特别强调几点：

（1）始终牢记互联网思维与安全保障第一要务作用。

（2）5G启动的战略价值及对广义智慧城市发展的有效支撑。结合3GPP R13/14/15/16/17等推进步骤、IEEE下一代WLAN及频谱高端大踏步扩展与自适应、自组织与自学习、自管理的认知无线电技术方向组合迈进，十项较可取的关键技术走向如下：

⊙ 多元、多维、多层次异构网络/系统深度协同与融合。

⊙ 大规模多天线MIMO（MaSSive MIMO）技术。

⊙ 超密集组网。

⊙ 高频段（6GHz-100GHz）频谱扩展、高低频段协同融合运作及智能频谱运作与管理。

⊙ 新型高状态调制及编码、编码调制和网络编码技术。

⊙ 物联网感知/认知的增强及D2D终端直联技术和可穿戴智能终端及智能WBAN。

⊙ 同时同频全双工FDD/TDD彻底融合及灵活双工与特效TDD双工。

⊙ 非正交及海量连接的新高效多址连接传输技术（由NOMA至PDMA，SCMA及MUSA……）。

⊙ 基于轨道角动量（OAM）的“旋转式”（扭曲型）无线传输技术。

⊙ 基于不平稳谱随机过程信号设计技术的超窄脉冲式T PM（时相调制）及超窄带（UNB）技术。

考虑5G务实推进，首先应瞄准ITU 5G标准化的明确实施日期目标，以中国“IMT-2020推进组”为核心，拟订积极严密的实施计划，有机分工协同，夺取5G标准化胜利第一仗。

（3）用“用互联网+”理念及“互联网思维”有机组合，在这万物移动互联时代充分发挥创新驱动的有效作用。实施全方位跨界融合创新与支持“一带一路”互联互通及经济发展升级，进入以技术创新与商业模式创有机融合的全方位创新的新时代，坚决贯彻执行习近平总书记创导的“四个全面”及“三严三实”指导思想，及“双创、四众”途径，为实现中华民族伟大复兴的“中国梦”积极贡献力量。

3.2广义智慧城市的务实发展实践探索

3.2.1一年一度的全国性大会及明确性主题的全国行

2011年4月21日，在北京国家会议中心召开首届中国智慧城市大会。主题为“智能让城市更美好”，来自部委、城市、企业等嘉宾400余人出席。论坛主席成思危先生作主旨报告，全面阐述广文智慧城市蜝本理念，为响应成思危主席的讲话精神：“要充分调研各地，建设各自特色的智慧城市”，此即开始全国行智慧城市巡回考察研讨会活动，首先与北京市进行对接、研讨。

2012年4月29～30日，以主题为“中国智慧城市创新与发展的路径选择”的2012第二届中国智慧城市大会在北京国家会议中心召开。之后，又连续举办了主题为“智慧城市助力新型城镇化”的2013第三届中国智慧城市大会、以“大数据点睛智慧域市发展”为主题的2014第四届中国智慧城市大会、以“智慧治理，畅想城市智慧新生活”为主题的2015第五届中国智慧城市大会、以 “广义智慧城市有效助力‘互联网+’及中国新常态经济发展”为主题的第六届中国智慧城市大会。同时，还展开了以每年相应主题为聚焦目标的全国行交流与研讨和推广智慧城市及广义智慧城市理念的实践活动。

3.2.2实践探索的主要进展与成果

（1）中国智慧城市论坛精心组织了成思危任主编、陈如明任执行主编，汇集全国顶级专家五年来智慧城市高端学术思想与探索实践的文集《广义智慧城市导论》，该文集将于2016年初出版，用于广义智慧城市理念的规划、设计、建设、融资、运行等实践工作，包括其基本系统方法论在内的有益指导与参考。

（2）中国智慧城市论坛联手中信网信公司联合成立“广义智慧城市顶层设计研究中心”，进行深入研究，并组织国内顶层设计知名专家和企业进行多次广义智慧城市顶层设计深度研讨，完成了“广义智慧城市顶层设计与建设规划框架（V.3.3版）”，用于后续广义智慧城市实际规划设计与建设实践的指南与参考。

（3）中国智慧城市论坛选定武汉为第一个广义智慧城市实践基地，将为武汉市从智慧城市向更高层次的广义智慧城市发展积极贡献力量。同时，后续将把武汉的可推广经验，向全国其他城市传播。

（4）中国智慧城市论坛联合指南针智慧城（北京）投资管理有限公司（下简称为指南针智慧城公司），成立智慧城市规划研究院，指导指南针智慧城公司开展广义智慧城市示范区工作。

（5）至今，通过这五年左右的实践活动，中国智慧域市论坛专家库已拥有全国各行各业及各领域专家130余名，其中有知名的智库专家30余名，他们是进行每年大会及全国行交流研讨的核心平台中坚实力。

3.2.3应特别强调的三个广义智慧城市规划建设与实施探索案例

（1）中兴网信广义智慧城市探索，已运用广义智慧城市理念及顶层设计方法，支持中兴公司在国、内外诸多城市进行智慧城市规划建设工作。

（2）武汉广义智慧城市探索，这对武汉积极参与发动的中国第四极的湖北、湖南、江西三省的中部特大经济区的有效发展有重要支持作用。

（3）指南针智慧城公司典型示范区广义智慧城市探索，将运用广义智慧城市理念与PPP有效融资手段规划建设中国东、南、西、北、中五个智慧城市典型示范区。目前，北京示范区已从槐房村、南苑乡扩展到丽泽和丰台科技区“一区两园”及花乡局部约95平方千米，将吸引世界有重大影响力的组织、企业入驻，成为北京的政治、金融、科技、人才、信息的南城中心。

4　结束语

最后，应再次强调，在2015年十二届全国人大李克强总理政府工作报告中对智慧城市的战略重要论述及“人民网”相关解读也为一大亮点：“发展智慧城市是个重大的战略方向，是信息化与城镇化的最切实的结合点，能带动产业升级，其中蕴藏着大产业、大机遇、大前途”。而涉及民生、惠民之治国之道时强调“立国之道，惟在富民”，“民之疾苦，国之要事”，“要以推进民生福祉为目的，加快发展社会事业，改革完善收入分配制度，千方百计增加居民收入，促进社会公平正义与和谐进步”。

总之，广义智慧城市及智慧城市具备的几个基本显著特征将是“设施更先进，发展更科学，管理更高效，执行更务实，环境更绿色，城市更安全，社会更和谐，生活更美好”。通常还可用更简明易记的几个关键字来描述智慧城市的主要特征与目标，即，“安全幸福，绿色和谐，便捷宜居，智慧高效”等主要特征，无论是4个、8个、12个、16个关键字或更多，汇成一个基本目标为“使城市更智慧，让生话更美好”或“智慧城市让生活更美好”！对应英语表达为“The Smarter City，The Better Life”！其四大战略价值为：全面提升城市生产力水平，全面提升城市智能/智慧创新能力水平，全面提升政府管理与服务效率及水平，全面提升城市惠民、幸福、安全、和谐、绿色、宜居水平，开启智慧新生活！

[1] 成思危．2011，2012，2013，2014年度中国智慧城市大会主旨报告．HTTP// WWW.ChinaSmarterCity.or9

[2] 陈如明．智慧城市、绿色创新与多媒体视讯发展策略．中国多媒体通信，No.6,PP24-25,2011.6

[3] 陈如明．多元异构系统的协同与融合助力智慧城市的务实发展．新媒体时代，No.10,PP.93-97,2011.10

[4] Ruming Chen, "Pragmatic Development Strategic Considerations on Cloud Computing, Smarter Emergency Integrated Response System and Smarter City”, 2012 3rd IEEE International Conference on Emergency Management and Management Science in China, Beijing, China, Aug. 2012

[5] 陈如明．未来信息通信网络发展战略思考（I，II，III）．中国新通信（技术版），Vol.8, No.15,No.17,No.19, pp.5-10,pp.11-15,pp.5-13, 2006.8-10

[6] 陈如明．“杀手锏”、“产业链”问题及创新与发展策略．电信科学，No.7, pp.1-6,2003

[7] 陈如明．IPv6与P2P结合的市场前景及务实发展战略思考．通信技术政策研究，No.3 ,pp.17-31,2007

[8] J. Metola III, "Cognitive Radio: An Integrated Agent Architecture for Software Defined Radio", Stockholm, Sweden: Royal Institute of Technology (KTH), 2000

[9] 陈如明．先进技术驱动下的节能减排与绿色创新（I，II，III）．移动通信，No.8, No.11 and No.12, pp.5-9, pp.7-10 and pp.7-9, 2008

[10] Nick McKeown, Tom Anderson, Scott Shenker, et al., "Open Flow: Enabling Innovation in Campus Networks" [J]. ACM SIGCOM, Computer Communication Review, 2008 38(2) 69-74

[11] 陈如明．智能城市、智慧域市的概念、内涵及务实发展策略．数字通信，No.5,PP.3-9,2012

[12] 陈如明．两化深度融合助力中国第三次工业革命．通信技术政策研究，No.6,PP.8-25,2013

[13] 陈如明．泛在/物联/传感网与其它信息通信网络关系分析思考．移动通信，No.8,PP.47-51,2010.4

[14] 陈如明．智慧城市的安全问题应对策略思考．通信技术政策研究，No.5, pp.19-25, 2012

[15] 陈如明．大数据时代的挑战、价值与务实应对策略．通信技术政策研究，No.6,pp. 1-10, 2012

[16] 陈如明．大数据点睛智慧城市发展．通信技术政策研究，No.2, No.3,PP.1-13,PP.1-13,2014

[17] “广义智慧城市顶层设计与建设规划框架（V.3.3版）．2014中国智慧城市论坛广义智慧城市顶层设计研究中心．深圳中兴网信科技有限公司

[18] 陈如明．中国创新驱动务实推进战略思考．通信技术政策研究，No.5,PP.1-18,2014

[19] 陈如明．5G务实发展的战略思考”（一）及（二）．通信技术政策研究，No.6,PP.1-16,2014及No.1, pp. 1-10, 2015

[20] 陈如明著．信号、系统与高速无线数字传输．北京：科学出版社，2000

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2016.02.010

TN91，TN92

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1672-7274（2016）02-0053-05

陈如明，工业和信息化部通信科技委专职常委及原副主任，无线电管理局原副局长，中国国家无线电频率规划专家咨询委员会主任，中国智慧城市论坛副主席兼秘书长，中国通信学会及中国电子学会会士（Fellow）；主任高级工程师（国内第一批教授级高工，当时称主任高工），被多所著名大学如浙大、清华、北大、华中科技大等聘为兼职教授；国内外一些知名技术杂志编委，国内一些知名协会、学会副会长及常务理事。曾为邮电部第四研究所及国家无委办总工、美国斯坦福（Stanford）大学高级研究学者及国际通信卫星组织（INTELSAT）中国董事。主持和参加过多种科研项目，获国家及部级多项一至三等国家级、部级科技攻关、科技进步奖及两委一部表彰奖等多种奖励，1991年获国家科学研究突出贡献特殊津贴。