智慧城市建设融合策略实施

乐利锋

摘要：目前，我国智慧城市建设处于摸索尝试阶段，关于智慧城市建设的理念、思路及方式还未成熟，因此首先分析智慧城市有机统一体和融合理念的内在关系，然后基于融合理念，从资源、技术、平台及商业模式四个角度，提出了智慧城市建设实施可遵循的四种融合策略，最后从对智慧城市效果评估角度，提出融合指标评估体系建设的建议。

关键词：智慧城市 融合策略 资源融合 平台融合 商业融合

1 引言

智慧城市的发展理念从根本上来说是将城市中物的智能与人的智慧结合起来，使城市具备自管理、自适应和自调节的能力，也即“智慧”的能力。与人的“智慧”类似，智慧城市也必须具备自然健康的有机系统以及敏捷的思维、行为能力，即智慧城市是个有生命的统一体：它在具有完善的基础设施的前提下，能够广泛地汇集社会各方面的信息资源，进行分析处理，从而形成完备的数据资源。在完善的数据资源基础上，通过运用物联网、云计算等先进的信息技术，建设统一的应用平台系统，城市能够实现高效、智能地运转，并协助城市管理者做出科学的决策，提高城市的管理水平和服务能力。整个运转过程产生的数据资源又可被城市所感知，进一步促进数据资源的完善和处理能力的提升。

显然，智慧城市效率和效能的提高取决于各个组成部分的功能优化以及相互之间的协作能力，这就是智慧城市这个庞大系统工程的内在融合。智慧城市建设需要“共建、共享、开放、共赢”，需要内在的不同的融合策略支撑，而这些正是融合运营理念的具体表现，因此本文接下来将对智慧城市建设融合策略实施进行研究。

2 融合策略分析

智慧城市不可能由单个行业推动、单种技术支撑、单个系统服务及单方投资、建设及运营。它是一个生命体，通过其内部的结构、功能、流程等相互作用，融合成一个自然成长的有机体。如图1所示，这个有机体持续成长离不开资源、技术、平台及商业四方面自我融合及共同融合。对于智慧城市建设，资源融合是前提，技术融合是手段，平台融合是保障，商业融合是动力。资源融合推动技术融合，技术融合实现平台融合，平台融合保障商业融合，商业融合实现了智慧城市的可持续发展。

2.1 资源融合策略

我国的智慧城市建设涵盖了众多行业，包括政府信息化、公检法、交通、卫生、城市管理等部门，还有参与建设的电信运营商、业务提供商、咨询服务商、软硬件提供商。但是，目前我國的信息化建设仍以“竖井”式开展和部署为主导，部门仍旧以本系统为单元建设相对独立和封闭的信息系统，这就形成了一个个的信息孤岛，信息资源的巨大价值无法以有效的方式被挖掘和利用。在这种建设环境下，各部门创造的信息不能被及时共享或交换，城市功能无法高效协同联动，智慧城市也就无从智慧。例如，一个人从出生到去世，会在城市公共部门（如医院、户籍、学校、人事、保险）留下信息踪迹，但由于信息不能共享，类似于保险金、补助金、工资等资源被虚假占用。因此，越来越多的智慧城市建设参与者和受益者不断向政府或者行业要求消灭信息孤岛，实现信息资源高度融合。信息资源融合不是一蹴而就，需要循序渐进，要通过以下三个方面着实推进：

（1）数据要开放，尤其是政府数据实现开放

数据资源是智慧城市建设的灵魂，其中政府及行业数据资源是城市运作情况的晴雨表。政府开放数据的目的是推动信息公开及获取平等，形成一个社会广泛参与和受益的生态圈。城市是个逻辑概念，它可能跨地域、跨领域，政府可利用“众人拾材火焰高”原理，采取多点分布、分工协作、集中汇聚的方式来完成数据采集与提取。

比如文献[1]中所提到的，美国联邦政府推出的Data.gov数据开放方案，通过Data.gov网站公开美国联邦政府全部行政部门在运营管理过程中产生的有潜在价值的、可供再次开发利用的、涉及18个行业的数据集，同时为大众提供与数据相关的各类统计工具及基本分析软件。此举成为美国乃至全球范围内开放数据实践的标志性成果。

（2）数据要标准，尤其是数据结构实现统一

数据标准是数据流动及共享的前提，数据的应用、类型、来源都是大不相同的，“智慧城市”的数据资源体系就是将其进行规范、整合后形成的平台。

图2列举了基础的技术数据“元数据”。这是一种非常受到信赖和认可的方式，将数据进行标准化、规范化建设。为了实现异构海量数据共享和融合，需要将不同存储形式的数据转换为统一的、结构化的、标准的智慧城市元数据形式，从而为建立一体化城市数据共享平台以及进一步的信息融合交互平台提供基础。针对不同的数据类型，可以主要采用两种技术方法：对结构化数据（主要是数据库存储的数据）可以直接采用映射技术方法将数据转化为标准的智慧城市元数据形式；对于非结构化数据（如视频、音频、图片、图像、文档、文本等形式）可以采用嵌入数据标注标签的方法将非结构化信息数据转化为标准的结构化元数据。通过异构数据标准化过程，可以实现智慧城市系统对各类数据源的无缝对接，从而进一步实现对数据的管理、处理和分析。

（3）数据要共享，尤其是共享机制要有效可行

在智慧城市平台中，共享数据可以通过两种方式进行部署。一是利用数据交换中心建立逻辑上的统一的共享数据库。由于业务系统对数据安全性要求比较高，都存储有大量的数据，且不同业务系统之间需要交流时是在大量的数据资源中提取少量的部分数据。因此，数据交换中心的功能就是将各异构数据源的数据采集、分发，为被交换数据打包、解包、过滤、审核、装载入库等数据交换提供服务接口。二是建立物理上的一体化智慧城市共享数据库，这样可以保证智慧城市平台具有稳定的全局性数据源，从而有利于智慧城市平台对共享数据进行有效的管理和监控。

为了整合形成一个共享数据源，也为了完成业务系统数据交换，业务系统可将外部信息纳入共享数据库。随着智慧城市进程化的不断深入和进一步规范，在城市范围内将逐步形成统一的全局共享数据库。在实际情况下，智慧城市共享数据库的部署可以综合上述两种方案的优势进行平滑演进，如图3所示。

此外，实现数据价值的更高效提取，需要对数据做进一步分层分类处理。如图4所示，城市共享数据可以分为三个层级：一是基于城市各企事业单位部门的各个异构的基础源数据库；二是在源数据库的基础上，经过数据转换过程形成的基础共享数据库；三是通过智慧城市数据分类机制形成的面向上层应用平台的各专题数据库。

2.2 技术融合策略

智慧城市是一个新型技术体系，它由多种信息技术整合实现，如图5所示。不同技术手段之间的异构性决定了这些技术并不能在智慧城市系统中独立，它们的终极服务目标是上层应用，因此应根据一定的机制协同合作。

（1）感知技术融合

作为智慧城市信息的源头，物联感知层是智能信息采集的关键部分，它具有动态性、多元异构性、超大规模性等特征。因此，针对多种感知信息采集技术的融合协同感知方法的研究尤为重要。目前，针对感知技术的融合策略，主要包括：

1）RFID技术与传感器网络的技术融合。在智慧城市系统中，各类传感器分布于城市各个角落，但是目前传感器网络很难对特定的传感器节点进行标示，而在此方面，RFID技术很有优势。因此感知技术融合既可以迅速找到节点位置，又能将网络的主要精力集中到数据上。

2）多传感器信息融合。智慧城市感知层中包含了视频、音频、红外、化学等多种类型的传感器，不同类型传感信息的有效融合对提高智慧城市运行效率具有重大意义。一般来说多传感器信息融合过程如图6所示：

（2）网络技术融合

智慧城市的网络是一个异构的网络：接入技术异构、传输网络异构、终端服务异构。智慧城市网络层目前亟待解决的难题是在异构网络存在的前提下仍然保证端到端的服务质量。因此，很有必要构建异构网络融合平台，针对网络技术的融合策略，主要包括：

1）在传输网络层面，逐步实现各类传输网络向IP化方向融合演进；

2）在无线接入网络层面，逐步实现不同网络频谱、空中接口及相关协议统一融合；

3）在终端层面，逐步达成各类终端的全网络兼容，实现“全网通”。

各个层次通信网络的融合更有利于智慧城市基础网络，是实现网络服务的泛在化、高速化和便捷化的必然选择，也是未来智慧城市的发展方向。

（3）应用技术融合

在智慧城市建設过程中，“信息孤岛”的现象普遍存在：行业或部门应用单独自成体系，各类应用分别独立开发、独立运营，导致智慧应用之间信息不能共享交换，业务无法协同联动。因此，从技术角度来看，可以通过以下策略进行应用融合促进：

一是加快搭建云平台，部署大数据分析技术。如图7所示，云平台可以有力地带动城市智慧应用之间的信息共享和融合的发展。通过云平台的搭建，可以将城市各行业与部门的分立应用系统进行统一整合，实现统一管理、统一运营。同时，借助大数据处理技术可以为所有智慧城市应用提供统一的数据分析，应用提供与信息呈现能力。

二是加强应用支撑平台的平滑演进能力。智慧城市的建设是一个循序渐进的漫长过程。在建设过程中，会不断产生新的应用需求，并要求不断接入新的数据源、系统功能模块以及业务子平台，同时不断增强新的硬件支撑。因此，借助新兴的云计算、大数据、海量面向对象存储等技术不断增强平台的平滑演进能力，对促进智慧城市发展尤为重要。

2.3 平台融合策略

智慧城市的运行发展需要接入汇集城市中各政府部门、企事业单位以及其他社会公众服务部门独立的业务信息，因此建立一个能够有效融合城市各类信息数据的智慧平台尤为重要。具体到平台融合策略，可以从实现平台开放和建立分级架构两方面进行考虑。平台开放是智慧融合的前提，只有在开放平台的基础上才能对城市交通、市政、安全、经济产业和公众服务等各方面做出统筹规划，保证城市高效低成本运营，实现社会科学管理、民生服务高品质。智慧城市建设是一个长期持续的工程，只有建立层次清晰的分级平台架构，才能有效地支撑智慧融合平台的开放运营和可持续发展。

首先，智慧城市要实现平台融合，必须尽最大可能地进行能力开放，通过构建面向公众的一组互联网服务组件，形成统一、标准、灵活的实用能力接口。能力组件主要包括对外开放能力以及内部开放能力：语音能力、消息能力、视频能力、位置能力、支付能力、搜索能力、云存储能力、认证管理能力、授权管理能力、运维管理能力等。这些组件组成了平台核心能力，经过一定的封装处理后形成能力接口，继而构成能力开放平台。如图8所示，通过不同能力的融合协作，平台具有“人脑”处理的功能，如分析、解决、表达、接受、调节及成长的能力。

其次，建立一套层次结构清晰、易于扩展部署的智慧城市平台统一框架结构是支撑智慧城市平台融合发展的重要保障，如图9所示。

其中一级平台为统一的城市级信息汇聚处理云平台，主要包含信息系统集成、数据资源管理与共享、数据分析、海量存储、身份认证以及可视化管理等功能。二级平台为行业级平台，主要负责智慧交通、平安城市、智慧园区、智慧贸易、智慧医疗、智慧城管、电子政务等分立行业的信息汇聚与处理。三级平台为企业和部门级平台，主要涉及企业内部的行政审批、节能减排、客户关系、安全管理等方面的数据收集和处理工作。利用智慧城市的开放接口实现智慧平台分立架构的三级联动可以有力保障智慧城市融合平台的平滑演进和可持续发展。

2.4 商业融合策略

我国智慧城市建设还不成熟，仍处于实践探索阶段，其可持续发展也受到建设运营手段单一和市场的主体地位未能充分发挥的影响。因而形成有效的商业融合策略很重要，吸纳不同类型的建设运营手段，引导其作用于智慧城市，催生出更大价值。

智慧城市商业融合策略的构建需要遵循“合作共赢”、“持续盈利”、“市场主体”及“保障安全”等原则，从产业链构建、建设模式、运营模式三方面推进。

（1）产业要融合

智慧城市形成了一个以为终端用户提供服务为核心，包含多个服务提供者庞大的产业链，其中有内容提供商、系统集成商、芯片制造商、设备制造商等。产业链中上下游方关系相互依存，经过长期的演变，逐渐形成了两大产业融合阵营。如图10所示，第一个产业融合阵营是以网络运营商为核心的“运营派”，如中国三大电信运营商利用其网络和用户优势在终端、软件、集成、建设、内容等领域联合了众多跟随者。第二个产业融合阵营是以设备软件提供商为核心的“设备派”，如华为、中兴利用其自身内部丰富强大的产业链资源，带动芯片、设备、集成、软件、运营等相关产业资源，形成智慧城市建设运营生力军。当然，两大阵营之间的合作与竞争是并存的。然而，二者更应该逐渐差异化自己的定位，突出自己的特色，谋求相互间更多的战略合作，实现合作共赢。

（2）建设模式要融合

智慧城市建设模式应在传统建设模式基础上，利用先进的信息化手段及网络技术，整合优势资源，推动城市以新模式运行。智慧城市建设是个巨大的、持续的工程，它建设方式包括全局的也包括局部的，包括短期的也包括长期的，包括政府的也包括企业的，包括公共的也包括商业的。任何城市建设的参与者都可能同是城市“智慧化”建设的参与者。文献[2]中给出了智慧城市可根据建设形态和服务对象的不同分类实施：

1）对于面向政府的信息系统建设项目以及公共服务项目，可由政府主导、企业建设，建成后由政府安排专项资金向相关企业购买服务或直接由企业移交于政府；

2）对于面向公众的信息系统建设项目，政府通过政策引导扶持，引入较为成熟的行业企业进行建设、运营和维护，在建设过程中的管控功能由政府担任；

3）对于涉及信息保密但又是面向大众的服务项目，为了兼顾为大众服务和保密职能，可成立由政府注资的市场化运营公司；

4）对于传统行业的智能化改造项目，由原有运营部门组织进行改造升级和实施。

在實际建设实施中，可在充分整合多方面资源的基础上，对智慧城市功能进行“划小”建设，划小单元可灵活搭配选取BT/BOT/BLT/BOO/BOOST/BTO多种方式，提供“顶层规划+解决方案+集成施工+资金支持+运营服务”一站式的融合建设模式，此模式可以解决许多问题，包括项目集成度低、资金不足、配套服务无法跟进、设备兼容性差等。

（3）盈利模式要融合

智慧城市是一个庞大系统的工程，一直以来智慧城市由谁投资、谁运营、谁买单这几个点一直困扰着政府与从业者。以往智慧城市建设多以政府牵头，投资少部分，企业大投入并兼顾运营工作，但是智慧城市建成之后由谁来为系统运营买单，不断的资金投入后期维护成为困扰着政府、企业以及用户的问题。智慧城市在建设初期出现了多种运营模式并存的局面。

1）官办官营：政府独自投资建网运营

模式：运营商负责提供网络支持和运营维护。政府负责建设、维护、运营和投资，部分服务免费提供使用，部分网络容量将被用于出租。

盈利模式：部分网络容量用于市政服务的自动化服务，剩余网络容量出租ISP用于建设独立于民用的政务专用网络或公共服务。

2）官管民营：政府指导，委托运营商建网

模式：政府进行投资，拥有所有权，投资运营商负责投资建设和运维。在建成后的一段时期内政府对业务和资费进行监管，投资运营商拥有该项目的经营权。

盈利模式：结合部分广告、增值服务，用户免费使用为主，政府给予运营商一定补贴。

3）官办民营：政府投资，运营商投资建网运营

模式：运营商利用自身有利条件建设，包括已有网络、技术、产品等，相关的扶持政策由政府提供。

盈利模式：公共服务或公共场所由政府买单，提供免费服务。商业服务获取资费，结合广告等增值服务获得市场化收入来源。

4）BOT模式：政府牵头，运营商建网

模式：主要由运营商出资建设，建设完成后的一定期限内运营商拥有专营权，到期移交政府；政府只支付少量规划咨询费用。

盈利模式：专营权期间，运营商将小部分营业额向政府缴纳管理费；运营商提供多种付费套餐。

5）民办民营：运营商投资建网运营

模式：政府仅对于基础设施或政策提供有限的支持，完全由运营商提供资金并进行建设。

盈利模式：用户购买服务才能接入网络，但在机场等重要对外场所可由政府提供补贴使用免费服务。

随着各方资本逐步进入，盈利模式不断清晰，产业链也逐渐成熟，其中的各个环节均参与到投资及运营中，单一的盈利模式是无法满足各方利益，多种盈利模式互相结合成一种灵活的、有活力的盈利的融合模式成为必然趋势，如图11所示。政府及产业链上下游只有根据当时当地城市的建设情况，首先确定投资方利益诉求，再选择适合的盈利模式（可设置不同盈利周期、不同种类的盈利方式、不同级别的盈利程度），同时在运营过程中不断调整，最终达到产业链的一种平衡。

3 融合评估思路

由于城市在自然条件、经济基础、人文环境等方面存在差异，各地的智慧城市建设处于不同阶段（包括总体规划与顶层设计、建设实施阶段、阶段性成果），亟需要通过考核方式来检验建设效果。目前，智慧城市的评估指标体系良莠不齐，比较典型体系如文献[3]，但是仍缺少国家层面一套体系来评估全国智慧城市建设成果。不过，大多数智慧城市评估指标体系都是从城市规划、公共服务、社会管理、基础设施和产业发展等几个维度进行评估。从评估的实际意义来说，评估的对象应该是城市，而不是城市的细节。评估的指标应该是城市被“智慧化”后呈现的整体功能效果，而不是各别功能呈现的局部效果。

通过对智慧城市建设融合策略的分析，智慧城市更偏向于一个“内因”主导的系统工程。智慧城市评价指标体系应该向能够衡量城市整体效果的维度考虑，即能够反映城市内部因素融合结果的指标（被称为融合指标，比如社会管理水平、公用服务水平或者城市某行业产业发展水平等）。在这个评估指标体系中，智慧城市作为一个整体被评估对象（类似于黑盒，被称为黑盒评估，如图12所示），向评估指标体系输入融合指标，并从城市中获取所需数据，通过复杂运算并实现融合指标结果输出（如图13所示）。通过融合指数对比，可以评估智慧城市建设的阶段（比如摸索阶段、建设阶段还是完善阶段）。

4 结束语

智慧城市目前正处于炒作高峰期，但也是个吸纳各方力量的最佳时机。由本文的分析可知，信息和数据壁垒必将被打破，技术和网络手段要优化使用，各方在合作共赢商业理念下，以最终客户需求为导向，形成广泛认可的产业规则和技术规范标准，搭建起统一、开放、标准的业务管控平台，构建起端到端的建设流程和运维体系，才能抓住“智慧城市”建设发展机遇。

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