智慧城市及其技术要素研究

张琳

摘要：智慧城市区别于传统城市显要的因素在于技术，这种技术不是通常意义上的技术，而是智能技术。智慧城市以创造一个适合人们生存的自由、全面、充分发展的生产、生活的城市环境为目标，以大数据、物联网、云计算等核心技术为支撑，发挥智能化电子政府的作用及新兴的5G网络为智慧城市中的人们提供更优质体验。

关键词：智慧城市;大数据;物联网;云计算;电子政务;5G

传统的城市是以非农业人口聚集所形成的地域，人口稠密的区域称之为城市，其中包括住宅区、工业区、和商业区。对于传统传统城市，著名城市学家刘易斯·芒福德这样谈到：“一个城市的基本物质方式是作为聚集、交换和贮存的固定场地、牢固蔽身所和永久性设施……城市从完整意义上来说是一种地理网络，一种经济组织，一种制度性进程，一个社会行为的场所……一方面它是日常家庭和经济活动的物质框架，另一方面又是为人类文化更有意义行为和更崇高冲动而形成的一种令人关注的环境。”智慧城市是当今城市建设与信息化高度结合的一种高级形态，IBM自2008年提出智慧地球（Smart Planet）理念，并于2009年进一步指出：智慧城市的建设是智慧地球建设的先行军。杨冰之的《 智慧城市的词义解读 》中：有“ smart city ”、“intelligent city”、“smarter city”、“wisdom city”四种关于智慧城市的释义，笔者更倾向于第一种和第二种的结合：信息技术以及对规律和人本思想的把握，进而形成更加迅捷的城市，更加智能的城市，让人们生活更美好的城市。智慧城市旨在“智能地感知、分析和集成城市所辖的环境、资源、基础设施、公共安全、城市服务、公益事业、公民、企业和其他社会组织的运行状况，以及它们对政府智能的需求，并做出相应的政府行为。其目的在于形成城市系统运转的良性循环，”。智慧城市建设中秉承的人本理念，是一切科学技术的应用，基础设施的完善，政府职能的整合和高效之理想预期及最终目标。受益于智慧城市中的人们对美好生活的需求，更大的程度上得到了满足。

“信息技术的高速发展带来了全球普遍的信息化浪潮。世界各国和政府组织都不约而同地提出了一栏互联网和信息技术来改变城市未来发展的蓝图计划。美国率先提出了国家信息基础设施（National Information Infrastructure）和全球信息基础设施（Global Information Infrastructure）计划”;欧盟紧随其后，在2007年之后的五年间，加大为科技研发的资金投入，累积达到20亿欧元。诸多国家和地区已经争相提出了建设智慧城市、制定智慧城市的发展规划。上海在第41届世界博览会上，提出了“智慧上海”——“城市，让生活更美好”（Better City，Better Life）的理念，展现“城市多元文化的融合;城市经济的繁荣;城市科技的创新;城市社区的重塑;城市和乡村的互动”等方面，集中体现了我国建设智慧城市的定位和特色。

智慧城市建设与科学技术间关系的探索，“是从技术进步与经济社会发展历史演进的角度入手，研究的主要问题是技术进步对经济增长的影响、技术进步与城市发展的关系以及技术对社会发展的影响。……技术创新的浪潮带来发展方式的转换，从而导致社会发展和城市发展特征及结构的变化。……人类社会技术、经济、城市发展的历史表明，技术变化决定了经济发展的‘长波或循环，进而决定了城市的发展阶段。”布罗特其等学者则“从技术上变化的历史进程入手，分析技术凡是和发展方式对城市社会经济生活的影响，分析技术变化对经济活动空间相互作用的影响。他们认为信息技术是信息革命的核心，信息技术广泛地应用于经济活动和社会生活的各个方面，直接或间接地引起人们生活方式、生活质量、价值观等方面的变化。”学者Nicos Komninos 对智慧城市建设的基本条件问题进行了研究。“他认为智慧城市是指具有较高的学习和创新能力的地区，其建设是基于该地区居民的创造力、知识创造制度以及为通信和知识管理服务的数字基础设施之上的”。智慧城市是由高新技术出现引发的新概念。新一代信息技术是智慧城市得以实现的前提，尤其是在智慧城市建设的初期，更是对技术有着高度的依赖。为此，中国学者在有关智慧城市建设的技术条件方面的研究著作和论文大多用相当比例的篇幅介绍新一代信息技术的内容。如《智慧城市——技术推动和谐》一书中作者吴胜武、闫国庆将智慧城市建设主要技术分为：网路技术、数据存储与数据挖掘、遥感技术与监测系统、可视化与虚拟实现技术等。

智慧城市区别于传统城市显要的因素在于技术，这种技术不是通常意义上的技术，而是智能技术。从字面意义理解，所谓“智慧”体现在“对于事物能迅速、灵活、正确地理解和解决的能力”。移植这一理解，“城市也应具备此种迅速、灵活理解和处理城市问题的能力。”因此“智慧城市”中的“智慧”是实实在在的将智慧与智能逐步的应用于世界、融入城市生活并根本性的改变着城市。“在城市全面数字化基础上建立的可观、可测量、可感知、可分析、可控制的智能化城市管理与运营机制”，被广泛的应用和被需要于主体人们的工作、学习、生活、生产、消费等各方面、各领域之中智慧城市以创造一个适合人们生存的自由、全面、充分发展的城市环境为目标，集聚了大数据、物联网和云计算三大部分核心技术。

数据是一切科学技术的前提，海量数据的存储分析、管理应用，为技术的研发提供空间与可能。大数据一方面由于数据数量的巨大，但其内涵并非数量能够解释的。“大数据并非一个确切的概念……数据的聚集导致了新的处理技术的诞生。例如谷歌的MapReduce 和开源Hadoop平台（最初源于雅虎）这些技术使得人们可以处理的数据量大大增加。更重要的是，这些数据不再需要用传统的数据库表格来整齐地排列”大数据也是一种技术形式，需要基本的技术载体，大数据包含具体步骤为占有数据——整合数据——分析数据——研究创新——指导实践。在web2.0的网络环境之下，社交共享网络的自媒体产业蓬勃發展，让个人的数据能力越发凸显。个人的网络行为增加了大数据的存储，丰富了其数据内容。这也是智慧城市得以发展的重要动因。其次，物联网技术某种程度上来说是一种智慧技术，“物联网技术是系列技术的组合，但以传感技术为基础。……物联网就是传感网技术在物与物、物与人之间的应用。”在物联网中物品信息的交换建立在将物品与网络连接起来的基础之上，“实现人与人、人与机器，机器与机器的互联互通，充分发挥人与机器的各自的优点”，实现人对机器的利用，充分实现实体的价值也是智慧城市的重要标志之一。再次，作为一种新型的运算模式，云计算迅速兴起。“Gartner 早在2011年1月发布的IT行业十大战略技术报告中就将云计算技术列为十大战略技术之首。”它是将已占有整合的大数据在虚拟的情境之下进行计算分析，智慧城市中云计算的应用则达到了一个更高级的阶段，新编程框架MapReduce等等模型化简了海量数据的处理，更加便利的模拟人类的智慧思考并相对迅速的得出客观性的结论，从而降低人类的脑力劳动。和物联网技术一样，云计算也正处在一个日趋完善的阶段，其安全性、成本消耗程度、可操作性等方面，仍需要深入的探索和研究。

如今高速运行的5G网络也在影响着智慧城市的建设的进程，5G网络是第五代移动通信网络，其峰值理论传输速度可达每秒数1Gb，比4G网络的传输速度快数百倍。中央将5G列为2019经济工作重点任务，正因为认识到了5G不仅是网络，更是社会进步的催化剂。5G网络加速了行业产业升级，续写移动互联网产业创新模式，加速AI、AR/VR、机器人等新技术规模的商用，个人生活数字化体验极速提升，全社会会数字化加快，实现工业4.0与人个性化的链接，加快了数字化社会的到来，开启了更加智能的生活之旅。智慧化的电子政务信息资源是智慧城市战略目标的重要保障，智慧城市环境下必须要确保信息资源内容具有较大的覆盖面，电子政务根据城市发展的实际需求，制定各行业相关的技术标准和平台协议，打破传统城市发展中的信息孤岛、数字鸿沟遍及的现象，让各行业协调发展，齐心协力奔向同一个目标。大数据、物联网、云计算、5G网络等多项技术的融合与电子政务的发展，让城市朝着更加智慧的方向发展。

以美国为例，美国较早就把高新技术普遍应用于城市建设各个领域，在互联网的有力支持下，利用蓬勃发展的物联网技术大力发展经济、运输、医疗等产业，将技术发展设定为城市发展进程中的重要方面。在大数据的背景之下通过技术的应用，为城市居民提供了智能化服务。如智慧交通方面，通过综合天气、车流量、路况等等方面形成出行方案，交通部门通过数据资料的占有和云计算的分析，迅速形成有效的调度与指挥，灵活便利解决出行问题。在智慧管理与服务方面，通过相关智能系统及时掌握市民需求情况的掌握，通过智能系统加强沟通、强化政府部门决策的透明化，以提高政府管理服务能力和公信力。在智慧经济发展方面，将物联网的最大范围进行应用，掌握客户需求信息，实现资金和产品的灵活调动，使大数据成为经济发展的决定性因素。我国同样非常重视智慧城市建设，根据德勒研究最新发布的《超级智慧城市报告》数据显示，截至2017年底，我国在建的智慧城市已经打到500余个，近乎占全球总数的一半。目前我国成为世界上智慧城市最多，进程较快的国家。国务院在2014年印发了《国家新型城镇化规划（2014-2020）》文件明确强调，将智慧城市作为提高城市可持续发展能力的重要手段和途径。同年8月国家发改委起草的《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》标志智慧城市正式纳入国家建设体系。习近平总书记在上海考察时强调：“城市治理是国家治理体系和治理能力现代化的重要内容，要注重在科学化、精细化、智能化上下功夫，要善于运用现代科技手段实现智能化”。互联网BAT等企业发挥了巨大的作用。以百度为例：在2018百度世界大会上，李彦宏展现了百度对智能交通的理解和规划，依托百度大脑、大数据、智能云、智能百度地图、百度无人驾驶以及车路协同解决方案等技术手段，能实现动态路径优化，提供最优出行方案，同时能采集路面状况信息并反馈到交通管理中心，与其他车辆共享路面信息;缓解日益恶劣的气候状况，通过“风云四号”卫星及“数值预报系统”监测各个城市局部天气及空气质量情况以便做出及时的反应;智能医疗，智能设备及时关注个人健康，对身体不便的老人进行远程关注，开通便捷的就医方式，紧急情况之下及时就医等等。

海德格尔曾把现代的人看作是无家可归的人，但在智慧城市的建设过程中，通过各种高新技术的应用，智能、便捷的生活，让人们有了在工作之余可以更加自主的分配时间和空间，有更多闲暇的时光享受生活，自由而充分的培养自己的全面发展的能力，这是智慧城市人本思想的重要表现。

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