关于当代智慧城市的概念和体系

1、关于当代智慧城市的概念和体系设计EMCC一， 我们正处在技术转型换代的时刻目前，在我国已有300多个城市提出建设智慧城市的需求，大家对于智慧城市的理解不完全一致。一般说，智慧城市常与数字城市、感知城市、智能城市、绿色城市、生态城市等区域发展概念相交叉。对智慧城市概念理解也经常各有侧重，有的认为关键在于技术应用，有的认为关键在于网络建设，有的认为关键在人的参与，有的认为关键在于智慧效果.一些城市信息化建设的先行城市则强调以人为本，以及有的强调可持续创新等。1.1 智慧城市是最早由IBM提出数字地球智慧地球的概念，后来提出智慧城市的概念。随着这些概念的探讨和大家的研究，全国各个单位和企业都提出了许

2、多看法，在这两年间，又有两个大事值得我们关注：1），2013年初，我国相关领导组织进行了 “制造强国战略研究”的工作。 提出了用20至30年的时间实现我国在世界上处于先进制造强国的要求。要大力推行智能化制造，提高创新设计能力，强化制造基础，推行绿色制造，发展现代制造服务业等。2），德国于2014年3月，提出德国“工业4.0”战略。“工业4.0”的概念是：将在前三次工业革命的基础上进一步进化，建立CPS, （Cyber Physical System）即基于信息物理系统，实现新的制造方式。信息物理系统是指通过传感网紧密连接现实世界，将网络空间的高级计算能力有效运用于现实世界中，从而在生产制造过程

3、中，与设计、开发、生产有关的所有数据将通过传感器采集并进行分析，形成可自律操作的智能生产系统。在这里描述的动态配置的生产方式主要是指从事作业的机器人（工作站）能够通过网络实时访问所有有关信息，并根据信息内容，自主切换生产方式以及更换生产材料，从而调整成为最匹配模式的生产作业。而在过去，传统的生产方式受到构成生产线的众多机械的硬件制约，无法发挥出更多的功能，作用极为有限。现在我们的基于信息物理系统的概念，实现“智能工厂”。与传统生产方式不同，动态配置的生产方式在生产之前或者生产过程中，都能够随时变更最初的设计方案。智能工厂中，固定的生产线概念消失了，采取了可以动态、有机地重新构成的模块化生产方式

4、。因此，我们在进行智慧城市的顶层设计时，应该考虑上面的因素。1.2 那么，大家对于智慧城市的理解是什么？现在一般人说的智慧城市实际上讲的是智能城市，并没有真正是讲智慧城市。这里由于近几年来大家对于人工智能AI（Artificial Intelligence）概念的引入，产生各种看法。人工智能是人们对机器的期望值。大概有4个阶段：1) 功能（Capability）。功能是工具的价值点，对于人类最有意义，也一直推动着人类社会的进步.2)智能（Intelligence）。 “智能”的概念是跟着时代的发展而不断改变的。记忆力是一种智能,算术是一种智能. 智商是智能。3）智力（Intellect）。智力

5、比智能更高一筹，“力”这个字里包含了判断力、创造力等信息。4）智慧（Wisdom）。智慧往往是由丰富的阅历、深入的思考积淀而来的洞察所以我们经常说某人智慧深广、堪为导师。所有的智能都不是用选项的形式来表述的，如像火种，它能在特定的时刻引燃人们思想的火花，照映前行的路线。那么，就说再过很久，机器设备也不大可能产生真正的智慧。因此，我们对于“智慧”的理解，应该是指现代的“人”。 智慧城市应该包括2层次的含义，一个是具有智能或者具有部分智力的是设备，一个是具有高智力和智慧的人。成思危在智慧城市第一次的会议上提出了：“广义智慧城市是四句话，以人为基础，土地为载体，信息技术为先导，资本为后盾。”强调了人

6、的因素。总之，智慧不仅仅是智能。智慧城市绝不仅是智能城市的另外一个说法，或者说仅仅是信息技术的智能化应用，还是应该包括人的智慧参与、以人为本、可持续发展等内涵。1.3关于新型的城市化的提出1）党的十八届三中全会，提出推进中国新型城镇化，提出了很多制度创新的问题，包括给予农民一定的财产权力，完善中国特色城镇化品质和机制，逐步实现进入城市的农村人口的市民化等，提出了很多重要的、方向性的、战略性的指导意见，这个在我们进行智慧城市建设时应该考虑的。    2）我国李克强总理和欧盟主席范龙佩，11月21号共同出席了中欧城市化的建设论坛。李克强总理在论坛上讲了，我们新型城市化

7、要集约绿色，人和自然和谐发展，中国和欧盟，签订了智慧城市试点计划，中方是15个城市，欧盟15个城市，所以一共是30个城市搞智慧城市，这对于开展相互之间的合作交流，对于我们吸收国外的经验，结合我们中国自己的特色，来推进智慧城市建设，会有很大的帮助。   以上是我们处于技术转型换代的时刻进行智慧城市设计应该考虑的几个因素。二， 智慧城市的体系结构智慧城市的体系结构包括：智慧城市建设的指导思想；智慧城市建设的发展目标；智慧城市建设的主体；智慧城市建设的功能；智慧城市建设的技术架构等。2.1智慧城市建设的指导思想是基于智慧城市建设的总体规划要求，是在进行智慧城市建设时的顶

8、层设计的基本要求。我们要针对中央对于发展某个城市的要求，省或自治区对于发展某个市的基本要求和某个市自身的规划要求，综合提出“智慧城市”的建设指导思想。2.2智慧城市建设的发展目标；以创新为驱动，以人为本，以信息物理系统（Cyber Physical System）为基础，实现新的社会生产方式和制造方式。引入新一代的互联网、云计算、大数据、物联网、智能科学、先进机器人等先进信息技术、系统工程技术与城市运行管理技术等几类技术的深度融合为手段，以工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展为途径，对城市的市政管理、社会民生、资源环境、产业经济、城市基础等五个领域及各领域间集成与协同活动中的人、物、环境

9、进行智慧化的感知、互联、协同和处理，从而为公众、企业、政府构建成一个“和谐、安全、高效、幸福、可持续发展”的现代化创新型城市生态系统。2.3智慧城市的主体智慧城市的主体是：l 政府；l 企业；l 公众；l 公共服务体系。2.4智慧城市的功能构成智慧城市的功能在总体目标下有：l 基础支撑部分l 应用领域部分2.5智慧城市的技术架构智慧城市的技术架构是在智慧城市的总体结构体系中，在总体目标的控制下，在保障安全运行体系和标准化体系的前提下，进行可靠有序的运行，他包括以下五层：底层是城市感知层，包括城市服务系统中被感知的人、物、环境对象，以及各种各样的感知单元；第二层是网络传输层，这里包括各种各样传感

10、网络和专网；第三层是数据链路层，这里包括基础数据；第四层是支撑服务层，这里有一系列的虚拟化、服务化、协同调度、信息整合等中间件及云计算、物联网、运营服务、智能服务等各种各样的服务；顶层是应用服务层：包括面向政府机构，各个行业，以及公众的服务，即：资源环境、产业经济、市政管理和社会民生等方面。三，智慧城市的支撑技术为实现上述主体、功能和技术架构的需要，我们现在需要什么样的支撑技术呢？智慧城市建设是复杂的系统工程，它由人/组织、经营管理和技术三要素组成。我们要将先进的信息技术、系统工程技术及城市经营、管理、运行有关的应用领域处理技术等深度融合地运用于城市的全系统及其建设的全生命周期过程（包括：项目

11、规划、启动、设计、分析、试验、运行、评估、完善、维护等阶段活动）中；在基于信息物理系统的概念下，使全系统、建设全生命周期活动中的人/组织、经营管理和技术等三要素，及信息流、物流、资金流、知识流、服务流等五流，进行集成优化，这样才能高质量、低成本、快速、智慧地为公众、企业、政府构建成“和谐、安全、高效、幸福、可持续发展”的现代化创新型智慧城市生态系统。总体上说来，有三类支撑技术：l 以基于信息物理系统的概念的新一代信息技术；l 城市运行管理技术；l 系统工程技术。具体的说，有以下先进技术：1. 移动互联网(Mobile Internet)：他是能力不断增强的，价格不断下降的移动计算设备和互联网连

12、接。其主要技术包括：发展无线技术，小型、低成本的计算及存储设备，先进的显示技术，自然人机接口，还包括安全、先进、廉价的电池。2. 知识工作自动化(Automation of Knowledge Work)：他是一个可以执行知识工作任务的智能软件系统。其主要技术包括：发展人工智能、机器学习；自然人机接口 ，智能数据；应用于教育行业的智能学习；医疗保健的诊断与药物发现；法律领域的合同 / 专利查找发现；金融领域的投资与会计等智能软件系统。3. 物联网(Internet of Things)：他是应用于数据采集、监控、决策制定及流程优化的廉价传感器网络。实现人-物-环境世界的智能化管理与控

13、制的一种“人物互联、物物互联、人人互联”的高效能、智能化的网络。其主要技术包括：发展先进、低价的传感器；无线及近场通讯设备（如 RFID）；先进显示技术；自然人机接口；还包括安全、先进、廉价的电池；在制造业与物流业实现流程优化；在城市管理中实现自然资源的有效利用（智能水表、智能电表）；在智慧城市中实现远程医疗服务、传感器增强型商业模式。4. 云技术(Cloud Technology)：他是利用计算机软硬件资源通过互联网或网络提供服务。其主要技术包括：发展云管理软件（如虚拟化、计量装置）； 数据中心硬件；高速网络；软件 / 平台即服务（SaaS、PaaS）；应用于基于云的互联网应用及服

14、务交付，提高企业 IT 生产力。云计算技术还包含：编程模型技术、数据管理技术、资源虚拟化/服务化技术、支撑平台构建/管理/运行/评估技术和标准及安全技术。它为智慧城市海量信息存取、资源共享/协同及智能计算提供重要的计算能力提供了使能技术与服务。5. 先进机器人(Autovanced robotics)：他是新一代的具备增强传感器、机敏性和智能的机器人，用于自动执行任务。其主要技术包括：发展无线技术 ；人工智能 / 计算机视觉；先进机器人机敏性、传感器；分布式机器人；机器人式外骨骼。主要应用于：产业 / 制造机器人；服务性机器人食物准备、清洁、维护；机器人调查；人类机能增进功能；个人及

15、家庭机器人清洁、护理等。6. 智能科学，他是一门交叉学科，主要有脑科学、认知科学、人工智能等学科共同研究智能行为的基本理论和实现技术。其主要技术包括：脑科学从分子水平、细胞水平、行为水平研究自然智能机理，建立脑模型，解释人脑的本质。认知科学是研究人类感知、学习、记忆、思维、意识等人脑心智活动过程的科学。人工智能研究用人工的方法和技术，模仿、延伸和扩展人的智能，实现机器智能。他为智慧城市提供智慧的技术基础，支持对智慧城市中海量信息的智能识别、融合、运算、监控和处理等功能。7. 系统工程学，他是一种组织管理系统的规划、设计、研究、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的方法。其

16、主要特点是：系统工程的共性基础技术科学有运筹学、控制论、信息论、计算科学和计算技术。系统工程技术解决智慧城市（复杂系统）的体系结构、支撑平台、系统集成和实施方法等，支持智慧城市的构建、集成和运营。8. 大数据（Big Data）技术，他是超大容量（Volume）、多样性（Variety）、时效性高（Velocity）和可疑性(Veracity)的数据与采集它们的工具、平台、分析系统的总称.其主要技术: 包括大数据的存取、挖掘、管理、处理技术。大数据技术解决智慧城市庞大的结构化、半结构化和非结构化数据快速存取、挖掘、管理、处理，是支持智慧城市各个领域有效进行智慧决策和预测的基础技术。9. 城市运

17、行管理技术，也就是产业经济、市政管理、社会民生和资源环境等领域应用处理有关的一类技术。其主要特点是：城市运行管理技术要在“基础支撑”基础上，集成上述技术，针对智慧城市专业领域的特殊需求，研究提出应用领域的解决方案/技术及领域的管理模式、组织机构、协调机制、服务保障等。它是智慧城市实现智能处理的基础技术之一10. 标准化技术。智慧城市中，需要使用许多设备，这些设备互联和通信都需要共同的约定，需要协议和标准。为什么需要网络协议？协议就是两个以上的参与者为了完成特定的任务而共同约定的一系列步骤。包括语义，语法和时序。这个就大家的协议，有了协议，就需要有标准。标准是在一定的范围内获得最佳秩序，经协商一

18、致制定并由公认机构批准，共同使用的和重复使用的一种规范性文件。目前，大家采用有：国际标准，国家标准，行业标准等。智慧城市的标准体系，又可以分为共性技术基础标准和应用子集标准两个层次。贯穿于智慧城市架构的各个层次，并覆盖应用的各个领域。标准化技术为智慧城市的基础设施构建、平台运行和领域应用提供标准的解决方案。以上，仅仅是智慧城市进行设计和研究的一些主要先进技术，包括过去大家已经了解掌握的技术，有一些新技术还正在开发和不断研究之中。四，智慧城市的参与和实施1. 首先确定智慧城市的项目阶段，确定自身所处的位置。2. 如果是项目的启动阶段，那么就应该首先明确自身是参加总体规划的总体？主体？部分？还是某

19、一个局部项目。3. 根据自身所处的位置，确定参与的任务，人员和技术，以及相关的投入。4. 如果是项目已经启动，那么就需要了解该智慧城市的项目的总体规划，主要内容，已经参与的是那些单位，我们自身的优势，进入下面一个重要的环节，选择切入点。还应该了解这个城市的项目是处于什么阶段：在城市基础建设阶段，借助新区发展实力夯实信息化基础；城市重点应用阶段，充分发挥新一代信息技术在各个领域的应用；城市全面推广阶段，不断做大做强，成为标准的制定者，市场的引领者5. 选择切入点：这个是一个决定我们能不能参与？能不能取得成绩？能不能产生效益的关键。一般思路有以下2个方面：A) 以建设目标内容为切入点。他又可分为老城改造建设和新城建设的目标。老城改造的建设特点是：在智慧城市顶层规划框架下，统筹设计和建设先进的信息化基础设施，构建公共信息平台对原有的信息化资源进行有效整合，提升原有社会民生、产业经济、资源环境和城市管理等各方面的信息化应用水平。新城建设的特点是：，主要包括产业驱动型产业新城，低级中心的地区更新，高铁驱动型商务新城和城市功能外溢型新城等四种模式。它的建设特点是：在区域/领域信息化空白的基础上，勾画整体蓝图，打造一流的信息化基础设施、构建区域信息资源共享平台和