智慧城市顶层设计方法论课件

智慧城市顶层设计方法论

一智慧城市的现状二智慧城市顶层设计方法论三智慧城市的运营模式目录智慧城市的现状一国家发展战略国家战略城市化的必然结果历史演进的必然结果。国际“观”价值“观”全球城市建设潮流。世界各国城市建设主题与潮流。现实“观”城市治理的现实需求时机所至现实所需形势所趋历史“观”国内“观”人类发展价值取向经济效益、社会效益和环境效益。

智慧城市大趋势

数字城市&智能城市&智慧城市数字城市

城市地理空间信息为核心的数字化城市。智能城市

智能城市=数字城市+互联网+物联网+大数据+云计算数字城市的基础上，具有智能分析、识别、决策、支持能力。智慧城市

智慧城市=数字城市+互联网+物联网+大数据+云计算+智慧人；智慧的人与智能的物融合。

智慧城市全产业链用政学研智慧城市产五花？？？？？八门？？？？？？？？乱论。。。。。。智慧城市建设的四个缺乏缺乏规划、设计，重复建设各部门、各行业的数据缺乏整合、不能整合缺乏数据共享缺乏统一的标准体系部门组织制订的标准之间不协调、太多太乱缺乏标准体系缺乏科学、实用的协同实践缺乏协同实践

缺乏规划设计如何解决智慧城市顶层设计方法论二智慧城市全景图

智慧城管智慧物流平安城市智慧执法智慧巡检智能交通智慧医疗智慧社区智慧监察智慧景区电子政务政府热线

应急系统食品安全智慧校园智慧邮政城市智慧平台智慧环保保稳定保增长保民生智慧产业智慧民生智慧政务智慧城市的中心环节

1）打造城市级智慧平台。

基于城市智慧平台，融合政府职能、城市管理、社会服务、企业经济的“动脉”（4I）。

基于城市智慧平台，融合智慧社区、智慧建筑、智慧家庭、智慧个人的“经脉”（4I）。

2）建设城市级数据中心（异地备份中心）。提供整合的数据服务3）建设城市级互联网+物联网+服联网智慧城市实践与理论的循环体系智慧城市的总体规划

智慧城市“总体规划”是对城市在整个经济区域人文区域以及城市总体规划基础上应用信息化、网络化、数字化、物联化、智能化科技，支撑城市科学管理、民生服务、可持续发展的总体目标、原则、内容和任务的谋划。总体规划是一个不断修正的动态过程规划是什么

规划，意即进行比较全面的长远的发展计划，是对未来整体性、长期性、基本性、战略性问题的思考、考量和规划未来整套的行动纲领和路线图。通过规划为实现某个特定的战略目标，将不同类别或相同类别的体系、平台、系统在逻辑上进行一体化的集合称之为“规划”。总体规划什么？

目标：规划智慧城市建设总体目标。

原则：规划智慧城市建设实施原则

内容：规划智慧城市建设内容及指标体系

任务：规划智慧城市近、中、远期实施任务

四统一原则

统一组织统一规划统一标准统一平台（城市智慧平台）智慧城市的顶层设计“顶层设计”，是“总体规划”的深化过程，是将“总体规划”的要素落实到实施方案和设计图纸上。顶层设计深度应达到：系统组成、技术应用、实现功能、工程图纸、软硬件配置清单、项目预算等。设计是什么

设计是将一种计划、规划、设想通过方案和图示的方式表达出来，并可以通过工程建造来实现。通过设计将技术应用和确定的功能联系在一起，并将相互关联又彼此独立的子系统、功能模块、装置（部件）进行组合和集成。按一定秩序和内部联系集成为一个可构建和应用的整体称之为“设计”。顶层设计什么？

框架：设计智慧城市框架体系体系：设计智慧城市知识与建设体系平台：设计智慧城市智慧平台架构

功能：设计智慧城市的功能体系数据：设计智慧城市的数据中心区域：设计智慧城市的智慧社区系统：设计智慧城市智慧应用系统智慧城市体系构成

物理事理人理机理网理对象客观物质世界、法规、规则组织、系统管理和做事的道理人、群体、关系、为人处事的道理虚拟世界网络世界焦点是什么？功能分析怎样做？逻辑分析最好怎么做？实践分析CPS语义服联网原则诚实：追求真相协调：追求效率成效：讲人性、和谐模拟：虚实精确映射协同：语义协同所需知识自然科学管理科学、系统科学人文知识、行为科学信息技术人工智能与现代科学技术组织形式物联网事联网人联网=社会化网络机联网(平台)网际网=复杂网络因为XaaS（一切皆服务），所以，就形成了语义服务联网（SWoS）：李冠宇王权张彦国WSR+MN方法论W物+S事+R人+M机（计算机）+N网（网络）=顶层设计方法论智慧化的使命复杂系统的特质不可分、不可知智能化两个矛盾：不可分又要分的矛盾不可知又要知的矛盾两个矛盾：算法的封闭与开放的矛盾；已知的知识与未知的问题之间的矛盾UDC特征：不定性（Uncertainty）多样性（Diversity）复杂性（Complexity）AFC具有深度知识支持的灵捷（Agility）通过实验解析的聚焦（Focus）能够反馈互动自适应的收敛（Convergence）ACPCPSACP是实现从UDC到AFC转化使命的基础方法。

ACP是人工社会（ArtificialSocieties）+计算实验（ComputationalExperiments）+平行执行（ParallelExecution）的有机组合。

ACP的核心就是利用数据把复杂系统“虚”的和“软”的部分建立起来，通过可以定量实施的计算化、实时化，使之“硬化“，真正用于解决实际的问题。物事人机网方法论的基础：ACP+CPS

CPS即CPSS则是支撑ACP方法的基础，也就是社会物理融合系统(Cyber-Physical-SocialSystems,CPSS)，使虚实互动、闭环反馈、平行执行成为可能。大数据、云计算、物联网等是支撑ACP方法的核心技术。大数据可为平行系统的构建提供实时、全面、有效的输入，其作用可概括为：“数据说话”、“预测未来”、“创造未来”；合成起来，就归结到一个人工社会，一个计算实验和一个平行系统，实现从知识的表示、决策的推理，到情景的自适应学习和理解的大闭环反馈运行。CPS以大数据为中心三个平行世界：物理世界，心理世界和人工世界。如今，物联网、云计算、大数据来了，为开发第三世界提供的前提。平行世界运行包括：一个核心，平行的虚实互动理念；两个支撑，ACP方法和CPSS基础设施；三个主题，智能组织、智慧管理和社会智能。城市与智慧城市属于平行世界智慧城市的作用有三个：人工影响现实，“虚”的影响“实”的；未来影响历史，“无”的影响“有”的；“水晶球”的科学化、仪表化，不仅是对历史进行感知，而且可以对未来进行感知，进而对未来进行统计、设计、干预等。基于SOA架构的城市级数据交换与共享平台综合治税财政、国地税、工商、质监等59个部门应急指挥公安、环保、安监、卫生等部门区域卫生卫生、社保、药监、医院、社区服务中心等部门民生服务发改委、工商、国地税、建委、规划局等部门数字城管城管、公安、园林、电力、自来水等27个部门决策支持市领导及各政府部门市民卡社保、民政、公安、教育、卫生、计生等部门法人基础信息人口基础信息空间地理基础信息宏观经济信息资源目录信息共享资源信息应用主题信息城市级数据中心建设

企业

公众协会…各委办局在行政审批过程中所需要的信息，从采集、处理、传输到使用的全面规划，侧重数据流的分析，为整合信息资源，实现信息共享与交换的总体规划。左右数据流内外数据流上下数据流

公安厅工商局税务局…

省级：区县：公安局工商局税务局…

企业

公众协会…服务对象：市级：公安局工商局税务局…

第二部分：总体思路业务流程信息共享信息系统各委办局的核心业务是什么？业务产生与使用的资源是什么？资源在哪里？资源谁负责？跨部门共享需求？哪些信息需要在部门间共享？哪些信息在内部使用？哪些有系统支撑？哪些数据已进库？核心业务的信息化现状？基于信息资源规划建设的共享交换平台建设需要交换进来的信息需要交换出去的信息数据共享交换平台自标准+互标准+协同标准形成一个标准化的生态系统系统自标准化系统系统互标准化自标准化自标准化互标准化互标准化自标准+互标准+协同标准形成一个标准化的生态系统标准1标准2标准3协同标准

WSR+MN方法论的工作过程事理物理人理网理协调关系机理智慧城市的运营三智慧城市全生命周期的服务生命周期规划设计建设PPP模式下的运营商1分设计、3分建设、7分管理、12分运营

谢谢如何理解海绵城市与智慧城市海绵城市的基本内涵与绩效指标概述PART1如何理解海绵城市？·SC,SpongeCity海绵城市·SuDS/SustainableDrainageSystems模仿自然状态，减少径流，改善水质，提高生物多样性。·GI/GreenInfrastructure通过相互联系的绿色空间网络，自然管理暴雨，减少排水，改善水质，节约城市管理成本。·LID/LowImpactDevelopment通过分散、小规模的源头控制延缓径流和污染的冲击，接近自然水文循环。·BMPs/Bestmanagementpracticies由单纯的工程方式转变为工程与非工程相结合方式进行雨洪管理实践。·WSUD/WaterSensitiveUrbanDesign整合城市空间设计和综合水资源管理。·ABC/ActiveBeautifulandCleanWatersProgramej将功能性与自然、生态和人文相结合。可持续排水系统SuDS源头控制就近消纳改善水质协调环境景观舒适绿色基础设施GI多功能绿色空间网络网络中心连接廊道低影响开发LID小型分散原位收集自然净化就近利用回补地下水最佳雨洪管理实践BMPs路面材料储水设施渗透过滤管理法规民众教育水敏感性城市设计WSUD减少用水量减少排放水资源再生改善水环境水量调蓄活越美丽净水计划ABC自然可亲性商业&艺术水敏设计生物修复蓄水池

海绵城市是指通过加强城市规划建设管理，充分发挥建筑、道路和绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用，有效控制雨水径流，实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方式。雨水径流控制恢复本地海绵体修复水生态、改善水环境、涵养水资源、提高水安全、复兴水文化海绵城市建设水生态水资源水环境水安全水文化目标导向问题导向小雨不积水大雨不内涝水体不黑臭热岛有缓解方式——实现雨水自然积蓄、渗透和净化的城市发展方式策略——基于经济、环境可持续发展的规划和设计策略系统——涵盖雨水、污水、再生水、地下水、生活用水、景观用水等生态系统以及与之相关的建筑、道路、绿地和基础设施等综合系统途径——实现缓解城市化过程中带来的水生态破坏、水环境污染、水资源短缺、水安全风险、水文化消失等问题的有效途径污水再生水雨水地下水景观水生活水生态水系统渗、滞、蓄、净、用、排

海绵城市要做什么？2.不让雨水产生雨涝灾害1.让雨水资源不浪费3.让城市绿地系统增效增值，环境更美丽宜居不让雨水白白流走，或补充地表水含量，或储蓄再利用，或进入绿地生态循环系统；让雨水资源化利用效益最大化。绿地区域内常量雨水尽量自行消纳，减少市政管网压力，发挥水体与自然水系雨洪调蓄功能。通过改善绿地空间形态与植物配置，统筹与水资源的有效利用，系统提升绿地系统生态效能与景观。海绵城市绩效指标概述20132014201520162017习近平在中央城镇化工作会议讲话：“提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来，优先考虑更多利用自然力量排水，建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市。财政部、住房城乡建设部、水利部决定开展中央财政支持海绵城市建设试点工作，给予专项资金补助：直辖市每年6亿元，省会城市每年5亿元，其他城市每年4亿元。国务院办公厅《关于推进海绵城市建设的指导意见》：通过海绵城市建设，最大限度地减少城市开发建设对生态环境的影响，将70%的降雨就地消纳和利用，到2020年，城市建成区20%以上的面积达到目标要求；到2030年，城市建成区80%以上的面积达到目标要求。李克强第十二届全国人大五次会议报告：统筹城市地上地下建设，再开工建设城市地下综合管廊2000公里以上，启动消除城区重点易涝区段三年行动，推进海绵城市建设，使城市既有“面子”，更有“里子”。海绵城市建设效益评价与考核指标（试行）类别项绩效指标建筑与小区关联性相关指标水生态1年径流总量控制率径流总量控制率、径流系数、土壤渗透系数2生态岸线恢复生物多样性指数、湿地（水系、岸线）损失变化率3地下水位地下水潜水水位4城市热岛效应热岛强度、绿地率、屋顶绿化率水环境5水环境质量《地表水环境质量标准》Ⅳ类、《地下水质量标准》Ⅲ类6城市面源污染控制径流污染控制率（SS）水资源7污水再生利用率中水回用率（非传统水源利用率）8雨水资源利用率雨水回收利用率（非传统水源利用率）9管网漏损控制管网漏损率水安全10城市暴雨内涝灾害防治设计重现期11饮用水安全水源地水质达标关键指标1年径流总量控制率表新建、扩建、整体改建项目年径流总量控制率序号项目分类名称用地代号年径流总量控制率新建、扩建

整体改造1居住用地R1R2R3≥75%≥70%2公共管理与公共服务设施用地A1A5A6≥75%≥55%A2A3A4≥80%≥60%3商业服务业设施用地B1B2B3B4≥75%≥55%4工业用地M1M2≥80%≥70%5物流仓储用地W1W2≥80%≥70%6道路与交通设施用地S1一注S3S4S9一注7公用设施用地U21一注8绿地与广场用地G1G2≥85%≥85%G3

≥80%≥70%关键指标2场地径流系数

表不同用地类型新建、扩建项目径流系数控制目标序号项目分类名称用地代号径流系数控制目标（流量）1居住用地R1R2R3≤0.452公共管理与公共服务设施用地A1A5A6≤0.45A2A3A4≤0.403商业服务业设施用地B1B2B3B4≤0.504工业用地M1M2≤0.505物流仓储用地W1W2≤0.556道路与交通设施用地S1≤0.65S3S4S9≤0.557公用设施用地U21≤0.458绿地与广场用地G1G2≤0.15G3

≤0.30关键指标3径流污染物控制率

技术措施污染物去除率（以SS计算，%）技术措施污污染物去除率（以SS计算，%）透水砖铺装80~90蓄水池80~90透水水泥混凝土80~90雨水罐80~90透水沥青混凝土80~90调节塘——绿色屋顶70~80调节池——下凹式绿地——传输型植草沟35~90简易型生物滞留设施——干式植草沟35~90复杂型生物滞留设施70~95湿式植草沟——泥塘50~80植被缓冲带50~70雨水湿地50~80初期雨水弃流设施40~65表低影响开发设施径流污染物控制率《绿色建筑评价标准》中提到的指标绿地率热岛强度绿色基础设施建筑与小区海绵城市设计要点缺水地区重点在于利用城市绿地解决自然渗透、汇蓄和利用，通过雨水收集、利用，有效提高地表水的含蓄量。水网地区重点研究利用水系、微湿地和集雨型绿地汇蓄雨水，参与地表水净化和减缓市政雨涝压力。沿海重盐碱地带重点研究利用雨水自然渗透。促进土壤排盐碱的技术利用，以及耐盐碱植物的应用。总体原则：因地制宜，分类施策要点1区域规划引领，以指标为依据

以规划指标为依据开展方案设计，以绿地系统和水系统为中心，有机整合与之相关的雨水系统设计、污水系统设计、给水系统设计、景观系统设计、建筑设计等建立水资源综合利用系统，实现海绵城市建设目标。应进行多方案的技术经济分析比选，不断优化方案。

区域海绵城市与水资源综合规划充分发挥公园大面积水体的雨水蓄积功能公园成为区域海绵城市建设的重要要素—“大海绵”公园景观水体与住区雨水系统通过生态绿道衔接充分发挥公园的生物多样性功能，优化植物配置。现状条件及问题评估确定目标控制设施及规模确定水文水力计算竖向设计、汇水区划分设施选择与平面布局要点1区域规划引领，以指标为依据

场地的年径流总量控制率年径流污染控制率径流系数污水管网外排流量和总量市政再生水供水压力地表径流对景观水系水质的影响生态环境的用水压力年径流总量控制率不应低于75%01年径流污染控制率已大于40%02径流系数控制居住用地0.45，商业用地0.5003新建硬化10000平米以上，妹千平米调蓄容积30m304下凹绿地比例不少于50%，改建增加10%05改建项目可渗透地面面积比例增加10%0706新建项目可渗透地面面积比例不少于40%要点2早期关注竖向设计统筹协调场地建筑、道路、广场、绿地、水系等的布局和竖向，使径流雨水有组织自流汇入周边绿地系统和水系，并与城市雨水管渠系统相衔接。广场雨水宜综合采用生态排水和雨水管渠，雨水首先汇入道路绿化带及周边绿地内的低影响开发设施。道路横断面设计应优化道路横坡坡向，路面与道路绿化带及周边绿地的竖向关系。要点3设施选择灰绿结合绿色设施：下凹绿地、植草沟、雨水花园、透水铺装等，即在地势较低的区域种植植物，通过植物截留、土壤过滤滞留处理小流量径流雨水，达到控制径流污染的目的。灰色设施：地埋式蓄水装置（混凝土蓄水池、蓄水方块）。根据项目所在地的地埋条件、规划条件等，因地制宜的选择海绵城市的技术措施及其系统组合。要点4注重关键节点的处理屋面材料的选择：采用对雨水无污染或污染较小的材料，采用耐久性材料，与屋顶绿化相结合。收集方式：采取雨落管断接或设置集水井的方式引入低影响开发设施，以实现雨水的净化和利用。雨水宜分散进入下凹式绿地，减少对绿地的冲击。下凹绿地内植物应选择耐淹品种。下凹绿地中内设置溢流井，防止绿地长时间积水。地面雨水一般污染较重，杂质多，传统雨水箅只可拦截较大固体。道路雨水收集应采用具有拦污截污功能的雨水口或雨水沟，且污物便于清理。雨水排放：地下建筑顶面与覆土之间设置排水系统（排水片材和排水管）。要点5统筹考虑，整合设计盐碱地土壤黏紧，透水透气不良，不利于下渗。若海绵城市建设措施得当，不仅可控制雨水，而且可以利用雨水淋洗土体，降低土壤的含盐量（盐碱土改良的目的是降低和控制地下水位，防止土壤返盐）。对于土壤含盐量高的地方，海绵城市设施与土壤排盐措施统筹，应在保证植物生长安全与土壤排盐措施有效的基础上，通过多种方式滞蓄雨水。景观水体应优先作为雨水调蓄设施。景观水体规模的确定：根据降雨规律、水面蒸发量、雨水回用量等。雨水进入景观水体之前应采取径流污染控制措施，包括弃流设施、生态护坡。智慧城市的基本概念及案例PART2“智慧城市”概念智慧城市是以物联网、云计算等新一代信息技术以及各种社交网络、购物网络、互联网金融等综合集成工具和方法的应用，对生产、生活和城市管理实现全面透彻的感知、宽带泛在的互联、智能融合的应用以及全方位、全体系、全过程创新的城市形态。对于我国城市政府来讲，这不仅仅是政府服务和城市管理技术的创新，而且更加是服务和管理理念及模式的创新。城市发展和城市病——智慧城市产生的社会因素从“数字城市”到“智慧城市”——智慧城市产生的社会因素

城市问题：人口膨胀、交通拥堵、环境恶化、资源短缺、城市贫困……面临这些实质性的挑战，城市必须应用新的技术，探索新的发展路径和模式。超大城市、中心城市存在借助信息技术大发展解决城市问题的内在需求。

信息技术（互联网、物联网、云计算）造就智慧城市技术核心。智慧城市要求把新一代IT技术运用到城市经营的各个领域。它是城市信息化和数字城市的延续和进一步发展，在数字城市基础上融入社会和环境两大要素。“智慧城市”——社会与技术双重作用

1990年美国加州旧金山一次国际会议，以“智慧城市（smartcities）、快速系统（fastsystems）、全球网络（globalworks）”为主题，探寻了城市通过信息技术聚合“智慧”以形成可持续的城市竞争力的成功经验。后正式出版《科技社会的一种现象——智慧城市、快速系统、全球网络》。

欧盟在2007年的《欧盟智慧城市报告》中率先提出“智慧城市（SmartCity）”的创新构想；2008年IBM提出了“智慧的地球”理念；2009年欧盟委员会提出了建设智慧城市的具体计划，同年IBM发布《智慧的城市在中国》报告。

2009年国务院总理温家宝在北京科技界大会上作了题为《让科技引领中国可持续发展》的报告。报告中诠释了“物联网”、“智慧地球”等与智慧城市密切相关的关键概念。2010年科技部在武汉举办了“2010中国智慧城市论坛”。说明有效利用信息技术提高城市管理水平的重要性。“智慧城市”理念的由来“智慧城市”概念理解狭义概念广义概念

城市智能化。2008年IBM提出“智慧地球”概念，智慧城市是智慧地球落实到实际的区域性做法。主要是通过对城市社会系统如公共服务、能源、电力、交通等进行智能化改造，有效减轻城市压力，其实质是把智慧城市等同于智能城市，具有一定的盈利性质。

城市全面发展。智慧城市是城市资源的优化整合利用，是城市从经济到人文的全面发展，是一种可持续进步的理想状态。即以智慧的理念规划城市，以智慧的方式建设城市，以智慧的手段管理城市，以智慧的思维发展城市，使城市各项功能系统运作更加协调高效，城市经济、人文、环境得到全面发展。自IBM提出智慧地球以来，来自IBM的统计，50多个国家的企业和组织加入这一智慧城市建设进程，已有1200多项案例，广泛应用于交通、制造、能源、城市建设等各个领域。“智慧城市”建设在国内外广泛开展

以新加坡为例——全面、系统的推进智慧城市建设强有力的组织领导和管理体制全民参与、系统超前、滚动修编的信息化规划优先发展信息基础设施，提供高带宽、低资费的网络服务注重实用性，以政府引导资金激发社会力量共同参与应用项目建设发展具有全球竞争力的信息通信产业，扩大行业出口共同特征目前全球这种情况并不多，根据最新《福布斯》排名，新加坡智慧城市建设在全球居首位新加坡组织保障政府首席资讯办公室(GCIO)、资讯通信管理局（IDA）…规划引领2006年推出“2015智慧国”计划基础先行提供免费无线带宽或低资费的宽带服务应用转型9大行业的应用转型信息产业吸引国外领先企业，刺激创新和促进本地企业国际化发展

阿姆斯特丹的智慧城市建设的智慧城市

以政府为主导，广泛吸引合作伙伴，实现端到端的智慧解决方案以节能、交通、商业等重点领域、重点应用项目带动智慧城市建设充分发挥政府引导资金的作用，吸引社会机构投资注重宣传创造良好的环境，