智慧城市建设的认知

智慧城市建设的认知什么是智慧城市智慧城市素描我们先来畅想一下心目中的智慧城市。我心目中的智慧城市大概有如下几个基本特点：1.城市是透明的。所谓透明是指城市各要素信息，在充分保护隐私的情况下都可以无障碍地进行流通。城市的透明使得城市参与者或组成者具备信息对称，能够在信息层面实现行为成本的最低化、行为效率的最大化、行为风险的最小化和行为影响的科学化。2.城市是成长的。所谓成长是指城市围绕自身特征不断优化发展，在经济、文化和安居层面是不断健康发展的，在发展中城市具备自适应和自纠偏的能力。3.城市是个性的。所谓个性是指城市具备自己的特质，这种特质与城市所在生态环境、历史文化、产业基础、资源配置、规模效应具有密切关系。个性使得城市无需模仿其他城市，遵循自身特质发展，使得城市发展在资源效率和环境效应上最大化，并形成独特的品质。4.城市是健康的。所谓健康是指城市的发展以安全、宜居、富庶、文明、适度为基础的发展。城市的发展不是单纯最求经济指标和城市规模大小，而是城市可以长期生存和发展。5.城市是呼吸的。所谓呼吸是指城市是一个有机体，不是孤立体，在自身发展同时，她与生态环境、其他城市等具有交互，并在交互中可以选择有效的行为，使得自身健康发展。这种交换行为的选择是围绕城市个性化行为的及时反应。同时，城市具备自我修复和抗衰退能力，这是城市在交互中不断学习，去陈纳新，使得城市有序成长。如果一个城市具备上述五个城市，我认为城市具备了生命，是一个智慧体。而智慧城市建设是采用各种技术和方法使得城市成为智能体，具备生命。智慧城市基本概念随着市场的发展，越来越多的概念装到智慧城市中，如智能城市、数字城市、无线城市、感知城市、生态城市等等，有些地方将智慧行业，如智慧交通、智慧政务、智慧电网等，上升为智慧城市，这些是由于对智慧城市理解不当造成的，也有些是商家为了市场故意混淆概念造成的。行先正名，建设智慧城市，首先需要明确智慧城市的概念和内涵。对智慧城市的解读，不同的人和组织有不同的侧重点，有侧重技术应用的、有侧重基础设施建设的、有侧重社会管理的、有侧重人本理论的、有侧重智能效果的。大多数是将智能与智慧混淆，认为具备智能能力就是建设智慧城市，认为建设中使用大数据、人工智能、互联网等技术，实现数字化驱动下的自动化和信息化就是智慧，这种理解具有很大的偏颇。个人认为，智慧城市应该是赋予城市生命特征，使得城市具备自我适应和自我进化的能力。智慧城市的核心是通过各种技术、人文、服务使得城市具备认知、适应、完善、拓展、代谢等机能，形成城市与自然环境、人文环境、产业环境、信息环境的和谐，并据此稳健发展。智慧城市的定义可以这样给出：依托城市自然、社会、人文、产业环境，融合技术和人文要素，通过各种新兴技术和社会科技发现发明的应用，使得城市具备自我感知、自我适应、自我完善、自我评价、新陈代谢、与各环境和谐的能力，具备生命形态。据此，智慧城市的内涵可以归纳为：自洽环境和信息、自我完善和发展、新陈代谢和健壮。简单地讲凡是使得城市具备生命形态、有利于城市健康、健壮发展的行为和事物均可以纳入到智慧城市范畴。智慧城市建设不是简单的技术堆积，是在环境依存下以人文为指导的，城市健康发展所需的各种技术和方法的适应性应用。并且建设是持久的，不断进行迭代完善和新陈代谢的。城市智慧如何体现前面讨论中，个人认为智慧城市应该是具备自我感知、自我适应、自我完善、自我评价、新陈代谢、与各环境和谐的能力，具备生命形态。也描述了其五个特征：透明性、成长性、个性化、健康性和可呼吸。这些还是从理论层面在讨论智慧城市，那应该从哪些方面来体现城市智慧或者说从哪些指标来衡量，是一个现实问题。一个城市是否具备智慧，个人认为可以从如下十个层面进行评价或体现：信息通达度。所谓信息通达度，是指信息汇聚和使用程度，以及实现这一指标的相关基础建设的程度。汇聚度可以通过信息量总和与城市信息中心服务信息量的比来评价。使用度可以通过信息需求和信息服务的比来评价。基础建设程度可以通过信息服务综合能力来评价。目前我国各地智慧城市项目建设的内容其实是这一指标的具体化，也是智慧城市的基础。环境适宜度。所谓环境适宜度，是指城市建设与城市环境(自然、社会、人文、产业)的匹配程度。可以通过城市环境在城市建设中复合使用程度进行评价，也就是对城市既有环境要素利用度的高低以及应用中不同环境要素同时使用和相互协调的程度。城市宜居度。所谓城市宜居度，是指人们在城市中生活的舒适度，包括生态环境状况、出行能力、生活消费能力、生活节奏、居民社交状况、社会心理状况等，这一指标可以通过民调进行评价。文化标识度。所谓文化标识，是指城市所具备的特定文化的标志，及其与其他城市文化的可区分度。这里的文化包括民俗文化、民族文化、社区文化、经济文化、区域文化等。这一指标可以通过城市特征辨识度来评价。经济增值度。所谓经济增值，是指城市经济总量具备的增长能力，包括为实现这一能力形成的一系列的基础设施，如市场、人才、产业链、物流、金融等智能化服务体系。这一指标可以通过产业链完整性、产业持续性、产业集聚能力、专业人才集中度、特色产业辨识度和产业总量等进行评价。文明传播度。所谓文明传播，是指城市文明建设在公众中的影响力和认同度，以及城市居民文化文明的综合程度。可以通过公益性教育、公益性文化宣传、社群文明程度民调、公共设施养护度、网络舆情社会认同度、公众公益活动参与度、公众阅读行为等进行评价。服务覆盖度。所谓服务覆盖，是指城市管理机构对城市组成和发展要素提供的服务能力，包括服务内容、服务响应、服务精准、主动服务等，目前一些智慧城市的业务应用项目属于此。服务能力的评价可以通过综合民调进行评价。需要说明的是，政府服务不是越多越好，有些服务和工作看似服务实为扰民。城市服务的智慧化其中应该包括服务的适宜性。风险承受度。所谓风险承受，是指城市抗风险能力和城市安全程度，风险包括自然、治安、生活、生产、基础设施、信息等。承受度是指城市应对风险、自我处置灾害等综合能力。智慧城市风险承受能力建设，包括灾害预防、风险辨识、备灾、处置救援、纾困和灾害恢复等的建设。新陈代谢度。新陈代谢是生命体的一个基础特征，智慧城市的新陈代谢是指根据城市与环境的适宜性，对城市要素和组成进行动态调整，保证城市健康发展的能力。其评价方式可以通过评估城市新建和淘汰项目对上述八个指标的改进程度实现。新陈代谢度是城市自适应和自完善的内在评价方法。环境交互度。环境交互是指城市与周边环境的交流程度，是城市吸纳和影响能力的评价。这一能力也用于对城市成长性的观测。其评价方法可以通过人员人才流动、企业迁移、资本流动、文化和舆论集聚、城市集群聚合能力、产业/文化/经济中心聚合能力等进行评价。上述十个方面提出了对智慧城市的辨识和衡量的维度，具体智慧城市的建设方法是为了实现这些维度的目标，关于建设方法的讨论将在后面进行。国外发展城镇化带来的城市管理的压力提出了智慧城市的需求，社会环境下的创新生态和科学技术的发展推动了智慧城市建设。在2005年前后西方发达国家和组织陆续提出了“智慧城市”的概念和建设思路。欧盟于2006年成立了LivingLab组织，该组织发起了欧洲智慧城市网络，提出采用新的工具和方法、先进的信息和通讯技术来调动“集体的智慧和创造力”，改善和尊重城市居民生活，解决社会问题。欧洲的智慧城市更多关注于城市宜居性，最为典型的有丹麦的智慧城市哥本哈根，最求经济与环境的平衡，实现了首都绿色产业5年内的营收增长了55%；瑞典的斯德哥尔摩，在普华永道2012年智慧城市报告中，在智能资本与创新、安全健康与安保、人口宜居程度、可持续能力等方面名列前茅。新加坡2006年启动“智慧国2015”计划，通过物联网等新一代信息技术的积极应用，建设经济、社会发展一流的国际城市。突出城市综合管理能力，在交通、政务等城市服务功能上进行智能化改造。2008年IBM以“智慧地球”的概念，提出“智慧城市”愿景引发了建设热潮。迪比克市与IBM合作，建立美国第一个智慧城市。利用物联网技术，将各种城市公用资源（水、电、油、气、交通、公共服务等等）连接起来，监测、分析和整合各种数据以做出智能化的响应，更好的服务市民。IBM提出了目前广为接受的“智慧城市”的概念：城市由关系到城市主要功能的不同类型的网络、基础设施和环境六个核心系统组成：组织（人）、业务/政务、交通、通讯、水和能源。这些系统不是零散的，而是以一种协作的方式相互衔接。而城市本身，则是由这些系统所组成的宏观系统。智慧城市则通过新一代技术将这些系统有效组织起来，高效科学运行。纵观国际智慧城市建设，强调人本主义，期望通过技术革新解决城市社会问题，尤其是环境与经济等平衡问题。但对城市持久性健康发展和城市文化建设讨论并不充分，对城市功能改进讨论较多，但很少从城市持久规划和迭代更新去设计建设方案。西方国家因其政治体制、经济和资本私有形态决定了其智慧城市建设难以系统进行构建和建设，更多侧以技术为核心的管理机制优化建设。由于智慧城市建设所需的基础设施的系统性建设的滞后将制约西方国家的智慧城市建设。西方国家智慧城市建设中对技术应用的认知和人本主义的建设思维有很多地方是值得借鉴的。国内现状我国从2000左右快速发展城镇化，城市人口激增，“城市病”成立困扰各地难题，资源短缺、环境污染、交通拥堵、安全隐患等问题日益突出。为解决这些问题，与城市管理相关的改革创新在各地迅速开展，“智慧城市”建设应运而起。2013年，科技部、国家标准化管理委员确定了国家“智慧城市”技术和标准双试点城市，首批试点选择了20个城市，标志我国“智慧城市”建设进入系统化、规范化、标准化的阶段。2014年经国务院同意，发改委、工信部、科技部、公安部、财政部、国土部、住建部、交通部等八部委印发《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》，要求各地区、各有关部门落实本指导意见提出的各项任务，确保智慧城市建设健康有序推进。确定了我国智慧城市建设的总体目标：建成一批特色鲜明的智慧城市，聚集和辐射带动作用大幅增强，综合竞争优势明显提高，在保障和改善民生服务、创新社会管理、维护网络安全等方面取得显著成效。至2017年底，据统计我国超过500个城市明确提出或正在建设智慧城市，预计到2021年市场规模将达到18.7万亿元。我国目前的智慧城市建设是围绕“战略性新兴产业”发展及其应用展开的，在建设中突出新兴技术在城市管理和服务中的应用，推动区域产业结构调整、新兴技术发展，同时，解决城市管理中存在的亟待解决的环境污染、交通拥堵、民生服务等问题，对医疗、交通、物流、金融、通信、教育、能源、环保等领域的发展起到明显的带动作用。总体而言，我国智慧城市建设逐步普及，政府有计划有目标地展开，在财政支持下得以快速发展。但普遍存在几个问题：缺少以城市生命体为核心的建设规划、偏重新兴技术应用人本建设不足、城市持续发展理念和建设方案缺少、城市环境要素下的自身特色体现不足等。如何建设智慧城市当前建设现状经历十多年的建设，我国已有500多座城市进行了相关建设，形成了一定的建设模式。一.概念认知“智能、集约、绿色、宜居、环保”的智能城市建设理念得到城市管理者的广泛认同，集产业、技术、模式、资本于一体的建设方式也广为接受。“智慧城市”建设中大多数强调使用新兴技术进行城市改造，建设数字化城市，体现管理和服务的智能化，强调全领域全行业管理要素的智能化程度。二.内容构成国家八部位联合对“智慧城市”建设进行指导，工信部、住建部等给出了相应的规范和指导意见，各省市也有相应的指导意见。我国“智慧城市”建设在内容上相对完备，并有据可循。500多城市建设中均依据国家规范和指南给出了各自的建设规划。从建设内容上包罗万象，大而全，但缺乏对城市生存环境和特质的研究，对城市长期生存和发展形态考虑不做，突出技术要素但人文人本意识偏颇，即形成“千城一面”，没有赋予城市“生命”。三.设计架构新兴技术应用是我国“智慧城市”架构中最为突出的，围绕这些技术及其辅助的基础建设成为设计的核心，物联网、大数据、人工智能等新兴概念和名词广泛使用。但从技术适用性、效率、持续性等考虑不足，存在为使用技术而使用的现象。设计中最求高大上，对城市持续健康发展要素及其关系考虑不足，技术选择多偏重工程技术缺少人文技术特征。一些技术的使用对城市产业结构形成根本性破坏、一些隐藏着大量技术风险，不考虑技术特质而过度强调新兴技术应用对“智慧城市”建设是一种灾害。四.建设厂商“智慧城市”建设内容庞大，涉及不同领域和行业，需要不同技术，是一个极为复杂的系统工程，非某一家企业能够独揽。我国“智慧城市”建设的厂家分为几个梯队，第一梯队为：BAT、华为等整包商；第二梯队为技术支持方；第三梯队为内容服务商。百度以知识数据与百度地图优势，在宜居城市层面切入，主打智慧交通和智慧家居；阿里以其在互联网商业生态链、大数据与云计算的优势，主打城市运算大脑和“智慧城市”开发的技术生态平台；腾讯以其强大的社交网和云计算能力，以互联网思维为落脚点，主打城市管理和服务；华为以通讯基础设施能力优势，构建智慧城市的数据基础设施平台，提供信息通道、服务和能力。五.建设内容划分“智慧城市”建设内容大体划分如下：信息化基础建设(数字基建)，包括基础设施、数据基础、信息安全基础；城市决策建设，服务决策层的数据服务；城市功能管理和服务，以城市管理机构为主体的数字服务；城市经济管理和服务，以企业集群、产业结构为核心的数字服务；宜居城市管理和服务，以社区、公众生活为核心的数字服务。目前，智慧城市内容设计期望涵盖上述内容。客观上讲，上述内容并不要求均具备，需要根据城市特质进行选择。最主要的是以人文和人本驱动下的建设内容的融合和一体化，并通过特定的机制使得建设内容具备持久性、自适应和自完善。

核心需求智慧城市建设是围绕城市健康成长展开的，是赋予城市对环境的适应能力和城市自身发展的新陈代谢机制。智慧城市建设不仅仅服务于城市管理，更深层次是服务于城市自身发展，即将组成城市的要素，包括：环境、设施、居民、经济、文化等，组织成一个有机整体，使得城市能抵御危机、适应环境、积蓄能量和财富、居民乐居、富有文明。智慧城市建设中需要体现如下五个核心需求。城市能够感知、适应环境。环境(此处的环境包括自然、政治、经济、人文、产业、外部关系竞争和依存等)是城市存在的基础外部条件，环境制约城市发展。感知环境是指城市可以充分获取和理解环境信息，并对环境变化迅速做出反应；所谓适应环境是指城市行为是在环境约束下进行的，充分利用环境特征，促使环境为有利城市发展服务。城市居民乐居。居民是城市的灵魂和生命，只有存在居民城市才有价值。居民乐居是城市价值的核心评价标准。居民乐居的表现可以是居民满意度也可以是移民选择期望度。乐居的基础是居民对城市认同和城市给予居民生存的能力，实现此需要解决宜居、文化认同、生存环境优越等问题。安全城市。城市安全是城市永久生存的保障，体现为城市抵御风险的能力，风险包括内部风险、外部风险和环境风险。安全城市需要具备对风险的感知能力、危机/事件/灾害的快速响应和处置能力、灾害的自愈和恢复能力、针对风险的自我调整能力等。由于城市风险是不可能消除的、且风险域是开放的，因此，智慧城市在风险抵御上需要具备智能化。城市产业结构的健壮和科学。城市产业结构不是跟风，而是依托城市环境进行构建，充分利用和保护城市环境，保证城市安全发展，使得城市资源效益最大化的产业组织。产业结构不仅仅包括产业构成，还包括使得产业组织科学、有效、低耗运行的保障机制。产业智能化不仅仅体现在技术上，更多体现在资源组织和利用、产业组织和管理、市场服务和拓展等。城市文化标志和文明。这是城市特质，是城市各要素的聚合剂。所谓文化标志是指城市说特有的，体现城市特征的文化符号，是外部对城市认知的标识和居民认同的内涵。城市文化是在城市发展中逐步优选和积淀的，城市文化建设需要通过智慧城市建设中各建设内容中共同依循和体现。文明则是城市文化、科技、习俗、群体意识的总和，是城市健康程度的体现。智慧建设中，文明建设包括物资、精神两个方面，更多是如何通过文化传播来强化和提升文明。

过程分解智慧城市是要让城市健康发展，其建设需要解决发展中的认知、决策和目标实现问题，基于此，智慧城市发展和建设由下列过程构成：信息支撑。需要建立完成的信息体系，从感知、存储、加工、流转、应用、安全等构建全周期管理，信息的使用具备智能化、安全性和透明化。所谓透明化是指在安全(含隐私保护)前提下，实现的信息公开和透明，消除信息不对称。同时，信息需要进行加工和处理，形成知识体系进行服务。评价机制。需要建立针对“智慧城市”目标的内容评价机制，解决建设过程的适应性、目标符合度和安全可控性的问题。这种评价机制是持续性的，趋于智能化和自我评价。决策方法。指根据城市环境及其相关状态，对达成“智慧城市”目标进行行为决策的方法。即在信息和评价的基础上，对未来的行为进行规划和制定、资源调度和分配计划等。过程控制。指在决策的基础上，对资源进行调度和使用，对环境进行适应和改变、对行为进行管理和控制的过程。控制可以是自适应的也可以是基于模型的，控制对象可以是社群、公民、环境等实体，也可以是信息、舆情、文化、社会心理等虚拟对象。运营管理。指对智慧城市组成系统和对象进行运营的管理，其目标是保证决策和控制过程的持久化，使得城市发展趋于既定目标。系统优化。是指城市过程中针对城市发展既定目标，城市环境、要素、组织管理等系统进行优化的过程，这一过程是提高系统效率、降低能耗、提升城市进化速度，使得智慧城市目标健康发展。这六个过程是相互融合和循环提升的，每个环节均具有“智能”成分。“五知”建设“智慧城市”建设中信息或者说知识建设贯穿始终。信息建设可以分为五个阶段，姑且称为“五知”建设。1.感知建设。主要实现对城市环境、城市要素及其状态、风险、机会点(需求)的认识，是“智慧城市”建设的基础，为规划、建设和运营行为提供基础信息。感知建设的核心是通讯网和物联网的建设。2.可知建设。在感知的基础上，对信息进行组织和解析，形成可以解读和直观描述的信息，为规划、建设和运营行为提供信息管理和解读。可知部分的建设核心是数据存储和管理、透明城市(基于可视化的城市信息无遗漏、无死角、多视角展示)、数字孪生城市和城市知识图谱等的建设。3.认知建设。是对城市信息进行加工、处理、分析，获取数据间的规律和联系，发现城市内外诸要素的内在关系和规则，形成特定的知识，指导规划、建设和运营行为的开展。认知部分的建设核心是基于大数据、人工智能、数据孪生推演等技术的知识发现、需求发现、成因发现、预测预判、趋势态势分析等信息分析方法。4.赋知建设。是对城市各组成部分及其行为建设“智能”基础并赋予知识，使其具备“智能”能力。该部分建设是将知识生存和发展的基础与“智慧”城市规划、建设和运营的行为进行融合，使这些行为具备“智慧”的基本能力。建设的核心是各类知识基础平台和服务机制，包括：通信中台、数据中台、范例中台、工具中台、知识仓库、危机评估、研判平台、协同平台等5.建知建设。是指“智慧城市”的规划者、建设者、运营者使用“知识”开展“智慧”化行为，使得城市具有智慧、生命的过程，是知识和应用的结合和体现。建知的目的是使得城市各组织能够“智慧”生存和发展、城市对环境具备“智慧”依存能力。建知的核心是建立各种智能化应用或业务系统，如智慧评价系统、智能安全系统、资源黄页、决策驾驶舱、智慧生态、智慧交通、智慧社区等等各类智能化应用系统。普遍性构成“智慧城市”在整体框架上具有共性，这些共性为建设提供了可遵循的依据和指导。在此讨论“智慧城市”的普遍性构成。信息体系。信息是“智慧城市”发展和运营的基础，在信息构架中需要做到全周期、全覆盖、高可靠、高应用、快响应、快流转；信息组织形态通采用全局黄页、虚拟集中、宿主管理、服务请求、按需备存；信息体系采用分层结构，大体包括物联感知、通讯分配、数据中台、工具中台、流程中台、业务应用、移动服务、安全侦听等。信息体系中核心：可拓性数据规范、自适应数据接口和宿主数据授权应用等三个机制的建设。环境体系。环境是“智慧城市”的依赖，两者具有依存和相互影响关系。环境体系包括生态、文化、资源等。环境体系包含环境感知、环境风控、环境适应、环境优化、环境恢复等，建设中需要环境知识图谱、环境态势和波动图、环境累积效应图等来全面认知和跟踪环境。环境体系核心：环境分层风险点标注、环境感知和认知、环境影响和变化成因辨识等三类方法的建设。安全体系。安全是“智慧城市”的保障，安全是广义上的安全，涉及到城市的所有组成和管理服务，安全包括信息安全、环境安全、经济安全、生态安全、设施安全、行为安全、社群安全等等。安全体系包含安全认知、安全感知、安全宣教、风险辨识、安全管控、灾害管理等，建设中城市透明感知、安全资源构建、安全防控体系、灾害感知和处置系统是主要组成部分。安全体系核心：安全风险和隐患辨识、安全资源建设和调度、灾害准备和处置等三个系统的建设。宜居体系。宜居是“智慧城市”的根本，是城市存在的价值，宜居有居民对生存和生活所需软硬件的综合认知，这种认知随着社会、世界、技术等发展而发展。宜居表象上体系为城市环境、居住、文化、教育、商业、就业、出行、消费等，是居民对各种表现在对比情况下的综合认知，在实际行为体现为居民、经济、产业向城市的集聚欲望。宜居体系包括：宜居需求辨识和响应、宜居基础设施建设和运维、智能化生活环境和服务。宜居体系的核心：居民需求辨识、基础建设和运营、服务引导和监管三个机制的建设。经济体系。经济是“智慧城市”的支撑，是城市得以发展的必要条件。经济包括产业、金融、投资、消费等综合，一个健康的城市其经济必须是健康的，即经济是持续发展的、低风险高灵活的，经济发展不是牺牲环境的短期发展行为。“智慧城市”经济发展主要体现在：经济规划和风控、产业结构和持续、产业环境和吸引等。经济体系的核心：产业综合价值评价、经济风险辨识和控制、产业规划和环境等三个方法的建设。文化体系。文化是“智慧城市”发展的内生动力也是城市特质的体现。文化由方法面面构成的，包括历史传承、教育科研环境、文明融合、习俗发展等。文化体系建设是通过意识引导、习俗培养、环境熏陶、社会舆论和道德评价等方式逐步培育的。“智慧文化”是通过新兴技术和方法，将上述方法具象化并加速影响作用。文化体系的核心：城市文化特征和目标、文化影响途经和评价、文化智能化环境和服务等三个内容的建设。技术应用。技术是“智慧城市”的工具，技术尤其是新兴技术的应用可以推进建设。技术需要和需求、业务、目标进行融合才能发挥作用，技术选择评价不是先进性而是适应性，即符合有效的才是需要的。技术应用是根据“智慧城市”中建设和服务内容目标和其构成来组织和实现的，其作用是在实现目标的前提下，使得行为具备“智能”。技术如何选型、技术如何适应、技术如何高效是“智慧城市”中技术体系构建的三个核心问题。

如何发现建设目标“智慧城市”建设中，对建设目标大体有如下倾向：建大数据中心、上AI技术(大多在人像识别和技术突破)、借用(操作)诸如区块链/物联网/智能电杆/5G/数字孪生等概念、政府管理服务“智能”化、交通/社区智能化等，最终上了一堆系统却难以推动城市健康发展。且大多“智慧城市”方案几乎没有差异，出现“千城一面”的建设现象。如何发现建设目标是“智慧城市”的基础，其目标要围绕城市特征展开，即要具备环境适配、文化清晰、健康宜居、持续发展的特征，因此，构建“智慧城市”目标不应从技术切入，而应从城市特质分析切入，选择技术。可以考虑从如下几个视角来审视城市，发现和确定建设目标。城市所在环境和周边城市特质。分析城市具备的各类环境优势和劣势、周边城市的特色以及对己的影响，根据分析选择避免与周边城市竞争、优势明显的环境要素、可借势的周边城市要素，将这些要素作为“智慧城市”待建设和赋能的基本要素。城市竞争和风险分析，包括城市综合竞争、资源综合竞争、环境(生态、交通、治安、金融、产业等)发展风险、城镇集聚发展风险等。该分析主要将竞争风险要素从风险高低、风险可降解、高回报三个维度分为八类，选择高风险可降解高回报、低风险可降解、低风险不可降解高回报四类作为潜在可发展要素。城市产业分析，在上述两个分析的技术上，对现有产业结构进行分析，分析产业投入和产出、产业持续性、产业对生态影响、城市环境和'资源特色等。在此基础上研究产业是否可以构成绿色产业链、是否可以构成产业集群，针对产业链和产业集群需要如何进行技术赋能。城市宜居分析，分析城市文化、习俗、城市居民宜居生活需求、人口构成等，对目前城市宜居情况进行分析，进行具有城市特质文化的宜居规划，并考虑如何引入新兴技术、理念、服务/营运模式完善和发展规划。围绕产业和宜居分析，分析现有城市管理形态、基础设施状况、城市服务运营能力，结合产业和宜居规划梳理需要改善的基础条件和机制，规划“智能”管理、服务、运营的体系。在上述五分析的基础上，进行城市特质目标确定、资源整合规划、基础设施(含信息化数字化)规划、新兴技术需求、新兴管理服务形态等的分析和规划，据此形成“智慧城市”建设目标和方案。如何构建建设内容“智慧城市”建设内容构建主要解决基于目标的“智能”问题，即使用各种新兴技术和方法，梳理事务要素关系、构架科学行为流程(途经)、有效组织资源、使用先进方法赋予事务具备“智能”。此处“智能”指个体或行为具备自我感知、自我适应、自我控制、自我优化的能力。建设内容的构建有两个部分组成：建设目标及其内涵、实现目标的途径。建设目标和内涵指建设具体事项及其该事项的预期，是对“智慧城市”组织部分的确定和细化。具体而言需要确定：事项属性、期望结果、外部交互、评估方法。以“智能小区”为例，建设事项包括小区生活安全(含安防、消防、环保、健康)、小区微交通、小区社情通道、小区生活服务、小区文化、特殊人群关爱、小区环境、小区设施等；建设期望：营运自动、安防智能、环境宜居、文化和谐、生活便利、交通畅通、设施完好、服务即时、关爱到位等；外部交互包括：与街道、委办局、商业机构、公安环卫等的信息互联互通；评估方法：小区社群中的意见和建议。实现目标的途径，是指针对目标和内涵进行的技术和方法选型，具体包括：技术和营运规划、支撑技术的基础数据的获取和可靠性、技术实用性和鲁棒性、建设运营投入、持续性资金保障等。以“智慧小区”为例，需要采用的技术有：物联网、大数据、智能分析、智能控制、机器人/车等；需要建设的分系统有：智能化小区综合安全系统、智能交通引导和停车、智能化自助销售、电子家政服务平台、自主化电子文化驿站、智能化老幼服务中心、智能化小区卫生系统、小区社情交流平台等；营运费用：前期物业投入和招商，后期物业费、第三方商家租赁和返利。“智慧城市”建设内容构建一定需要解决营运持久性问题，这是建设成败的关键之一，也是目前建设中普遍忽略的问题。如何运营智慧城市运营的意义和目标运营对“智慧城市”的意义超过建设。运营是指保持“智慧城市”各系统可用性、功能性和使用，使得系统正常运行并发挥既定的功能。很多“智慧城市”系统应运营问题，不能达到既定功能或停止运行，失去了系统的意义。“智慧城市”系统运营的意义在于采用各种途径，使得系统按既定目标正常运行，并在运行中积累信息和经验，促使系统进化(完善、优化和淘汰)。运营需要解决的问题大体有：系统技术可用性、运行环境可靠性、运营人员敬业性、运营资源(含资金)保障性。运营过程中需要实现如下目标：系统既定功能能正常执行，系统能产生既定效益，系统各组成部分完好并能持久运行，系统可以被进化。在运营中，资源尤其是资金保障是核心工作之一，最佳设计是运营自身产生效益可以保证资源和资金的持久性，因此，系统增益设计是运营的一个重点。运营中也存在“智能”需求，一些新兴技术和方法可以在运营中得到广泛使用，其目的是提高效率、降低投入、发现隐患、优化系统。运营中产生的管理和监测数据是运营最具有价值的部分，这部分数据包含系统生命信息和与环境交互信息，可以服务于系统进化，同时，反应系统成员间、系统与系统间、系统与环境、系统与资源、系统与使用者等的时空关系，反应“智慧城市”运行的局部时空特点，为“智慧城市”健康诊断和进化提供决策依据。运营主体和任务“智慧城市”中运营的主体分为政府专职部门、第三方运营机构、投资人自我运营、非专职运营。政府专职部门是由政府设立的专门的建设和运营机构，主要负责规划、设计、建设管理、系统运维等工作，在信息化和智能化系统中较多。该方法的优点是管理系统、资源资金有保障、全局观较好等，缺点是技术受限、自身动力不足、对优化和进化关注力不足等。第三方运营机构是由市场需求形成的专业运营机构，由业主委托进行营运，并以此获取利益，主要承担保证体系可用性、提供咨询建议等工作，在可明显定界并可以进行评价的系统中较多。该方法的优点是专业、主动、即时、支持局部优化和进化等，缺点是无全局观、无持续性、资源资金调度困难等。投资人自我营运是由投资人自己组织机构进行运营管理，主要承担投资系统的可用性并形成持久性增益，在具有商业持续的项目和系统中较多。该方法是专业、投入持续、主动、资源资金可持续投入等，缺点是局限性、不考虑城市整体进化、公益服务较少等。此方法的基础是相关项目需要具备明确的商业盈利模式。非专职运营是由系统使用者安排人员进行使用和维护，主要保证系统可用性、处理一般性运行故障，在基础/基层的一些系统中较多。该方法优点是易发现问题，缺点是不专业、不系统、无全局观、资源资金调度不足等。“智慧城市”运营的主要任务：保证系统的可用性、发现系统可进化/优化内容、发现新的智慧化需求、协调和改进与环境和其他系统间的协作关系、积累运营数据并分析和使用等。由此，“智慧城市”运营需要将前三中方式有机结合，避免第四种方式出现，为此，集中运营和智能化运营将成为值得探讨的问题。运营的任务简述“智慧城市”运营的任务主要如下：保证系统的可用性。如同所以系统的运维一样，智慧城市运营的最基础工作是运维，保证“智慧城市”各系统按照既定设计进行运行，定期对系统进行巡检，发现并修复故障和系统缺陷、对系统参数进行纠偏、维护和更新系统运行所需的各类数据等。发现系统可进化/优化内容。不同于一般系统，“智慧城市”运营需要发现系统优化和进化的需求，对需求进行分析和整理提交建设方决策。发现进化需求主要有几个方面：系统既定功能是否满足新的城市需求、是否有更好的技术和方法可以提高效率、是否与其他系统出现不协调、系统是否制约城市发展而需淘汰等。发现新的智慧化需求。这是建设方和运营方共同进行的一项工作，主要是定期对系统、环境、城市成员需求、周边竞争等进行评估，发现和完善新的智慧化需求，修正“智慧城市”自评价指标，调整发展规划。协调和改进与环境关系。运营者需要根据系统环境的变化，对系统参数和方法进行调整，使得系统与环境(生态、自然、资源等)适配，使得系统与环境关系达到最优，即系统可以获取环境最佳支撑，并对环境的负面影响最小化。和其他系统间的协作关系。这是城市级专业运营组织的工作，主要是在规划、组织和协调层面，将“智慧城市”各组成系统进行有效组织运行，使得复合(整体)系统(体系)间协作效率最高，最大化复用减少冗余和重复，降低各组织的冲突和对资源的不良竞争等，其中对信息资源的组织和协调是基础。积累运营数据并分析和使用。这是“智慧城市”正常运行和发展不可缺少的环节，主要是对运营过程的及其对系统影响的记载，从这些数据中可获取大量的知识，支撑上述的运营任务。对运营数据分析可以发现“智慧城市”中经验无法提供的知识，这些知识对城市需求、城市活动、城市问题等有着良好的刻画，是“智慧城市”规划和组织的依据之一。同时，这些知识中蕴含大量的可服务的咨询信息，会形成大量商业机会，可作为运营的增值收益。但，这部分数据也包含大量的安全信息、隐私信息和商业秘密，需要对使用进行立法，规范使用行为。运营的常规方法智慧城市运营的方法一般有：巡查和巡检。最为常见的一种运营发生，根据营运计划，定期或联系(在线)对系统进行巡查和检测，主要工作有：发现故障和问题、添加或替换耗品、调整参数等。运维接报。建立使用者报告接听和处置机制，根据使用者对系统提出的各类问题的报告进行分类处置，是一种被动式运维方法。定期养护。根据系统特征定期对系统进行全面检查和维护，通常会对系统进行暂停性养护。从安全角度和经济角度，定期养护可以发现潜在问题和在初期进行处置，是一种较为科学和经济的运维方法。在一些场合，会存在系统重启成本较高的问题。在线维护平台。这是一种系统的方式，是对上述三种方法进行集成，根据运维规划执行运营并进行监督，并通过信息汇集分析进行问题辨识，是目前较为流行的方法。该方法可以跨地域有组织集中运营，以第三方服务方式出现较多。服务性运营。该方法以服务为主、运营为辅，通常在服务性领域角度，如智慧家庭、智慧教育、智慧医疗、智慧旅游等等。该运营的核心是为保证服务收益对服务模式、工具、方法进行进化(优化和完善)。运动式运营。集中阶段性、不确定运营，主要根据外边环境和社群意识进行运营安排和设计。常见于智慧文化传播、文明建设等城市文化建设，是一种补充运营方式，但随着发展这种方式会逐步被常规运营方式替代。升级式运营。从发展角度，对系统进行更新换代，这种运营主要在新旧系统交替期间发生，需要同时保障两个系统正常运行，并不发生冲突。运营的核心任务有二：系统服务不中断、老系统各要素或参数有效迁移到新系统。运营的问题和解决方法运营中经常会出现如下问题：技术不足。运营团队技术构成不足以支撑运营的需要，技术公司更多将技术力量放在研发上，在售前、售后和运营上投入技术不足。对此，业主对运营技术需要给出明确规范和评估，运营单位需要对团队进行专业技术培训。需要注意的是运营技术不能等同于研发技术，运营在故障分析、隐患辨识、养护规划等方面需要专门技术。此外，一般情况下运营以经验为主，需要将经验进行归纳，上升为可执行方法和流程。人力投入不足。由于运营工作的不均衡，运营公司经常以最小人力需求进行人力投入，造成在一些情况下力量不足，造成损失扩大化和服务质量下降。针对人力不足，需要进行投入产出平衡，比较好的解决方式是扩大同类运营业务和范围，规划运维规划，注重巡查，避免损害事件维护。简言之，将运营工作平均化稳定化，将人员任务平衡化和计划性。不规范。一般运营团队对运维只有故障处理流程说明书，没有运营工作规范，包括巡检、养护，配件更换等。规范建立可以使得运营组织更加有序、效率更高。经费不足。通常系统建设投入经费较为充足，但运营经费不足，一般将年运营经费不能少于建设费用的10%。运营经费不足是常态，单靠投入难以解决此问题，可以尝试如下方法：在运营中设计衍生增益服务、在法律许可下可以将系统的资源(如数据)进行增值使用、优化运营流程降低成本等。信息不形成闭环。大多数运营在信息采集、信息流转、信息分析、运营总结等存在大量缺少，信息化意识严重不足。运营不能支撑系统优化和发展。“智慧城市”中要将运营数据作为规划、建设、评估的基础数据，提出明确的要求和规范。创造不足。运营团队不重视发现事件的规律和内在需求，不去思考如何进化系统。这种思维不利于“智慧城市”的进化要求。可以采用奖励的方法激励运营团队进行创新，包括合理性建议。监管不足。对运营的监管是业主或略的，需要对运营进行过程监管、业绩评估。建立监管机制的基础是建立和明确运营规范和评价指标。运营的智能工具随着技术发展，有很多智能化的方法和工具可以支撑运营，智能化工具可以降低人力投入、自动化获取数据、连续跟踪、自动隐患发现、经验迁移和拓展等。列举数个如下：大数据。大数据技术的应用较为广泛，主要通过大数据发现运营中存在的规律、异常、预判发展等，可以对运营进行规划、风险辨识和预警，也可以通过规律发现进行增值服务。物联网和无人值守。是感知和规律性操作的智能化。物联网在运营中的大量使用，可以感知对象的跟踪状态，在线进行特征和属性辨识，降低了运营数据采集的投入。建立在此基础上的无人值守，则使用无人技术进行巡查、一般性养护、一般性事故排除等工作，大大降低运营人力投入，并客服人工运营中人工精力、意识、关注度等不足的问题。数字孪生和预测。数字孪生则再造运营对象的虚拟个体，并可对虚拟个体进行各种尝试性行为，以观察个体变化，即可以主动推演个体发展，借助此可以对个体异常、演变等进行预测，便于运营规划知识图谱和推演。通过构建运营对象属性、行为、环境三者间的各种关系及其制约行为，借助推演机制可以对运营的行为、要点、缺失等进行辨识，优化运营行为。迁移学习和知识蒸馏。这是智能学习方法，是根据相似性将已有的知识进行改造和适应性处理，使用到另一个客体中。运营活动存在大量高相似度行为，可以通过这种方法实现相似运营中经验、技术和方法的共享。基础能力“智慧城市”是综合复杂系统，支撑这个系统运行需要各种能力作为支撑，本部分讨论“智慧城市”需要具备的一些基本能力。通信能力通信能力是指支撑各种信息由发起者按既定目标快速安全传递到接受者的能力，包括信道、协议、安全、容错、续传等技术能力。通信能力不仅仅包括数字通讯能力，还包括其他通信方式，如人工通讯、非接触符号通讯(如交通信号)、广播通讯(如可变信号板)等，这点在“智慧城市”中被或略了。通信能力的建设中需要注意如下一些问题：1.不是最新的通信技术就是最适用的技术，需要根据技术参数和业务需求进行匹配，如在工控系统，5G通讯目前还不能替代总线通讯，其原因是ms级响应速度达不到业务要求；2.需要空天地水立体通信。立体通讯要能覆盖城市的活动圈，尤其是密闭空间、地下、城市边界、空域的通信；3.通信节点的全覆盖是“智慧城市”中通信的关键要素之一，无盲点通信是城市健壮性和全业务域运行的保证；4.通信子系统间的互联互通，即不同的通讯系统、不同的建设运营间的通信是可以无阻碍互通的；5.临时通信网络和自主网建设是城市通信网络的重要补充，在城市灾害管理等业务中具有重要意义；6.网络可控和网络安全是重要能力，需要建立全域分级的可控和安全机制，需要建立网络安全管理和安全攻防的能力；7.针对一些特定行业，如工业，需要建立特定的专网；8.网络运营和更新升级管理。能源能力能源是城市生存的基础，犹如粮食之于人类。在“智慧城市”建设中，对能源的关注度经常被忽视。这里的能源不是指能源生产而是能源的供给。绿色、稳定、便捷的能源供给是“智慧城市”能源建设的建设内容。电力供应需求已融入到社会的方方面面，移动互联网、无人化应用、电动专职等的广泛应用，对电力供给提出了可寻、可达、便利等要求。其他类型的能源供给在“智慧城市”一些子类中也得到广泛应用。在建设中需要考虑如下问题：供给的覆盖度。能源供给点需要做到细粒度无缝覆盖，在需求出现时可以得到有效的能源供给。各种新的业态也随之出现，如共享充电宝、充电路灯杆等。可靠性和可再生。城市能源供给需要得到持续保障，并且尽可能使用再生能源。小型太阳能等能源自我供给系统未来将具有广泛市场。绿色环保。规范城市能源使用，建议使用绿色能源，减少能源使用给城市环境带来的负面效应。出于环保和成本，节能是“智慧城市”的重要基础建设内容之一。运营模式。能源供给的高覆盖，首先需要解决运营问题，最为关注的是供应方的营收如何实现，有了合理的运营模式，城市能源供给将得到快速发展。模式可以是商业运维也可以是基于税收的公共服务、公益服务等。安全能力市安全涉及面非常广泛，包括自然资源安全、环境安全、生产安全、生活(治安)安全、经济安全、食品安全、医疗卫生安全、信息安全等。城市安全能力是指保障城市健康发展不受内部和外部灾害影响和抵御灾害的能力。是对上述安全的管控能力和灾害的处置能力。“智慧城市”安全建设应该采用集中和分治的方法建设，即集中管控、按职权分级治理。安全能力建设要求城市在安全领域具备如下的能力：安全宣教、风险辨识、隐患发现、安全管控、灾备管理、应急救援、妤困重建、心理救援等能力。安全能力建设中，智能化技术的应用对安全能力具有很好的支撑作用，安全智能化在在线监测、灾害预测、资源组织、舆情管控、指挥调度等方面具有重要意义。在智能化应用中需要注意技术可靠性、鲁棒性、可部署、响应速度等指标。“智慧城市”安全能力建设需要注意的一个误区是维“智能”论。在建设中团队建设、机制建设、文化建设、设施(设备)建设、灾备基地建设等也是需要重点建设的内容。认知能力所谓认知能力是指对城市及其环境各要素的辨析、知晓、跟踪和理解的综合能力，这个能力是通过各种感知手段赋予的。感知手段可以是人工、测量、传感器、感知网络、结果回溯等，物联网是感知的一个有效途经。“智慧城市”认知能力为规划、建设、管理、营运、发展提供基础的信息支撑。在认知要求上需要全面性、实时性、可辨析、可追溯、可刻画等。需要对城市能够给出较为清晰的描述，以此派生出诸如数字城市、透明城市、孪生城市等概念，这些概念的基础就是对城市认知。认知能力建设中，可视化、感知网络或物联网、GIS、遥感、BIM、大数据、数字孪生、视频和图像等技术得到广泛应用，形成了“智慧城市”的感知层。在认知能力建设中，需要注意以下问题：(1)感知不代表认知，感知只是基础，认知需要在感知上进行信息的理解和重构；(2)可视化不代表认知，可视化只是一种信息的表现，认知需要可视化呈现，但更重要的是对信息流、信息链、信息关联、信息特征的理解和辨析；(3)数字孪生不是简单的再现，是在物理世界再现的基础上采用仿真推测事物行为认知事物；(4)(领导)驾驶舱只是决策支撑基础信息，是城市认知很小的一部分，大量的城市认知是为实际业务服务的；(5)自动化不能解决所有认知问题，人的参与是城市认知的重要部分，“智慧城市”中如何引入需要研究；(6)认知是发展的，因此历史的视角很重要，经验分析、对比分析、相似学习、迁移学习等在认知能力建设中很重要。据上“智慧城市”认知能力建设，大体由感知系统、信息辨析和分析系统、历史经验和学习系统、认知展示四大部分组成。智能能力“智能”是指具有自学习、自组织、自进化的一种能力，是“智慧城市”的核心，即“智慧城市”其行为具有“智能”，是组成城市的所有部分的智能能力的总和。“智慧城市”的智能能力是城市具有生命特征的表现，是城市进化的基础。城市智能包括居民智能、社会智能、城市系统智能等，是人和机器、系统智能等融合体。单纯将机器智能或人工智能作为城市智能是不够的。居民智能是城市智能的主体，服务于城市规划、管理和运营，是最终决定力量；系统智能是体系化的智能的有序应用，是持续全面发挥作用的智能过程，服务于城市组织的行为过程。系统智能更多体系在城市与环境、城市与资源之间的平衡。城市智能能力是城市所有智能组成的融合，是以居民智能为核心、以社会智能为框架、以系统智能为实体的智能意识和行为的综合。人工智能是一种智能工具，在社会智能和系统智能中得到应用。智能能力表现为对城市行为的充分认知、针对既定行为目标对环境和资源的感知和自动作为响应，并对行为结果进行评价和学习，在此基础上对下次行为进行改进和优化。城市智能能力实在城市可重复和可再现的行为中出现，对偶然事件和行为可以通过相似、迁移学习的方法进行预测性处置。城市智能能力的建设有几个主要方面：居民智能的组织、人工智能的应用、社会智能和系统智能的认知和构造、城市自主行为(辨识、响应、评价、优化)的认知和组织等。服务能力服务能力是指城市管理部门对居民和营运单位及组织的服务能力，是“智慧城市”建设中需要改变的一个管理理念，也是城市得以快速有序发展的一个基本能力。服务是政府管理部门借助新兴技术为居民和机构提供基础职能工作的过程，包括审批、督管、资源协调、基础保障建设和管理等。服务的基础是发现需求、组织资源。“智慧城市”通过信息互联互通和快速流转实现服务能力的提升。通过认知能力发现需求、通过各管理部门的智能化业务系统调度资源提供服务。通过公开监督体系规范服务、提高服务质量。服务能力建设最多程度调动城市各主体参与城市建设，推动城市向健康方向发展。主动服务是服务能力中重要的要素，当主动服务被管理者广泛使用，城市的管理效能和质量会显著提高。“智慧城市”中服务能力建设需要考虑如下几个智能系统：社情民意采集、企业帮扶解困、一站式服务、居民信息安全填报和使用、服务信息中心和服务管理、管理服务自动指派流转和跟踪、咨询平台和咨询机器人、城市资源主动巡检汇总、入户式民政服务、服务质量社会监督和评价等。调度能力“智慧城市”中资源匹配和调度是效率保证，调度范围包括物资、资金、人力、信息、技术等。调度是基于运筹规划的，智能化调度策略是“智慧城市”管理和运营的能力体现，也是资源节约化的要求。智能调度组成包括资源黄页、资源储备、资源管理和资源调拨等，这些工作需要信息化和科学的运筹能力，需要在资源可控(数量、质量、运输、投放)情况下使得储备资源投入(购买、存储、管理)最小化，以保障资源效率。调度是一个复杂动态系统过程，常常需要多机构协调、时空有序组织才行，传统调度以经验为主，随着技术发展，智能化调度机制和方法将被广泛使用。“智慧城市”调度能力是通过分级合作实现的，在城市级需要建设一个综合调度中心，对待调度资源进行管理，并执行和协调城市级调度。运营能力前面专门讨论了“智慧城市”的运营，此能力也是基础能力之一。运营能力是“智慧城市”蓝图得以实现的基本，通过运营使得智能在城市发展和运行得到体现。运营能力包括组成城市的各系统按既定目标可用、高效运作，同时，发现城市运作存在的问题和待发展的需求，为城市发展规划提供依据。运营能力是技术、管理的综合能力。同时，运营也是一个协同过程，需要多方协调，包括组织、技术、资源协调等。城市运营是一个分级系统，由各组织按其职责进行实施。“智慧城市”运营中需要妥善解决如下问题：高效运行、可靠运行、安全运行、运营增益等。数据基石数据无疑是“智慧城市”的基石，数据客观刻画了城市，同时，也是城市各组成部分运行协作的纽带，“智慧城市”建设首先是数字建设，可以说“数字城市”是“智慧城市”建设的第一步。本部分讨论几个与数据建设有关问题。感知系统数据的获取可以是人工和机器两种模式，随着技术的发展，80%以上的数据是靠机器获取的。机器采集又分为三种：通过传感系统获取在线数据，通过爬虫等工具获取历史或离线数据，通过系统本身运行获取生产和运维数据。数据采集中感知系统是一个重要的工具。感知系统是以传感器等网络为基础，具备末端辨识和数据采集、管理、传输能力的数据采集系统。感知系统通过传感器、视频等终端进行数据采集。移动设备的广泛使用，使得基于移动感知的数据采集发展迅速，并逐步成为主流。移动感知可以通过各种传感器，主动进行环境、行为等数据的采集。为保障系统可靠运行，越来越多系统内嵌了智能化系统性能侦测和评价管理，这些功能可以感知系统状态，获取大量系统运营数据。这些数据也是“智慧城市”需要的。感知系统建设中需要注意如下几个问题：1.针对性感知设备和方法的设计，即采用的方法需要与目标匹配；2.对感知系统应用范畴的严格控制，不能过度应用，如目前人像识别就被过度使用了；3.感知系统的安全可靠，即需要对网络安全管理，如入侵控制；4.数据传输目标和访问权控制，即保证数据在可靠授权范围内使用；5.工程效率设计，包括能耗、实时性、鲁棒性、可扩展、兼容性和开放性等。传输网络传输网络是数据链流动的介质，是由通讯(信)机构及其其上的一系列机制和行为构成的。“智慧城市”的通信机构有很多，包括有线、无线、卫星、自组织通讯、人工通讯等。传输机制包括数据控制、数据广播、数据续传、数据销毁等。传输网络设计是为了保障数据流按既定目标安全进行流转，在“智慧城市”中保证了数据可达和可用。传输网络建设中需要关注如下问题：1.传输融合，即根据需要如何融合多种传输途经，实现传输透明可靠。传输融合的一个典型形态就是融合通讯，在指挥系统中最为常见。2.数据按需授权控制，即根据数据的宿主意愿，对数据需求者按其需要进行数据提供。这是数据访问控制的一种形态，只是将被动数据拉取变为主动推送。3.数据使用生命周期控制，即传输网络在特定场景中需要具备数据使用的有效周期管理，逾期数据不可访问或销毁，这是数据安全的一种要求。4.数据推送机制，即根据目录体系实现数据的自动推送，以保障数据需求的持续性。在推送中，数据控制机制设计是一个重点。5.网络鲁棒性，即网络的可靠设计，这个依赖通信网络的鲁棒性。传输网络是建立在通信网络基础上的，在通信网络上增加了控制机制和行为管理，是基于业务需求的控制模式，在设计中需要从业务层面考虑相关行为的设计。数仓系统这里数仓是指数据的存储和管理，不仅仅是传统意义上的数据仓库，是“智慧城市”涉及的数据存储管理的综合，有些地方引入城市数据中台、城市大数据、政务大数据等概念，这样亦是数仓的一部分。数仓的核心是对数据有效进行汇集和管理，提高数据的使用效率和共享能力，提供数据集聚后的知识(规律)的分析条件。数仓由数据字典(元数据)、数据接入、ETL、数据存储、数据重组、数据标签、数据访问控制、数据流转、数据分析通用工具(方法)、数据安全控制等构成，实现数据汇聚到数据访问的全过程。数仓的基础是数据库技术，管理的基础依赖是元数据体系、组织管理形态可以是数据中台等，系统工具可以是大数据系统。数仓建设中，需要注意如下几个问题：元数据(元方法)的定义、数据分布分片存储策略、数据备份(灾备)策略、数据异构和版本控制、基于多模态(自主、强制、宿主、角色等)的访问控制策略、基于规则的数据生命周期管理策略、数据视图、数据重组、标签体系等。数据组织是“智慧城市”数仓管理的一个重点，主题数据库、数据版本、行列数据、业务视图、知识视图、数据立方、冷热数据、数据标签等是从不同的维度和用途进行数据组织的方法。“智慧城市”中为了更好使用数据，数据组织是不单单对原始数据进行管理，还需要对进行处理加工后的数据进行管理。数据原始特征和历史延续性在“智慧城市”中是一个重要的需求，因此，数据版本管理和时序数据管理是数据组织的一个重要内容。数据中台和大数据是数仓的管理工具和方法，在设计是不仅需要提供对数据的管理，还需要提供对数据进行自动化处理的方法和行为，提供数据加工处理的一些基础工具。目录系统目录系统是数据管理的一部分，之所以单独列出，是因为在以共享协同为主的多用户复杂系统中，数据目录可以为所有生产者、使用者提供指导，为数据有效应用提供支持。“智慧城市”各组成组成部分对数据具有旺盛需求，而数据生产者众多，数据类型、数据内容、数据来源等复杂，使用者对资源状态不易全面掌握，数据目录将解决这一问题。数据目录是指对数据集建立概要描述清单，说明数据构成和一些解释信息，便于使用者对数据集进行概要理解。数据目录不是一个简单的名称清单，在“智慧城市”中，数据目录需要包含如下信息：数据集名称、数据集属性、数据来源、数据宿主、数据更新周期、数据存储规则、数据访问授权规则、数据生命周期、数据集描述、数据集的关系图等。数据目录建设时，需要注意如下几个问题：1.所指数据源不仅仅是汇聚数据，还包括系统运行和运维生产产生的数据、因业务需要构建的数据重组后的数据视图、数据分析产生的知识和规律等。2.数据目录是公开的，不涉及数据秘密和隐身，与数据安全无关，“智慧城市”各组成机构和个人均可以访问。数据目录的部署要便于全体成员访问和使用。3.数据目录是实时的，即数据目录需要根据数据状况进行实时更新。4.数据目录的维护是开放的，即数据提供者均可以进行数据目录的维护。数据目录的发布审核需要专门机构执行，以保证数据目录的可信。该机构还需具备数据规划、数据部署、数据安全授权审核等管理能力。5.数据目录是数仓的一部分，可以看做是数仓的一个门户和资源列表。6.数据目录需要借助知识图谱等AI工具进行分析和管理，为数据管理机构和使用者提供建议。据上，“智慧城市”中数据目录建设是一个重要的工作，是数仓的基础内容之一，也是数据治理和管理的工作和依据。该部分目前并未得到足够重视，在“智慧城市”建设中有待加强。安全讨论数据安全是信息时代的一个重要内容，在“智慧城市”中数据安全也是重要建设内容之一。“智慧城市”中的数据安全包括数据源安全、存储安全、访问安全、传输安全、内容安全。数据源安全指“智慧城市”的数据来源是安全可靠的，是可以按既定规则进行数据提供的；存储安全是保障数据生命周期内的存在性，包括容灾、灾备、抗攻击(盗取、篡改、非法删除等)；访问安全是指根据授权规则进行数据使用，防止非法访问数据；传输安全，是指数据按安全传输给既定目标，传输中数据不丢失、不被篡改、按时抵达；内容安全是指数据的内容符合建设规划，不应出现数据不全、篡改、非法添加等现象。数据安全的策略和方法很多，也是现代信息系统构建中重视的部分。以下几个方面是与一般信息系统有差异，但“智慧城市”建设需要关注的问题：1.访问控制。传统基于自主、强制、角色的访问控制不能满足需求，基于数据宿主的授权和控制机制值得研究和应用。2.持久性安全控制。针对数据流异常的持久侦控是一种有效的手段，需要结合AI对异常数据流进行监测和控制。3.内容安全控制。由于开发性和对城市刻画数据全面性，“智慧城市”数据内容包罗万象，这给虚假数据和数据欺诈提供了可能，为此，对内容的辨识和控制成为值得深入研究的内容。4.基于目的的数据生命周期安全管理，即如何针对不同的数据使用目的建立不同的使用生命周期，防止数据泄漏和非法滥用。5.数据版本安全。多版本是“智慧城市”数据的一个典型特征，体现了数据变化和历史，对城市刻画具有重要意义，这要求采用特定技术保证数据内容的持久性，多版本管理和控制成为数据安全管理的一个内容。6.元数据集安全。元数据作为基础数据对数据管理具有重要意义，由于“智慧城市”元数据的复杂性，其安全管理需要重视。7.数据分析安全。城市数据的多样性和内容丰富性，可以通过融合、补偿、统计、侦听等特殊手段获取特定知识，这些特定知识可能涉及敏感信息和隐私信息等，因此，如何进行数据分析的安全控制也是值得研究的内容。数据安全作为数据应用和服务的基本保障，在“智慧城市”建设中需要关注。服务机制数据服务是数据共享、协作和应用的途经，在“智慧城市”中，数据服务是数据管理和应用的一个重要内容。数据服务由三个部分组成：数据提供方、数据需求方和服务途径。据此“智慧城市”中数据服务机制可以分为：主动推送服务、请求推送服务、搜索拉取服务和规则抽取服务等。适配性、可达性、实时性和安全性是数据服务的四个评价指标，这四个指标需要通过服务内容、服务模式和服务途径共同完成。在服务中需要重点消除如下影响：数据异构(尤其是语义异构)、数据分别与频繁请求、数据汇聚时延、假冒请求和欺诈等。数据目录提供了数据请求服务的线索，在数据服务中数据目录及其基于此的数字组织方式对请求服务的响应能力有着较大的影响，决定了服务的质量。推送服务是较为理想的服务方式，这需要对需求预知，而“智慧城市”中预知需求成本较高，可以通过数据需求预判和数据生命周期控制结合的方式进行预推送以提高服务质量。实现预推送需要大数据和AI技术的支持。数据服务中海量数据快速响应与城市数据分布存储是一个矛盾，也是制约服务能力的一个方面，可考虑通过大数据进行需求规律分析，构建数据副本和区域热数据等方法解决此问题。去中心化并不有利于数据服务，虚拟中心化可以采用多级授权的方式构建服务架构，以提高数据服务能力和数据服务响应。宿主对数据的控制可通过预授权和委托管理的方式降低授权业务的工作强度，提高响应，但这需要以行业宿主进行集中托管，否则难以保证授权的安全和可控。据上，数据服务不是一个简单访问和数据提供，需要从多方面进行综合设计，以应对“智慧城市”中复杂数据结构和复杂服务需求的矛盾，提供服务能力。技术基石信息技术是“智慧城市”另一个基石，为运营和规划提供了基础方法和必要的支撑。这部分将讨论在“智慧城市”建设和运营中涉及的一些技术。工业互联网工业互联网是以机械自动化协同作业为目标的，将传感器、机电设备等互联，通过信息共享和自动流转，实现复杂环境下的自动协同作业。工业互联网不仅仅适用于工业、农业等生产环境，还适用于社会生活和活动场景。工业互联网在“智慧城市”中的作用是将城市中需要协作、自动作业的场景赋之工业化和自动化，解决效率、安全、绿色等问题。工业互联网由传感器网络、边缘计算、业务中心、业务模型、控制系统等组成。建设中需要构建与之匹配的协议体系，以保证系统中各部分的协调和信息交互。“智慧城市”中的工业互联网建设需要选择可控的通讯机制，由于控制响应的时效性，通讯速度和可靠性是重要的制约指标。城市工业互联网是一个由多点建设，逐步互联的过程。以各个业务节点建立局域业务网络，在通过业务网络扩展、区域共享扩展、上下游业务链扩展等逐步建立区域级乃至城市级工业互联网。以社区和居家为中心的工业互联网是“智慧城市”值得研究的一个领域，主要解决社区各种自动控制系统的互联和服务、家居设备的互联和自动服务。这一领域是社区和家居智能化的基础。地图和导航地图和导航是城市信息化基础工具之一，3D地图、全景地图等新型地图在“智慧城市”中得到广泛应用。导航作为地图的一项应用被广泛使用。透明城市建设是基于地图的，是通过地图的方式对城市进行感知，即将地图与感知网络进行结合，在地图上实时反应城市状态。透明城市建设需要对城市进行全面、全程、全景感知，需要可以通过不同视角对城市进行观察，这需要3D地图与时间、视角进行结合。简单3D地图是不能满足透明城市需要，需要在空间上能包括地下、空中、水下等，在呈现上需要透视、框架、渲染等，在观察上可以更为灵活，如时序对照、局部全景展示等。室内地图、专项(如管廊)地图、工程(如运维)地图等在“智慧城市”中是必要的，专业地图的建设是对城市管理和运营服务等有效支撑。地图工具(如标绘)的建设是为城市管理提供有效的工具，具有地图的研判依赖于这些工具，通过图上作业可以更好理解城市态势，并进行推演、方案设计等，通过数字孪生思想实现对行为方案和决策的虚拟验证，以提高管理效率和可靠性。导航是一个最常用的工具，也与城市居民和一些自动装备的活动有着密切关系，导航的精确性、实时性、友好性、智能性是应用需要的。导航需向密闭空间发展，如室内，多种环境下的导航需求越来越多，关于定位和导航的方法研究需求增加，这也是城市活动迫切需要的。基于预测和行为兴趣点的智能化导航也是一种需求。物联网应用物联网技术是通过通讯网络、传感器等将物与物之间建立信息联系，在此基础上形成协调和联动。物联网实现了对物的全周期感知和物物互联，可以深层次认知事物，并主动进行干预和控制。在“智慧城市”中，主动干预和控制，以达到资源和效率最大化是其目标之一，物联网实现了对城市组成设施设备等互联感知和控制，对事物过程进行有效认知，并通过大数据技术实现对事物内在特征和外部影响规律的深层次认知，进而实现优化和自动控制的可能。物联网建设的关键是传感器网络和通讯机制的建设，城市物联网需要针对不同需求进行相应的传感器的选型和部署，通讯网络需要根据地理环境、响应效率、共享需求等要素进行构建。在建设中，传感器网络和通信网络一定需要给出冗余和可扩展性，以满足城市快速发展。物联网建设中边缘计算能力和物联信息服务是另两个需要关注的内容。边缘计算解决了计算能力和响应速度问题，物联信息共享是城市信息服务的一种需求。由于物联网直接采集基础设施设备信息并具备对这些事物的控制能力，因此物联网安全是建设的重点之一。互联网应用互联网尤其是移动互联网是现代城市的一个基础，并与现代城市融为一体，也是城市信息化程度的一个体现。互联网应用已深入到城市的各个组成部分和各个领域，以互联信息传输的方式支撑城市的运行和管理。互联网是认知城市的一个窗口、城市行为的入口之一，通过信息互联将城市各部分有机进行组合，以信息通信为核心加速事务进程。“智慧城市”建设中一个表现是：如何将互联网与城市活动和行为相融合。在城市活动和行为中融合互联网的成分是行为信息化的过程，将活动和行为中可以信息化的成分进行抽取，并实现流程再造。在行为信息化的基础上，进行城市活动和行为的互联互通，就形成了城市互联网的应用体系。城市互联网应用简单地讲就是通过对城市组成部分的活动和行为信息化，并进行信息的互联互通，以此实现行为和活动的快捷化、全程化、经济化、透明化和简约化。城市互联网应用中需要突出如下几点：行为和活动的可信息化、信息的互联互通、信息链尽可能长或全程化、信息流转的自动化和可靠性、信息安全性和私密保护等。城市互联网是智慧城市基石但不是全部，移动互联不代表智慧或智能，互联网只是一种途经和通道，城市智慧或智能需要在互联网的基础上融合知识体系、知识发现、知识传播、自动控制、自主行为等才能形成，因此，不能以互联网应用建设片面认为就是智慧城市建设，互联网应用、互联网经济等只是智慧城市的一个基础组成，智慧的体系和实现更多需要依赖知识发现及应用、机电控制等来实现。大数据应用大数据是智能化的基础，由于大数据的应用可以发现内在的规律进而指导相关工作。城市大数据为城市智能化提供了知识发现的基础途经，大数据建设在“智慧城市”建设中是不可或缺的组成部分。城市大数据建设目的可以分为：以智能服务为目标的知识发现，以自动化为目标的数据在线处理，以发展规划为目标的需求发现，以安全管理为目标的安全侦听，以业务行为和服务为目标的信息自动分析处置等。城市大数据就数据而言可以涵盖城市发展、管理、运营中所涉及的所有数据。其建设难点在于数据的有效、有序汇集，汇集数据的可靠性、真实性、实时性，数据安全管理和隐私保护，数据处理的计算能力等。“智慧城市”对大数据的要求不局限于数据汇聚，这虽然是难点和重点之一，但更多的是需要数据的行业理解和应用，更多需要是跨行业的融合应用。该建设是目前城市大数据建设的瓶颈，不仅仅需要技术人员参与，更多需要行业专家、数据分析师、产业咨询师等不同角色人员的共同参与。城市大数据不是一个独立的系统，需要与城市感知网(工业互联网、移动互联网、物联网)、人工智能、自动化系统等密切结合，才能满足“智慧城市”的需求。大数据建设中，如何将上述系统有效集成是“智慧城市”建设需深入研究的。大数据在其中主要扮演的角色就是发现知识(规律、画像、异常等)，提供知识服务。因此，在建设理念上不能将大数据等同于“智慧城市”。人工智能应用人工智能是城市智能形成的工具，通过AI进行知识发现和应用，形成城市智能行为，实现智慧目标。AI在城市智能中主要作用有：获取或发现城市知识、提供决策智能支持、提供智能化设备和装置、提供智能化方法、执行智能化行为、构建智能化系统。AI主要解决隐性知识发现、自动和自主行为、自我选择等。AI应用目前主要在城市具体管理和运营行为中，主要提供知识帮助。机器意识尚未形成，只能做到弱智能，主要作用是将人类重复性工作逐步机器化。AI在“智慧城市”中目前只是孤立点状应用，很少形成系统化，对决策辅助尚有待发展。AI不仅仅是图像识别、自然语言处理等，更多是需要对各种形态的数据和信息具有自我认知能力并在此基础上执行经验行为或自主意识。而当前AI的研究处于初级阶段，难以满足城市智能的需要。城市建设中AI应用需要注意几个问题：AI应用是否合规合法、AI应用是否侵犯个人隐私和商业秘密等造成安全隐患、AI应用是否具有经济合理性等。同大数据一样，AI不代表城市智慧，只是智能工具之一，城市智慧是借助AI等智能途径开实现的，AI要发挥智能能力需要与其他系统进行融合，如机电体系、人工控制系统、管理机制等。AI是“智慧城市”的核心技术，目前仅为初级阶段，在技术研究、方法应用、安全管理等需要深入持续研究。VR/AR和数字孪生虚拟现实、增强现实、数字孪生等技术是连接现实世界与数字世界的桥梁，通过类似镜像的方式来展示现实世界，实现在时间轴上的可溯可延展性感知，进而增进认知。虚拟现实在“智慧城市”中以仿真的形式为行为演绎、决策研判等提供技术，以低成本和可重复性进行现实世界中难以重复、高风险、破坏性等事务的观察、实验、执行、评价等。为特种训练、决策研判、感知教育等提供服务。数字孪生则是在虚拟现实的基础上，通过传感器和控制器网络，实现现实世界和虚拟世界的同态。在数字世界进行推演验证后，将可信结果通过控制系统反馈给实体世界。在“智慧城市”中，数字孪生在创新创造、风险验证、灾害控制、决策研判等领域有着广泛的应用。AR/VR、DS是一种数字映射技术，在与业务融合下，对城市行为进行数字化描述，并在描述上加入行为对数字世界的发展和演化进行干预，以发现潜在的行为，这种行为亦可能在现实世界中出现，从而对在城市管理和运营中对可能的行为进行控制。AR/VR、DS可以融合到城市多种行为中，在绝大多数行业均可应用，如教育、应急、环保、产业、旅游、娱乐、咨询、规划等。“智慧城市”建设中，AR/VR，DS的应用场景快速增加，也为人们接受。未来，数字孪生可能会将现实世界和虚拟世界融合，人们借助DS来控制现实世界中的行为，实现更为可靠安全的城市管理和运营。生物识别和认证生物特征识别是AI的一个应用，由于其唯一性和便利性，并广泛应用到生活中。在城市活动中，对身份认证已是一个普遍行为，也是必要行为，传统的外部标识认证由于其已泄密和使用局限性会逐步被生物特征认证替代。作为可靠性认证，生物识别已“智慧城市”活动中必要组成，基于人脸、虹膜、静脉、声纹、指纹、步态等的识别技术已被广泛使用。生物特征