學(xué)術(shù)前沿技術(shù)報(bào)告

學(xué)術(shù)前沿技術(shù)報(bào)告2008年舊M提出智慧城市理念及愿景后，建設(shè)智慧城市很快成為世界各國(guó)及城 市在金融危機(jī)后尋求新一輪發(fā)展的重大戰(zhàn)略舉措。智慧城市不僅能引發(fā)新一輪技 術(shù)創(chuàng)新及物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展智慧化，而且能促進(jìn)城市建設(shè) 管理智慧化，使人類以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式管理城市生產(chǎn)與生活，為居民創(chuàng)造 更加美好的城市生活。簡(jiǎn)要介紹智慧城市產(chǎn)生背景、內(nèi)涵和特征，分析對(duì)城市發(fā) 展產(chǎn)生的影響和面臨問(wèn)題，提出包括加快智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研 發(fā)及產(chǎn)業(yè)、社會(huì)發(fā)展和城市管理智慧化、重點(diǎn)領(lǐng)域應(yīng)用示范等發(fā)展策略，為智慧 城市贏在未來(lái)夯實(shí)基礎(chǔ)。（一）智慧城市定義智慧城市（Smart City）是以效率、和諧、持續(xù)為基本坐標(biāo)，以物理設(shè)備、電腦網(wǎng)絡(luò)、 人腦智慧為基本框架，以智能政府、智能經(jīng)濟(jì)、智能社會(huì)為基本內(nèi)容的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、增長(zhǎng)方式 和城市形態(tài)。智慧城市是把新一代信息技術(shù)充分運(yùn)用在城市的各行各業(yè)之中的基于知識(shí)社會(huì) 下一代創(chuàng)新的城市信息化高級(jí)形態(tài)。智慧城市基于互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)以及大 數(shù)據(jù)、社交網(wǎng)絡(luò)、Fab Lab、Living Lab、綜合集成法等工具和方法的應(yīng)用，營(yíng)造有利于創(chuàng) 新涌現(xiàn)的生態(tài)，實(shí)現(xiàn)全面透徹的感知、寬帶泛在的互聯(lián)、智能融合的應(yīng)用以及以用戶創(chuàng)新、 開(kāi)放創(chuàng)新、大眾創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新為特征的可持續(xù)創(chuàng)新。智慧城市包含著智慧技術(shù)、智慧產(chǎn)業(yè)、 智慧（應(yīng)用）項(xiàng)目、智慧服務(wù)、智慧治理、智慧人文、智慧生活等內(nèi)容。對(duì)智慧城市建設(shè)而 言，智慧技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用是手段和驅(qū)動(dòng)力，智慧產(chǎn)業(yè)和智慧（應(yīng)用）項(xiàng)目是載體，智慧服 務(wù)、智慧治理、智慧人文和智慧生活是目標(biāo)。具體說(shuō)來(lái)，智慧（應(yīng)用）項(xiàng)目體現(xiàn)在：智慧交 通、智能電網(wǎng)、智慧物流、智慧醫(yī)療、智慧食品系統(tǒng)、智慧藥品系統(tǒng)、智慧環(huán)保、智慧水資 源管理、智慧氣象、智慧企業(yè)、智慧銀行、智慧政府、智慧家庭、智慧社區(qū)、智慧學(xué)校、智 慧建筑、智能樓宇、智慧油田、智慧農(nóng)業(yè)等諸多方面。智慧城市起源理念智慧城市的概念最早源于IBM提出的“智慧地球”這一理念，此前類似的概念還有數(shù)字 城市等。2008年11月，恰逢2007年一2012年環(huán)球金融危機(jī)伊始，IBM在美國(guó)紐約發(fā)布的智 慧地球：下一代領(lǐng)導(dǎo)人議程主題報(bào)告所提出的“智慧地球”，即把新一代信息技術(shù)充分運(yùn) 用在各行各業(yè)之中。具體地說(shuō)，“智慧”的理念就是通過(guò)新一代信息技術(shù)的應(yīng)用使人類能以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài) 的方式管理生產(chǎn)和生活的狀態(tài)，通過(guò)把傳感器嵌入和裝備到全球每個(gè)角落的供電系統(tǒng)、供水 系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、建筑物和油氣管道等生產(chǎn)生活系統(tǒng)的各種物體中，使其形成的物聯(lián)網(wǎng)與互 聯(lián)網(wǎng)相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與物理系統(tǒng)的整合，而后通過(guò)超級(jí)計(jì)算機(jī)和云計(jì)算將物聯(lián)網(wǎng)整合起 來(lái)，即可實(shí)現(xiàn)。此后這一理念被世界各國(guó)所接納，并作為應(yīng)對(duì)金融海嘯的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。同時(shí)， 發(fā)展智慧城市被認(rèn)為有助于促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與環(huán)境、資源協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，緩解“大城 市病”，提高城鎮(zhèn)化質(zhì)量?；趪?guó)際上的智慧城市研究和實(shí)踐，“智慧”的理念被解讀為不僅僅是智能，即新一代 信息技術(shù)的應(yīng)用，更在于人體智慧的充分參與。推動(dòng)智慧城市形成的兩股力量，一是以物聯(lián)智慧城市特征在舊M的智慧的城市在中國(guó)白皮書(shū)中，基于新一代信息技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)智慧城市 基本特征的界定是：全面物聯(lián)、充分整合、激勵(lì)創(chuàng)新、協(xié)同運(yùn)作等四方面。即智能傳感設(shè)備 將城市公共設(shè)施物聯(lián)成網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)完全對(duì)接融合，政府、企業(yè)在智慧基礎(chǔ)設(shè)施 之上進(jìn)行科技和業(yè)務(wù)的創(chuàng)新應(yīng)用，城市的各個(gè)關(guān)鍵系統(tǒng)和參與者進(jìn)行和諧高效地協(xié)作。創(chuàng) 新2.0視野下的智慧城市強(qiáng)調(diào)智慧城市不僅強(qiáng)調(diào)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)應(yīng)用， 更強(qiáng)調(diào)以人為本、協(xié)同、開(kāi)放、用戶參與的創(chuàng)新2.0，將智慧城市定義為新一代信息技術(shù)支 撐、知識(shí)社會(huì)下一代創(chuàng)新（創(chuàng)新2.0）環(huán)境下的城市形態(tài)。智慧城市基于全面透徹的感知、 寬帶泛在的互聯(lián)以及智能融合的應(yīng)用，構(gòu)建有利于創(chuàng)新涌現(xiàn)的制度環(huán)境與生態(tài)，實(shí)現(xiàn)以用戶 創(chuàng)新、開(kāi)放創(chuàng)新、大眾創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新為特征的以人為本可持續(xù)創(chuàng)新，塑造城市公共價(jià)值并 為生活其間的每一位市民創(chuàng)造獨(dú)特價(jià)值，實(shí)現(xiàn)城市與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。因此，智慧城市的四 大特征被總結(jié)為：全面透徹的感知、寬帶泛在的互聯(lián)、智能融合的應(yīng)用以及以人為本的可持 續(xù)創(chuàng)新。亦有學(xué)者認(rèn)為智慧城市應(yīng)該體現(xiàn)在維也納大學(xué)評(píng)價(jià)歐洲大中城市的六個(gè)指標(biāo)，即智 慧的經(jīng)濟(jì)、智慧的運(yùn)輸業(yè)、智慧的環(huán)境、智慧的居民、智慧的生活和智慧的管理等六個(gè)方面。智慧城市建設(shè)國(guó)務(wù)院參事、第三世界科學(xué)院院士牛文元表示，智慧城市建設(shè)的戰(zhàn)略思考要實(shí)現(xiàn)兩大最 基本的革命：一是生產(chǎn)方式、生活方式、流動(dòng)方式和公共服務(wù)的巨大變革；二是政府決策， 社會(huì)管理，公共服務(wù)和社會(huì)民生的革命性進(jìn)展。建設(shè)智慧城市的戰(zhàn)略要點(diǎn)主要在于五個(gè)方面：一是智慧城市的頂層設(shè)計(jì)與總體規(guī)劃；二 是基礎(chǔ)框架的布設(shè)、融合、標(biāo)準(zhǔn)；三是數(shù)字生產(chǎn)、數(shù)字流通、數(shù)字分配、數(shù)字消費(fèi)建設(shè)；四 是全方位物聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)測(cè)網(wǎng)、計(jì)量網(wǎng)建設(shè)；五是市政管理與家庭智能生活建設(shè)。智慧城市通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施、地理空間基礎(chǔ)設(shè)施等新一代信息技術(shù) 以及維基、社交網(wǎng)絡(luò)、Fab Lab、Living Lab、綜合集成法、網(wǎng)動(dòng)全媒體融合通信終端等工 具和方法的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)全面透徹的感知、寬帶泛在的互聯(lián)、智能融合的應(yīng)用以及以用戶創(chuàng)新、 開(kāi)放創(chuàng)新、大眾創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新為特征的可持續(xù)創(chuàng)新。伴隨網(wǎng)絡(luò)帝國(guó)的崛起、移動(dòng)技術(shù)的融 合發(fā)展以及創(chuàng)新的民主化進(jìn)程，知識(shí)社會(huì)環(huán)境下的智慧城市是繼數(shù)字城市之后信息化城市發(fā) 展的高級(jí)形態(tài)。從技術(shù)發(fā)展的視角，智慧城市建設(shè)要求通過(guò)以移動(dòng)技術(shù)為代表的物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一 代信息技術(shù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)全面感知、泛在互聯(lián)、普適計(jì)算與融合應(yīng)用。從社會(huì)發(fā)展的視角，智慧 城市還要求通過(guò)維基、社交網(wǎng)絡(luò)、Fab Lab、Living Lab、綜合集成法等工具和方法的應(yīng)用， 實(shí)現(xiàn)以用戶創(chuàng)新、開(kāi)放創(chuàng)新、大眾創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新為特征的知識(shí)社會(huì)環(huán)境下的可持續(xù)創(chuàng)新， 強(qiáng)調(diào)通過(guò)價(jià)值創(chuàng)造，以人為本實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境的全面可持續(xù)發(fā)展。實(shí)現(xiàn)智慧城市的關(guān)鍵因素智慧城市不僅需要物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)的支撐，更要培育面向知識(shí)社會(huì)的 下一代創(chuàng)新（創(chuàng)新2.0）。信息通訊技術(shù)的融合和發(fā)展消融了信息和知識(shí)分享的壁壘，消融了 創(chuàng)新的邊界，推動(dòng)了創(chuàng)新2.0形態(tài)的形成，并進(jìn)一步推動(dòng)各類社會(huì)組織及活動(dòng)邊界的“消 融”。創(chuàng)新形態(tài)由生產(chǎn)范式向服務(wù)范式轉(zhuǎn)變，也帶動(dòng)了產(chǎn)業(yè)形態(tài)、政府管理形態(tài)、城市形態(tài) 由生產(chǎn)范式向服務(wù)范式的轉(zhuǎn)變。如果說(shuō)創(chuàng)新1.0是工業(yè)時(shí)代沿襲的面向生產(chǎn)、以生產(chǎn)者為中 心、以技術(shù)為出發(fā)點(diǎn)的相對(duì)封閉的創(chuàng)新形態(tài)，創(chuàng)新2.0則是與信息時(shí)代、知識(shí)社會(huì)相適應(yīng)的 面向服務(wù)、以用戶為中心、以人為本的開(kāi)放的創(chuàng)新形態(tài)。北京市城管執(zhí)法局信息裝備中心主 任宋剛博士在“創(chuàng)新2.0視野下的智慧城市與管理創(chuàng)新”的主題演講中，從三代信息通信技 術(shù)發(fā)展的社會(huì)脈絡(luò)出發(fā)，對(duì)創(chuàng)新形態(tài)轉(zhuǎn)變帶來(lái)的產(chǎn)業(yè)形態(tài)、政府形態(tài)、城市形態(tài)、社會(huì)管理 模式創(chuàng)新進(jìn)行了精彩的演講。他指出智慧城市的建設(shè)不僅需要物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)工具的 應(yīng)用，也需要微博、維基等社會(huì)工具的應(yīng)用，更需要Living Lab等用戶參與的方法論及實(shí) 踐來(lái)推動(dòng)以人為本的可持續(xù)創(chuàng)新，同時(shí)他結(jié)合北京基于物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的智慧城管建設(shè)對(duì)創(chuàng)新 2.0時(shí)代的社會(huì)管理創(chuàng)新進(jìn)行了生動(dòng)的詮釋。智慧城市的國(guó)際實(shí)踐。2008年11月，在紐約召開(kāi)的外國(guó)關(guān)系理事會(huì)上，舊M提出了 “智 慧的地球”這一理念，進(jìn)而引發(fā)了智慧城市建設(shè)的熱潮。歐盟于2006年發(fā)起了歐洲Living Lab組織，它采用新的工具和方法、先進(jìn)的信息和通 訊技術(shù)來(lái)調(diào)動(dòng)方方面面的“集體的智慧和創(chuàng)造力”，為解決社會(huì)問(wèn)題提供機(jī)會(huì)。該組織還發(fā) 起了歐洲智慧城市網(wǎng)絡(luò)。Living Lab完全是以用戶為中心，借助開(kāi)放創(chuàng)新空間的打造幫助居 民利用信息技術(shù)和移動(dòng)應(yīng)用服務(wù)提升生活質(zhì)量，使人的需求在其間得到最大的尊重和滿足。2009年，迪比克市與舊M合作，建立美國(guó)第一個(gè)智慧城市。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在一個(gè) 有六萬(wàn)居民的社區(qū)里將各種城市公用資源（水、電、油、氣、交通、公共服務(wù)等等）連接起 來(lái)，監(jiān)測(cè)、分析和整合各種數(shù)據(jù)以做出智能化的響應(yīng)，更好的服務(wù)市民。迪比克市的第一步 是向所有住戶和商鋪安裝數(shù)控水電計(jì)量器，其中包含低流量傳感器技術(shù)，防止水電泄漏造成 的浪費(fèi)。同時(shí)搭建綜合監(jiān)測(cè)平臺(tái)，及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、整合和展示，使整個(gè)城市對(duì)資源的 使用情況一目了然。更重要的是，迪比克市向個(gè)人和企業(yè)公布這些信息，使他們對(duì)自己的耗 能有更清晰認(rèn)識(shí)，對(duì)可持續(xù)發(fā)展有更多的責(zé)任感。7美國(guó)麻省理工學(xué)院比特和原子研究中心發(fā)起的Fab Lab (微觀裝配實(shí)驗(yàn)室)基于從個(gè)人 通訊到個(gè)人計(jì)算再到個(gè)人制造的社會(huì)技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)，試圖構(gòu)建以用戶為中心、面向應(yīng)用的用 戶創(chuàng)新制造環(huán)境，使人們即使在自己的家中也可隨心所欲的設(shè)計(jì)和制造他們想象中的產(chǎn)品， 巴塞羅那等城市從Fab Lab到Fab City的實(shí)踐則從另外一個(gè)視角解讀了智慧城市以人為本 可持續(xù)創(chuàng)新的內(nèi)涵。歐洲的智慧城市更多關(guān)注信息通信技術(shù)在城市生態(tài)環(huán)境、交通、醫(yī)療、智能建筑等民生 領(lǐng)域的作用，希望借助知識(shí)共享和低碳戰(zhàn)略來(lái)實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)，推動(dòng)城市低碳、綠色、可持續(xù) 發(fā)展，投資建設(shè)智慧城市，發(fā)展低碳住宅、智能交通、智能電網(wǎng)，提升能源效率，應(yīng)對(duì)氣候 變化，建設(shè)綠色智慧城市。丹麥建造智慧城市哥本哈根(Copenhagen)有志在2025年前成為第一個(gè)實(shí)現(xiàn)碳中和的 城市。要實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，主要依靠市政的氣候行動(dòng)計(jì)劃一一啟動(dòng)50項(xiàng)舉措，以實(shí)現(xiàn)其2015年 減碳20%的中期目標(biāo)。在力爭(zhēng)取得城市的可持續(xù)性發(fā)展時(shí)，許多城市的挑戰(zhàn)在于維持環(huán)保與 經(jīng)濟(jì)之間的平衡。采用可持續(xù)發(fā)展城市解決方案，哥本哈根正逐漸接近目標(biāo)。哥本哈根的研 究顯示，其首都地區(qū)綠色產(chǎn)業(yè)5年內(nèi)的營(yíng)收增長(zhǎng)了 55%。