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关键词:能城市;智能化;生态环保;以人为本
随着现代社会的飞速发展,科学技术日新月异。无人驾驶技术的普及将改变未来交通工具的行驶方式,行驶方式的变化将赋予汽车更多新的功能和内涵。在保证满足汽车使用者多样化需求的前提下,探讨造型结构的简单化、使用的智能化和价格的低廉化等,让汽车成为人们日常生活的常规用具,实现汽车与人和环境的和谐统一。
1智能城市未来交通工具的发展趋势
科技与我们的生活息息相关,从前难以想象的各种技术,在当今社会都已经渐渐融入日常生活。各式各样的现代产品不再坚持单一功能,跨越传统的突破性设计正走向工业设计的康庄大道。交通工具的设计亦然,未来汽车不仅在造型上,也可以在车的功能上进行改变,消费者可以在不同的汽车型号、功能和动力方式中进行选择。
1.1智能化趋势
随着科学技术的高速发展,越来越多的产品带上了智能化的标签,在未来汽车发展的进程中,智能化的驾驶模式迟早会替代手动驾驶。无人驾驶的安全性是手动驾驶无法比拟的,智能化汽车降低交通事故的发生,给予驾驶者在驾驶过程中的完全自由。
1.2节能环保趋势
顺应时代的发展,环保也是设计迫切需要解决的一环。为节约能源和减少污染,更可靠的混合动力汽车和电力汽车将走向主流。电力汽车无污染,对能源的利用率更高,同时结构更加简单,能使汽车的体积缩小,减少空间的占用。
1.3轻型便捷趋势
随着智能化城市的发展,城市交通拥堵现象的不断恶化,对城市环境质量要求的不断提高,对于占地空间小,行动便捷,节约能耗的轻量化汽车需求将会呈现上升趋势。同时,民用汽车的大量普及,停车的问题愈加突出。未来个人出行装置的轻量化必定从交通工具本身结构上改变停车不便的问题。例如,狭小停车位的不方便进入,我们可从改变轮胎行驶的方向入手,从根本上解决问题。
2智能城市概念电动车的设计定位
2.1设计的目标定位
“产品设计是为人类的使用而设计的,设计的产品是因人的存在而存在,为人服务的”。在规划未来汽车发展方向时,应从了解使用人群和环境开始。在对未来交通工具发展趋势分析和总结的基础上,设计背景设定在2036年。随着科学技术的高速发展,无人驾驶技术得以广泛应用,针对一定区域范围内的短途旅行,如日常出行、从家到交通枢纽搭乘公共交通工具,出行频繁、收入不高的青年人或不能驾驶、年龄偏大的老年人,设计一款轻型便捷、单双人电力汽车。
2.2设计的说明
“功能是产品的决定性因素,功能决定着产品的造型,但功能不是决定造型的唯一因素”。智能车的造型受功能制约,但是不完全由功能控制。
未来电动概念车将采用纯电力系统,以减少动力系统所占空间,车身体积缩小不影响车内的空间,双门双座,后备箱向下拉开,有一定储藏空间,车身更加灵活,方便日常出行。未来电动概念车同时拥有手动驾驶和自动驾驶,驾驶者可以自由选择。自动驾驶时,驾驶者可以在中控台的显示屏上看见行驶状况和路况,在车内可及时了解行驶信息;手动驾驶时,可实时更新3D地图。信息时代的到来,驾驶不再是孤立事件,随时随地的实况信息链接,达到人车互联的目的。
智能化无人驾驶摆脱了人们现有驾驶方式。在驾驶途中,驾驶方式的改变势必要改变车体的外形。车身大面积纳米材料玻璃的运用,架构外露,车体不再是传统结构。行驶之外,视野需要更加开阔,车内娱乐需求更加迫切。在保证轻量化的结构上,给予充足的内部空间,用以休闲娱乐(如图1)。
3智能城市概念电动车的三个设计理念
3.1智能化设计理念
智能化是未来汽车发展的最主要影响因素。现代生活和交通工具的设计相互影响,科技改变生活,促使交通工具的进步,交通工具的发展促进世界的沟通连接。
未来电动车自动驾驶系统通过激光、雷达、摄像头和传感器等运用,改变传统驾驶方式(如图2)。前后雷达和摄像头通过扫描前后一百米之内的环境,结合3D地图,配合车载电脑的识别辅助,辨认信号灯、路况和天气等信息。前后轮上的传感器帮助自动驾驶系统定位汽车的横向位置。无人驾驶解放驾驶者,完全的自由化让出行的目的不再是单纯的从起点到终点,而是更注重在旅行中的过程。
车身运用大量电致变色玻璃,不同于普通玻璃材料,可选择性的阻挡光和热量。(如图3)大面积玻璃材质可能会使很多消费者充斥一种疑问:车体大面积的玻璃使用不会产生高热曝晒而影响车内环境的舒适度吗? 这就是智能化改变设计的另一个方面。大量导电纳米晶体材质嵌入玻璃,通过对其充电和放电,电致玻璃可以在透明和不透明之间转化,智能材料同时也具有控温的功能,保证车内的私密性和舒适性,同时也使车内视野达到最大化。
3.2生态环保的设计理念
在满足各个功能所需的基础上,车身的造型确定为改良纺锤体的造型。在保证车内空间充足的前提下,减小车体体积。流线型的造型可以减少行驶中的空气阻力,符合空气动力学,达到节约能源的目的(如图3)。
3.3以人为本的设计理念
产品设计最终是满足人的需求。在私人交通工具越来越多的情况下,停车的问题应该是产品设计者必须考虑解决的问题。在停车方式上,采用新的智能驾驶系统控制轮胎旋转方向,九十度旋转直行进入停车位,方便新手或进入空间狭小的停车位,减少了空间的浪费(如图4)。
驾驶舱单人驾驶,车内可容纳两人前后坐,减少了在手动驾驶模式途中副驾驶的影响。驾驶位座椅可旋转,在选择自动驾驶的时候,座椅可以180°后旋,驾驶不再是最主要的功能。在自动驾驶途中,有更多时间进行交流沟通,休闲娱乐将成为自动驾驶模式的主要需求 。后排座椅可调节,增加后座的舒适度,后备箱为下拉式开启,细节的改变赋予智能车更多的趣味性(如图5、 图6)。
4结语
推动汽车设计的SET因素是包括安全性、舒适、力量与控制感觉在内的,并创造了所有家居特征的车内环境的造型与功能的有趣结合。汽车设计是复杂的、富有变化的、具有挑战性的,汽车的设与社会经济发展阶段相辅相成,以人的需求和安全为第一要素,在信息时代,跨越混合型的未来汽车可能会包含传统汽车制造行业、业、家居行业和娱乐行业。结合科技水平,充分考虑使用需求,在功能上进行大胆设计,综合各行业最新研究成果进行创新也许会更符合未来智能汽车的设计趋势。
参考文献:
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记得我第一次看到“智慧城市”这个字眼大概是五六年前,感觉那时“智”字还比较稀缺。如今已经是一个“智”字盛行的时代,智能手机、智能汽车、智能家居、人工智能、智能制造、商业智能等等,不一而足。从生活到生产,从生产到商业,可谓遍布“智”字的足迹。这些大大小小的智能概念构成了城市的方方面面,那么智慧城市的“智”就是这些“智”字的简单相加或汇总吗?智慧城市的“智”有着什么样的独特内涵?对于这个问题,我曾经困惑过。现在我认为,智慧城市作为一座城市,它的首要智慧是管理。
曾经有段时间,每当别人问我在做哪方面的研究时,我会别别扭扭地回答:“我在研究智慧城市。”我为什么会别扭?因为我感觉这个回答比较空洞苍白,说了像是没说。就像前面说的,智慧城市是个很大的概念,它包含很多中宏观和微观的领域,从中观的角度来说,就包括智慧交通、智慧教育、智慧医疗、智慧环保、智慧物流等众多方面;从微观层面来说,那包括的具体领域更是不胜枚举。比如打车软件就属于智慧城市。因为打车软件便利了市民的出行生活,属于智慧交通的范畴,而智慧交通显然是智慧城市一个极其重要的方面。所以打车软件的研究者和实践者,本质上也属于智慧城市的研究者和实践者。既然他们都没给自己贴上高大上的“智慧城市”标签,我怎么好意思自贴呢?于是我开始思考,在这样一个各领域言必称“智”的时代,智慧城市“智”在何方?
现在如果有人问我在做哪方面的研究,我会很从容地回答:“我在研究智慧城市的管理。”经过一段时间对智慧城市的研究和思考,我渐渐认识到智慧管理是智慧城市的首要智慧。现在提到的很多“智”大多还是在技术层面,比如智能手机、智能汽车、人工智能等,而智慧城市的“智”远远不是各种新技术的应用和叠加,而是基于新技术之上的管理理念、管理模式的创新。就像本期 《政府对智慧城市的管理策略创新》研究报告所提到的,“智慧城市的本质不是新技术,而是以新技术为依托形成的城市管理与服务的新理念、新模式。”如果智慧城市的管理做不到与时俱进,那么无论采用了多么先进的技术,技术所能发挥的功效也会大打折扣。智慧的管理,会充分激发新技术的活力;缺乏智慧的管理,会压抑新技术的活力。
智慧城市离不开方方面面的“智慧技术”,更离不开智慧的管理。城市管理做得好,即使没有运用最先进的技术,市民在生活和工作中也能感受到城市生活的舒适与便捷。当然,如果将“智慧管理”与“智慧技术”有机融合在一起,市民将进一步感受到城市的魅力、智慧的魅力。
在全球范围内,智能城市仍处在试验的阶段,成功的案例不多,欧洲和亚洲是智能城市开展较为积极的地区。全球在建的智能城市超过100个。欧盟已经了智能城市计划,25座欧洲领先城市将会大量采用新的绿色能源技术,另外还将试验发展智能电网、智能城市交通以及相关的智能医疗系统。由于智能城市需要大量的资金投入,在亚洲,智能城市活动主要在发达的韩国、日本、新加坡等国家以及中东开展。由于智能城市实施比较困难,大多都是在一些小城市或城市的局部建设。
据IDC的分析与预测,2008年我国医疗IT市场投资规模有望达到80亿元左右,预计到2010年,将达到120多亿元。据计世资讯的调查,2009年中国的智能交通系统(ITS)市场规模达到180亿元,同比增长30%,ITS在许多发达国家占交通投资总额达到10%,而在中国只有1%,中国市场潜力巨大。2010年1-8月,中国城市公共交通固定资产投资达到1208.56亿元,预计全年投资约为2100亿元。
大量新城区的建设为智能城市的应用创造了潜在市场。今后一段时间内,中国每年要建50-60个人口在20-30万的新城。目前仅省会城市和直辖市在建的新城、新区项目规划面积就接近10000平方公里,其中既包括新产业园区、也包括卫星城等。2007年底,北京市政府宣布了《北京十一个新城规划(2005-2020)》,将在北京的郊区建设11个新城区,带动区域经济、缓解城市压力。2010年4月,辽宁省政府宣布在沈阳经济区城际连接带上规划建设33个新城和新市镇,其中新城人口规模在10万人以上,新市镇人口规模在5万人以上。2009年全国城市建成区面积为38107平方公里,新城区的建设将大大扩展城市的边界。新城区的建设将大量采用信息化、智能化管理,是智能城市的潜在市场。
城市企业信息化发展的新趋势,驱动了智能城市在中国的发展。北京、上海等大城市中,城市信息化固定资产投资速度放慢, 信息化进入深化应用的阶段, 许多大型企业的信息化投入也呈现相同的趋势。上海城市信息化固定资产投资占社会固定资产总投资的比例从2002年的12%下降到2009年4%左右。当前上海信息化的主要任务是:加强信息化在制造业和服务业中的应用,跨部门政府信息系统的集成,通过应用开发提升城市管理的效率。“中国企业信息化500强”的信息化投入占固定资产投入的比重,继2002年、2003年、2004年三次下降,2005年略有回升后,2006年再次下降到10.33%。
当前城市信息化的发展趋势:业务系统整合、网络融合、城市管理模式创新、加强应用开发、提升公共服务和城市信息安全保障,都驱动了智能城市的发展。
许多跨国企业都积极关注中国的智能城市市场。台湾电信企业在大陆多个城市展开了智能城市建设合作。为加强大陆与台湾的联系,2010年8月,工信部确定宁波、成都为两岸产业合作无线城市试点,参与企业主要有中华电信、台湾远传电信等。
此次无线城市试点主要集中在智能城市管理、医疗信息化、旅游信息化、家庭信息化等领域。IBM、思科等IT企业也希望借由智能城市建设推广自己的信息化硬件和软件产品。日立将为天津生态城的住宅中引进家庭能源管理系统(HEMS),并在在天津生态城内开设针对智能城市事业的研究开发基地。2010年10月1日,日立(中国)有限公司成立了专门负责智能城市事业的新组织机构,旨在向计划中的中国智能城市提供综合的解决方案和技术支持。
智能城市为何而建?
日本和韩国的智能城市基于u-city(Ubiquitous)的概念,即以任何时间、任何地点、任何电子装置等可以随时获得信息和服务的环境整体为发展目标。近年来,日本的智能城市也更关注环境的保护,2010年8月横滨市、丰田市、京都市和北九州市四个地区公布了智能城市的总体规划,其核心是建设生态智能城市。横滨主要通过大量引入可再生能源与电动汽车,对家庭、建筑物和社区实施智能能源管理;京都市将对各类能源管理的高端技术进行实验。三星SDS的u-City是以ubiquitous computing和信息通信技术为基础融合了整个城市各个领域,是综合型、智能型、自我创新型城市。
欧洲的智能城市(多称为smart city)则更关注城市的生态环境和智能经济的形成。2009年10月,欧盟公布了新的能源研究投资方案,其中将为“智能城市”项目投资110亿欧元,在25-30个城市中发展低碳住宅和交通。一个名为European Smart Cities的学术项目认为,智能城市的六个要件是:智能经济(创意产业)、人才、智能政府、智能交通和基础设施、智能环境和智能生活。
高科技产业的发展是新加坡、马来西亚等一些东南亚城市建设智能城市的重点。新加坡提出到2015年打造智慧国的战略,其主要内容是建立无处不在的信息网络,同时发展通信产业。马来西亚计划以美国硅谷为蓝本建设多媒体超级走廊(MSC),覆盖750平方公里的狭长区域,其中将建设12个智能城市。MSC计划提供世界一流的软硬基础设施,给区域和世界市场提供多媒体产品和服务。
由于缺乏全国性的政策和标准,中国的智能城市概念模糊,现阶段更多的是强调IT基础设施建设,缺乏整合城市功能的统一平台的建设。智能城市概念与生态城市、低碳城市、数字城市、甚至智能电网等重叠。中国的智能城市建设多是单一或少数几个城市功能、或行业的信息化,以及信息相互连通,统一智能平台的建设较少。在国内的智能城市计划中,最常见的就是智能交通、e-政府、智能医疗等纵向行业信息化。中国电信、中国移动等电信运营商的“无线城市”计划更多的是加强了信息沟通,其运营方式是通过手机接入各类政务、交通、视频娱乐的手机门户,获得即时信息。IBM、Oracle等企业在中国进行的智能城市活动多是纵向的行业应用,通过它们完善的产业链,帮助城市实现行业的信息化。
由于缺乏智能城市所需的产品和技术,许多城市将建立智能城市相关产业作为重点,同时也借此吸引新投资。宁波市的智慧城市的第一阶段,到2015年,建成一批成熟的智慧应用体系,形成一批上规模的智慧产业基地,智慧城市建设取得显著成效。2010年10月,宁波三星高新技术产业园开工,项目投资7.6亿元,将成为智能电表和绿色环保配电变压器制造基地。杭州湾新区计划建设智慧产业园,产业包括新材料、新能源、电子信息(信息家电、半导体照明和物联网)、新能源汽车和医疗等。
为解决中国高速、大规模城市化带来的各类问题,针对城市生态改善和公共服务的应用是中国智能城市建设的核心。交通、安防、医疗是最主要的三大应用。约1/3的智能城市采用“低碳(生态)+智能”混合概念。天津生态城、廊坊智能城市、石家庄滹沱新区等都计划采用新能源、智能建筑、智能交通以及家庭能源管理系统等。
智能城市的四种兴建模式
国际上的智能城市建设注重公私部门的合作,有众多企业参与,以企业形式管理项目。松岛新城的开发吸引了众多企业参与:盖尔(房地产)、摩根斯坦利(房地产融资)、大宇建设、LG CNS(IT服务)、微软、GE、ISS(教育服务)等。
公私合资建设和管理
Arabianranta项目由赫尔辛基经济和计划中心(the City of Helsinki Economcis and Planning Centre)协调和管理,其还与许多私人企业成立合资企业。该项目的合作方包括诺基亚、爱立信、摩托罗拉、以及当地的电信企业Sonera等。
阿姆斯特丹的智能城市建设由当地政府、能源企业和其它私人企业共同投资,Cisco和IBM共同开发智能能源管理系统,而Accenture负责项目管理和评估,The Amsterdam Innovation Motor将负责协调各参与者间的关系,该机构是政府、大学与私人共同投资的企业。
政府带头,私人企业参与
新加坡的One North项目由JTC Corporation负责带头建设,JTC是新加坡贸工部下属的官方机构,成立于1968年,是新加坡最大的工业地产发展商,在One North项目中,JTC主要负责基础设施的建设,开发20%的土地,而80%的项目开发则交由私人企业进行。
政府投资管理,研究机构和非营利组织参与
Masdar城由政府机构阿布达比未来能源公司(Abu Dhabi Future Energy Company)统筹规划,主要合作对象有世界野生动物基金会、美国麻省理工学院、英国Forter+partners建筑设计与城市规划公司等。
西班牙的Digital Mile由国有企业Zaragoza Alta Velocidad负责建设开发,其由国有的负责铁路建设运营的企业、地方政府共同投资设立,美国麻省理工学院、Zaragoza 大学,以及一些地方学术协会参与了规划。
电信企业投资开发,作为新技术试验
德国的T-city是德国电信进行的大规模生活实验室计划(2007-2012),旨在研究现代信息通讯技术,示范如何提高城市未来的社区和生活质量,该计划还集合了阿尔卡特集团、三星集团、德国城镇发展协会、波恩大学等组织。
目前中国的智能城市项目,近1/3是当地政府与IBM、思科合作,近1/3由当地电信运营商发起,少数房地产开发商也将参与建设。三大电信运营商正在大力推动“无线城市”的建设。2009-2014年,中国移动将在江西省投资200亿元建设“无线城市”。2009年-2012年,中国移动在北京信息化基础设施建设中将投入资金约180亿元。2010-2012年,江西电信将在鄱阳湖地区建设“智慧鄱阳湖”项目,投资36亿元。房地产开发商也希望借由“智能城市”的概念提升自己产品的影响力。电力、交通、电信等基础建设都被地方国企控制,其它企业很难参与;另外,智能城市目前多是试验,发展前景不明,一般企业不愿意进行大规模投资。
中国政府主导的智能城市建设多采用招投标的方式,较少采用企业形式的项目管理方式。新卫星城中的智能城市项目,由当地政府专门设立的负责新城开发的职能部门负责。佛山东平新城的智能城市项目,由政府下属东平新城建设委员会及其国有独资企业全权负责新城的开发、招商、智能系统建设等。现有城市的智能化改造中,不同项目的招投标由不同的政府机构负责,缺乏统一的规划和管理,也阻碍了最终统一管理平台的建设。在这类招投标中,项目费用由招标的政府机构支付,资金规模都不大。市政府负责信息化的相应机构负责协调、规划,但并不具备实际的执行能力,实际的执行由分管交通、医疗、警务的机构分别进行。政府机构负责(或者聘用专门设计公司)智能城市的初期规划,然后招标,实际参与建设的企业在规划期参与较少。近来宁波等城市也开始尝试采用组建专业投资运营公司的方式管理智慧城市项目。
智能城市的投资主要依靠电信运营商和政府投资。“无线城市”建设由运营商全部建设和管理,政府仅给予少部分资金补贴。厦门“无线城市”:运营商建设运营,靠手机流量或广告手机获益,政府负责协调组织工作,同时给予250万的资金补贴。广州的“无线城市”:市政府300万元“启动资金”以及此后每年几百万元的财政投入,占总投资10亿元中不到5%的资金。在沈阳与IBM合作的智慧城市开发中,沈阳市政府将在5年内投资3亿元。未来宁波市每年投入智慧城市的资金将不少于10亿元,但其中包括相关产业园区的开发建设。
房地产开发商参与智能城市建设,是否能进行持续大规模投资和后期运营维护令人担忧。在长沙梅溪湖地区建设智能化的商住区域,规划投资近200亿元,但合作方美国房地产开发商盖尔最终由于资金合作方式等问题,退出了合作。房地产开发时由开发商负责智能化系统的建设,而实际运营时由物业公司负责,后期维护和管理存在隐患。
智能城市的盈利前景不明,导致参与的普通企业少,它们多采取与电信运营商合作的方式推广自己的产品。温州市表示鼓励企业参与智能城市的建设,但盈利模式需要企业自己探索。目前海尔正在“三网融合”的12个试点城市积极布局,寻求与广电以及电信运营商合作,推广智能家居。
中国特殊国情决定中外智能城市的建设有明显差异。缺乏全国性的政策导致智能城市概念模糊、定位不清。中国在智能城市的技术开发上才刚刚开始,缺乏这方面专业的IT企业和产品,加上地方政府以发展产业为主要目标,因此各地政府着力培养与之相关的产业。IT基础相对落后,中国智能城市建设将首先大规模投资基础设施。城市IT基础建设由各部门(企业)分开管理,统一平台难以建立,目前以行业智能化为主。
中国智能城市远未达到能大规模发展的阶段,政府应及时出台长期的城市信息化战略作为指导,防止重复建设、投资浪费。目前国内的智能城市“口号”过大,实施起来由于技术、行政体制、商业模式等原因比较困难,并且很多都不是真正意义的智能城市。吸引投资、销售相关产品和设备是一些城市和企业提出“智能城市”概念的原因。各国政府对智能城市都是采取部分城市试点的态度,中国中央政府也持较为谨慎的态度,说明智能城市尚未到大规模发展阶段。缺乏长期战略,地方政府盲目上马项目,企业看不清前景,参与较少。在日本智能城市战略出台后,日本各大财团企业联合成立了合作共同体“智能城市企划株式会社”,包括夏普、伊藤忠商事、清水设计、日立制作所、三井不动产等。
核心技术是中国智能城市发展的潜在障碍,应加强研发。目前国内针对智能城市的研发机构很少,只有针对行业和产品应用的研发中心,例如智能电网、智能交通、传感器等。IBM、思科、日立都将在国内建立智能城市的研发机构。
大规模IT基础设施建设以及各类工业园的智能化改造带来大量IT产品和咨询的商机。2009年,富士康宣布计划在今后3-5年内投资数十亿美元,建造拥有最新技术的“数字城”,使其工厂生活区健康、清洁,适宜居住。该工程的第一阶段是与IBM合作,在富士康分布于中国各地的工厂生活区安装IBM的Smart City(智能城市)软件。
新战略带来新机遇,大发展带来大改变。一方面,国家发改委、工信部、住建部等相关部委官员频频亮相国际峰会、高层论坛,推出了一系列重磅政策;另一方面,地方政府紧随其后,提出建设智慧城市的目标并付诸实践。据统计,全国提出建设智慧城市的城市总数已超过300个,智慧城市的建设工作已经进入了一个如火如荼的“”时代。
古语有云:不谋万世者,不足谋一时;不谋全局者,不足谋一域。越是面对建设的热潮,我们越需要冷静思考。中国到底需要建设怎样的智慧城市?智慧城市建设有哪些隐忧?智慧城市能否有效地破解“城市病”难题,促进城市可持续发展?带着一系列问题,本刊记者对中国工程院常务副院长、中国工程院院士潘云鹤进行了专访。
被误读的智慧城市
众所周知,智慧城市的概念是由IBM公司在2008年首先提出的。此后,世界各地尤其是欧美国家都深入思考,竞相解读,将原有的数字城市和城市网络化向智慧城市靠拢。不仅如此,近年来,我国的一些地方政府也在积极行动,希望通过建设智慧城市来探索城市发展的新模式,比如宁波市。
2010年,宁波市对智慧城市的定义是:智慧城市是在新一代信息技术和知识经济加速发展的背景下,以互联网、物联网、电信网、广电网、无线宽带网等网络组合为基础,以信息技术高度集成,信息资源综合应用为主要特征,以智慧技术、智慧产业、智慧服务、智慧管理、智慧生活等为主要内容的城市发展新模式。然而,仅从信息化角度解读智慧城市,通过技术和设备层面推进智慧城市建设,真的可以解决中国城市发展的问题吗?
潘云鹤认为,在IBM提出智慧城市之前,世界各地都在推进数字城市和城市网络化建设。智慧城市概念出现以后,这些城市的管理者经过研究,认识在不断深化,理解在不断加深,进而逐渐向这个概念靠拢。与此同时,为了推进中国城市的智慧建设,一些国际、国内知名的IT企业为中国地方政府提供了大量的智慧城市解决方案。然而,在实践过程中,这些“智慧”的方案也暴露出一些普遍存在的问题,有些问题甚至是致命的。比如,IT公司研发的智能系统,缺乏“市长的视野”。虽然项目落地了,产品应用了,但结果出现了偏差,政府与企业没有实现共赢。
对于一个城市来说,实现经济又好又快发展,是领导者的责任。如果智慧城市建设缺失“市长视野”,建设目标不明确,最终没有解决城市问题,更没有实现经济发展,那么城市的发展等于丢失了灵魂。试想一下,一个没有灵魂的城市,仅仅是一味地使用工具,头痛医头,脚痛医脚,缺乏长远规划,经济怎样增长?城市如何智慧?居民谈何幸福?
事实上,针对运用信息化手段解决城市病,推进城市快速发展这一问题,有专家做过研究。信息化可以解决城市发展过程中25%的问题,而余下的75%则需要通过顶层设计解决。
潘云鹤告诉记者,我国与欧美国家的国情不同。IBM提出智慧城市的概念是从欧美国家的角度出发,主要是因为欧美国家已经走过了工业化时代,不需要大规模的基础设施建设,而中国还处于工业化时代,需要通过发展工业支持城镇化发展。不同的发展阶段决定了不同的发展方向,中国城市的智能化发展路径必将是独特的。
问题已经清晰地摆在面前,如何把我们对中国城市发展规律的认识提高到新的水平,破解城乡二元结构,开辟一条中国特色城市智能化发展道路便成为一项紧要任务。因此,中国工程院在2012年启动了“中国智能城市建设与推进战略研究”这一重大课题,专门研究中国特色智慧城市建设的路径。“自从中国工程院提出课题以来,很多城市领导者都表现出浓厚的兴趣,希望投身到课题的研究和实践中来。在各界人士的大力支持以及中国工程院的努力下,中国工程院融合了三方面的研究力量:课题组成员由国家发改委、工信部、住建部等中央部委的官员,北京、上海、宁波等城市的执政领导以及中国工程院信息化学部、土木水利建筑学部、管理学部等学部的30多位院士组成。由于参与研究的人员涉及各个阶层、各个领域,考虑的方向和研究的内容更加全面、系统、科学,符合中国国情,这样可以有效地避免信息化手段的局限性问题。”潘云鹤说,“经过近阶段的研究,课题组研究取得了一定成果,重新定义了智慧城市,提出了智能城市的概念。”
潘云鹤强调,如果从中文角度出发,“智慧城市”和“智能城市”几乎难以区别,但是从英文角度来说,差别就很大。智慧城市的英文原文为“Smart city”,“smart”一词,本意是机灵的、敏捷的、聪明的,而对应“智慧”一词的英文应该是“wisdom”。因此,潘云鹤认为,“Intelligent city”即“智能城市”更适合中国的城市智能化建设。而且,经过与中央部委、地方政府以及院士的大量交流和座谈,大部分官员和学者对于智慧城市的理解已经开始向这种更宽泛的视野靠拢。和十八的思想相对应,潘云鹤认为,建设智能城市就是将工业化、信息化、城镇化“三化”有机融合;对于带有广大农村的城市,建设智能城市就是将工业化、信息化、城镇化、农业现代化“四化”有机融合。
智能城市建设要避开城镇化的三个陷阱,注重五个方面
党的十八报告明确指出:坚持走中国特色新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化道路,推动信息化和工业化深度融合、工业化和城镇化良性互动、城镇化和农业现代化相互协调,促进工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展。
中图分类号:F204文献标识码:A文章编号:
随着社会经济的不断发展,人们生活水平的提高以及信息技术的进步,使得城市数量也在不断的增加,同时城市的规模也在不断扩大。但是城市在发展过程中,也逐渐显露出了很多的问题,比如自然灾害频发、城市道路交通的拥堵、能源短缺以及环境污染等,如何解决这些问题成了当前城市管理者与建设者所面临的主要问题,而造成这些问题发生的原因主要表现在以下几个方面:第一,缺乏长期性的投入计划,缺乏管理维护方面的支撑;第二,城市建设的各部门建设水平处于一种参差不齐的状态,难以互相兼容,对于建设缺乏一个整体的考虑;第三,在规划设计上其完整性比较差,缺乏一些前瞻性目标,缺乏对管理以及运营设计方面的考虑;第四,缺乏标准化、切实操作性的参考架构。针对这些问题,文章就以开放式物联网为例,基于开放式物联网架构和推动智能城市的建设和发展进行研究与分析。
1智能城市的简述
1.1智能城市概念
智能城市是近几年才出现的一种新兴概念,其含义就是利用现代化信息技术整合城市建设各项数据信息,其主要包括道路交通、公共安全、环境保护、基础设备服务以及企业的商业活动等,通过对这些数据信息的整合,实现各方面内容之间的联动与联网,通过信息化技术手段来管理和控制城市的建设与发展,推动城市的智能化运行,继而进一步为人们提供一个良好的生活环境与工作环境。基于上述内容的阐述,笔者认为可把智能城市看作为一个简单生态系统,在这个系统中,城市居民、企业、交通以及医疗都是这一生态系统的组成部分,它们之间相互联系、促进以及影响,在整个系统中,这些组成部分缺一不可。
1.2智能城市的总体目标
首先应该以科学发展观作为其建设的指导,基于该城市基础设施的信息化水平以及当地经济发展水平等,来制定相应建设发展目标,充分利用和发挥城市各个产业自身的优势,提高医药卫生质量、交通管理水平以及公共服务水平。其次利用城市自身所有的各种资源来提升人们生活水平和生活质量,构建一个信息化、智能化的城市,完善城市的公共基础设施,为人们的生活和工作创设一个良好的生态环境,实现信息网络的畅通。
1.3智能城市的特点
1.3.1全面的感知监测。在城市的各个角落,进行大量的信息采集设备以及智能监测设备的安装,将城市各角落的车辆信息、任务信息等均纳入到该系统中来,对其进行统一的分析与处理。
1.3.2运作的协同。在建设智能城市时,应该充分调动城市系统建设所涉及到的各个方面,主要包括系统建设人员与城市基础信息化设施,促使系统中的各个方面均能协同运作,让城市信息化系统的总体运行一直处于良好状态中。
1.3.3充分的整合。在很大程度上智能城市所有的信息系统均要与城市互联网连接和融合,这样才可有效融合物联网与互联网,为智能城市的建设和发展奠定基础。
1.3.4激励创新。在建设智能城市的过程中,还应该对可以创新的个人或者企业实施相应的奖励,利用这种奖励的方式鼓励其不断进行创新,继而为智能城市的建设提供更多的新方法、新思路。
2 在智能城市建设和发展过程中物联网发挥的作用
物联网被人们看作为是信息产业发展过程中的第三次革命,随着该技术的广泛应用,其所涉及到的领域也越来越广。物联网把信息的交换延伸至了物和物的范畴,其自身所具备的丰富价值信息以及智能处理等也逐渐成为了智能城市建设的主要手段和途径,通过物联网可以实现城市建设和发展的共同进步、共同富裕以及共同发展。
智能城市利用开放式物联网与最新的技术来规划、构建、运营以及设计城市的基础设施,不仅可以优化可利用资源,提供各种产品、流程以及系统,同时还可平衡社会、环境以及商业等各种需求,促进城市的健康发展,为人们、环境以及经济的发展带来相应的效益,有效改善其经济状况以及生活质量。
智能城市需要用开放式物联网来进行建设和发展,还有就是在开放式物联网的应用过程中,由于其更多的是强调自主知识产权,因此可确保城市建设的信息安全和国土安全。同时利用开放式物联网来架构智能城市的建设,还可促使这个城市抢占信息产业发展的制高点,提高城市的智能水平,推动其可持续发展,使其和世界城市的发展处于同步。此外,还可推动城市信息化与工业化之间的融合,使信息化作用范围得以扩大,让城市信息化与社会发展、经济发展紧密联系。
3 在开放式物联网的基础上,智能城市建设的总体架构
智能城市建设的总体架构如下图所示,为了在智能城市建设过程中,无线技术得以有效地应用,在无线城市的业务平台上还需具备以下功能,即呈现、接入、管理以及基础支撑等多层次功能:第一,基础功能,即具备视频、用户注册、个性化设置、搜索、信息推送、图文展示以及下载等;第二,接入功能,通过无线城市的建立,可直接利用各业务基地自身所具备的各种能力来为人们提供相应的服务以及业务,如网银支付和位置搜索等;第三,管理功能,即要求该平台必须要具备统计分析、采编、安全以及计费等管理功能;第四,前端呈现,即该平台前端呈现应该可支持客户端、WAP以及WEB等不同的呈现状态,按照呈现形态的不同来进行不同内容的呈现,此外,在客户端、WAP以及WEB处应该配置不同终端的适配版本。
从设计角度考虑看,以开放式物联网架构智能城市建设的方案设计可从以下三个方面来进行概括:第一,整体体系架构的设计。在其整个网络中,计算机能力与智能处理主要分布于三个层面,即应用层的应用基础平台层面、感知层的网关层面、网络层的使能控制层面,通过对这三层的智能分布,结合这三者之间的关联,均衡部署整个系统,构建一个可自由扩展的、明确的、面向未来的以及标准的开放式结构,同时在该架构上还提供一种弹性业务环境,即在该环境中可自由地进行添加或者删除,联动与协同各个业务。第二,整体应用布局。主要包括智能城市的管理领域、智能宜居设施以及服务等,同时还需考虑城市各产业之间的联系和发展,利用不同产业之间的关联与交叉,来对智能城市进行整体布局。第三,运营管理设计,利用统一平台,在业务层面来解决业务与资源运营管理方面的问题,而在网络层面上则主要解决资源管理与网络抽象等问题,而终端层面除了管理终端与网关以外,同时还会将其管理延伸至感知层,通过对这些传感器的管理,最终实现智能城市的建设,并推动其发展。
4 智能城市建设与发展过程中的相关建议
智能城市作为一种全新概念,是未来城市发展最终目标。基于上述内容的阐述,笔者认为在智能城市建设与发展过程中,还应该注意下面这两个问题:第一,政府应该高度重视并且加快推进智能城市的建设,可通过单独部门的设立来全面规划与管理智能城市的建设,协调好城市发展过程中各个方面,从而推动其发展。第二,阶段性目标的明确,逐步推进城市建设与发展,在建设智能城市时,应结合城市自身发展的实际情况来明确目标,其目标必须要满足城市实际情况,对国内一线城市,因其基础设施现代化的建设水平与经济发展水平比较高,因此应优先进行智能城市的建设,而对于国内的一些中小城市而言,在实施智能城市建设中首先应该加大其基础设施的建设,以此为智能城市的建设打好基础,逐步推动其发展。
5 结束语
综上所述,随着城市信息化水平的提高,将计算机网络作为基础的物联网技术不仅可推动城市建设的智能化、经济发展的绿色化以及公共管理的高效化,同时还可实现日常生活的数字化与公共服务的网络化,加快智能城市的建设与发展。
参考文献:
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[3] 凌翔,殷栋.开放式架构的物联网驱动智慧城市长效发展[J].电信技术,2011,(7):75-77.
融合信息化和城市化
当人类文明还处在农业社会的时候,城市就出现了路网。当时的路需要承担两种职能:交通和通信,也就是说通信网和路网是合在一起的。所谓五百里加急快报,就是当时一种典型的通信方式。后来通信网才从路网中分离出来。
到了工业社会,城市基础设施的网络越来越多,增加了水网、电网、热电网等,城市功能越来越完整,对人们生活的支撑力度也越来越强。
目前,我们正处于工业社会向信息社会转变的过渡期。从城市的各种网络来看,信息通信网异军突起,正显现出越来越大的威力。因为信息通信网可以整合并加强其他网络的作用,所以地位越来越重要。信息通信网可以分成通信网、广电网、互联网、物联网等,自产生以来,这几个网络分分合合,但发展趋势是会走向融合。目前这几个网络还在各自起作用,这是一个过渡期。
负责向人们提供信息服务的网络,将对其他所有网络实施智能化,之后人们的社会生活将进入一个新的社会形态,即信息社会。信息社会中的城市,就是智慧城市。
那么什么叫智慧城市呢?智慧城市就是用信息化手段,对现代城市的功能、形态、布局、运行、管理等方面进行重新整合和改造,使它变成一个智能化的新型城市,这种城市更有利于人们在信息时代生活和工作。简单地说,智慧城市就是信息化和城市化融合的结果。
整合城市和农村优势
基于几千年来城市的演进情况,我们可以预判一下未来城市的发展形态。当信息化手段或智能化工具将城市真正完全改造时,人们将进入信息社会。我们可以构想一下:现在我们生活的工业社会城市,可能要经历一次全新的回归过程,这个回归过程当然是更高层次的,而不是回到原来的农业社会的模式。
这样一种回归,我们可以称之为生态化回归。为了实现这种回归,人们提出一些新的城市概念和理念,比如田园城市。田园城市这个概念是我两年前在成都听到的,当时,这个概念引起我非常多的联想。既然有田园城市,是不是也可以有森林城市、草原城市、湿地城市等呢?
智慧城市是信息网络发展到一定阶段对城市做出的贡献。目前这种城市演进过程还在快速推进中,所以我们可以从城市的空间布局、城市生态化、城市与乡村的融合等方面,对人们的生活方式进行展望。
未来的城市到底有多大?是大城市好,还是中小城市好?这些问题可能没有一个确切的答案。但从一个例子中,或许我们能找到答案。今年5月8号,我国第一个村级市挂牌了,这个村是河南濮阳县庆祖镇西辛庄村。通过这个事情,我们可以谈谈农村信息化和城镇化后的智慧城市概念。
这个村支部书记是一名人大代表,他说他们之所以将农村改为城市,是为了能让农民当市民,他认为在九亿农民中,八亿人都想当市民。农民想当市民这种想法很正当。从城市化未来的实现模式来看,从智慧城市的角度去看,工业化可以让农业实现产业化,农业产业化以后,必然要求农村实现城镇化或城市化。因此,大量农民在客观上需要农村城市化,这种城市不需要是很大的城市,一个中小城市、小型城市也是可以的。农村城市化就是信息化追求的目标,利用信息化手段不仅可以助力农村城市化,还可以让它智能化。
目前不少城市存在严重的污染、拥堵等问题。套用上述村支部书记的话,我认为在五亿的市民中,有四亿人向往着农村蓝天白云、绿树青草的田园生活。
未来,在建设智慧城市、新型城市的进程中,我们应该把城市和农村的优点整合在一起,逐步解决目前在城市中普遍存在的工业社会的问题。
突破物流和信息流
田园和城市看似是两个相对的概念,我们如何实现建设田园城市的梦想呢?要做到这一点,我认为要突破两个主要的基础设施建设:一个是物流,一个是信息流。
目前来看,物流主要靠汽车、火车高速化以及现代航空业的发展来逐步完善。这些交通工具的发展可以缩小空间距离。而信息化可以把空间距离降至零,因为信息具有流动性,可以即时获取。信息网络的普及可以把城市的信息鸿沟填平,使得人们在时间和空间上都可以没有障碍地获取信息。信息网络具有智能化的能力,可以使得城市的其他基础设施,比如水网、电网、汽网、路网等,都实现智能化。
基础设施智能化加上科学的城市管理方法,可以使城市和农村其他方面的生活设备实现智能化。当农村的基础设施全部实现智能化后,农民跟市民在生活设施的使用上就没有太大的区别了。我们坚信这个愿景是能实现的,关键是我们要努力。
目前,我们正处在工业化和信息化高度融合的发展时代,没有必要走老的城市化道路——先实现一个工业化城市,然后再将其改造成信息化城市。我们可以走城市化跟信息化融合发展的新型城市化道路。新一代信息技术,特别是云计算、物联网等发展和成熟,能够加速信息化发展的进程,进一步推进智慧城市快速发展。
针对我国目前的城市化发展进程,我认为建设智慧城市,可以从两个途径来实现。
在欧洲,阿姆斯特丹的智慧城市建设遥遥领先于其他国家。阿姆斯特丹智慧城市计划(Amsterdam Smart City;ASC)2009年由Amsterdam innovationMotor(AIM)和电网运营商Liander带头发起;2011年7月,KPN集团也加入了智能城市联盟,成为联盟创始人之一。
阿姆斯特丹创建这个机构,是为了更好推动智慧城市规划和发展。未来要如何实现能源、环境与人的和谐共存?需要把握四个关键点:首先是政府,企业、公民和知识机构之间要建立联盟,启动创新项目;其次要在阿姆斯特丹都市圈推广城市生活实验室;第三,不同的项目和合作伙伴之间,要有良好的沟通机制,例如参加各种各样技术交流会;最后是要善于展示创新的智能项目,在全国甚至是全球范围内推广。
在建造智能城市的过程中,人发挥着极其重要的作用。当他们接触到“智慧城市”时,会有什么反应呢?他们将如何应对这样的概念?城市管理者或规划者不可能完全改变民众的行为,但是智能城市的概念却可以深入人心。
当建设项目匹配人们的需求、城市的需求,不断的移动,进而更好促进智慧城市概念的推广。我们与飞利浦、IBM等公司达成合作,把项目以及城市所需的部分结合起来,同时将居民放在一个重要的位置,不断地进行测试和学习,最终构建了阿姆斯特丹智能城市的平台,这个平台发挥着加速器的作用。这些合作企业涉及面很广,有能源、交通、通讯、数据等领域。
阿姆斯特丹城市的重要实践
在阿姆斯特丹智慧城市建设过程中遇到了不少挑战,但通过汲取历史经验教训,经由可持续发展、信息基础设施、智能空间和家庭、环境能源等应用重要试点的成熟,而今我们在城市中能呼吸到更加洁净的空气。预计到2015年,阿姆斯特丹二氧化碳的排放量将低于1999年的基准线40%。越来越多的实践也出现在人们生活的方方面面。
新能源汽车在阿姆斯特丹,新能源汽车随处可见,电池的循环使用一定程度上减少了能源的消耗。新能源汽车被认为是汽车行业解决能源与污染等问题的发展方向。然而电池成本高和充电不够便捷、电池的续航等制约着电动汽车发展。
生活实验室(Living Lab)我们将人们的居住地称之为Living Lab,LivingLab是一种致力于培养以用户为中心的、面向未来的科技创新模式和创新体制的全新研究开发环境。为了不断提高人们对环保的切身体验,气候街道(The Climate Street)孕育而生,旨在引导人们节约能源、规范生活行为,进一步加强自身的环保意识。
气候街道不仅建设了物流管理中心、废物收集、公共灯光的自动调节等各种可持续性发展的街道设备和设施,还能检查、搜查、记录用户的能源消耗情况,提供数据给相应的部门并给出意见处理。例如商户安装智能电表,能源可视屏则可以反馈能源消耗情况,基于智能电表提供的信息向商户提供个人节能建议。智能插座也可以降低或关闭未使用的家用电器或电灯。商户还可以通过向气候局的能源办提供一份能源账单,就有机会在购买节能电器或节能灯时享受优惠。
信息基础设施 早在几年前,阿姆斯特丹就非常重视瓦、砖、路,而能源更是重中之重。智慧城市的出发点是连接和能源的可用性。当这些基础设施被广泛使用而获得大量的“数据”,进一步成为智慧城市的燃料时,就能实现更聪明的应用。
2013年,阿姆斯特丹将建设大规模的智能网络枢纽和进行智能电网的远景规划,所有的设施都包融进去,希望于2015年全面实现城市智能化,2018年实现整个智能城市系统的推出。
智能空间和智能家居 通过对智能空间和家居生活方式的推广,旨在提供优秀的智能工作中心替代过去传统的办公方式。智能化的生活方式可以让人们节省很多能源。例如远程健康或者电子健康、智能健康,在智能健康的环境中,每一个个体或家庭都可以经常进行健康体检。健康数据在中心交换系统进行管理和共享,这也是一种社交媒体方式。
教育 阿姆斯特丹非常重视教育,城市管理者希望学生都能够拥有一项或者多项技能。我们对他们进行信息化的评估、提供有关的应用课程,并以社会情感为连接,创造出文化的氛围,让学生能轻易接触到各种信息来源。我们打造双向智能性的环境,学生和老师之间产生更为智能化的沟通和交流。未来阿姆斯特丹在教育方面会变得更加卓越。
环境能源 我们能为环保能源做的是什么?首先可以引导城市管理者在能源方面的政治决策;其次与企业进行合作。我们与阿姆斯特丹东南部的企业达成合作意向,建立和实现能源效率和能量交换的地区集中措施。合作对象有宜家、Waternet、liander等。
智慧城市建设是一个长期的过程
阿姆斯特丹每确定实施一个项目,都会进行项目前的评估和项目后的评估,以达到使用起来的高效性。只有这些项目获得成功,才可能会落户阿姆斯特丹,当地的居民也会给它十足的可信度。
政策支持 网络先行
智慧城市该如何腾“云”驾“物”?通过对我国的智慧城市发展进程进行分析即可看出端倪。2013年,我国的智慧城市建设正式起步,政府确立试点目标,然后集中投入重点建设。1月29日,住房和城乡建设部公布首批90个国家智慧城市试点名单,其中地级市37个、区(县)50个、镇3个,总体投入的资金规模将达800亿元。这样的一针强心剂,坚定了这些城市建设智慧城市的信心。从随后公布的规划信息看,北京、上海、重庆、广州、深圳、沈阳、宁波、佛山、昆山等城市提出了不少具有可行性的项目:智能交通、智慧安防、无线城市、智慧医疗、电子商务、电子政务等。
实际情况同样让人感到乐观。例如,与人们生活密切相关的电子商务已经取得良好的发展,无线城市也在运营商的推动下逐步形成规模,奥运前后掀起的平安城市建设热潮为智慧安防奠定基础,智慧医疗也在部分城市的改革下成为现实。
从以上的信息不难看出,智慧城市方方面面的建设既有消费需求的拉动,也有技术发展的推动,同时还需要政府政策的扶持。政府的力量可以在大处推动,以北京为例,已经颁布的《智慧北京行动纲要》主要解决两大类问题:一是解决特大型城市发展难题,人口、资源、交通、环境;二是解决经济发展方式转变的问题,发展高端产业,催生新的业态。政府还可以通过小处落实,例如杭州和苏州推进智慧医疗方案,在预约挂号上下功夫,分时段预约就诊,通过电子病历实现先诊疗后付费,通过微小的动作,实现了智慧医疗的落地。政府还可以因地制宜,例如江苏无锡依托物产业优势,建立规模宏大的云计算中心,实现“云”、“物”融合。
腾“云”驾“物”的源动力有了,具体到实施,就是技术和方案的推进。依然以北京为例:北京首先确立网络基础设施的建设,即建设宽带城市和无线城市。北京市选用TD-LTE技术建设物联网应用支撑平台,建立覆盖到四环以内所有物与物的通信的物联传输专网。同时,北京市也在积极推动政务云,在政务领域规划建设“1+1+16”框架——一个市级的政务云、16个区县和重点领域。
网络作为智慧城市的血液循环系统,其重要性不言而喻。对于这一点,担负基础网络建设的运营商表现可圈可点,中国移动最早“无线城市”战略,而中国电信的方案则称为“光网城市”,中国联通则直接“智慧城市”战略。无论是“无线城市”、“光网城市”还是“智慧城市”,都是利用运营商的多种网络覆盖,为政府管理、企业运营、城市百姓生活等方面提供服务。智慧城市的建设分为前期基础设施建设、中期数据处理设施建设和后期的服务平台建设。当运营商建立完善基础网络之后,还要相关数据服务加入进来。
三大巨头 各有侧重
IBM是智慧地球的发起者,推行基于软件的整体解决方案。软件是方案的灵魂,通过云计算和物联网的躯体实现智慧城市的理念。IBM坚持通过技术手段解决中国城市的运营压力。IBM智慧城市创想包括:以环保为主体的绿色智慧城市;以健康为主体的智慧城市医疗;以基础设施为主体的智慧城市建筑;以政府服务为主体的智慧城市服务;以科学发展为主体的数字化智慧城市。相应的,新一代解决方案对应了能源、交通、通信、商业、服务等诸多方面。
IBM的整体思路是:汇集来自物联网的各种信息制定智慧城市的决策,通过云计算平台促进信息的流通和机构之间的沟通协作,解决潜在的问题。IBM以智慧城市研究和实践先行者身份,深耕智慧城市发展,并充分利用新一代物联网、云计算、智慧的分析洞察、移动互联等信息技术,通过感知化、互联化、智能化的方式,为城市公共安全、制造生产、环境监控、智能交通、智能家居、公共卫生、健康监测、金融贸易等各个领域,快速交付以市民生活为中心的智慧城市解决方案。
私人车辆出门语音输入目的地后,跟进路线的交通拥堵情况、最短路径、附近的停车场状况,并预定停车位,车牌可以感应直接记账,并与银行联网,发短信通知本次停车费用;公交车辆一路无红灯,智能调节发车频率、智能提供公交换乘指引,智能报站,每个人都有一个能与公交或出租车相感应的、像遥控器的东西,想去哪,输入地名就可以知道有哪些路线,并且会告诉哪些车现在离你最近,出租车也一样会感应到呼叫者在哪个方位;车子拥有自动驾驶功能,封闭路段可以做到自动导航自动驾驶,与司机形成双保险。在行驶过程中,智能车能感应到周围的危险,会发出声音,前方有车或人时,并会自动减速。
上述这些场景只是智慧城市众多智慧行业应用中的代表而已。除此之外,智慧的建筑、智慧的环境、智慧的教育等等,都为我们展现了未来城市生活的美好前景。这听上去确实足够吸引人。也正因如此,也才有了近两年全国各地的智慧城市建设热潮。
倾城而动
据有关资料显示,截止到目前,已经3个直辖市、6个省、10个副省级城市,41个地级市在工作报告中出现智慧城市内容。正在提出和实施中的智慧城市项目则超过100个。“这个市场目前确实可以用火热来形容。”中智科技总裁顾京宁说道。他对国内智慧城市近期的发展做了一个预估:100个城市,万亿以上的市场。
以宁波为例,这样一个三级城市,在“十二五”期间,智慧城市建设的总投资达到407亿元。而城市规模更小一些的江苏淮安市,则明确提出,在“十二五”期间,淮安市将确保年均信息化投入100亿元,全力打造“智慧淮安”。可能有人会说,这两个城市都位于江浙一带,经济比较发达,不具备普遍代表性。位于山西省朔州市平鲁区,无论如何也算不得经济发达地区,却也在今年宣布,将投资5亿元倾力打造智慧城市。
由此可见,智慧城市建设热潮已经席卷全国,甚至包括一些规模很小的县级城市。“现在,不谈智慧城市,不建智慧城市,或者不制定这样的规划,好像就落伍了一样。”国家信息中心信息化研究部副主任张新红如是说。
记者今年曾参加过一个智慧城市的论坛。在这个论坛上,一位女副市长一上台就说:“看来我们是落后了,我们的规划里没有提智慧城市,我们回去之后马上做智慧城市的规划,也要建智慧城市。”
智慧城市不智慧
似乎,只要提出智慧城市的口号,做了智慧城市的规划,城市就能马上成为智慧城市。事实果真如此吗?
“如果从城市整体来看,我认为目前中国没有哪一个城市能称得上是完全的智能城市。”超图软件副总裁王康弘说道。在他看来,现在国内的智慧城市建设还处于概念阶段。“在一个新概念或一项新技术的发展初期,炒作是必不可少的,但一定不能过度、盲目的炒作,不能让概念过于泛滥,否则将不利于智慧城市市场的发展。”
银江科技股份有限公司品牌管理中心总经理蔡小钢也认为,虽然目前国内各地一窝蜂地进行智慧城市的建设,但和以前相比,其实城市并没有明显的变化,也缺乏一套明确的可以实际操作的方法,“虽然每个城市都有很宏大的规划,动辄投入十几个亿甚至上百亿,但却看不到什么实际的效果”。
确实,目前很多城市虽然已经号称是智慧城市,但除了投入巨资进行基础设施建设外,却看不到一点点“智慧”的体现。
“可以看到,一些城市提出了智能交通建设的规划,也买了大量的设备,但最后我们却发现,当地的交通状况依然很拥堵,这种所谓的智慧交通显然是不智慧的。”数字政通公司副总裁邱鲁闽坦言道。
在采访中,记者听到这样一件事:国内某城市投入巨资进行了智慧城市的建设,号称已经进入智慧城市第二阶段。一天晚上,一位市民在街上被歹徒将挎包抢走,这位市民就找到了公安部门报案,并希望能够调出出事地点的监控录像,来追查歹徒。公安部门查了一会儿后,告诉这位市民说,没有事发地点的监控录像。市民十分诧异:电视报纸上经常宣传,说我们的城市已经是智慧城市、平安城市了,可以监控到市里的每一个角落?公安人员尴尬地回答说:那里确实有监控探头,但不知道什么时候已经坏了。
这样一件真实发生的事情表明,智慧城市并不是提出规划,买一些设备,建几个宽敞明亮的指挥大厅。“如果不能够体现出‘智慧’的特质,没有相应的管理理念的提升和应用软件的支持,那么买再多的硬件,也只能是空中楼阁。”邱鲁闽如是说。
什么是真正的“智慧城市”
那么,究竟怎样的城市才能称得上是智慧呢?如何来评价一个城市是否智慧?
太极计算机股份有限公司创新中心副总经理李存国认为,智慧城市作为一项长期复杂工程,必须有明确的建设目标和效果。此外,智慧城市作为城市创新发展的高级阶段,也需要通过绩效考核评价进行改进完善、激励促进。在他看来,评价智慧城市的指标主要包括五大方面,同时,这五个大的指标又可以分解成更多细致的内容。
第一,决策和应急能力。“这主要体现在面向领导的决策信息服务、综合和专项应急指挥等方面,智慧城市的一个重要价值是让领导获取的信息更加直观、全面、有效、实时,决策更加科学、指挥更加及时有效。
中图分类号:TU984 文献标识码:A
随着下一代互联网、物联网、云计算等新一代信息技术的出现和迅速发展,2008 年底 IBM 提出借助新一代信息技术建设“智慧地球”的设想,2009 年又提出建设“智慧地球”。首先需要建设“智慧城市”的口号,希望通过“智慧城市”的建设引领世界城市通向繁荣和可持续发展。智慧城市”是在全球广泛展开的未来城市发展的新理念和新实践,必然会对城市规划这一控制土地和空间资源的重要公共政策产生影响,并要求城市规划做出相应变化与之接轨。通过文献调研,发现目前国内外城市规划面临一些共性问题与挑战,反映了现行城市规划存在的局限。因此有必要对智慧城市与城市规划的相互关系进行研究,从而为“智慧城市”背景下的城市规划创新提供理念与实践支持。
智慧城市”的概念
智慧城市是在20世纪90年代出现、2009 年兴起的一个新概念。如今,众多的智慧城市概念既为我们认知智慧城市提供了帮助,也为我们界定智慧城市概念奠定了基础。目前就国内外学者、专家、研究机构以及企业等对智慧城市的概念提出了一些不同的看法,而且侧重各有所旨。其中根据当前的智慧城市代表性概念进行梳理大致可分为“技术论”、“社会功用论”两大类。技术论观点则定义为:“能够充分运用信息技术和通信手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息,从而对于包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求作出智能的响应,为人类创造美好的城市生活”;而社会功用论观点则当一座城市既重视信息通讯技术的重要作用,又重视知识服务、社会基础的应用和质量,既重视自然资源的智能管理,又将参与式管理等融入其中,并将以上要素作为共同推动着可持续的经济发展并追求更高品质的市民生活。
智慧城市作为智慧的体现在某些程度上说是人的功能的外化,智慧城市的建构模式在有些方面与人的感觉、思维、智力活动极为相似,作为人的功能技术化模式,智慧城市就可以理解为智慧城市就是人的功能放大的城市,进而智慧城市就可分为具有生命感的三个基本层次,包括感知层、网络层和智慧层,这三个层次与人的感直觉、神经末梢、大脑决策有某些相似之处,有着明显的人工生命化追求的痕迹。(如图1)
图 1
“智慧城市”背景下的城市规划创新
智慧城市是当前最先进的信息技术的大聚会,是信息技术对城市的重构,虽然城市的基础是在传统城市的基础上成长起来的,但是与传统城市有着截然不同的基质。本文将从理念与实践两大视角出发,分析“城市规划理念创新”与“城市规划实践创新”的具体表现。
2.1、城市规划理念创新
2.1.1、深度融合“和谐社会”理念注重中长期规划
智慧城市是一个庞大复杂的系统,也被称为“系统的系统”,它实现了智慧城市的和谐性,而智慧城市的和谐管理机制,是各个智慧系统之间和谐运行的最重要的保障。智慧城市是“创新 2.0 时代以人为本的可持续创新城市”,因此,智慧城市管理的根本出发点在于“以人为本”,注重通过扩大公众参与和社会协同,以此提升城市管理的公共价值,进而构建有利于创新涌现的城市环境。而智慧城市的规划管理理念创新注重管理的柔性化、信息化、民主化、精细化和动态化。这样的管理理念有利于和谐社会的构建。第一是柔性化,智慧城市的拟人化属性表明智慧城市的核心价值是以人为本,“尊重人、关心人、培养人、激励人、开发人的潜力将成为城市管理的核心内容和主导思想;第二是信息化,智慧城市是信息社会的产物,智慧城市运行中最为重要的资源是信息资源,而智慧城市建设的兴起必将推动城市管理信息化的跨越式发展,对城市各类海量信息的获取、处理、运算、综合分析,将成为城市管理的基础工作和关键点;第三是民主化,智慧城市建设为市民广泛参与城市管理提供了有效的技术工具和实现途径,大大降低了实现城市管理民主化的成本;第四是精细化,智慧城市在人类城市发展史上首次实现了城市虚拟空间与实体空间的融合,物联网的广泛应用已使得城市的每个物体都有了自己的“身份证”,小到井盖、果皮箱,大到停车场、立交桥全都有属于自己的身份代码,并被实时感知。新一代信息技术的应用将使得整个城市量化管理的程度不断提高、城市实时反应的能力不断增强,从而使得整个城市的管理日益精细;第五是动态化,智慧城市的建设为城市管理由静态转向动态提供了实现条件,每一个被感知和互联的城市部件的运行情况,都被实时记录,如果一旦出现问题,将会在第一时间被发现,使得问题能够得到及时解决,为城市管理赢得主动。
2.1.2、深入理解“以居民需求为中心”理念
智慧城市的应用体系包罗万象,有智慧交通、智慧医疗、智慧水电、智慧市政、智慧节能减排、智慧教育等,主要共性和智慧城市技术建构的三个体系一一对应,都涉及大量的数据收集、整合和处理。现阶段主要从以下三个方面开始实践。智慧交通、智慧医疗、智慧教育是目前人们最为关切的话题,而智慧城深入理解以居民需求为中心理念,对交通、医疗、教育作了从新的规划。第一是智慧交通,智慧城市通过信息资源的自动整合与智能服务具有超强的分析和预测能力,为交通运输的安全、高效提供支撑。智慧交通是充分利用信息通信技术,通过人、运输设备和交通网络三者之间的相互感知、智慧互动,形成完全自动化的交通状态;第二是智慧医疗,智慧医疗核心是智慧医院的建设,从建设的系统性来看,智慧医院可分为数字医院和提升应用两个部分组成;第三是智慧教育,通过使用先进的智慧城市的三个技术层,可为满足学习者的不同需求,甚至可以成为学习者的指导方向,为学习者提供各种学习服务,实现运用知识和创新知识的教育体系,可以逐步实现社区教育体系和实时的获取知识的系统,实现虚拟化校园,实现每个人的终身学习。
2.2、城市规划实践创新
2.2.1、智能的公共服务设施布局和智能的城市基础设施规划
新公共服务设施系统将推动分散的数据集中到综合平台,创建一个专注于管理系统与数据的统一过程,减少公共服务设施的布局限制。同时智慧城市对交通布局和主要基础设施布局提出更高的需求,对道路网络和城市基础设施进行智慧布局和建设,通过对基础设施的智慧建设,能够减少资源浪费。另外,通过智慧城市基础设施和公共服务设施分配,达到对水资源、电力、油和其他资源的合理分配和使用,提高资源利用效率和减少资源浪费。同时,加强对高能耗、高资源消费、高污染工业的监控,减少环境的负面效应,实现“两型”社会及可持续发展目标的双赢。
2.2.2、城市系统规划与智慧的城市布局
城市发展的支撑要素和约束进行综合评价,通过收集、分析、核算数据与建模来合理使用资源、实施生态环境保护和满足防灾需求,以科学划分适建区、限建区、禁建区的范围。同时评估城市地形、气候相关的地理水文数据,协调生态系统、城市规划和建设需求、土地使用特征和工程适宜性的需求,为城市建设和功能区域的土地选择提供科学的基础,形成统一的协调的有机整体。
结束语
随着各种智能化技术应用的兴起,城市信息化正向智能化发展,智慧城市是新一轮信息技术展幵的综合体现,是全新的事物,无疑对其的研究是一个意义非凡的课题。因此,要加强对智慧城市的理论研究,从而推动智慧城市的建设。
一、城市感知网络发展现状
2008年11月IBM公司提出了智慧地球的概念,随后衍生出了智慧城市的概念。一般而言智慧城市具有如下基本特征[1]:全面透彻的感知、宽带泛在的互联、智能融合的应用。信息化与城市化是当前社会发展的两项重要任务。二者的高度融合使得“智慧城市”这一概念被越来越多的公众所接受。
建设智慧城市的平台是基于物联网与互联网、云计算和大数据的信息网络系统;建设智慧城市的手段是全面感知(物联网)、可靠传递(通信网)和智能处理[2]。
智慧城市具有灵敏、高效、泛在的感知能力,需要建立覆盖城市的信息采集、信息传输和信息服务的感知系统。简化后的城市感知网络总体架构自底向上可分为信息感知层、信息传输层和信息处理层[3]。
信息感知层负责从各类传感器或含有传感器的智能终端中采集信息。可以是各类传感器构成的无线传感器网络,用来进行安全监控、环境检测、交通流量、建筑能耗测量等应用;也可以是用于产品或身份识别的RFID标签采集系统;还可以由移动智能终端采集,如智能手机的内置温度湿度、噪声、光强、GPS、海拔、加速度、烟感检测等传感器。
信息传输层将感知的各类信息通过Zigbee、蓝牙、红外、WiFi或者3G等不同的传输技术高效可靠地接入以IP协议为基础架构的公共数据网。信息处理层应用大数据分析与处理技术从中提取出相应结果提供给智慧城市的应用服务。比如智慧交通、智慧环保、智慧公安等城市功能的需求。总之城市感知网络是综合了城市现有的物联网、互联网以及无线通信网的新型网络。
二、城市感知网络身份认证技术
事物总是具有两面性。新一代信息技术在智慧城市中的广泛应用给生活带来便利的同时,也带来了潜在的安全问题。若不能处理好信息安全问题,那么信息技术运用地越广泛深入,智慧城市所面临的安全威胁也就越大。
以城市感知网络为例子:从系统角度看,它既然综合了物联网、互联网和移动通信网的优点,那么它们在安全方面的缺陷也同样存在并衍生出了新的安全隐患[4] [5];从网络用户角度看,同一个自然人在不同的网络(物联网、互联网、移动通信网)中具有的身份标签不同,也就涉及到在不同网络中的身份认证的安全与效率问题。
更有恶意用户使用虚假消息签名、拒绝服务攻击等手段危害网络的正常运行。身份认证是实现信息安全的基本手段,是信息系统安全的先决条件。如果没有认证安全,其它安全都是空中楼阁。
万碧玉表示,他注意到近期国内外智慧城市建设领域出现了新的调整,可以概括为四点:
一是新概念。“近期,不论是国际还是国内,业界对于智慧城市的内涵和外延有了新的调整和变化。智慧城市的概念内涵,从早期的数字城市,发展到后来的智能城市、智慧城市。目前,内外越来越多的人开始强调‘超智能社会’这一概念。”同时,万碧玉向记者强调:“不管怎么变化,智慧城市建设的关键还是要聚焦在城市上。”
二是新研究。智慧城市在全球多个国家和地区都得到了重视并加以实践,相关领域在国际间的交流和合作也日益紧密。在综合借鉴了各国建设经验教训的基础上,很多国际组织在智慧城市的研究方法上有了突破。“当前,包括国际标准化组织ISO在内,越来越多的国际组织提出了‘智慧城市公共品’的概念。什么是公共品呢?”万碧玉向记者解释,“这里的公共品指的是针对不同城市共有问题的标准制订。比如交通拥堵,不论是北京还是西雅图、伦敦,不管是发达国家还是欠发达国家的城市,都面临着类似的问题,这就是公共品。研究如何解决国际不同城市的公共问题,是智慧城市国际研究的重要内容,并且获得了越来越多的关注。”
三是新范围。智慧城市的概念不仅仅是一线城市的建设目标,对二三线城市来说也是如此,甚至包括城市和农村间的过度地带。2016年7月,住建部、发改委、财政部联合发出了《关于开展特色小镇培育工作的通知》,智慧城市与特色小镇两个概念彼此呼应、相辅相成。“论及特色小镇与智慧城市的关系,业界普遍认为,互联网+、大数据、新型智慧城市等成已为新风口,对已完成初期建设的智慧城市,特色小镇将有望成为智慧城市升级的重要抓手。”万碧玉对记者表示。