城市智能转型造就新一代城市系统

摘要：《国家新型城镇化规划（2014—2020年）》,提出了推进智慧城市建设需要统筹城市发展的物质资源、信息资源和智力资源利用，推动物联网、云计算、大数据等新一代信息技术创新应用，实现与城市经济社会发展深度融合；建设智慧城市，实现工业化、信息化、...

  为此，城市智能转型和新一代智慧城市系统构建也成为近期国内顶尖专家走进“西苑沙龙”的新议题。

  数字城市的智能转型

  一个行业或一个区域的信息化过程，原则上大致可分为两个阶段：第一是数字化，主要是指信息的传感、存储、计算、传输和控制的网络化和数字化 等。第二是智能化——数字化的更高阶段。城市的发展也必然经历这两个阶段的信息化：由数字城市智能转型为智慧城市。一般来讲，数字城市应具有如下几个特 征：最大限度使用数字传感技术、网络技术和计算技术构成的信息基础设施；在云计算的软件环境下，对城市的人口、资源、环境、经济、社会等大数据加以计算与 处理；把反映城市社会的各种大数据有效整合，用于规划、预测、运营以及城市监管，提升政府部门的管理与决策能力，提高城市居民的生活品质。目前，欧美发达 国家和我们国家发达地区基本实现了城市数字化。

  智慧城市是运用物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等新一代信息技术，促进城市规划、建设、管理和服务智慧化的新理念和新模式。李未院士认为，目前数字城市转型形成智慧城市至少需要从智能服务、大数据处理以及软件系统研发等方面进行突破。

  首先，智慧城市和数字城市的标志性区别是智慧城市是复杂的信息生态系统，需要提供规律发现、深度关联、决策生成等智能服务。规律发现通过对 输入的现象大数据的计算、分析和处理，产生概念间关系，并以文字和符号的形式提供知识。深度关联针对事物的现象、症状等，通过归纳猜想、逻辑推理和关联操 作以及对大数据的统计分析，提供所有可供选择的知识。决策生成针对用户需求，向用户提供相关的所有可供选择的决策类型，并针对每一个体的个性化要求，给出 相应的解决方案，做到群体均衡、个体优化。这三类智能服务是人类认识、解释和改造城市的基本智能，也是判断数字城市智能转型的标准。

  其次，城市的大数据是承载知识和信息的实体，上述智能服务依赖于城市大数据的高效处理。然而，目前城市的数据通过多种数字化传感装置采集， 来源于不同的历史阶段，属于不同的知识领域。因此格式难以统一，需要统一的数据模型，能描述各种结构和非结构类型的数据；同时具备集成性——能够直接继承 和采用各种类型数据的成熟技术，关联性——可支持多源数据特征关联，和可扩展性——支持新的数据类型并保持处理效率。

  最后，智能软件是实现上述智能服务的基础，也是城市软件基础设施的核心构件。智能城市转型要有大量的智能软件进行支撑；同时，城市是复杂的 社会生态系统，软件也需要动态更新。传统的软件开发模式难以满足智慧城市对软件开发效率和演化的需求。由于现代城市在宏观上，市政管理机构对城市的宏观规 划和对城市资源配置及发展的调控，微观上竞争和市场机制对城市资源配置及城市发展的决定性作用，针对智慧城市的软件生态系统建设、维护和演化问题，类似地 可采用基于市场竞争的群体开发模式。其基本思想是，纵向分层（宏观规划）和横向竞争（众包实现）相结合，激发社会群体广泛参与，从而既有纵向的计划性的优 点，又有横向竞争、提高效率的优点。

  新一代城市系统构建

  新一代城市系统的构建是一个复杂的系统性工程，有很多关键科学问题需要研究解决，而在研究新一代城市系统构建的关键科学问题时，需要把握好如下四个方面的内容：

  界定关键问题，聚焦研究内容。即在研究智慧城市、在讨论用科技创新推动智慧城市的过程中，一定要界定清楚什么是智慧城市的关键问题、核心挑战；什么是城市系统以及什么是非城市系统，什么是智慧内容什么是非智慧内容。唯有这样，才能聚焦研究内容和需求。

  明确智慧特征，推动智能转型。即在智慧城市系统建设中，要梳理清楚智慧的特征是什么，针对具体的城市问题，围绕深度关联、规律发现和决策生成三大科学方向，推动城市的智能转型，并依据可行性、紧迫性等分阶段部署实施。

  把握系统内涵，关注综合治理。即在新一代城市系统构建过程中，把握智慧城市内涵，依据时空大数据，建立地下地上立体感知数据模型，并把城市综合治理和整体规划进行融合，从而建设有机的城市体。

  契合物联网，构建城市群系统。将智慧城市系统建设和物联网进行有机的契合，利用物联网技术实现城市的人与人、人与物、人与城市之间的万物互联互通，构成未来的社会基础设施，从而基于物联网所形成的万物互联的开放平台，构建新一代城市系统及城市群系统。

  ■专家观点

  李未 院士 北京航空航天大学

  数字城市已经基本实现，城市生态系统迫切需要提供规律发现、深度关联和决策生成三类智能服务，这三类智能服务是人类认识、解释和改造城市的 基本智能，也是判断数字城市智能转型的标准。同时上述智能服务需要依赖于城市大数据的高效处理，以及基于市场竞争的群体软件开发模式，以满足智慧城市的软 件生态系统建设、维护和演化的需求。

  李德仁 院士 武汉大学

  智慧城市的建设离不开城市时空数据的采集，建立统一的时空大数据平台，并开展大数据挖掘。二是要做城市的感知、控制服务，城市要抓运营中心，组织实施要抓相应的机制创立和攻关的研究，形成大数据的技术链、服务链和价值链，才能拉动智慧城市产业的发展和真正的应用。

  刘韵洁 院士 中国联通

  “互联网+”实现互联网与实体经济结合，将有十分巨大的市场前景，但需要在新的互联网体系架构方面不断探索，形成共识。“互联网+”战略实 施，需要传统企业发挥主导作用，通过信息和互联网技术和商业模式创新，能够解决自身生产过程中的主要问题，提升自己生产效率、产品质量。同时，“互联 网+”需要大量优秀网络领域人才，同时通过科技创新，提升自己核心竞争力。

  郭仁忠 院士 深圳市规划国土委

  首先应该明确领域认同，及需要区分城市问题和非城市问题、智慧问题和非智慧问题；其次研究智慧城市应该从四个维度入手，即科学层次的维度， 遵循应用研究的基本原则和规律；领域维度，建立大业务思维，从大数据基础上构建大业务模式，从传统的分治模式向协同的综治模式转变；空间维度，应该从地 理、人文和信息三元空间融合的角度考虑问题；进程维度，从全生命周期和动态持续的角度去考虑策划智慧城市应该研究的问题。

  吕卫锋 北京航空航天大学计算机学院院长

  智慧城市是一个复杂的系统，城市的智能转型不能只是简单的修修补补，而是需要一个整体性的社会创新，而且在这个社会创新中，用户创新、大众 创新将是创新的主体，而政府是为大众创新提供基础、平台和激励机制。通过大众自发的创新形成涌现效应，从而使得城市获得泛在的智慧。

  公共平台在智慧城市建设中非常重要，如果能结合国家的力量，建好一个公共平台，面对巨大的信息量和代码量，充分发挥在校大学生进行程序众 包，让全国人将编号的程序进行上传。智慧城市需要大量的传感器，需要物物相连，一旦低成本标准化的智能终端、传感器推广了以后，就有很大双赢的机会。智慧 城市中的垂直交通也是应该考虑的因素，现在的智慧城市需要为大众服务，需要对垂直交通进行研究。

  张文生 中科院自动化所副总工程师

  对城市来说，如果把智慧城市当成一个全程式的全智慧，短时间内是做不到的。因此，智慧城市选择的问题应该要可行且急需。这样在选择以后，充 分发现其中蕴含的科学问题，才能为已有的信息管理技术产生一个巨大的增量，从而反馈于信息技术，推动信息、管理技术的发展。再次，如果变换问题思考角度可 能会有更高效的推进，同时又能对城市的建设进程有一个改变，则为更好。

  陈学业 深圳市数字城市工程研究中心副主任

  大数据离不开政府数据，应利用大数据配合政府的理念，提速智慧政府的建设，智慧政府的建设可以成为智慧城市建设的引领和示范。在做智慧城市 的时候，智慧政府可以先行，重视智慧政府的建设，可以成就一批智慧城市引以为骄傲的，接地气的新型工程。智慧城市的建设中，要进一步提升以城市为整体的、 大业务化的信息化水平，重点探索多部门环境下，大业务系统整合的可能性。建议立项城市规划设计，建设管理环境调查，评价预警一体化的业务平台。

  郑小平 清华大学教授

  以包头市石拐区为智慧城区的实践案例，阐述了对建设智慧城市的认识。认为智慧城市随着时间的推移是不一样的，不同空间的智慧城市也是不一样的，技术的使用也是不一样的，应统筹考虑涉及时间、空间、技术、以人为本等问题。

  周德民 首都师范大学教授

  从城市建设的角度来看，智慧城市的建设问题就是城市规划的问题，智慧城市是城市规划和IT技术的充分结合，运用信息技术的思维来针对城市真 正出现的问题进行处理和解决。因此，需要梳理智慧城市的要素模式，解决资源的瓶颈，使得城市发展能真正从数字城市走向智慧城市，从信息搜集走向决策推演。

  梅林 公安部第三研究所研究员

  以前城市突出的是管理，而智慧城市突出的更应该是服务，从规划、建设到治理的服务。中国的智慧城市应该有中国的特色，应该针对中国人和社会 的特点进行智慧城市发展的建设。此外，安全性是一个非常重要的问题，基于城市大数据平台可能挖掘出来有很多意想不到的东西，如果没有安全措施，可能会有不 堪设想的后果。因此，在智慧城市里需要做安全性体系的思考和架构。

  王伟 武汉大学教授

  智慧城市的核心是把复杂的问题简单化，城市管理非常的复杂，怎么样才能将智慧城市落地，进行复杂问题的简单化是非常重要的。此外，城市管理 规划、土地利用、交通环保等方面与老百姓的生活息息相关，和政府管理、企业信息化运行也都是息息相关的，应该将这些用到具体的城市里去。

  吴健 浙江大学教授

  智慧城市底层支撑是个数据平台，已有数据的利用将会对城市决策提供很大的帮助，但数据的搜集、整合、管理和利用需要政府立法或出台规范规章，从而将数据整合作为基础平台的一部分。此外，智慧城市的发展还要依靠第三方的支持和服务，有第三方的企业做生态环境。

  陈能成 武汉大学教授

  随着国家科技改革，将智慧城市从基础研究过渡到关键技术以及应用示范平台，这将更有利于推动智慧城市的建设。其次，城市智能化转型的未来还 在于物联网技术的发展。应加快物联网在智慧城市和智能社区中的应用。再次，智能感知的工作不仅仅需要群体感知，还需要立体的感知，对现在整个城市群进行综 合监控，虽然这方面以前有研究，但到技术层面的实现还需要多做工作。

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