陳曉紅

(湖南商學(xué)院，湖南 長沙 410205)

引言

2008年，IBM公司提出“智慧地球戰(zhàn)略”，提出為促使地球更智慧，應(yīng)該建立一個物聯(lián)化(instrumented)、互聯(lián)化(interconnected)、智慧化(intelligent)的世界，戰(zhàn)略本質(zhì)為數(shù)據(jù)的感知、傳達(dá)、處理[1]。自此，為應(yīng)對城鎮(zhèn)化發(fā)展過程中帶來的人口增長、環(huán)境污染、交通擁堵等各類“城市病”，促進(jìn)城市健康、安全和可持續(xù)發(fā)展，建設(shè)智慧城市已成為全球城市發(fā)展的共同訴求和大勢所趨[2]。

全球數(shù)百個城市在“數(shù)字城市”基礎(chǔ)上推進(jìn)建設(shè)“智慧城市”。美國的亞特蘭大、波士頓、拉斯維加斯、洛杉磯、舊金山、西雅圖、費城、奧斯汀、克利夫蘭、馬里恩、匹茲堡、密爾沃基等城市都在建設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)，Dusseldorf、Gyor、Jerusalem、Monaco、Westminster、新加坡、日本U-Japan和韓國的首爾、仁川、釜山等6個城市U-city以及馬來西亞的吉隆坡、澳大利亞的Sydney在積極建設(shè)無線數(shù)字城市。我國工信部公布首批68個國家信息消費試點城市名單，包括京津滬在內(nèi)的大部分省市省會在列。工信部強調(diào)“工業(yè)化、信息化”兩化融合。目前我國100%的副省級城市、89%的地級城市、47%的縣級城市，總計超過500個城市在政府工作報告或“十三五”規(guī)劃中明確提出或正在建設(shè)智慧城市。

隨著信息通信技術(shù)等新技術(shù)的廣泛運用，云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、人工智能、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)融合發(fā)展[3]，最大化地有效運作城市，實現(xiàn)信息化、互聯(lián)網(wǎng)化、智能化、智慧化，促進(jìn)可持續(xù)性發(fā)展，促進(jìn)城市規(guī)劃、建設(shè)、管理和服務(wù)智慧化的新理念和新模式，為智慧城市建設(shè)提供了全新機遇。

一、新技術(shù)融合下的智慧城市發(fā)展趨勢

(一)智慧城市“2N41”概念架構(gòu)

智慧城市是以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的信息技術(shù)設(shè)施為基礎(chǔ)[4]，以社會、環(huán)境、管理為核心要素，以泛在、綠色、惠民為主要特征的現(xiàn)代化城市。新技術(shù)融合下的智慧城市的概念結(jié)構(gòu)為“2N41”的概念架構(gòu)：其中“2”是指“智慧城市”建設(shè)的硬設(shè)施和軟環(huán)境，硬設(shè)施包括遍布各處的各類感知設(shè)備、云計算基礎(chǔ)設(shè)施、移動終端以及各類便民信息服務(wù)終端等，軟環(huán)境為政策法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、工作機制和保障措施、創(chuàng)新人才培養(yǎng)等；“N”是指多個行業(yè)和領(lǐng)域智慧應(yīng)用，包括交通、人口、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、民生等，各地區(qū)根據(jù)實際情況開展；“4”是指“智慧城市”的4個目標(biāo)，即市民生活幸福、城市科學(xué)管理、企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展、社會運行和諧；“1”是指通過“智慧城市”建設(shè)，達(dá)到城市運行最佳狀態(tài)，通過加強物聯(lián)網(wǎng)、云計算、視頻監(jiān)控等技術(shù)手段在城市運行中的應(yīng)用，實現(xiàn)智慧城市運行監(jiān)測和智能安保應(yīng)急，提高政府精準(zhǔn)管理能力，使城市運行更加安全高效。建立智能信號控制系統(tǒng)，在街道路口安裝傳感網(wǎng)絡(luò)，自動監(jiān)測車流量和車速，實現(xiàn)交通信號燈根據(jù)車流狀況自動優(yōu)化調(diào)整，提高道路交通的自適應(yīng)能力。利用物聯(lián)網(wǎng)、新一代移動通信等信息技術(shù)，加強對食品藥品、重大危險源、危險化學(xué)品的全過程動態(tài)監(jiān)控。如圖1所示。

圖1 智慧城市“2N41”概念架構(gòu)

(二)智慧城市模型框架

智慧城市的核心目標(biāo)層是服務(wù)于人[5]，系統(tǒng)應(yīng)用層是城市系統(tǒng)，投入支撐層是通過物聯(lián)網(wǎng)和云平臺所實現(xiàn)的數(shù)據(jù)流。自上而下、國家主導(dǎo)、企業(yè)參與模式，是數(shù)字城市的本質(zhì)[6]；數(shù)據(jù)的沉淀、自下而上、企業(yè)驅(qū)動模式，是智慧城市的實現(xiàn)路徑。

新型智慧城市一體化建設(shè)總體框架如圖2所示。其中感知層是以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，主要承擔(dān)數(shù)據(jù)感知和信息收集的使命。平臺層主要是通過在載體網(wǎng)絡(luò)上構(gòu)件的各種信息平臺，對信息進(jìn)行分析處理。應(yīng)用層是整個智慧城市技術(shù)框架的終端，主要是面向企業(yè)、個人以及公共的服務(wù)應(yīng)用。智慧城市需要建立“防御、監(jiān)測、打擊、治理、評估”五位一體的網(wǎng)絡(luò)安全保障體系，構(gòu)建滿足新型智慧城市建設(shè)需求的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。

圖2 新型智慧城市一體化建設(shè)總體框架

(三)智慧城市發(fā)展趨勢

1.智慧城市發(fā)展總體趨勢

目前來看，智慧城市發(fā)展總體趨勢表現(xiàn)為：一是信息不可或缺。移動互聯(lián)提供了絕佳渠道，連接了人與人之間的信息交流，收集、傳遞和分享，使其成為生活中至關(guān)重要的一部分。二是移動互聯(lián)融入生活。移動互聯(lián)改變了人們的生活習(xí)慣、社交方式、關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，目前被應(yīng)用到消費者現(xiàn)實生活中的每個角落，形成一個真正的全民“移動生活形態(tài)”的時代。三是智能化成為主流。數(shù)字化、智能化已經(jīng)滲透到各行各業(yè)，并逐漸成為當(dāng)今文化形態(tài)的中心，呈現(xiàn)出新一輪的文化生態(tài)。四是新興信息技術(shù)引領(lǐng)時代變革。大數(shù)據(jù)、云計算、區(qū)塊鏈、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)的發(fā)展決定了智慧城市解決方案的質(zhì)量，技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步將有助于城市各項活動的不斷改造與持續(xù)優(yōu)化。五是互聯(lián)網(wǎng)融合思維。互聯(lián)網(wǎng)思維重點在于用戶思維、大數(shù)據(jù)思維、跨界思維、平臺思維、創(chuàng)新思維等，是對傳統(tǒng)價值鏈的重新審視，需要實現(xiàn)各行各業(yè)的融合創(chuàng)新與應(yīng)用創(chuàng)新。六是形成多維結(jié)構(gòu)。新技術(shù)融合下的智慧城市將通過組合“一中心、四平臺、多技術(shù)、多應(yīng)用、統(tǒng)一鏈”的方式推動城市發(fā)展。其中，“一中心”是指基于城市的各維度大數(shù)據(jù)中心?！八钠脚_”是指智慧政務(wù)綜合信息服務(wù)平臺、智慧城管綜合信息服務(wù)平臺、智慧民生綜合信息服務(wù)平臺和智慧經(jīng)濟綜合信息服務(wù)平臺?！岸嗉夹g(shù)”是指云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等相關(guān)信息技術(shù)?！岸鄳?yīng)用”是指包含了各類的智慧應(yīng)用。“統(tǒng)一鏈”是指基于區(qū)塊鏈的可信智慧城市信息生態(tài)，如圖3所示。

圖3 智慧城市發(fā)展總體趨勢圖

2.新技術(shù)融合對智慧城市發(fā)展的影響

融合云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、人工智能、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，以數(shù)據(jù)為核心，整合數(shù)據(jù)采集、分析挖掘、決策服務(wù)，形成一體化的創(chuàng)新與智慧模式?；凇爸悄軕?yīng)用(IS)，整合協(xié)同(IC)，互聯(lián)賦能(CE)，持續(xù)演進(jìn)(SE)”的戰(zhàn)略思想，讓智慧城市管理、監(jiān)測、應(yīng)急、執(zhí)法和決策更加精準(zhǔn)有效。新一代信息技術(shù)的融合創(chuàng)新應(yīng)用為智慧城市建設(shè)提供全方位支持：物聯(lián)網(wǎng)實時采集城市各項數(shù)據(jù)；移動互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)信息流和業(yè)務(wù)流的高度融合；區(qū)塊鏈為采集數(shù)據(jù)提供共享、驗證、溯源機制，區(qū)塊鏈和智能合約技術(shù)為大數(shù)據(jù)平臺提供數(shù)據(jù)共享機制，區(qū)塊鏈還能為大數(shù)據(jù)提供安全機制，提供數(shù)據(jù)的驗證與溯源；人工智能為采集提供智慧感知能力，人工智能助力智慧城市挖掘數(shù)據(jù)中深層次信息，促使形成以數(shù)據(jù)為驅(qū)動的城市運營和服務(wù)機制；大數(shù)據(jù)挖掘與分析是城市管理與決策的基礎(chǔ)；數(shù)據(jù)中心的云化建設(shè)，提升數(shù)據(jù)中心海量數(shù)據(jù)的支撐能力；云計算實現(xiàn)資源按需分配、按量計費，促進(jìn)資源規(guī)?；⒎止I(yè)化、網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)創(chuàng)新。

二、智慧城市主要領(lǐng)域的實踐創(chuàng)新

智慧城市，既是人的聚集，也是產(chǎn)業(yè)的聚集、數(shù)字經(jīng)濟的載體。云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù)深度應(yīng)用，新技術(shù)層出不窮、快速融合，使得構(gòu)建智慧城市由可能變?yōu)楝F(xiàn)實。《中國“互聯(lián)網(wǎng)+”指數(shù)報告(2018)》指出，2017年中國數(shù)字經(jīng)濟體量為26.7萬億元，較去年同期的22.77萬億元增長17.2%，顯著高于同期GDP 6.9%的增速，蓬勃的數(shù)字經(jīng)濟與開放的信息市場推動了智慧城市各領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用。新一代信息技術(shù)推動的智慧城市創(chuàng)新，主要涵蓋智慧政務(wù)、智慧交通、智慧能源、智慧醫(yī)療、智慧物流、智慧環(huán)保等眾多領(lǐng)域。

(一)智慧政務(wù)

1.政府服務(wù)現(xiàn)狀與痛點

習(xí)近平總書記指出，要推進(jìn)國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化，也就是要依靠現(xiàn)代信息技術(shù)推動政府管理理念和社會治理模式進(jìn)步，使政府服務(wù)科學(xué)化、便民化、智慧化。目前，各地政府都在積極推動智慧政務(wù)，取得了一些落地應(yīng)用，但是其發(fā)展還存在以下幾個問題：一是信息化質(zhì)量和業(yè)務(wù)協(xié)同效率不高，數(shù)據(jù)不連通。各級地方政府和部門采用的標(biāo)準(zhǔn)各不相同，業(yè)務(wù)內(nèi)容單調(diào)重復(fù)，各應(yīng)用系統(tǒng)單獨規(guī)劃，每個系統(tǒng)往往采用了不同的數(shù)據(jù)格式，運行在不同的平臺，給彼此之間的數(shù)據(jù)交換、協(xié)同應(yīng)用帶來了障礙。二是運營成本高。記錄和存儲物聯(lián)網(wǎng)的信息都會匯總到中央服務(wù)器，而目前數(shù)以億計的節(jié)點將產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，且未來這些信息將越來越多，這將導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心不堪重負(fù)，難以進(jìn)行計算和有效存儲，運營成本極高。三是數(shù)據(jù)安全使用難度大。城市數(shù)字化進(jìn)程中身份服務(wù)面臨隱私泄露、身份欺詐以及碎片化等問題，給用戶、設(shè)備和系統(tǒng)均帶來極大的挑戰(zhàn)。

2.新技術(shù)融合給政府服務(wù)帶來的改變

新技術(shù)融合給政府服務(wù)帶來的主要改變可以概括為以下幾個方面：一是促進(jìn)城市基礎(chǔ)設(shè)施等的互聯(lián)互通。整合隱含的開放性容許不同項目間的數(shù)據(jù)流通，實現(xiàn)不同系統(tǒng)如道路、倉儲、停車場等基礎(chǔ)設(shè)施的互聯(lián)互通。二是促進(jìn)不同部門數(shù)據(jù)的集成共享。智慧城市改善底層數(shù)據(jù)及業(yè)務(wù)流程的一些共享層面的問題，包括數(shù)據(jù)的流通、提升數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)安全及數(shù)據(jù)隱私等。三是提升智慧城市運行效率。綜合運用大數(shù)據(jù)[7]、人工智能等智能決策技術(shù)，提升政府部門決策的科學(xué)性和有效性，促進(jìn)資源的合理分配，降低智慧城市運行成本，從而提升城市運行效率。

3.智慧政務(wù)典型實踐分析

(1)平安智慧政務(wù)的實踐分析。中國平安集團(tuán)利用“科技+數(shù)據(jù)+場景+服務(wù)”的綜合優(yōu)勢，打造平安智慧政務(wù)一體化平臺，整合城市規(guī)劃、協(xié)同辦公、分析決策、業(yè)務(wù)平臺四大模塊，全面助力提升政府智能化水平。面向政府提供可視化城市管理及大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用服務(wù)，包括輔助城市運營管理、指揮調(diào)度及監(jiān)管可視化平臺、專題數(shù)據(jù)分析、大數(shù)據(jù)輿情監(jiān)控及風(fēng)險預(yù)警等一系列服務(wù)功能。平安智慧政務(wù)解決方案包括三大平臺、兩大體系，如圖4所示。

(2)基于云計算+大數(shù)據(jù)+人工智能的城市數(shù)據(jù)大腦的實踐分析。2016年10月，在云棲大會上，杭州向全球宣布啟動城市數(shù)據(jù)大腦建設(shè)。根據(jù)《杭州市城市數(shù)據(jù)大腦規(guī)劃》[8]，除交通領(lǐng)域外，城市大腦還將深入醫(yī)療、平安、城管、旅游、環(huán)保等行業(yè)系統(tǒng)，建設(shè)智慧亞運，打造“移動辦事之城”。該城市數(shù)據(jù)大腦是全國首個搭建在阿里云上、省市縣三級采用一體化模式建設(shè)的網(wǎng)上政務(wù)服務(wù)平臺。基于開放數(shù)據(jù)的智慧城市建設(shè)的實踐分析，數(shù)據(jù)是城市的一種基礎(chǔ)設(shè)施，政府?dāng)?shù)據(jù)是一種公共基礎(chǔ)設(shè)施。城市即平臺，政府即平臺。截至2018年上半年，我國已陸續(xù)上線46個符合政府?dāng)?shù)據(jù)開放基本特征的地級市及以上平臺，借助數(shù)字平臺推動新型城市級數(shù)據(jù)經(jīng)濟的發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)城市建設(shè)的可持續(xù)性和包容性。其運營過程，如圖5所示。

圖4 平安智慧政務(wù)解決方案

圖5 基于開放數(shù)據(jù)的智慧城市建設(shè)的運營過程

(3)基于大數(shù)據(jù)+物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的智慧政務(wù)的實踐分析。目前，新加坡已經(jīng)建立起一個“以市民為中心”，市民、企業(yè)、政府合作的電子政府體系，市民和企業(yè)可隨時隨地參與到各項政府機構(gòu)事務(wù)中。其建設(shè)先后過程為：首先，以推進(jìn)新加坡政府機構(gòu)辦公自動化為重點，引導(dǎo)、帶動全社會信息化水平的提高。接著，實施“國家信息技術(shù)計劃”[9]，建成連接23個政府主要部門的計算機網(wǎng)絡(luò)，逐步推進(jìn)政府跨部門的行政業(yè)務(wù)流程實現(xiàn)自動化與集成化。然后，建立包含廣泛公共服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)體系，推行融合政府資源的電子服務(wù)。最后，設(shè)計電子政務(wù)的主體框架和各個層面的具體應(yīng)用，為用戶提供最廣泛的公共事務(wù)網(wǎng)上服務(wù)。

(二)智慧交通

1.交通行業(yè)現(xiàn)狀與痛點

交通行業(yè)的現(xiàn)狀不足體現(xiàn)在以下幾個方面：一是交通供需矛盾日益突出，交通擁堵。盡管近年來中國道路交通設(shè)施及管理設(shè)施有較大改觀，但依然跟不上機動車增長速度。大多數(shù)城市路網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理，道路系統(tǒng)不健全，交通管理設(shè)施缺乏。各地建立的交通控制中心，大多只是實現(xiàn)了監(jiān)視功能，遠(yuǎn)沒有發(fā)揮控制功能。二是交通污染、交通事故頻發(fā)。交通事故頻發(fā)、交通污染與噪聲等問題，不僅給出行者造成時間上的延誤、經(jīng)濟上的損失，降低城市交通效率進(jìn)而影響經(jīng)濟運行效率，而且給整個社會造成了資源浪費、環(huán)境污染等一系列問題。三是停車難。老舊居住區(qū)在設(shè)計時未能充分考慮機動化發(fā)展的需求，新建小區(qū)對居民停車需求估計不足，老公共建筑公共停車位嚴(yán)重不足，新建公共建筑的地下停車庫利用又不到位。另外，停車的信息化處理尚處于起步階段，路內(nèi)停車管理模式還不完善。

2.新技術(shù)融合給交通行業(yè)帶來的改變

新技術(shù)融合給交通行業(yè)帶來的主要改變可以概括為以下幾個方面：一是利用物聯(lián)網(wǎng)搭建高度共享的智慧交通管控平臺。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以全面感知交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施、交通運載工具的建設(shè)狀況，通過動態(tài)數(shù)據(jù)采集分析、擁堵點精準(zhǔn)治理、交通指揮統(tǒng)一調(diào)度，監(jiān)控整個交通的運行情況。二是大數(shù)據(jù)+人工智能提高數(shù)據(jù)運用效率。利用大數(shù)據(jù)和人工智能結(jié)合，則可以充分挖掘和利用信息數(shù)據(jù)的價值，盤活現(xiàn)有數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行應(yīng)用、評價、決策，服務(wù)于交通部門的管理與決策[10]。三是云計算+區(qū)塊鏈實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲安全及共享。云計算為各類交通數(shù)據(jù)的存儲提供了新模式，結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)保證數(shù)據(jù)的安全真實性，打破“信息孤島”，徹底實現(xiàn)信息資源共享、系統(tǒng)互聯(lián)互通。

3.智慧交通典型實踐分析

(1)百度地圖智慧信號燈研判平臺的實踐分析。百度地圖為北京市交管局定制了國內(nèi)首個城市燈控路口路況監(jiān)測平臺，實現(xiàn)信號燈路口擁堵分鐘級發(fā)現(xiàn)、實時報警、主動處理，優(yōu)化城市道路使用效率。百度地圖智慧交通信號先后過程為：首先，監(jiān)控評價，利用互聯(lián)網(wǎng)的地圖大數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全面監(jiān)控和信控路口通行能力的量化評價。然后，雙向互通，平臺直接與交警信號控制系統(tǒng)打通，將平臺分析的實時結(jié)果，作為信號配對的參數(shù)實時影響信號燈的運行。最后是智慧信號燈，引入人工智能技術(shù)，實現(xiàn)局部最優(yōu)到全局最優(yōu)，能在運行過程中自動發(fā)現(xiàn)問題，并實時調(diào)控，實現(xiàn)全面的智慧控制。

(2)騰訊“互聯(lián)網(wǎng)+”賦能智慧交通的實踐分析。騰訊基于騰訊地圖、微信、QQ等移動大數(shù)據(jù)，有效掌握路面交通人流的實時情況，并基于機器學(xué)習(xí)對人流分布進(jìn)行實時智能預(yù)測，從而形成智慧交通體系，形成一系列的社交熱點圖、城市熱力圖、城市街景、實時路況等，再者構(gòu)建交通旅游大數(shù)據(jù)，可以處理旅客的出行分析、區(qū)域的熱點分析、旅客住留時間統(tǒng)計，行為軌跡分析等，并且進(jìn)行交通擁堵瓶頸分析，通過監(jiān)測道路實時擁堵情況，結(jié)合道路攝像頭，引入人工智能技術(shù)，可以預(yù)測異常擁堵的發(fā)生、識別挖掘擁堵的原因，為交警及時處理提供技術(shù)支持。

(3)滴滴智慧交通大腦的實踐分析。2018年，滴滴出行與交通部共同推出了智能城市交通管理解決方案“滴滴智慧交通大腦”[11]，已被中國20多個城市采用。通過AI和云計算技術(shù)實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)流，集成了滴滴強大的匿名流量數(shù)據(jù)以及來自當(dāng)?shù)卣蜆I(yè)務(wù)合作伙伴的數(shù)據(jù)資源，以此用于交通流量測量、智能交通信號、交通擁堵分析、安全駕駛分析、智慧信號燈、交通引導(dǎo)系統(tǒng)、潮汐車道和公交調(diào)度系統(tǒng)等。

(三)智慧環(huán)保

1.環(huán)保行業(yè)現(xiàn)狀與痛點

環(huán)保行業(yè)的現(xiàn)狀和不足體現(xiàn)在以下幾個方面：一是環(huán)境潛在風(fēng)險評價欠缺?，F(xiàn)有環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)不能精準(zhǔn)闡明環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及其變化趨勢，更無法精準(zhǔn)評價環(huán)境潛在的風(fēng)險。二是篡改、偽造環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)時有發(fā)生。數(shù)據(jù)質(zhì)量是環(huán)境監(jiān)測工作的生命線，環(huán)保數(shù)據(jù)的真實性、綜合性、長期性是環(huán)境監(jiān)測最基本的要求。三是環(huán)境公益腐敗現(xiàn)象普遍。環(huán)境公益機構(gòu)接受的捐款難以追蹤資金流向，官僚、腐敗和低效率在慈善領(lǐng)域中普遍存在。四是環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)信息孤島現(xiàn)象明顯。當(dāng)前我國環(huán)保部門的應(yīng)用系統(tǒng)由于大多是獨立建設(shè)，在數(shù)據(jù)共享、業(yè)務(wù)協(xié)同方面缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃，導(dǎo)致重復(fù)建設(shè)、“信息孤島”現(xiàn)象普遍。

2.新技術(shù)融合給環(huán)保行業(yè)帶來的改變

新技術(shù)融合給環(huán)保行業(yè)帶來的主要改變可以概括為以下幾個方面：一是基于物聯(lián)網(wǎng)的生態(tài)環(huán)境全方位監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)為智慧環(huán)保奠定基礎(chǔ)。利用傳感技術(shù)、視頻監(jiān)控技術(shù)、射頻識別技術(shù)、全球定位技術(shù)進(jìn)行各種數(shù)據(jù)和時間的實時測量、采集、事件收集、數(shù)據(jù)抓取和識別。二是區(qū)塊鏈促進(jìn)環(huán)保大數(shù)據(jù)的集成與共享。使用區(qū)塊鏈跟蹤生產(chǎn)過程中的“三廢”和碳排放情況，可以防止公司和政府背棄其環(huán)境承諾或誤報其進(jìn)展，減少欺詐和數(shù)據(jù)偽造現(xiàn)象發(fā)生。區(qū)塊鏈以其可信任性、安全性和不可篡改性，為環(huán)保大數(shù)據(jù)開放共享提供了有力保障。三是大數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能決策技術(shù)促進(jìn)生態(tài)環(huán)境綜合決策科學(xué)化與監(jiān)管精準(zhǔn)化。針對環(huán)境數(shù)據(jù)的特征，結(jié)合大數(shù)據(jù)等技術(shù)，可以實現(xiàn)環(huán)保大數(shù)據(jù)的集成與高效管理，為政府、企業(yè)的環(huán)境監(jiān)測與管理提供全面的決策支持，如區(qū)域環(huán)境質(zhì)量的實時預(yù)警預(yù)報、環(huán)境政策效果的定量評估與優(yōu)化、企業(yè)節(jié)能減排措施等。

3.智慧環(huán)保領(lǐng)域的研究成果

(1)城市群區(qū)域空氣污染智慧協(xié)同治理。本研究團(tuán)隊從湖南省環(huán)境監(jiān)測中心站采集了2013—2016年長株潭城市群23個監(jiān)測點PM2.5、SO2、NOX、PM10、O3等多項污染物約1000萬條實時濃度監(jiān)測數(shù)據(jù)和PM2.5 組分析數(shù)據(jù)，結(jié)合由國家氣象數(shù)據(jù)中心采集的同期地面氣象觀測數(shù)據(jù)、交通流量數(shù)據(jù)等400余萬條多元異構(gòu)數(shù)據(jù)，運用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)與方法，以長株潭城市群為典型案例系統(tǒng)開展了城市群區(qū)域大氣污染特征分析、PM2.5污染主要來源解析、城市群環(huán)境政策的空氣質(zhì)量改善效果模擬仿真、城市群區(qū)域大氣環(huán)境污染實時預(yù)警系統(tǒng)構(gòu)建、城市群區(qū)域空氣污染總量控制策略研究等一系列研究。運用ArcGIS地理信息系統(tǒng)，采用克里金插值算法、分歧系數(shù)法分析長株潭城市群PM2.5污染時空分布特征。采用美國環(huán)保署EPA PMF 5.0軟件和受體模型，解析得到城市群區(qū)域PM2.5污染的主要來源因素及其貢獻(xiàn)率。引入濃度權(quán)重軌跡分析法(CWT)計算潛在源區(qū)氣流軌跡權(quán)重濃度，進(jìn)而反映不同空間軌跡的污染程度，進(jìn)行區(qū)域PM2.5空間溯源分析，如圖6所示。在此基礎(chǔ)上，引入“總量控制區(qū)域”三維氣象場(空間維+時間維+要素維)參數(shù)，搭建了“本土化”的 WRF-CMAQ 空氣質(zhì)量模擬仿真平臺，對長株潭區(qū)域不同的節(jié)能減排和環(huán)境污染治理政策控制情景下空氣質(zhì)量改善效果進(jìn)行模擬仿真。

圖6區(qū)域PM2.5潛在源區(qū)空間溯源分析

(2)湘江流域水環(huán)境的智慧管理。本研究團(tuán)隊多年致力于湘江流域環(huán)境治理研究，近年來更是借助智能水質(zhì)自動監(jiān)測和處理技術(shù)，采集分析了近10億條湘江流域環(huán)境相關(guān)大數(shù)據(jù)，利用多源數(shù)據(jù)融合、環(huán)境評價、污染預(yù)測、決策支持等技術(shù)，構(gòu)建了環(huán)境大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的成套解決方案，包括基于D-S理論的多源數(shù)據(jù)融合模型、基于證據(jù)推理和前景隨機占優(yōu)的水質(zhì)綜合評價方法、基于改進(jìn)灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的流域水質(zhì)預(yù)測方法等。針對我國現(xiàn)有評價指標(biāo)單一性、結(jié)果不精確性和同一類別水質(zhì)的不可比性問題，創(chuàng)新提出了基于證據(jù)推理和前景隨機占優(yōu)準(zhǔn)則的水質(zhì)綜合評價方法，實現(xiàn)了同一水質(zhì)類別水體之間的優(yōu)劣比較和全天候水質(zhì)實時綜合評估。在此基礎(chǔ)上，基于環(huán)境大數(shù)據(jù)動態(tài)分析了湘江流域水質(zhì)變化規(guī)律與主要污染源，預(yù)測了“十三五”期間水污染變化趨勢，如圖7所示，為流域精準(zhǔn)治理政策提供了重要決策參考。

圖7湘江流經(jīng)主要城市的重金屬含量時間變化趨勢

4.智慧環(huán)保典型實踐分析

(1)環(huán)境監(jiān)測“大氣110”平臺的實踐分析。國家環(huán)境保護(hù)污染源監(jiān)控工程技術(shù)中心使用“云鏈”技術(shù)開發(fā)“大氣110”平臺，融合應(yīng)用區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，專注于大氣監(jiān)測、生態(tài)大數(shù)據(jù)分析等公共服務(wù)，實現(xiàn)通過定位系統(tǒng)實時展示當(dāng)?shù)氐目諝鉅顩r、污染地圖、污染排名、污染對比等信息。“大氣110”平臺具有多元化的數(shù)據(jù)源、豐富的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，可以滿足環(huán)保部門、科研院所、普通大眾、企業(yè)、社會組織等的環(huán)保數(shù)據(jù)需求。

(2)金正環(huán)保污廢水處理新模式的實踐分析。國內(nèi)領(lǐng)先的環(huán)保行業(yè)特種膜生產(chǎn)與新生水回用上市公司金正環(huán)保攜手NW Blockchain Limited公司推出NewBchain項目，使用區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)革新目前污水處理行業(yè)商業(yè)模式和運營模式，面向全球打造創(chuàng)新性區(qū)塊鏈污廢水處理分布式經(jīng)濟業(yè)務(wù)生態(tài)。無論是項目創(chuàng)造者、參與者，還是消費者，都可以參與NewBchain，以投身到環(huán)境保護(hù)和污水治理中，并通過NewBchain獲得消費、交易，管理自己的各種權(quán)益。通過這種方式，使得NewBchain每一環(huán)的參與者都得到激勵，從而促進(jìn)NewBchain及水污染環(huán)境治理保護(hù)的發(fā)展。

(四)智慧能源

1.能源電力行業(yè)現(xiàn)狀與痛點

能源電力行業(yè)的現(xiàn)狀和不足體現(xiàn)在以下幾個方面：一是能源損耗大。建設(shè)大量輸配電基礎(chǔ)設(shè)施的成本和送電的損耗巨大，中心化電站和終端消費者之間的電力傳輸損耗占比9%以上。二是穩(wěn)定性、可靠性低?，F(xiàn)有電網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施存在由于可靠性問題而導(dǎo)致大量人口斷電的風(fēng)險，維護(hù)中心化電網(wǎng)的安全運行也需要相當(dāng)?shù)某杀?。三是?fù)載平衡問題。傳統(tǒng)中心化電網(wǎng)的用電負(fù)載存在明顯的峰谷效應(yīng)，對發(fā)電、輸電、配電、儲電等環(huán)節(jié)都提出了很高的要求。中心化的供電體系需要為負(fù)載平衡付出很多額外的努力。四是能源交易問題。我國已有很多分布式的可再生能源，但面臨一些消納和高效發(fā)展問題。例如安裝了太陽能的用戶多余的發(fā)電無法轉(zhuǎn)讓給其他用戶，造成能源浪費。

2.新技術(shù)融合給能源電力行業(yè)帶來的改變

新技術(shù)融合給能源電力行業(yè)帶來的主要改變可以概括為以下幾個方面：一是減少損耗，更加安全高效。智慧城市融合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)，構(gòu)建去中心化的實時能源市場連接本地生產(chǎn)者和消費者，減少長程傳輸需求。以自產(chǎn)能源為基礎(chǔ)、以電網(wǎng)調(diào)節(jié)為補充的去中心化用電模式，不僅更加綠色環(huán)保，而且有更高的安全可靠性。二是去中心化的能源交易模式為整個電網(wǎng)的負(fù)載平衡提供了更多解決方案。電網(wǎng)方面可以通過經(jīng)濟激勵的方式(如凈計量電價機制)調(diào)動不同消費者自產(chǎn)能源的總量，從而更好地實現(xiàn)負(fù)載平衡。三是推動電力行業(yè)變革[12]。智慧城市會驅(qū)動更多分布式電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。電網(wǎng)越是分布式的，就越是能更可靠、高效地匹配能源供需，包括但不限于發(fā)送實時報價信息和減少昂貴的輸配電基礎(chǔ)設(shè)施開支。

3.智慧能源典型實踐分析

(1)華為油氣數(shù)字生產(chǎn)解決方案的實踐分析?；谟蜌馍a(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)，可以實時監(jiān)控生產(chǎn)設(shè)施運行效率，通過大數(shù)據(jù)分析提供產(chǎn)量及最終采收率，優(yōu)化生產(chǎn)管理方式與組織結(jié)構(gòu)，提高工作效率、降低勞動強度，實現(xiàn)節(jié)能降耗與科學(xué)決策，最終助力實現(xiàn)油氣的全面數(shù)字化和石油公司的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

(2)崇明智能電網(wǎng)綜合示范工程的實踐分析。崇明智能電網(wǎng)綜合示范工程作為首批55個“互聯(lián)網(wǎng)+” 智慧能源示范項目，該工程構(gòu)建了可再生能源利用的三層能源架構(gòu)。首先在輸電層面，通過“風(fēng)燃打捆”技術(shù)，實現(xiàn)了海上、陸上風(fēng)電和大型燃機電廠等綠色清潔能源的協(xié)調(diào)控制。其次在配電層面，通過智能配電網(wǎng)建設(shè)，實現(xiàn)了風(fēng)、光、生物質(zhì)能和大型儲能等分布式電源的友好接入和就地消納。最后在用電層面，通過構(gòu)建靈活可靠的智能用電系統(tǒng)，實現(xiàn)工業(yè)、商業(yè)、環(huán)島電動汽車供能體系、生態(tài)農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代城鎮(zhèn)家庭等客戶與電網(wǎng)的友好互動，實現(xiàn)了可再生能源的高效利用。

(五)智慧醫(yī)療

1.醫(yī)療行業(yè)現(xiàn)狀與痛點

近年來，為解決“看病難、看病貴”難題，各級政府與醫(yī)療機構(gòu)大力提倡醫(yī)療信息化與分級診療，如電子健康記錄和電子病歷(EHR/EMR)、其他醫(yī)療IT系統(tǒng)(HIT)或基礎(chǔ)設(shè)施。盡管有這些數(shù)字化項目，目前實踐中仍存在三大問題：一是數(shù)據(jù)分散，真實性無法保障。不同醫(yī)療機構(gòu)、不同的信息系統(tǒng)形成數(shù)據(jù)孤島，難以實現(xiàn)以居民為中心的統(tǒng)一視圖。二是數(shù)據(jù)不完整。如對高血壓、糖尿病等常見慢性病病人和高危人群的膳食、行為習(xí)慣、心理健康等多方面管理和干預(yù)的日常健康數(shù)據(jù)都尚未被數(shù)字化，或是零散地分布在智能終端、可穿戴設(shè)備廠商的系統(tǒng)中。三是數(shù)據(jù)共享難。缺乏數(shù)據(jù)安全保障、隱私保護(hù)及數(shù)據(jù)所有權(quán)等規(guī)范機制，個人和數(shù)據(jù)擁有者不愿主動開放共享。

2.新技術(shù)融合給醫(yī)療行業(yè)帶來的改變

新技術(shù)融合給醫(yī)療行業(yè)帶來的主要改變可以概括為以下幾個方面：一是區(qū)塊鏈的去中心化及時間戳，加強醫(yī)療信息系統(tǒng)的糾錯和容錯能力，實現(xiàn)數(shù)據(jù)防偽溯源；運用其智能合約，有效保護(hù)病人隱私。如通過代碼的開源和非開源結(jié)合聯(lián)盟鏈、公有鏈、私有鏈的選擇維護(hù)用戶數(shù)據(jù)安全，并生成基于區(qū)塊鏈的電子病歷、檢驗報告等。二是人工智能和大數(shù)據(jù)的結(jié)合，有助于推動精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)。人工智能方法能夠預(yù)判人體從健康走向疾病的過程，了解我們的身體為什么會對不同的藥物、病毒和環(huán)境做出反應(yīng)，協(xié)助患者提前防范和醫(yī)生診斷。三是云計算+物聯(lián)網(wǎng)為后續(xù)醫(yī)療服務(wù)做好大數(shù)據(jù)支持[13]。通過物聯(lián)網(wǎng)不斷從視頻和音頻設(shè)備實現(xiàn)對病患生理數(shù)據(jù)的監(jiān)控與收集，結(jié)合云計算強大的數(shù)據(jù)存儲、處理能力，能夠為護(hù)理人員提供準(zhǔn)確、及時、有效的數(shù)據(jù)信息。

3.智慧醫(yī)療典型實踐分析

(1)杭州“互聯(lián)網(wǎng)+智慧醫(yī)療”的實踐分析。比如微信、APP“一鍵”診救，縮短掛號候診時間。杭州所有市屬醫(yī)院、縣醫(yī)院、社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)機構(gòu)在診療過程中，線上的“智慧醫(yī)療”和線下的醫(yī)療服務(wù)進(jìn)行有效連接，前者包括掛號、候診、取報告和取藥、醫(yī)患互動等，后者包括問診、檢驗、診斷、治療。再者出院“床邊”解決，減少付費“長龍”。杭州市屬醫(yī)院在辦理患者出院過程中，提供樓層結(jié)算服務(wù)、推車床邊服務(wù)、自助機服務(wù)、市民卡護(hù)士站結(jié)算，以及醫(yī)生診間功能多面化。通過智慧醫(yī)療系統(tǒng)，實現(xiàn)診間結(jié)算、診間檢查預(yù)約、跨省轉(zhuǎn)診預(yù)約等功能。

(2)“宜健通”騰訊健康管家的實踐分析。2018年7月31日，宜昌市衛(wèi)計委攜手騰訊建立“宜健通”健康管家，提供從產(chǎn)檢的實時智能提醒、記錄胎兒發(fā)育數(shù)據(jù)，到兒童期的智能健康服務(wù)，再到成人后的健康自我管理，以及中老年人慢性病精準(zhǔn)照顧的全生命周期醫(yī)療健康服務(wù)。此外，“宜健通”可以借助人工智能和大數(shù)據(jù)能力，分析潛在的疾病可能，提前預(yù)警疾病風(fēng)險。當(dāng)有就醫(yī)需求，“宜健通”則提供一站式醫(yī)療服務(wù)，包括智能分診、預(yù)約掛號、線上繳費、檢驗檢查結(jié)果查詢等。

(3)人工智能+云計算構(gòu)建染色體智能分析云平臺的實踐分析。2018年10月29日，由光琇-自興智能醫(yī)療聯(lián)合實驗室共同研發(fā)的人類染色體智能分析云平臺——AICKS(愛氪思)正式實現(xiàn)產(chǎn)品落地，其具備準(zhǔn)(自動識別準(zhǔn)確率97%、報告準(zhǔn)確率100%)、快(分析速度快、零基礎(chǔ)人員培訓(xùn)周期短、上手快)、低(勞動強度低、綜合成本低)、云(基于云平臺，讓AI服務(wù)為全球附能)等顯著優(yōu)勢。在染色體核型分析這個領(lǐng)域，人類醫(yī)生往往需要至少3年至5年的培訓(xùn)周期，而由“光琇-自興智能醫(yī)療聯(lián)合實驗室”研發(fā)的人類染色體圖像智能處理系統(tǒng)AICKS——學(xué)習(xí)了資深醫(yī)生的大量經(jīng)驗，操作員只需經(jīng)過2個月的短期培訓(xùn)即可上手。在大大提高人類工作效率的同時，能有效解決醫(yī)療資源不足和配置不合理的問題，推動中國分級診療的落地。

(六)智慧物流

1.物流行業(yè)現(xiàn)狀與痛點

物流行業(yè)的現(xiàn)狀和不足體現(xiàn)在以下幾個方面：一是傳統(tǒng)物流業(yè)存在著信息不對稱、數(shù)據(jù)共享困難。物流企業(yè)之間由于信息、資源、數(shù)據(jù)等多種元素的缺乏共享，各種資源未被充分利用，在一定程度上降低了全社會物流的流通效率。二是用戶需求存在多樣性、不確定性等特點。三是傳統(tǒng)物流倉儲成本高、效率低。傳統(tǒng)的物流行業(yè)倉儲依據(jù)揀貨表單指示進(jìn)行揀貨作業(yè)。人視覺上的誤差，一方面很容易造成揀貨的錯誤，而且依單作搜尋，揀貨速度與效率極其低。另一方面，從業(yè)人員需對儲存環(huán)境與商品屬性有一定的認(rèn)知，需要的培訓(xùn)時間較長，耗費的人力、物資巨大。

2.新技術(shù)融合給物流行業(yè)帶來的改變

新技術(shù)融合給物流行業(yè)帶來的主要改變可以概括為以下幾個方面：一是利用區(qū)塊鏈搭建高度共享的智慧物流平臺。區(qū)塊鏈技術(shù)能夠極大促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)物流信息平臺建設(shè)，提升平臺安全性、保密性，建立平臺社會公信力，解決現(xiàn)代貨運物流平臺中的交易信任問題，還可以幫助物流行業(yè)降低成本、提高效率。二是基于大數(shù)據(jù)實現(xiàn)物流個性化服務(wù)。在大數(shù)據(jù)時代背景下，通過打造物流數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺，建立數(shù)據(jù)庫，使用數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)篩選有效客戶信息，并將信息共享給商務(wù)企業(yè)、倉儲企業(yè)、第三方物流服務(wù)商等，使整個供應(yīng)鏈能夠根據(jù)信息對客戶需求做出快速反應(yīng)，更有針對性地開展個性化服務(wù)。三是運用人工智能創(chuàng)造現(xiàn)代倉儲的智慧中樞[14]。豐富的數(shù)據(jù)感知、人工智能算法決策和機器人系統(tǒng)組成了無人倉眼睛、大腦和四肢，面對大量貨品的流動，進(jìn)行有條不紊地冷靜調(diào)配和操作，實現(xiàn)倉儲設(shè)施與貨物的實時跟蹤、網(wǎng)絡(luò)化管理以及庫存信息的高度共享。

3.智慧物流典型實踐分析

(1)智鏈通“智慧物流共享云平臺”的實踐分析。2018年4月，廣州智鏈通科技有限公司創(chuàng)建全國“一站式物流共享智慧云平臺”——智鏈通“智慧物流共享云平臺”，開啟區(qū)塊鏈+智慧物流3.0時代。通過區(qū)塊鏈的“流向可見”，加強貨物運輸、倉儲的數(shù)據(jù)化管理，提高搬運、運輸、裝卸、倉儲的效率。通過大數(shù)據(jù)環(huán)形計算提高快遞物流行業(yè)中結(jié)算業(yè)務(wù)的處理速度。結(jié)合大數(shù)據(jù)+物聯(lián)網(wǎng)有效解決物品追溯防偽問題，充分保證信息安全以及寄件人、收件人的隱私。

(2)亞馬遜-智慧物流體系的實踐分析。亞馬遜在業(yè)內(nèi)率先使用了大數(shù)據(jù)，利用人工智能和云技術(shù)開展倉儲物流的管理，創(chuàng)新推出了預(yù)測性調(diào)撥、跨區(qū)域配送、跨國境配送等服務(wù)，并由此建立了全球跨境云倉。在亞馬遜運營中心，亞馬遜智能運營系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)分析和算法優(yōu)化“指揮”著成千上萬臺Kiva機器人協(xié)同作業(yè)。在物流的計劃和準(zhǔn)備方面，亞馬遜智能供應(yīng)鏈系統(tǒng)則基于歷史銷售數(shù)據(jù)進(jìn)行運算和分析，可以自動預(yù)測、自動采購、自動補貨、自動分倉，自動根據(jù)客戶需求調(diào)整庫存精準(zhǔn)發(fā)貨，從而對海量商品庫存進(jìn)行自動化、精準(zhǔn)化管理。

(3)阿里菜鳥-智能物流數(shù)據(jù)協(xié)同平臺的實踐分析。菜鳥作為物流數(shù)據(jù)協(xié)同平臺，運用物流云平臺、智能算法、大數(shù)據(jù)算法預(yù)測實現(xiàn)智能分倉、智能分單、智能布貨、智能路由規(guī)劃：通過超級機器人倉群，大數(shù)據(jù)算法幫助商家合理備貨，提供避免擁堵調(diào)控措施；用數(shù)據(jù)連接各家物流企業(yè)，打通線上線下的供應(yīng)鏈渠道；采用多元化末端配送；幫助商家實現(xiàn)一盤貨運作，在全球化的趨勢下，向世界提供中國的物流方案。

三、智慧城市建設(shè)面臨的問題和對策

(一)智慧城市建設(shè)面臨的問題

全球智慧城市建設(shè)差強人意。在智慧城市戰(zhàn)略指數(shù)滿分為100分的情況下，87個城市的平均分為37分，只有19個城市得分超過50分。亞洲城市中，首爾排名第8，中國香港排名第11，如圖8所示。

圖8智慧城市戰(zhàn)略指數(shù)

1.智慧城市建設(shè)頂層設(shè)計不足

智慧城市是一項宏大的社會系統(tǒng)工程，如何在智慧城市建設(shè)中做到統(tǒng)籌考慮、共享協(xié)同，頂層設(shè)計和建設(shè)規(guī)劃是關(guān)鍵[15]。智慧城市建設(shè)頂層設(shè)計不足主要涵蓋兩個方面：國家層面、地方層面。其中國家層面不足包括政出多門，缺乏戰(zhàn)略性、系統(tǒng)性。從2012年出臺第一個《國家智慧城市試點暫行管理辦法》到2017年底《促進(jìn)新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計劃(2018—2020)》，近20項國家層面的智慧城市發(fā)展相關(guān)政策，涉及國務(wù)院、中央網(wǎng)信辦、國家發(fā)改委、工信部、交通運輸部、國家旅游局、國家標(biāo)準(zhǔn)委、國家測繪地理信息局等多個部門?，F(xiàn)有政策關(guān)注領(lǐng)域多，戰(zhàn)略性、系統(tǒng)性不足，大多針對智慧城市建設(shè)單一領(lǐng)域，缺乏宏觀性。各部門針對各自領(lǐng)域(如交通、旅游、人工智能、電子政務(wù)等)的智慧項目建設(shè)提供了指導(dǎo)意見，但缺乏在全國層面就城市系統(tǒng)建設(shè)戰(zhàn)略的科學(xué)頂層設(shè)計。

地方層面在制度設(shè)計上則在社會參與、評價體系、延續(xù)性和科學(xué)性等幾個方面仍存在不足：現(xiàn)在大多數(shù)智慧城市建設(shè)，特別是頂層設(shè)計中往往忽略這種非政府主導(dǎo)的智慧城市建設(shè)。智慧城市建設(shè)是全面的城市升級改造工程，需要合理界定政府和市場的角色分工，深入構(gòu)筑“政府+企業(yè)”商業(yè)模式，在做頂層設(shè)計中必須設(shè)計好智慧城市建設(shè)評價指標(biāo)和政府各部門支持考核指標(biāo)。智慧城市不是一蹴而就，而是一個動態(tài)建設(shè)、不斷更新的建設(shè)工程，所以頂層設(shè)計就存在一個階段性特性，在頂層設(shè)計中就必須對城市的智慧化科研活動進(jìn)行規(guī)劃?，F(xiàn)在許多城市頂層設(shè)計都是由某一機構(gòu)編寫完成，難免存在偏向自己擅長領(lǐng)域，而弱化城市特色和城市智慧化需要。與此同時，頂層規(guī)劃和設(shè)計的科學(xué)與否缺乏足夠支持。頂層設(shè)計中應(yīng)當(dāng)建立科學(xué)論證與行政審批相結(jié)合的決策機制，充分發(fā)揮專家的作用，強化專家評審的實質(zhì)性和責(zé)任性，賦予科技更多的話語權(quán)。

2.智慧城市涉及的大數(shù)據(jù)不共享

數(shù)據(jù)共享是智慧城市的核心問題[16]，不解決數(shù)據(jù)共享問題，就意味著智慧城市將走向失敗。目前，智慧城市陷入僵局：或者數(shù)據(jù)無法共享，或者共享的都是用處不大的死數(shù)據(jù)，離當(dāng)初的“數(shù)據(jù)共享、業(yè)務(wù)協(xié)同”的理想相去甚遠(yuǎn)。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是管理數(shù)據(jù)獨立，開放意愿弱。城市有20多個政府管理部門，各個部門所涉及的數(shù)據(jù)相對獨立，且每個部門對于數(shù)據(jù)開放的意識、意愿、利益也有區(qū)別。二是信息系統(tǒng)不互通、數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一。各個部門之間的信息系統(tǒng)并不互通，數(shù)據(jù)存儲、流通標(biāo)準(zhǔn)也不相同，解決方案繁雜。三是數(shù)據(jù)共享與隱私保護(hù)難統(tǒng)一。目前阻止數(shù)據(jù)共享的主要原因之一是隱私保護(hù)等方面的需求。

3.智慧城市缺乏標(biāo)準(zhǔn)化引領(lǐng)

標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一導(dǎo)致系統(tǒng)不兼容、難集成，這將大大限制智慧城市建設(shè)及應(yīng)用。智慧城市建設(shè)涉及面廣，導(dǎo)致智慧城市建設(shè)需要梳理甚至統(tǒng)一已有標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)籌規(guī)劃制定新標(biāo)準(zhǔn)。主要體現(xiàn)在兩個方面：涉及面廣，新標(biāo)準(zhǔn)短時間難以覆蓋。由于智慧城市建設(shè)涉及行業(yè)廣泛，包括制造、信息、生物等，涉及技術(shù)成熟度不同，包括成熟的、發(fā)展的、新興的各種技術(shù)，建設(shè)目標(biāo)和應(yīng)用廣泛多樣，以及缺少統(tǒng)籌規(guī)劃與頂層設(shè)計，標(biāo)準(zhǔn)難統(tǒng)一。標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一導(dǎo)致系統(tǒng)不兼容、難集成，如同一個路口的攝像頭與紅綠燈系統(tǒng)都無法互通，使得實時交通流量自動調(diào)節(jié)無從談起。

4.智慧城市建設(shè)中的資源環(huán)境問題突出

智慧城市建設(shè)中的資源環(huán)境問題突出，主要包括以下三個方面：一是城市礦產(chǎn)。我國600多座大中型城市中，有2/3的城市陷入垃圾的包圍中，有1/4的城市面臨垃圾“無處可放”的窘境，而我國城市垃圾產(chǎn)量已超過4億噸。二是資源短缺。水、土地等資源的短缺限制了城市的發(fā)展，全球約有20%的人無法獲得安全的飲用水，40%的人缺乏基本衛(wèi)生設(shè)施。我國人均水資源擁有量2300噸，為全球人均擁有量的1/4。我國人均土地面積僅為0.777公頃，為世界人均土地資源量的1/3。三是霧霾污染。美國霧霾治理花了60年，日本花了30年，英國倫敦花了30年。霧霾治理將成為我國智慧城市建設(shè)的長期任務(wù)。

5.智慧城市技術(shù)存在瓶頸

智慧城市的技術(shù)瓶頸表現(xiàn)在以下幾個方面：一是傳感器技術(shù)瓶頸。如何推出更小、更強、更便宜的傳感器？智慧城市發(fā)展首要是大量布置各種傳感器，既要微型化，同時要擁有相當(dāng)?shù)奶幚砟芰?，還需要能耗低，然而這樣小型高性能的傳感器目前只能用于尖端的領(lǐng)域，尚無法大規(guī)模應(yīng)用。二是通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)瓶頸。智慧城市中很多的應(yīng)用都將是無人干預(yù)的自動操作，其與人的通信行為有很大的不同。從規(guī)模上來看，可能要面對上千萬乃至上億的海量節(jié)點，規(guī)模將遠(yuǎn)超過原有的通信規(guī)模。三是平臺處理技術(shù)的瓶頸。如何及時處理海量感知信息，是智慧城市發(fā)展面臨的另一個技術(shù)瓶頸。隨著智慧城市建設(shè)的深化，需要綜合運用云計算等技術(shù)推進(jìn)平臺處理技術(shù)不斷發(fā)展，解決海量數(shù)據(jù)的存儲、歸類、處理、檢索需求才能打破這種局限。四是安全性技術(shù)瓶頸。如何應(yīng)對更為復(fù)雜的物聯(lián)網(wǎng)安全問題？目前階段，信息的安全問題其實并未引起足夠的重視，安全問題是智慧城市發(fā)展中需要解決的關(guān)鍵問題之一。網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域的長短板制約智慧城市的應(yīng)用升級，如圖9所示。雖然中國網(wǎng)信領(lǐng)域總體水平位居世界第二位，但發(fā)展依然嚴(yán)重受制于美國。

圖9中國網(wǎng)信領(lǐng)域的長短板

6.智慧城市缺乏經(jīng)濟而成熟的解決方案

一方面，現(xiàn)有的解決方案系統(tǒng)兼容性不好，且成熟度不高，導(dǎo)致智慧城市建設(shè)成本高、效率低、體驗有限。另一方面，缺少科學(xué)有效的智慧城市建設(shè)總體構(gòu)架以及適用于不同類型城市所使用的運行模式。

7.智慧城市缺乏深度應(yīng)用

當(dāng)前，大多應(yīng)用還停留在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)層面，面向城市應(yīng)急指揮、管理決策、公眾民生等方面的應(yīng)用較為缺乏。根據(jù)相關(guān)部門對現(xiàn)有智慧城市做的定量評價工作，按滿分100分算，中國所有地級以上城市平均分只有58分，70%的城市都處在智慧城市建設(shè)的起步區(qū)和準(zhǔn)備區(qū)。因此，中國目前仍沒有一個標(biāo)桿智慧城市。

(二)智慧城市建設(shè)問題對策

1.分層次制定政策規(guī)劃、因地制宜設(shè)計建設(shè)方案

針對當(dāng)前智慧城市建設(shè)頂層設(shè)計不足的問題，確定國家層面和地方層面不同的規(guī)劃設(shè)計任務(wù)。其中國家層面的任務(wù)為：確定智慧城市建設(shè)的國家戰(zhàn)略，規(guī)劃設(shè)計智慧城市建設(shè)總體目標(biāo)、原則、標(biāo)準(zhǔn)等宏觀策略。從宏觀角度考量各個領(lǐng)域(如交通、旅游、人工智能、電子政務(wù)等)間的相互作用及影響，統(tǒng)籌設(shè)計智慧城市建設(shè)，構(gòu)建智慧城市建設(shè)整體系統(tǒng)性的設(shè)計架構(gòu)。地方層面的任務(wù)為：建立權(quán)威的領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu)和統(tǒng)一的協(xié)調(diào)機制，在國家政策規(guī)劃的基礎(chǔ)上，根據(jù)每個城市特點，在摸清家底的基礎(chǔ)上，開展針對性頂層設(shè)計與建設(shè)方案，綜合制定社會目標(biāo)、經(jīng)濟目標(biāo)和民生目標(biāo)。智慧城市建設(shè)是“一把手”工程，在做好頂層設(shè)計和整體規(guī)劃的基礎(chǔ)上，建立智慧城市運用中心和運營腦，組織實施，監(jiān)督管理。

2.通過行政與技術(shù)手段加強數(shù)據(jù)共享

通過行政手段共享政務(wù)數(shù)據(jù)，解決政府管理部門公共數(shù)據(jù)的共享、融合；通過技術(shù)手段解決敏感數(shù)據(jù)與私有數(shù)據(jù)的共享問題。主要體現(xiàn)為：以法規(guī)突破公共數(shù)據(jù)共享壁壘。對于政務(wù)信息資源，“要以公開為常態(tài)，不公開為例外”，加大對公共數(shù)據(jù)的公開、共享與使用。對敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行脫敏處理。公安數(shù)據(jù)等敏感數(shù)據(jù)不宜對外開放，但在智慧城市中數(shù)據(jù)分析不具體針對個體信息，所以可通過數(shù)據(jù)脫敏有效防止個人數(shù)據(jù)、商業(yè)數(shù)據(jù)、安全數(shù)據(jù)等敏感數(shù)據(jù)的外泄，降低數(shù)據(jù)風(fēng)險。利用區(qū)塊鏈分離數(shù)據(jù)擁有權(quán)與使用權(quán)。數(shù)據(jù)的擁有權(quán)與使用權(quán)往往綁定在一起，成為數(shù)據(jù)共享的壁壘，如何在保護(hù)數(shù)據(jù)擁有者權(quán)利的基礎(chǔ)上，盤活各數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)字資產(chǎn)，讓數(shù)據(jù)能夠流通使用起來，成為智慧城市面臨的問題。目前使用區(qū)塊鏈和智能合約實現(xiàn)擁有權(quán)與使用權(quán)的分離。

3.設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)總體框架，分階段推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)制定

智慧城市建設(shè)離不開標(biāo)準(zhǔn)化支持，智慧城市標(biāo)準(zhǔn)體系是城市變革的需要，亟需制定與更新相關(guān)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以指導(dǎo)新興產(chǎn)業(yè)的規(guī)范運行與不同產(chǎn)業(yè)的跨界融合。標(biāo)準(zhǔn)化支持主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是建立我國智慧城市標(biāo)準(zhǔn)化總體推進(jìn)組織和機制。盡快建立適于智慧城市建設(shè)特點的國家智慧城市標(biāo)準(zhǔn)化工作推進(jìn)組織和機制，完善適于標(biāo)準(zhǔn)工作特點的協(xié)調(diào)、聯(lián)絡(luò)、溝通機制，發(fā)揮各有關(guān)利益方的積極性。二是以目標(biāo)為引領(lǐng)，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)總體框架。以科學(xué)化、實用化、合理化為主旨，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)總體框架，滿足智慧城市建設(shè)與管理的需要，確保智慧城市信息系統(tǒng)的建設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)可遵循。三是注重既有標(biāo)準(zhǔn)的選擇，分階段推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的制定。智慧城市標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)既是對已有標(biāo)準(zhǔn)的整合，也是對新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)以及管理標(biāo)準(zhǔn)的研究制定。要注重標(biāo)準(zhǔn)的成熟性和穩(wěn)定性，分階段制定標(biāo)準(zhǔn)。四是注重系統(tǒng)集成、行業(yè)交叉融合的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。智慧城市是技術(shù)交叉與融合的載體，需盡快制定行業(yè)間相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，從技術(shù)上保障智慧城市的可持續(xù)建設(shè)，以實現(xiàn)智慧城市各功能信息系統(tǒng)的集成。

4.創(chuàng)新技術(shù)推動城市化進(jìn)程

創(chuàng)新技術(shù)推動城市化進(jìn)程。一方面大力推動感知技術(shù)的發(fā)展。推動傳感器和無線傳感網(wǎng)技術(shù)不斷向著高性能、低能耗、微型化、低成本方向發(fā)展，為實現(xiàn)各種智慧城市應(yīng)用提供豐富的想象空間，擴大智慧城市應(yīng)用的范圍。完善網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂萍夹g(shù)、多跳可靠數(shù)據(jù)交互技術(shù)、信道資源調(diào)度技術(shù)、物理層技術(shù)、協(xié)同計算與處理技術(shù)、分布式信息感知技術(shù)等。另一方面推動網(wǎng)絡(luò)能力的增強。需要對通信網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性進(jìn)行研究，在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，研究和開發(fā)適應(yīng)和滿足智慧城市通信特征的網(wǎng)絡(luò)能力改進(jìn)，以及與之相適應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)運維體系。重點研發(fā)網(wǎng)絡(luò)層業(yè)務(wù)特性管理機制、網(wǎng)絡(luò)資源分配機制、網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化機制、靈活的QOS體系、靈活的網(wǎng)絡(luò)安全能力、移動性管理機制等內(nèi)容。

5.綠色先行，實現(xiàn)向綠色智慧城市的轉(zhuǎn)變

要實現(xiàn)綠色智慧城市的轉(zhuǎn)變，可以從以下幾個方面著手：秉持紅線思維，建立城市綠色發(fā)展制度體系。以法律為保障，加強過程的制度管控，加強城市空氣、水和土壤環(huán)境治理和資源能源消耗總量控制，提高資源能源利用效率和效益。創(chuàng)新引領(lǐng)，推動智慧環(huán)保發(fā)展壯大。以技術(shù)創(chuàng)新為突破口，綜合大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新一代信息技術(shù)，形成實時的、智能的、天空地一體化的智慧環(huán)保新模式。全民參與，構(gòu)建智慧城市綠色治理體系。鼓勵社會資本進(jìn)入城市生態(tài)環(huán)保和社會服務(wù)市場，引導(dǎo)和扶持環(huán)保社會組織發(fā)育成長，支持市民對區(qū)域公共政策制定過程的參與和行政管理過程的參與，把握互聯(lián)網(wǎng)時代特點，推進(jìn)便捷、分享、互動、高效的電子治理模式。

6.扶持產(chǎn)業(yè)、試點先行、融合互通，建設(shè)智慧城市示范應(yīng)用

建設(shè)智慧城市示范應(yīng)該做到以下幾點：一是扶持相關(guān)產(chǎn)業(yè)，推動行業(yè)發(fā)展。需要推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，扶持相關(guān)產(chǎn)業(yè)的同時各部門要綜合考慮多種因素的制約，鼓勵多部門、多行業(yè)、多企業(yè)成立聯(lián)盟，協(xié)同推進(jìn)。二是試點先行，完善解決方案。推動試點改變現(xiàn)狀，在試點中摸索完善解決方案，包括數(shù)據(jù)的采集、開放、隱私保護(hù)、公眾開放平臺的建設(shè)、各部門之間的數(shù)據(jù)互通，以及智慧城市建設(shè)績效評估方法。三是鼓勵創(chuàng)新、提倡融合、深化應(yīng)用。鼓勵企業(yè)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和商業(yè)模式探索，并充分考慮新技術(shù)、新模式推廣可能造成的問題，避免概念炒作與泡沫。在智慧城市建設(shè)中，提倡應(yīng)用領(lǐng)域的深化，同時也鼓勵行業(yè)間的技術(shù)交流和融合，為智慧城市提供跨界融合的解決方案。

四、結(jié)論

智慧城市為人們描繪了美好城市生活的藍(lán)圖，但智慧城市目標(biāo)的實現(xiàn)卻任重道遠(yuǎn)，這需要我們抓住新一代信息技術(shù)革命的機遇，以新型城鎮(zhèn)化建設(shè)為契機，不斷完善頂層設(shè)計、推動數(shù)據(jù)共享、推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)制定、融合技術(shù)創(chuàng)新、深化應(yīng)用落地，才能變美好藍(lán)圖為美麗現(xiàn)實！