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新型智慧城市是现代城市发展的必由之路

作者:德小拓     来源:站内原创     2020/05/12 09:24:22    

城市的产生是人类文明的起点,城市是生产力发展到一定历史阶段的产物,城市的发展和演进是和生产力发展水平相适应的,是由人类生存、发展向往追求美好生活的内在驱动的。

城市的产生是人类文明的起点,城市的发展水平是现代文明的标志和象征。城市的产生是生产力发展到一定历史阶段的产物,城市的发展和演化是和生产力发展水平相适应。城市作为一种复杂的经济社会综合体,经历了漫长的历史发展时期。

1、农业社会:城市的出现和发展
大约在1万年前,人类从以采集和狩猎为生的远古时代过度到农耕时代。位于两河流域的美索不达米亚平原,由于土壤肥沃,水源丰富,粮食生产过剩,人们因此可以有精力从事制造和发明的行业,人力和畜力有机的集合便产生了“农业革命”,推动了生产、运输和交通的发展。从而促进了人口的增长和居住面积的扩大,进而催生了城市的形成和城市化的发展。于是城市开始出现,城市文明开始传播。然而此时城市人口还是主要以贵族、统治阶级为主,城市的功能是以军事防御、举行祭祀仪式为主,城市是政治、军事和宗教的中心。大量平民无法居住在城市中,这时城市的居住和生产功能还不具备,城市规模往往不大。

在中世纪欧洲,城市的演进与东方相比相对迟缓,封建制度使得每个城市和它周边控制的农村构成一个小单元,形成了相对封闭、自给自足的庄园经济,工商业并不发达,以致于城市发展停滞不前。

而同时期的其他地区商业城市开始崛起:如东方中国唐朝的长安及宋朝的汴京;13世纪地中海地区的意大利半岛的米兰、威尼斯、佛罗伦斯及拜占庭的君士坦丁堡,或者阿拉伯半岛的巴格达等。这些城市由于位居交通要冲,不论是商业、贸易及文化交流均十分兴盛,因此得以蓬勃发展。

随着1453年君士坦丁堡被奥斯曼土耳其人攻陷,通往印度及中国的贸易路线遭到阻断。由于对香料及丝绸等东方商品的需求日益增加,和对殖民地财富的渴望,甚至传教等因素,促成了大航海时代的来临,欧洲经济中心因此逐渐由地中海移至大西洋沿岸的葡萄牙、西班牙、英国及荷兰的港口城市。

2、工业社会:城市的扩张和崛起
第一次工业革命(1760-1840)蒸汽机的发明,引领人类进入机械化生产时代。第二次工业革命(19世纪末20世纪初)电力和生产线的出现,规模化大生产应运而生。继19世纪的工业革命之后,城市获得了前所未有的发展。工业革命推动了科技快速的进步,大量工厂开始建立在交通方便的城市附近,使得农民不断涌入这些城市,城市化的现象也开始由工业革命起源的英国向世界各国扩张。到第一次世界大战前夕,英、美、德与法国等工业强国,城市化的程度都相当之高。

在第二次世界大战时,城市居民的大量伤亡以及为了躲避战火而大举迁移至乡村,造成城市人口锐减。战后,乡村人口大量回流到城市,使得城市人口迅速增加,因此形成了许多大型的都会区。之后产业技术的改良及医疗设施的改善,更是加剧了都会区数量及规模的大幅增加,城市化的现象日趋明显。

到了今日,全球已有超过30亿的人口居住于城市,然而欧洲、美国及日本等发达国家的城市发展已近饱和状态;在拉丁美洲、非洲、中国大陆及印度等地区的城市,人口成长仍然相当迅速。

总之,工业文明催生了现代城市文明,城市发展又促进了了工业文明,工业文明又创造了人类更大规模聚集的可能,推动了农业人口向城市人口的转移,满足了人类追求舒适、幸福、自由、交流的内心需求。

经济成为城市发展的主要动力,经济中心形成,城市群大量出现,城市发展不平衡开始加剧,城乡分化加大,城市内部的贫富加大,城市治理问题日趋严重。随着城市人口不断增长,城市规模不断扩大,交通拥堵、产业结构不合理、环境污染、食品安全、“信息孤岛”等城市问题也进一步凸显。

3、智能社会(信息社会):城市的重构与升华
第三次工业革命(20世纪60年代和90年代末)半导体技术、计算机技术和互联网技术,引领人类进入数字化生产和生活时代。第四次工业革命(21世纪初到现在)人工智能、清洁能源、无人控制、量子信息等技术的发展,促进了物理、数字、生物领域的互动、虚拟与实体生产体系的协作,数据成为了生产要素。人类正在进入以信息为基础的时代,最主要的资源由物质与服务演进为全社会可共享的信息(数据)。随着科技的发展,城市的形态发生了新的变化,智慧城市应运而生。
 


智慧城市就是新一轮信息技术变革和知识经济进一步发展的产物,是工业化、城市化与信息化深度融合的必然趋势,是综合解决“城市病”的一种有效途径,是一种可持续的城市化发展模式,是城市的重构与升华。从技术角度来说,智慧城市是通过先进的物联网、云计算、遥感、全球定位、虚拟现实、异源异构数据集成等先进技术构造起的,在信息感知、智能分析、后期运营、信息互联、管理决策等方面更具智慧的城市。面对当前城市的发展面临诸多问题,智慧城市的建设解决上述问题,将使城市的发展达到一个更高的水平,经济发展更科学,政府的管理更高效,人们的生活更美好,极大促进城市和社会的和谐发展。

智慧城市是城市发展的必经之路,ICT(信息与通信技术)的不断进步,使得以通信技术为核心的泛在智能基础设施构建的物理城市与数字孪生城市的精准映射和实时反馈,同步运行、交汇融合、相互协作,从而构筑了城市发展的新路径、新模式和新形态。
 

1、以政府信息化,数字政府和电子政务为主的智慧城市1.0阶段(条块智慧城市)
这一阶段主体是政府信息化工程,通常称为数字政府或电子政务,是指在计算机、互联网等信息技术支撑下,政府机构日常办公、信息收集与发布、远程会议、公共管理等事务在数字化、网络化环境下进行。数字政府通过构建数据驱动的政务新机制、新平台、新渠道,进一步优化调整政府内部组织架构、运作程序和管理服务,全面提升在经济调节、市场监管、社会治理、公共服务、环境保护等领域的履职能力。数字政府可实现让政府运行摆脱手工操作,提高办事效率,降低行政成本;数据跨层级跨部门更高效流转,促进政府实现整体协同;政府与市民之间信息通畅,促进政府开放。
 

早期的智慧城市的主流业务,一方面在做政务管理流程的数字化和互联网化改造,一方面在帮助市政和基础设施部门做城市的运营数字化改造,所以有了智慧政务、智慧城管、智慧交通、智慧市政、智慧公安、智慧环卫这些与政府当前的事权划分和管理条线相匹配的业务系统。城市问题几乎都可归于一个痛点:有限的基础设施和服务能力与高速增长的需求之间的矛盾。信息化本质是,通过数据和计算,更高效地连接供需双方,实现更精准匹配,使有限存量资源发挥更大效率。

 

但在这一过程中,由于主要是纵向推进,缺乏横向的整合,导致城市信息化在为公众服务上效果并不明显。大多数应用系统之间没有统一的技术和数据标准,数据不能自动传递,缺乏有效的关联和共享,从而形成一个个彼此隔离的信息孤岛和数据烟囱。

 

“信息孤岛”导致孤立的信息系统无法有效地提供跨部门、跨系统的综合性信息,各类数据不能形成有价值的信息,局部的信息不能提升为管理知识,以致对政府的决策支持只能流于空谈。一个大都市的一把手也无法实时、完整了解整个城市系统的运行状态。一个千头万绪靠人力管理的城市,每天凭借有限的口头和文字汇报,各委办局的报喜不报忧,使领导常处于一种焦虑状态。所有的高维决策都只能靠经验和感觉,拍脑袋必然是唯一的方式。

 

数字政府和电子政务,是智慧城市的最初级阶段(条块智慧城市),也是目前绝大多数所谓“智慧城市”建设所处阶段。

 

2、以数据化、智能化为核心的智慧城市2.0阶段(新型智慧城市)

 

智慧城市发展理念、建设思 路、实施路径、运行模式、技术手段的全方位迭代升级,进入以人为本、成效导向、统筹集约、协同创新的新型智慧城市发展阶段。从发展重点看,进一步强化城市智能设施统筹布局和共性平台建设,破除数据孤岛,加强城乡统筹,形成智慧城市一体化运行格局;从实施效果看,通过叠加5G、大数据、人工智能等新技术发展红利,推动智慧城市网络化、智能化新模式、新业态竞相涌现,形成无所不在的智能服务,让人民群众对智慧城市有更切实的现实获得感。

 

目前在各地开始部署的智慧城市大数据平台如杭州的“城市大脑”,上海的“一网通办””一网通管”等。其核心能力是各部门各场景海量实时数据的接入,尤其是大量新兴的基础设施运行物联网数据,通过专门的人工智能算法进行降维处理,通过一系列功能模块满足各级城市管理的需求。把巨大庞杂的多维数据按照不同的事务而非部门事权去抽取和建模,形成更符合高维城市治理的新型平台。充分利用超大规模城市海量数据资源,建设城市全要素数据资源体系,支撑城市治理全方位变革。主要包括:建设新一代高性能计算设施,打造超大规模人工智能计算与赋能平台。建设政务服务“一网通办”和社会治理“一网统管”基础支撑平台。在市领导的思维模型中,部门的条块分割虽然是国家机器运转的必然结构,但也是城市事务处理的天然障碍。同一个突发事件,比如交通事故或者地质灾害,在不同部门的系统里会有不同维度的表达和信息,但以往的方式通常是没有能力将这些信息快速综合提供研判决策支持的,也无法实现所有相关部门同时联动的应急响应。而超大规模人工智能计算与赋能平台可以以事件和事务为线索重新呈现各种城市问题和事件的因果关系和相关性,帮助决策者快速识别和处理关键环节,从而大幅提升城市管理的效率和科学性。
 

(一)采取需求导向型发展模式建设智慧城市

目前,“智慧城市”建设基本上都是以供给为导向,即依据政府本身所能够提供的服务为基础进行顶层设计,制定相关措施来开展“智慧”服务。这种发展模式虽然短期有效,但是长远来看,不利于社会的稳定和经济的发展。市民和企业参与度不高,市民获取信息的能力也受到限制。发展需求导向型发展模式,以群众和企业需求为基础,以提升公共服务水平和企业满意度为标准,来指导“智慧城市”的建设,使智慧城市建设与社会大众的需要相契合,另一方面要引导大众认识和利用智能化项目,使其大众化、多样化和产业化。实现“自上而下”政府决策与“自下而上”群众参与的真正结合。

 

(二)构建灵活智能数字底座,积极推进平台化运营

数字化转型要以平台化为导向,通过平台实现组织内外部资源与能力的链接,实现资源与价值的有效转化。目前,数据驱动作用下,城市虽以云为基础实现了资源的集约共享,但从实际应用角度来看,系统建设结果依然是分散和碎片化的,因此,需融合“中台”理念,建立统筹数据、业务、技术、运营的新型数字化平台是赋能智慧城市建设的创新路径。一是构建智慧城市数字底座,通过采用创新、灵活的“平台+数据+运营”应用模式,构建能够为城市提供集合数据运营能力、产品技术能力和更敏捷、更快速业务应用能力的“数据中台”。另一方面,拓展业务需求,在共性技术、数据、接口、和标准的前提下,搭建应用中台、智能中台等,实现前端和后端的服务解耦,通过数据、业务、应用的沉淀,支撑数字政府、智慧城市、产业经济等领域的应用创新。

3、智慧城市3.0阶段(数字孪生城市)
数字孪生,万物互联,大数据、人工智能,赋予了城市新的生命和新的灵魂(数据),催生了城市数据运营和万物运营。

数字孪生城市是物理城市的数字镜像,城市运营商需要以数字孪生城市发展商角色连接数字政府与数字经济,整合和运营城市资源,实现数据资源的价值最大化。“数字孪生”城市通过获得数据,对一级数据开发,把“生数据”变成“熟数据”,使其具备数据对外服务供应的条件,例如提供政务数据和运营商数据、IoT 数据等服务。数据二级开发,通过建设包括大数据、人工智能等综合平台,大规模投资数字孪生城市基础设施建设(连接、计算、支付、存储、感知等),吸引其他投资者,以平台模式运营,获得收益,垂直领域的智慧应用则通过自主开发、合作开发、参股、委托、外包的模式运营。其中重要的步骤是数据的挖掘、分析、整合、治理等工作,城市超级大脑通过云计算、基础信息库、专题领域库、大数据、边缘计算等平台实现对整个城市数据处理工作,对城市运行状态进行监控和直观呈现。

随着ICT技术尤其是物联网的发展,城市的基础设施体系逐渐完成数字化改造之后(数字孪生后),实现万物互联、实时在线、可感可控,其中很多也就具备了无人值守自主运营的能力。比如无桩共享单车对政府运营的有桩自行车以及私人自行车的取代,又如智能垃圾桶实现自动压缩和容量感知之后,大大降低了巡查维护的人工需求,而其关联的无人驾驶环卫车辆甚至可以把街道清扫和垃圾桶倾倒变成完全无需人力、数据驱动完成的闭环,从而在改善了用户体验的同时也大大降低了运营成本。久而久之,整个城市会逐渐变成一个巨大的ICT产品,可以数据的逻辑驱动其运转。

在这样一个城市设施和服务普遍物联化的大趋势下,逐渐浮现出了一个巨大的产业风口:开发商、物业公司等传统的有城市运营基因的企业,以及掌握线上流量和物联网平台的ICT和互联网公司,都会全力争夺越来越多的实体空间运营权,作为未来的流量入口。在近期,就是控制智能家居、新零售、出行等新的空间场景,尤其是其数据采集能力,为人工智能储备资源;大量数据会逐渐释放其商业价值,数据运营会成为城市运营商的一种重要商业模式;最终,数据驱动的城市运营也许会催生一类新的巨头:万物运营商。这些公司会通过物联网低成本运营城市里的各种设施和服务,小到单车、路灯、垃圾桶,大到厕所和各种功能空间,直至控制整个城市机器,一方面可以获取持续的服务费用,一方面,海量数据也会在商业领域和政府管理领域获得更大的变现能力。城市也将回归它的本原“数据”,正如世界的本原是“数据”,人的本原也是数据(DNA)一样。

 

 

总之,新型智慧城市建设以民生服务便捷化、社会治理精准化、社会经济绿色化、城乡发展一体化、网络安全可控化为基本目标,以创新体制机制和数据资源开放共享为基本思路与原则,以分级分类推进和安全可控为基本方法和要求,推进新一代信息技术与城市现代化深度融合、迭代演进,实现人与社会、人与自然的可持续协调发展新的城市高级形态,实现善政有道,兴业有为,惠民有方。