面向智慧应用的智慧城市发展模式研究

引 言

自上世纪中叶以来，随着社会经济的快速发展，各国城市化进程不断深入，导致环境恶化、交通拥堵、就业困难等问题出现，并已成为社会发展的瓶颈。如何摆脱城市发展瓶颈是城市决策者和相关学者面临的一个主要难题，物联网的使用、云计算的推广以及移动互联等信息技术的革新，为解决这一难题并实现城市可持续发展提供了技术支持。面对城市问题和信息技术支撑问题，IBM 于 2008 年 11 月提出了智慧地球和智慧城市的概念，此后 智慧 的理念受到广泛的关注和认同。2013 年 11 月，我国《十八届三中全会公报》要求加快智慧城市建设， 加强顶层设计。目前，全国范围内包括上海、武汉、广州、郑州等 90% 以上的省会及较发达城市都提出了建设智慧城市的方案。巫细波[1]、史路 [2]、许庆瑞[3] 和陈铭[4] 等学者对智慧城市的理念、原理、架构和评价指标体系等进行了深入研究， 然而，目前我国智慧城市建设仍然处于 摸着石头过河 的起步阶段，对系统架构、产业链发展等相关问题的研究还不够深入，缺乏成熟的研究方法和可借鉴的研究成果，亟需先进的发展模式，因此完善的发展模式被认为是实现智慧城市可持续发展的关键要素之一。

1 智慧城市概念

1.1 智慧城市

关于智慧城市的定义，目前国内外有关组织和学者从不同的角度进行了不同的诠释，IBM 认为智慧城市是能够利用现代通信与信息技术，感知整个城市运行系统的关键信息，对城市服务、民生等在内的各种需求做出智能响应，使城市资源运用更有效率。史路、许庆瑞从信息技术、城市规划和公共管理等角度提出了对智慧城市的理解。

智慧城市是一种新兴的社会形态，是城市发展的高层次阶段，它以计算机、大数据、物联网和云计算等信息技术为支持， 以城市网络互联为基础，通过物联网和互联网把各种数据整合成城市核心系统的运行要素，提供智慧的基础设施，充分发挥人的智慧和物的智能，不断提高居民的生活质量，实现社会的和谐发展。其内涵突出了更新信息技术的功能，优化配置各类社会资源，促使政府部门转变工作方式，提高工作效率，从而提升人的和谐与幸福指数。智慧城市的显著特征包括互联互通、实时感知、高度智能、激励创新和协同运作等多个方面。

(1) 互联互通是指利用高速的无线和有线通信网络，实现信息的传递和资源共享；

(2) 实时感知是利用无线射频识别标记、传感器等物联网技术，实时感知城市核心系统运行状况的能力；

(3) 高度智能是基于智慧城市海量数据存储和处理能力， 利用人工智能和云计算技术，整合分析各种异构数据，为特定应用提供解决方案，为上层决策提供智力支持；

(4) 激励创新是指智慧城市中的个人、企业和政府利用相关的智慧设施，不断进行科技和业务创新应用，为城市发展提供智力和技术支持；

(5) 协同运作指智慧城市中各关键系统和人力资源，利用公共设施和谐高效地运作，达到系统的最佳状态[2]。

智慧城市的建设涉及智慧经济、智慧政府、智慧环保、智慧教育和智慧公众等多个领域，重点内容包括信息基础网络、智能化应用、创意和科技产业、统一管理平台。

1.2 顶层设计

顶层设计又称为自顶向下的设计，不仅是一个系统工程学的概念，也是一种设计理念和实践指导思想。利用系统论的方法，统筹考虑项目各层次和各要素，在最高层寻找问题的解决方法，以集中有效资源，实现优化结构、协调功能和整合资源的目标[5]。进行顶层设计需站在全局的高度，而且设计的成果应具有系统性和权威性，实施的方法应具有具体性和可操作性。

智慧城市顶层设计是指以城市经济社会发展规划纲要和信息化发展规划为基础，围绕社会服务、城市运行和执政管理等城市运行要素建设，以智慧城市发展需求为依据，以当地发展特色为重点，设计城市业务、应用系统、数据资源和基础设施等技术架构，建立符合该地区实际情况的规范标准体系和评价指标体系，按照统筹规划、分步实施的原则，积极推进智慧城市各工作任务有序开展，最终实现各种智慧应用的目标。总之， 智慧城市的顶层设计不仅包括公共信息平台建设的设计，还包括城市产业支撑、运行维护以及投资、融资等方面的设计，这是一个系统的工程。

2 智慧城市发展模式

2.1 发展模式设计原则

智慧城市建设是个复杂的系统工程，在顶层设计时需遵循权威性、安全性、效益性和针对性等原则。

2.1.1 发展模式成果应具有权威性

由于智慧城市建设涉及整个城市多部门跨系统的应用集成和信息共享，涉及各方利益，权威的顶层设计容易被相关利益方所接受，方便设计成果的逐步实施，能在一定程度上避免智慧孤岛 的产生，有利于智慧城市建设的推进。

2.1.2 智慧城市顶层设计要将信息安全问题放到首要战略高度

智慧城市建设是对智能信息处理、互联网等信息技术的集成， 存在着较大的安全风险，给介入涉及我国国家安全领域的外国企业获取相关信息提供了可能。因此，顶层设计必须从战略高度采取必要措施，保证国家机密不被泄露。

2.1.3 发展模式设计应与产业链投资策略相结合

顶层设计的落地实施需要与投资结合，而目前国内智慧城市的投资模式主要有政府主导模式、通信运营商推动模式和IT 厂商推动模式等，每种模式的投资渠道、审批流程、建设重点和潜在风险均不相同。因此顶层设计只有和产业链投资模式相结合，才能充分发挥成效。

2.1.4 顶层设计要具有针对性

由于各地的经济社会发展水平参差不齐，新型城市化过程中出现的问题也有较大差别，智慧城市顶层设计必须结合当地社会经济发展和当地的产业特色，根据自身的城市发展定位，制定出科学合理且具有可操作性和针对性的顶层设计方案，努力提高居民的生活品质。

2.2 智慧城市发展模式

根据我国智慧城市建设的实践，针对建设过程中存在的问题，结合顶层设计的目标和原则，提出了一种智慧城市发展模式，该模式包括一个保障体系、三大支撑平台和五种智慧应用。面向智慧应用的智慧城市发展模式如图 1 所示。

2.2.1 智慧应用

智慧应用具体包括社会服务、决策应急、城市运行、执政管理、产业发展五个方面。

社会服务分为公众服务和企业服务，其目的在于提升城市对公众的服务能力。

(1) 公众服务是面向社会自然群体和个人，提供医疗卫生、文化教育等方面的服务，可以通过智慧社区服务平台、教育公共服务平台、住房保障服务平台等平台的建设得到实现。

(2) 企业服务指面向企业实体和企业法人，提供企业生产、经营和管理方面的引导及扶持性的智慧服务，可通过电子商务平台和企业服务平台的建设提高城市对企业的服务能力。

决策应急包括领导决策和应急指挥，其目标是为领导提供强有力的数据资源支撑和丰富的分析手段，以业务为核心， 提高协同管理能力，实现领导决策手段信息化、智能化和可视化，使领导决策更科学。通过综合决策应急指挥平台建设的实现，可显著提高政府的决策应急能力。

城市运行针对城市智慧运行，完善人口、安全、交通、资源与生态环境方面的功能提升，实现城乡人口精准管理，城乡安全监控覆盖，区域交通智能管控，资源与环境的全面监管。城市运行智慧应用可以通过精准人口管理平台、智慧安全平台、智慧交通信息平台及资源与生态监控平台的建设来实现。

执政管理是指通过行政办公、协同审批、自身建设以及绩效考核督查等方面与信息化的深度融合，打造高效、廉洁的智能型政府。

产业发展一般围绕城市特色产业建设展开，进行产业发展的创新应用，促进产业的高端化发展，可以通过智慧园区、智慧物流、智慧旅游、智慧农业等工程建设实现产业发展的智慧应用。

通过智慧应用的建设和推广，可以使智慧城市达到公共服务便捷化、城市管理精细化、产业发展高端化、领导决策智能化以及资源集约共享化。

2.2.2 支撑平台

支撑平台是智慧城市建设的基础，包括基础设施、公共平台和智慧人群三方面内容。

基础设施是指由构成政务网、物联网和公众互联网的基础网络设施和由公共数据库、信息资源目录体系构成的信息资源中心组成的硬件设施，是互联网便捷化与物联网实时感知化的物理基础，可以通过建设信息资源中心工程、高清交互数字电视推广工程、三网融合工程、无线宽带工程以及物联网建设工程等项目来实现。

公共平台是集业务、技术与应用于一体的综合平台，是为智慧城市各类应用提供技术支撑和组件化功能服务的软件设施，为用户提供资源、信息、技术和应用等方面的服务。其主要建设内容有空间可视化服务平台、应用组件支撑平台和城市信息网云平台等工程。

智慧人群是智慧城市建设的人力资源基础，不仅是建设者也是成果享受者，是充分发挥现代信息技术作用的基础和实现城市智慧化运行的支撑。可以通过增加公共图书馆文献资料数量与增强居民的学习意识来进一步提高居民获取和利用信息知识的能力。同时，也可以通过加强智慧城市专业人才的培养来提高智慧人群的技术水平[6]。

2.2.3 保障体系

智慧城市建设的保障体系分为安全保障、标准规范和评价指标。其中，完善的安全体系可在较大程度上从技术和管理两方面保障智慧城市的应用系统、物理设施及信息数据的安全，消除智慧城市存在的安全隐患。建设内容包括信息化安全技术和安全制度体系两方面内容，具体可围绕物理安全、网络运行安全、信息安全保密和制度体系进行设计和建设。

标准规范体系是智慧城市各核心系统实现协同运作和信息共享的基础，若缺乏标准规范，易造成业务系统相互隔离、无法实现智慧应用等后果。标准体系建设包括基础设施标准、基础网络标准、应用支撑标准、安全标准和管理标准等几方面。

评价指标体系是衡量城市智慧化程度的依据，是对建设成果进行科学评价的方法体系，也是对相关责任单位的考核评价依据，科学的评价指标体系有利于建设目标的分解和实现。评价指标体系制定应从组织、技术、运维、管理等多个方面入手，具体包括智慧政府、智慧经济、智慧民生和基础设施等评价指标建设。

3 结 语

智慧城市建设是解决城市化进程中出现的诸多问题的有效途径，通过其建设可以实现公共服务的便捷化、城市管理的精细化、产业发展的高端化、领导决策的智能化以及资源集约共享化的目标。我国智慧城市的建设和发展才刚刚起步， 还缺乏宏观的顶层设计和成熟的发展模式，相关研究还不够深入。本文在分析智慧城市和顶层设计等相关概念的基础上， 提出了一种智慧城市发展模式，详细论述了各个模块的建设内容，并在某城市中得到了应用。然而，智慧城市发展模式是个复杂的系统工程，具体的应用系统架构、数据资源架构和评价指标体系是未来研究的重点。