智慧城市理念与未来城市发展

智慧城市理念与未来城市发展 【文章编号】1006—3862(2010)11—0056—05 巫细波 杨再高 (广州市社会科学院区域经济研究所，广州，510410) 【摘要】以更透彻感知、更广泛互联互通、更深入智能化为特征的智慧城市理念最初由IBM于2008年提出，其实质是寻找金融 危机后的新经济增长点，很快被世界各大城市作为推进经济发展方式转变、促进产业升级和振兴经济的重大战略。本文阐述 了智慧城 市理念的来由、涵义以及 国内外智慧城 市发展动态，重点从城 市管理 方式、城 市基础设施建设 、物联 网技术及产业发 展、智能生活方式等方面分析 智慧城 市理念对未来城 市发展的重要影响。 【关键词】智慧城市；城市发展；物联网；智能生活 【中图分类号】F291．1 【文献标识码】A 随着城市数量和城市人 口的不断增多，城市被 赋予了前所未有的经济、政治和技术的权力 ，从而使 城市发展在世界中心舞台起到主导作用。虽然城市 在人类发展中起着越来越重要 的作用 ，但如今城市 的运行模式是否能够适应未来的发展?是否能够解 决面临的挑战：低效的城市管理方式、拥堵的交通系 统、难以发挥实效的城市应急系统、远不完善的环境 监测体系等等。当城市面临这些实质性的挑战时， 城市必须应用新的措施和能力使城市管理变得更加 智能。城市必须使用新的科技去改善他们的核心系 统，从而最大限度地优化和利用有限的能源。当今 科学技术发展 日新月异 ，科技创新已成为推动经济 社会发展的主导力量。城市作为经济社会发展 的 重要载体 ，也是创新要 素的主要聚集地 ，科技创新 在城市发展 中的作 用 日益突 出，成为城市未来 发 展的引擎。2008年爆发的金融危机孕育 了以物联 网 为代表的新技术革命 ，而以物联 网技术为核心 的智慧城市理念则为城市未来发展提供了一种全 新模式 ，本文主要讨 论智 慧城市理念对 未来城 市 发展 的重要作用。 1 智慧城市理念的来由与涵义 1．1 智慧城 市理念的来由 历史经验表明：全球性经济危机往往能够催生 科技革命。如 1857年的世界经济危机 引发了以电 气革命为标志的第二次科技革命 ；1929年的世界经 济危机引发了电子、航空航天和核能等技术突破为 标志的第三次技术革命；1987年的经济危机则引发 了以互联网为标志的信息技术革命。每一次经济危 机都孕育着一场新 的技术革命 ，每一场科技革命都 将推动生产力发展和社会各个领域的变革。谁率先 赢得了技术革命谁便 占领世界经济发展的制高点， 获得新一轮经济发展的话语权。 ． 在 2008年全球性金融危机的影响下 ，IBM首先 提出了智慧地球新理念并作为一个智能项 目已被世 界各国当做应对国际金融危机、振兴经济的重点领 域。城市作为地球未来发展 的重点 ，智慧地球的实 现离不开智慧城市的支撑 。通过智慧城市建设不仅 可以提供未来城市发展新模式，而且可以带动新兴 产业——物联网产业的发展 ，因此很快在世界范 围 内掀起了一股风暴，各主要经济体纷纷将发展智慧 城市作为应对金融危机、扩大就业、抢 占未来科技制 高点的重要战略。 2．2 智慧城市理念的内涵 智慧城市的核心是以一种更智慧的方法通过利 用以物联网、云计算②等为核心的新一代信息技术 来改变政府、企业和人们相互交往的方式 ，对于包括 民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的 各种需求做 出快速 、智能的响应 ，提高城市运行效 率 ，为居民创造更美好的城市生活。 从功能角度看，智慧城市体系可以分感知层、网 络层和应用层 (见图 I)，分别对应以下三方面特征： 更透彻的感知、更广泛的互联互通、更深入的智能 化。其中更透彻的感知是指利用任何可以随时随地 56 城市 发展研究 17卷 2010年 11期 Urban Studies Vo1．17 No．11 2010 巫细波等：智慧城市理念与未来城市发展 期 图 1 智慧城 市三层 结构示意 图 感知 、测量 、捕获和传递信息 的设备、系统或流程快 速获取城市任何信息并进行分析 ，便于立即采取应 对措施和进行长期规划 ；更全面的互联互通指通过 各种形式的高速高带宽通信 网络工具 ，将个人电子 设备、组织和政府信息系统中收集和储存的分散信 息及数据进行连接、交互和多方共享 ，从而对环境和 业务状况进行实时监控 ，从全局角度分析形势并实 时解决问题 ，使得工作和任务 可以通过多方协作完 成，改变整个城市运作方式；更深入的智能化指深入 分析收集到的数据 ，以获取更加新颖 、系统且全面的 洞察来解决特定问题以更好地支持城市发展决策和 行动。简而言之 ，“智慧城市 =物联网 十互联网”。 2 智慧城市建设动动态 智慧城市发展带来的巨大产业前景吸引了国内 外大部分经济体的充分关注，都希望能在这次产业 浪潮中抢得先机 ，率先发展支撑智慧城市 的新兴产 业——物联网产业 ，以物联网产业 的发展和技 术应 用为突破 口，推进智慧城市建设 。 2．1 国内智慧城市发展动态 自从温家宝总理在《让科技引领中国可持续发 展》中将物联网列入六大战略性新兴产业后 ，国 内随即掀起一股“智慧城市”、“物联 网”热潮。目前 上海、天津、无锡、深圳、沈阳、武汉、成都等地建立了 RFID~产业园区，期望能率先发展物联网产业，在“智 慧城市”建设中走在 国内前列。统计显示 ，2009年， 中国 RFID市场规模已达 85．1亿元人民币，同比增长 29．3％ ，在全球居第三位 ，仅次于英国、美国。 (1)无锡。由于 2009年 8月温总理在无锡考 察时提出了“感知中国”的理念 ，无锡在物联 网发展 方面走在了国内各大城市的前面 ，先拔头筹 。目前 中科院、清华大学 、东南大学等 20多家科研单位均 在无锡设立 了研究机构，中国移动 、中国联通、中国 电信三大运营商也与无锡政府签约开展传感网络应 用技术研究合作。为 了更进一步推进物联网产业发 展，无锡 同时制定了详细的物联网产业规划 ，预计未 来 1O年共投入 330亿元资金 ，建设传感网络产业创 新示范基地 。 (2)上海。上海相关部 门早在 2000年 就预见 到 RFID技术与物联网未来 的广阔应用前景并着手 布局。2003年迄今持续支持 RFID技术攻关 和应用 示范 ，累计资助金额超过 1．7亿元 ，其技术已在危险 品监控 、食品追溯 、世博票务 、大型赛事及有关行业 中大量应用 。上海强大的经济实力 、完善 的基础设 施使得上海在物联网建设方面与其他城市相 比具有 得天独厚的优势 。 (3)南京 。率先出台了智慧城市建设的专项规 划——《南京市物联网产业发展规划》，明确了2010 年南京市将推出智能工业 、智能环保 、智能交通 、智 能灾害控制、智能农业 、智能公共安全 、智能医护 、智 能电网等物联网十大应用示范，这一系列举措 昭示着南京开始加入智慧经济先机的争夺战。 (4)武汉。2009年在 无锡 提 出建设 “感知 中 国”中心后 ，武汉 l0多家企 业、科研单位 联合成立 RFID创新技术联盟。2010年武汉市政府与武汉大 学开展合作重点建设 以“物联网研究 院”等 四大项 目为代表的一批高起点、高水平 、国际化的研究创新 平台。2009年武汉 GDP4560亿元 ，在 内地副省级城 市中名列第五 ，是华 中地区最大都市及中心城市 ，同 时高校林立 ，科研院所众多 ，为武汉发展物联网产业 提供有效的技术和人才支持 。 (5)深圳 。当无锡 等城市高调进军物联 网时， 深圳迅速成立 了 RFID产业标 准联盟 ，标 志着深圳 的 RFID产业发展由技术应用向研制、由“企业 单干”向“联盟协作”阶段转变。 目前深圳已经集聚 相关 700多家企业 ，其 中 RFID环节初步形成了包 括 RFID芯片与开发、电子标签制造 、标签封装 设备制造、读写器研发与制造、RFID应用软件开发 、 系统集成及咨询在内的产业生态链，其中不乏业界 的龙头企业 ，如 中兴通讯 、华为 、神州数码、远望谷 、 先施科技、惠田实业等。丰富的应用经验，庞大的物 城市发展研究 17卷 2010年 11期 urban Studies Vo1．17 N0．11 2010 57 朝I柏 藿 巫细渡等：智慧城市理念与未来城市发展 联网产业企业集群使得深圳成为了中国物联网发展 的“黄埔军校”，而且深圳拥有雄厚的经济基础和产 业基础 ，加之政府积极支持，将率先建设具有 自身特 色的物联 网。 (6)重 庆。重庆在 1999年 提出建设信 息港 ， 2000年提出建设“数字重庆”，但是还没有出台针对 物联网产业发展的专项规划，其发展物联 网产业 的 助推力更多是来 自各大企业。早在 2006年，中国移 动全国M2M(Machine to Machine，即机器与机器 )运 营中心就落脚重庆 ，形成 了电梯监控、车辆控制、企 业安防三大成熟应用产品，并已推 向市场商用，发展 出 7万多终端用户。重庆不但是直辖市，也是五大 国家中心城市之一 ，未来将承担国内西部发展物联 网产业的重任。 2．2 国外智慧城市发展动态 物联网作为建设智慧城市关键技术，如当年互 联网一样具有推动新一轮全球科技和经济浪潮的潜 力，很快将在世界范围内掀起一股旋风。世界各 主 要经济体纷纷将发展物联网作为应对金融危机、扩 大就业、抢占未来制高点的重要战略。 (1)美国。作为世界第一经济强国，尽管遭受 了2008年惨重的世界金融危机冲击 ，但这丝毫不影 响美国在新市场方面的计划。奥巴马就任总统后 ， 积极回应 IBM的“智慧地球”概念，并将其上升为国 家战略 ，这将使美国很多陷入困境 的企业看到了全 新的希望。无论从基础设施 、技术水平，还是产业链 发展程度看 ，美国在这次新一轮技术创新浪潮 中将 走在世界各国的前列，趋于完善的互联网络为其物 联网的发展创造 良好的先机。在美国 7870亿美元 的《经济复苏和再投资法》中，提出从能源 、科技 、医 疗、教育等方面着手，通过政府投资、减税等措施来 改善经济、增加就业机会，带动美 国长期发展 ，其 中 鼓励物联网技术发展政策主要体现在推动能源、网 络宽带与医疗三大领域开展应用。 (2)欧盟。欧盟围绕物联 网技术和应用做 出了 很多开拓性的工作 。在 2009年 11月全球物联 网会 议上 ，欧盟专家介绍 了《欧盟物联 网行动计划》，意 在引领世界物联网产业发展。在欧盟较为活跃的是 各大运营商和设备制造商推动了M2M的技术和服 务的发展。为了加强政府对物联网的管理，消除物 联网发展的障碍，欧盟制定了一系列物联网管理规 则，并建立一个有效的分布式管理架构，使全球管理 机构可以公开、公平、尽责地履行管理职能。为加深 各相关方对物联网机遇 、挑战的理解，欧盟同时还致 力于增强机构间协调，共同推动物联网发展 ，欧盟执 行委员会定期向欧洲议会 、欧盟理事会、欧洲经济与 社会委员会 、欧洲地 区委员会等相关机构通报物联 网发展情况。 (3)日本 。日本在 2004年推 出了基于物联网 的国家信息化战略 ，称作 U．Japan。“u”指英文单词 “Ubiquitous”，意指普遍存在的，无所不在的。该 战 略是希望催生新一代信息科技革命，实现无所不在 的信息社会。U—Japan由日本信息通信产业的主管 机关总务省提出，即物联网战略。 目标是到 2010年 把 日本建成一个充满朝气的国家，使所有 日本人 ，包 括儿童和残疾人，都能积极地参与日本社会的活动。 通过无所不在的物联网，创建一个新的信息社会。 2010年以来，日本积极实施 U Japan战略，成功完成 了追赶世界 IT先进国家的赶超任务。U．Japan战略 的理念是以人为本 ，实现所有人与人 、物与物之间的 连接。为了实现 U—Japan战略，日本进一步加强官、 产、学、研的有机联合，在具体的政策实施上，将以 “民、产、学”为主，政府 的主要职责就是统筹 和整 合。通过实施 U-Japan战略，日本希望开创前所未 有的网络社会 ，并成为未来全世界信息社会发展 的 楷模和标准 ，在解决其高龄化等社会问题的同时，确 保其在国际竞争中的领先地位。 (4)韩国。韩国信息通信产业部在 2004年成立 了“U—Korea”策略规划小组，并在 2006年确立了相关 政策方针。2009年 l0月，韩国通过了《物联网基础 设施构建基本规划》，将物联网市场确定为新增长动 力，据估计至2013年物联网产业规模将达5O万亿韩 元。韩国通信委员会相关人士表示，委员会已经确定 了到 2012年的目标 ：通过构建世界最先进的物联 网 基础设施 ，打造未来广播通信融合领域超一流 ICT强 国。为了实现这一目标，韩国确定了构建物联网基础 设施、发展物联网服务、研发物联网技术、营造物联网 扩散环境等 4大领域、l2项详细课题。 (5)新加坡。自2006年开始，新加坡实施智慧 国2015计划 ，欲将新加坡建设成为以信息通信为驱 动的国际大都市。在多年的发展过程中，新加坡在 利用信息通信技术促进经济增长与社会进步方面都 处于世界领先地位 。在电子政务、“智慧城市”及互 联互通方面，新加坡的成绩更是引人注 目。作为东 58 城市发展研究 17卷 2010年 11期 urban Studjes vo1 ． 17 N。．11 2010 巫细波等：智慧城市理念与未来城市发展 躺 警蘧 南亚的重要航运枢纽 ，实施智慧国 2015计划 ，新加 坡注重利用信息通信技术增强新加坡港 口和各物流 部门的服务能力 ，由政府主导 ，大力支持企业和机构 使用 RFID及 GPS等多种技术增强 管理和服务能 力。通过一系列项 目和计划 的实施 ，新加坡 已在物 联网建设方面走在了世界前列。 3 智慧城市理念对未来城市发展 的重要影 响分析 智慧城市理念对城市未来发展 影响是多方面 的，主要体现在四大方面 ：一是城市管理 ，通过智慧 化管理 ，全面提高城市 的综合管理效率 ；二是发展战 略性新兴产业，构建智慧城市的物联 网、互联 网、无 线网络 、卫星定位 、云计算 、软件设计等技术将迎来 新一轮的大发展 ，特别是物联网产业 ；三是引发科技 创新潮流 ；四是提供更美好 的城市生活。 3．1 有利于提 升城市运行效率 以“智能 +互联 +协 同”为特征 的智慧城市理 念 ，是在已有“数字城市”建设 丰富实践基础上 ，进 一 步推进物联网等先进信息技术应用与全新城市运 营理念 的融合 ，以更快 、更好地实现城市政府从管理 到服务 ，从治理到运营，从零碎分割的局部应用到协 同一体 的平台服务的三大跨越。智慧城市通过更深 入的智能化、更全面 的互联互 通、更 有效 的交换共 享、更协作的关联应用 ，实现现代城市运作更安全 、 更高效 、更便捷 、更绿色的和谐 目标。智慧城市在建 设思路上 ，要充分发挥政府 的主导与协调作用 ，以确 保智慧城市建设的健康有序发展 ，让信息成为运营 城市的新资源 ，为城市的未来战略投资 ，实现信息技 术与城市运作的有机融合，为城市培育新的服务业 增长点 ，最终帮助城市管理 、城市服务、城市运营中 各参与主体实现多赢 。 3．2 有利于催生大规模新兴产业 智慧城市建设离不开物联 网、云计算等技术 的 支持 ，而物联网涉及的技术是一个大集成 ，将带动大 规模产业链 的形成 (见表 1)，包括物联 网设备与终 端制造业 、物联 网网络服务业 、物联网基础设施服务 业、物联网基础支撑产业 、物联网软件开发与应用集 成服务业和物联网应用服务业。物联网产业链与当 前的通信网络产业链相似，最大的不 同在于物联 网 产业链上游增加了 RFID和传感器等数据采集设备 制造产业 ，下游增加 了海量数据处理和信息管理服 务提供商 ，特别是物联 网上游传感器制造业意味着 庞大的市场潜力。 据美国独立市场研究机构 Forrester预测 ，物联 网所带来的产业价值要比互联网大 3O倍 ，将形成下 一 个超 10000亿元规模的高科技市场。据法国咨询 机构 IDATE估计 ，2012年全球将有 1亿 9千万的机 器设备通过物联网进行连接和共享信息 ，而根据易 观国际 Enfodesk产 业 数 据 库 显 示 ，2008年 中 国 RFID产业市场规模达 65．8亿元 ，2009年达 107．77 亿元。根据预测 ，到 2035年前后 ，我国的传感 网络 终端将达到数千亿个 ，到 2050年，传感器将在生活 中无处不在。 表 1 物联 网产业体 系表 3．3 有利于引发新一轮科技创新 智慧城市建设离不开物联网、互联网、云计算等 技术支撑 ，每种技术又是一个庞大的体系，涉及众多 学科和领域。物联网涉及 的技术非常多：感知层包 括 RFID信息编码标准、数据采集、传感器中间件、 中高速短距离信息传递等关键技术；网络层涉及有 线 网络 、互联 网、无线网络等在内的各种网络信息传 输技术 ，信息安全技术是重中之重 ；应用层涉及的技 术非常广泛，与不同行业的应用结合需要不同的技 术 ，数量非常庞大。智慧城市建设有利于人才要素、 技术要素 、资金要素 向这些新兴产业集聚，从而推动 新一轮科技创新浪潮。 3．4 有利于创造更美好的城市生活 智慧城市建设将改变我们 的生存环境 ，改变人 城市发展研究 17卷 2010年 11期 Urban Studies Vo1．17 No．11 2010 59 与物之间、物与物之间的联系方式，也必将深刻地影 响人们的生活 、娱乐 、工作、社交等几乎一切行为方 式。通过智慧医疗系统使得居民身心健康得到及时 有效护理，同时有效破解当前医疗资源有限、分配不 平衡的难题；通过智能交通使得出行更为顺畅 ，高效 率运用城市道路资源；通过智慧食品供应链使得居 民能够买得放心，吃得安心；智能家居给居民营造一 个安全 、智能、舒心惬意的家庭环境 ；智慧城市平安 应急体系可以有效监控城市治安状况，从 而及时有 效处理城市犯 罪和突发事件 ，营造平安城市环境。 智慧城市通过一系列智慧工程，构建和谐稳定 、经济 良性发展 ，安全、环保 、宜居的城市 ，营造更加美好的 城市生活。 4 智慧城市发展面临的问题 智慧城市理念为未来城市发展展现了一幅美好 蓝图，然而作为一种以科技为核心推动力的城市发 展战略，要顺利开展智慧城市建设将面临一些问题。 物联网等核心技术缺乏国家标准。目前 RFID 技术在高频领域我 国主要沿用 国际标准 ，但在关键 的超高频领域，标准仍由国外组织控制，我国如果照 搬这个标准 ，未来将要支付大量的专利费用 ，大大增 加中国企业的成本。 国家信息安全问题成为首要的技术重点。要保 证大型企业、政府机构与国外机构进行项目合作时 涉及国家安全的信息不被泄漏，保证企业商业秘密、 地方政府甚至国家机密不被泄漏。 企业技术研发水平薄弱。目前我国进入物联网 领域的企业基本上都是中小型企业，企业资金实力 相对薄弱，用于技术研发的资金很受限制，影响企业 的技术创新。 传感器标签成本过高，使得物联网技术的应用 推广困难重重。目前中国制作一个 RFID标签的成 本大约是 1．5元，高额成本决定 了这项技术 目前只 能应用在附加值相对较高的商品上，在低价值商品 上则无法推广。企业使用 RFID标签需要增加成 本，一般的企业不会主动去用 RFID标签，此外中国 企业对于 RFID的作用了解较少 。 行业人才匮乏。国外凭借其几十年的发展，在 物联网领域积累了大量人才，而我国物联网的发展 时间较短，技术创新人才较为匮乏，需要国家和企业 加大人才的培养力度。 巫细波等 ：智慧城市理念与未来城市发展 5 结论 随着科学技术越来越成为城市发展的核心动 力，以物联网、云计算等技术为核心的智慧城市理念 颠覆了之前城市物理基础设施与 IT信息基础设施 截然分开的传统思维，将城市中各类设施有效联系 在一起 ，使得城市管理、生产制造以及个人生活全面 实现互联互通，为未来城市发展提供了一种全新理 念。本文紧抓智慧城市这一科技及城市发展新动 态 ，分析了智慧城市理念的来龙去脉以及 国内外智 慧城市发展动态，从城市管理方式 、基础设施建设 、 物联网技术及产业发展、智能生活方式等方面分析 智慧城市理念对未来城市发展的重要影响。△ 【注释】 ① 物联网(Internet ofThings)：通过信息传感设备把物品与互联网连 接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监 控 和管理的一种网络 。 ② 云计算(Cloud Computing)，是一种基于互联网的计算新方式，通 过互联网上异构、自治的服务为个人和企业用户提供按需即取的 计算。 ③ RFID(Radio Frequency Identification)是一种非接触式的自动识别 技术，它通过射频信号 自动识别目标对象并获取相关数据，识别 工作无须人工干预 ，作为条形码的无线版本。 【参考文献】 [1]IBM商业价值研究院，智慧地球赢在中国(EB／OL)，2009．02， http：／／www-900．ibm．com／innovation／cn／think／downloads／smart — ． China．pdf． [2]IBM商业价值研究院，智慧的城市在中国(EB／OL)，2009．02， http：／／www．ibm．COITI／cn／services／bes．iihv． [3]杨清霞．怎样迈向智慧城市[J]．决策，2009．12． [4]李虹．物联网：生产力的变革[M]．北京：人民邮电出版社， 2010． 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Changsha city spatial development strategy based on spatial equilibrium concept．The article proposed the core issue of Changsha City，and discussion the core issue from macro level and micro leve1．On macro level ， this article tries to research the equilibrium between government development objectives and orientation of urban planning．On micro level，this article tries to research the equilibrium between housing and employment，urban development and ecological protection，allocation of public resources，allocation of jurisdiction． 【Keywords】Spatial Equilibrium，the Master Planning，Changsha City (上接第 60页) The Concept of Smart City and Future City Development W U Xibo．YANG Zaigao 【Abstract】The concept of smart city，whose characteristics are more through perception，wider interoperability，more intelligence，was proposed by IBM in 2008 originally．Smart city whose essence is looking for new economic growth point after the financial crisis become the world s largest cities’major strategic to propel economic development approaches to change，promote industrial upgrade and revitalize the economy． This paper explains the origin，meaning，domestic and international developments of smart city，focusing on smart city S significant impact for future city development from many aspects including city management，city infrastructure ， technology and industry development of Internet of Things and smart lifestyle． 【Keywords】Smart City；City Development；Internet of Things：Smart Lifestyle 40 城市发展研究 l7卷 2010年 11期 Urban Studies Vo1 ． 17 No．11 2010