管窥世界智慧城市的建设方略

文/徐正虹

智慧城市这一概念最早由IBM提出，它属于城市的一种，可以平衡社会、商业和环境需求，同时优化可用资源。IBM经过研究认为，城市由关系到城市主要功能的不同类型的网络、基础设施和环境六个核心系统组成：组织(人)、业务/政务、交通、通讯、水和能源。这些系统不是零散的，而是以一种协作的方式相互衔接。而城市本身，则是由这些系统所组成的宏观系统。

2012年中期，博伊德•科恩博士开发了有史以来第一次全球智能城市的排名。他采用的是全球直辖市研究，比较他们使用信息的创新性的城市数字化管理。博伊德•科恩博士认为，“智能城市”是一个有点含糊不清的词，有些人选择一个狭隘的定义，即利用信息和通信技术为城市的公民提供服务。但他更喜欢一个更广泛的定义：智能城市利用信息和通信技术令城市生活(ICT)更加智能，高效利用资源，导致成本和能源的节约，改进服务交付和生活质量，减少对环境的影响，支持创新和低碳经济。通过严格的考量，全世界智能城市前十名出炉。这些城市在“倡导科技创新、发展低碳经济、保护环境、节约能源和数字化管理”等方面各有千秋，颇具“他山之石，可以攻玉”之效。虽然我国在智慧城市的建设方面尚处于起步阶段，城镇化发展前路漫漫，但是积极学习和借鉴发达国家的经验，有百利而无一害。

发展低碳经济是智慧城市恒久发展的基石

为了让城市更洁净、更美好，世界智慧城市不仅把发展低碳经济、保持经济和环保的平衡视为城市可持续发展的国策，而且成为上至政府官员、下至普通民众的行为准则。排在十大智慧城市之首的维也纳在减碳方面做足了功夫。为了实现建设“可持续发展的国际大都会”的承诺，维也纳从政府官员到民众，都为此而不懈努力。2011年，奥地利接受欧盟委员会发起的行动——与1990年相比到2050年碳排放量减少80%。为了达到这一理想目标，维也纳市政府大力推行绿色出行，修筑新的自行车道，生产清洁环保的现代电车。预计到2020年，维也纳市民自驾机动车的出行比例将从2001年的32%减少到25%，而自行车的使用率提高到8%，整个公共交通使用率也将从2001年的35%提高到40%。此外，政府还将在市区设立更多的步行区，将徒步出行的比例保持在27%。难能可贵的是，维也纳还提出许多大胆的智能建设项目，并及时跟踪其进展情况，以确保其能落到实处。如智能能源展望2050，路线图2020和行动计划2012～2015。维也纳的策划者将这些目标纳入到节能减碳的行动中，同时与社会各界合作，努力把维也纳打造成节能减碳的欧洲领先智慧城市。

为了实现低碳环保并确保城市畅通，法国巴黎采取了许多积极的举措。2007年，巴黎开始实施大规模的“单车自由行”计划；2011年，巴黎市政府把自行车租赁服务延伸到“Autolib”汽车共享计划，巴黎也由此成为全球首个大规模推行公共电动汽车租赁服务的城市。此外，还大力推广公共电动汽车的租赁服务，有效地减少城市的噪音污染。截至2012年底，从巴黎市区到周边45个近郊市镇，已建成一个拥有1100个租车站、3000辆电动汽车的覆盖系统。到2012年5月，约有1.6万人次享受到公共电动汽车带来的便利，并且人数还在不断增加。丹麦的智慧城市哥本哈根有志在2025年前成为世界第一个实现碳中和的城市。

为此，丹麦依靠市政的气候行动计划启动了50项举措，以实现其2015年减碳20%的中期目标。丹麦的智慧城市哥本哈根承诺到2025年二氧化碳将低于40%，市民要骑自行车上下班。麻省理工学院还特别为哥本哈根带来一种全新的智能自行车轮，这项设计背后的用意是鼓励人们拉长骑自行车的距离，以减少使用会产生温室气体的运输工具。根据调查数据显示，大约有55%的哥本哈根人选择自行车作为每天的出行方式，这个数字还有逐步上升的趋势。早在2008年，英国monocle杂志以及“国际自行车协会”就把哥本哈根评为“全球适合自行车出行的城市”，而丹麦人自己也把自行车出行看作是新的城市符号。

亚洲入选的智慧城市东京也掀起了低碳减排的风暴。2008年6月，“绿色东京大学计划”开始执行，旨在“将以强制被动方式改善为以自觉方式打造低碳环境”。该计划大大减少了电能消耗，为东京大学树立了低碳节能的蓝本。该计划由东京大学、名古屋大学、庆应义塾大学、东京中心地区政府、IT非盈利组织以及开发商、总承包商、建筑设计部门、设备制造商等30余家公司组成的联合财团发起成立，在项目形成结论并公开后，迅速扩展应用至日本各地区的各行各业，造福全社会。在北美智慧城市建设中，多伦多级别最好。多伦多在克林顿40(C40)的特大城市也是一个积极的成员，正寻找方法过渡到低碳经济。在多伦多的私营合作部门，创建一个“智能通勤多伦多”的倡议，希望在地铁领域提高运输效率。巴塞罗那堪称是低碳解决方案的先驱。它是世界上第一个在大约十年前引进太阳能热条例的国家，于2012年又推出LIVEEV计划，旨在推动电动汽车的普及。市政府更是不遗余力地使用各种创新手段推进电动车的普及，在城中建设了大量充分的电动车充电设备。

倡导绿色经济，以地球母亲的名义

智能循环利用不仅是发展绿色经济的助跑器，而且充分彰显世界各国智慧城市保护地球母亲的责任感和使命感。众所周知，德国在城市垃圾处理方面，一直走在世界前列。不过，除了举世闻名的垃圾分类系统之外，德国在垃圾处理机构的运营方面也有许多值得称道的先进经验。例如，柏林城市清洁公司是德国最大的地方垃圾处理公司，属于柏林地方政府独自拥有。它既是德国任务最繁重的垃圾处理公司，也是德国效益最好、成本最低的垃圾处理公司。整个柏林的垃圾处理体系包括15个可回收垃圾站中的一个，另外还有一个转运分发中心、一个垃圾处理中心和4个分类处理厂，这构成了整个柏林的垃圾处理体系。

此外，在纽约，垃圾追踪（Trash Track）已成为一道靓丽的风景线。它的灵感源于“纽约绿色倡议”。该倡议提出，到2030年，纽约市的垃圾回收率要达到100%，“垃圾追踪”正是希望探索如何利用现代技术解决废物管理和可持续发展所面临的问题。“垃圾追踪”使用数百个微型的、智能的位置感知标签，这些标签附着在不同类型的垃圾上，从而实现垃圾跟踪，然后将数据传至城市垃圾管理系统。它代表了一种城市正在发生变化的类型：利用自下向上的方法，管理资源，促进行为的改变。在2009年最早的试验中，团队在西雅图将500个传感器部署于不同类型的垃圾上，追踪到它们在全美的移动轨迹。

“垃圾追踪”使得人们丢弃的垃圾变得可视化，它提醒着市民对于垃圾的责任并没有因丢弃而中止。麻省理工大学可感知城市实验室的博士候选人大卫•李认为，对于大多数市民来说，垃圾回收行业同样需要好的信誉——回收垃圾的人会以负责任的、可持续的方式处理它。来自欧洲的实验室博士候选人迪特马尔•奥芬胡贝尔认为，在城市里，目前的垃圾处理系统需要更新，最基本的问题就是信息缺失。比如，工程师们希望“垃圾追踪”可以优化垃圾处理系统，城市希望市民们都参与到公众服务，并让他们都意识到环境问题的严重性，普通市民则希望通过通过这种方式了解垃圾处理公司是不是负责任地处理掉这些垃圾，监察机构也许会觉得这是个发现环境犯罪的好工具。总之，还有更多不同的需求。同时，美国的市民通过担任志愿者、宣传员，参加草根组织等方式广泛地参与城市事务，人们确实想知道他们的垃圾都是怎样处理的。

在伦敦，市政府携手一家设计公司共同推出一款双面配有LCD显示屏的智慧垃圾桶。这个新型垃圾桶还是一个无线热点，所需电能由其顶部的太阳能电池板提供，可以在垃圾满了之后向卫生清理部门发送信息，以通知工作人员前来清理。每个智慧垃圾桶都配有Wi-Fi无线网络传输的功能，这样遍布伦敦的智慧垃圾桶就成为城市的数据交换站。这些智慧垃圾桶还具有自动报警功能，为需要帮助的路人提供紧急报警服务，同时，智慧垃圾桶还可以为伦敦的城市应急管理发挥相当大的作用。在巴塞罗那，智能垃圾箱上面设有传感器，能检测垃圾箱是否已满。根据传感器传来的信息，垃圾收集中心可以制定一个数据库，并以此安排垃圾车的路线。此外，垃圾箱还安装着一个气味传感器，如果垃圾箱气味超出正常标准，传感器会发出警报进行提醒。与此同时，在一幅电子地图上，根据不同区域垃圾量的增减，管理人员还能为装有GPS定位装置的垃圾处理运输车制定一条合理的装运垃圾路线，以避免垃圾处理运输车辆无目的地巡视，导致工作效率下降。在瑞典斯德哥尔摩的哈姆滨湖城，设置了一排电子垃圾桶，分别用于接收食物垃圾，可燃物垃圾以及废旧报纸等不同类别的垃圾。垃圾桶通过各自的阀门与同一条地下管道相连，阀门分别在每天自动打开两次，不同类别的垃圾进入地下管道，并以每小时70公里的速度被输送到远郊，在电脑的控制下自动分离并输送到不同的容器里，按需要循环利用。

智能节能和循环利用，让智慧城市更酷

为了建设“节约型，环境友好型”的智慧城市，在节能方面，智慧城市运用科技手段研发的智能项目格外引人注目。在纽约市，联合爱迪生电力公司(ConEdison)发起了名为“ 让纽约更酷”(CoolNYC)的智能节约项目。该公司向纽约市民免费提供安装在空调上的智能设备，以便帮助他们降低家中的电力消耗。在实施智能电力控制的每一个环节，联合爱迪生电力公司都让消费者掌握主动权，让他们选择是否允许该公司关闭他们的空调设备。市民甚至可以通过网络或智能手机来选择何时开启空调。纽约市大约有600万台窗式空调，该项目在炎热夏季的能源消耗方面发挥了重要作用。在巴黎，未来将建成智能化巴士亭，在巴士亭内装有一块显示屏，为乘客或路人提供15种方便快捷的应用程序操作。这些应用程序可以帮助市民查询公交换乘信息，登陆新闻网站浏览新闻资讯等，还能从显示屏上搜寻实用、便利的生活信息。更方便的是，智能巴士亭还配有手机充电器。此外，未来建成的还将提供无线上网、自动售卖服务、自助式图书借阅等功能。像这样的新型现代化巴士亭，巴黎市政府打算在2013年年底前建立1750座。巴塞罗那早在2009年至2010年之间，就已经开始使用无线LED街灯了。这种街灯由西班牙能源巨头Endesa制造，采用了定时器和感应器。LED并不便宜，但是匹兹堡大学的最新研究发现，他们能够为那些有生命周期研究分析的城市提供最佳的绿色替代品。仅节能LED路灯一项，巴塞罗那就有望将其市政能源开支减少1/3。

智慧城市在资源循环利用方面有其独到之处。柏林城市清洁公司规模最大的正在扩建的年处理规模达52万吨的垃圾燃烧供热厂，年发电量可达188千兆瓦时。另一方面，每年收集到的5.9万吨优质有机垃圾也可通过发酵制造可燃气体，相当于年发电量77千兆瓦时。更值得一提的是，如今，德国城市已经废弃填埋垃圾处理法。克勒克纳介绍说，德国2005年就关闭了所有的垃圾填埋场，但即使如此，他们在未来40年中仍然要为处理柏林原有的3个垃圾填埋场花费4亿欧元。多伦多于2012年开始使用天然气动力，城市垃圾车及垃圾填埋场……

数字化管理点亮智慧城市的眼睛

智慧城市到底有多智慧？物联网、数字化管理为加速城市的现代化进程、节约资源、保护环境铺平了道路。一个名为“虚拟伦敦”的项目应运而生，它旨在应对在未来的十年里，伦敦人口将增加至少一百万的发展难题。该项目是一个非常吸引人的计算机图形建模项目，它将大伦敦地区的每一座建筑都用三维立体图像的形式刻画出来。该模型由伦敦大学的高级空间分析中心(CASA)创造，该中心的主任麦克尔•巴蒂博士教授这样诠释模型的重要意义：“它可以监视诸如空气污染和洪水之类的问题，预测高层建筑产生的各种影响，从而为市政规划提供参考。所有和城市相关的计划都可以在模型上表现出来，并以此来推测其在现实中的情况。”此外，纽约与IBM于2009年合作推出IBM业务分析解决方案中心，用来解决“需要建立智慧城市复杂功能不断增长的需求，并帮助客户优化业务流程和业务决策的方式”。在纽约，IBM已帮助城市建立了预防火灾和第一反应系统，除此之外，还可以判定可疑的退税申请，这一方法预计将在5年内为城市节省约1亿美元。

香港，作为知名的智慧城市，以其世界一流的通信基础设施而闻名。截至2013年2月，接近86%的香港人以全球最低的电信收费享受着全球最高的互联网连线速度：每秒57.5兆比特；在香港机场，无线射频技术大大提升了行李处理效率；在香港海关，道路货物资料系统简化了跨境运输业的清关手续，以电子化方式提交清关文件，大大节省了运输企业和货主的时间……此外，香港有7.8万名信息技术人才。37%从事软件设计与开发，普遍精通中英文。在《经济学人》2010年数码经济排名中，香港位居亚太首位；香港正积极发展云计算枢纽，在“亚洲云计算协会”发表的2012年云就绪指数中，香港位居亚太区第三……在东京，一项于2007年由东京市政府及国土交通省发起、倡导移动观光与RFID导游的“东京无所不在计划”便已在全市成功进行了物联网应用。物联网已成为东京信息产业的新亮点。东京，充满现代气息的国际化大都市，不仅因其利用物联网等高科技手段创造了高速发展的经济奇迹吸引了世界的目光，更因其低碳节能、注重社会协调发展而闻名于世。

值得深思的是，科技发展永远伴随着伦理困境，监视与控制，越来越多的技术手段侵入个人生活，但它在根本上能多大程度满足人们爱与主动安全感的需求，仍是个问号。同济大学教授程大章就认为，“智慧城市是人类社会发展的双刃剑，我们的技术走在了前面，而伦理探索落在了后面。”在美国、加拿大，很多学校开设计算机伦理课程，但在我国还是空白。

总之，在全球智慧城市的建设中，我们发现一个共通之处，即如何通过探索城市的低碳、节约、环境友好的发展，来推动信息化、智慧化与经济社会的深度融合，并通过无数充满人文关怀的细节来“聚沙成塔”地建设；而如何通过世界智慧城市的发展方略来反观并带动我国城市的竞争力、可持续发展和包容性增长，决不是一蹴而就的事。“不积跬步，无以至千里”。伴随着中国城镇化进程的加快，制造业的转型升级、再生资源产业的科学发展必将进入一个崭新的历史时期，我们有理由相信，中国智慧城市的发展之路任重而道远，再生资源产业未来的美好前景可期。