五院士畅谈智城前世今生

五院士畅谈智城前世今生

智能城市研究始于智能建筑，二十世纪八十年代，智能建筑开始出现，成为以后很多智能城市理论研究的重要部分。发展到今天，“智能城市”已经不是一个纯技术的概念，它与“园林城市”、“生态城市”、“山水城市”一样，是对城市发展方向的一种描述，是信息技术、网络技术渗透到城市生活各个方面的具体体现。在这里，我们摘抄了五位院士在公开场合的部分发言，以飨读者，希望通过院士团体的介绍，能使我们对智能城市的前世今生有个粗浅的认识。

潘云鹤 院士

从“智慧城市”到“智能城市”

潘云鹤：浙江杭州人，1970年9月参加工作，曾任浙江大学校长，1997年当选为中国工程院院士，2006年至今担任中国工程院常务副院长；第十二届全国政协常委、外事委员会主任；兼任国务院学位委员会委员、中国科学技术协会顾问、中国图像图形学学会名誉理事长等职。

“智慧城市”的建设更准确地表述应该是“城市的智能化发展”。智慧城市的概念是由美国 IBM公司在 2008年提出的，英文为“Smart city”。“smart”一词，本意是机灵的、聪明的，而对应“智慧”一词的英文应该是“wisdom”。通过调研分析，中国很多城市近年来智能化发展的规划与实践，远远比欧美的“Smart city”内涵广阔得多，且是一种深谋远虑的计划。因此，“Smart”一词不妥。我们建议重新定义，提出了“智能城市”的概念，即“Intelligent city”。经过与中央部委、地方政府以及参与课题研究的专家学者大量的交流和座谈，大部分官员和学者对于“智慧城市”的理解已经都向更宽泛的视野聚集。大家认为，“智能城市”的中国定义，已经完全不同于最初的“Smart city”。IBM想做的是smart的IT系统，而我们要建的是智能化的城市。对于带有农村的中国广大城市而言，建设“智能城市”就是将工业化、信息化、城镇化、农业现代化“四化”有机融合发展。因此，“智能城市”更适合表述具有中国特色的城市智能化发展。IBM最初提出“智慧城市”的概念，实际上是想把计算机系统运用到城市的管理过程中，比如智能医疗系统等。对“智慧城市”的理解，欧美跟中国是不同的。如美国国家情报委员会最近发布了一份报告认为，从现在到 2030年影响全世界变化的有 13项技术，涵盖 4个领域，即信息技术领域、制造业领域、资源与环境领域、医学与健康领域。其中，信息技术领域包含三项技术，第三项就是“智慧城市”技术。在欧美等不少国家看来，“智慧城市”被理解为一种IT技术。该概念在2008年出现后，欧美国家竞相解读和实践，认识和理解在不断聚集，原有的数字城市和城市网络化逐渐向智慧城市这个概念靠拢。两年前，我们和德国工程院交流时，他们提出在“智慧城市”方面进行合作，主要指的是发展智能电网。

为了推进中国城市的智能化建设，近年来一些国内外知名的IT企业为中国地方政府提供了大量的智慧城市解决方案。然而，在实践过程中，这些“智慧”的方案也暴露出一些普遍存在的问题，有些问题还是根本性的。比如，IT公司研发的智能系统，缺乏“市长视野”。虽然项目落地了，产品应用了，但结果成为了“孤岛”，或出现了偏差，城市、政府与企业没有实现共赢。如果智慧城市建设缺失“市长视野”，建设目标没有解决城市的主要问题，也没有实现经济发展，那么城市的智能发展等于丢失了灵魂。试想一下，一个深谋远虑的城市，仅仅是一味地使用工具，头痛医头，脚痛医脚，缺乏长远规划，经济怎样增长？城市如何建设？居民谈何幸福？

事实上，有专家做过研究，信息化可以解决城市发展过程中的部分问题，而余下的大部分问题则需要通过综合其他技术和顶层设计来解决。

为什么中外理解上有这么大的不同？因为中外处于不同的发展阶段上。欧美国家已经走过了大规模城市化和工业化时代，已不需要大规模的基础设施建设，而中国则同时处于信息化、工业化和城镇化相融合阶段，需要通过发展产业来引领城镇化的发展。仅从信息化角度解读智慧城市，通过技术和设备层面推进智慧城市建设，难以解决中国城市发展的问题。这个客观的发展阶段决定了“智能城市”在我国的发展将会被赋予更加丰富的内涵与实践。因此，中国城市的智能化发展路径必然是独特的。

所以说，我们现在提出的建设“智能城市”，不仅是云计算、大数据、物联网等技术的集成运用，还是工业化、信息化、城镇化以及农业现代化的四化融合。城市的智能化发展，实质是让一个城市又好又快地巧妙发展的过程。走向智能化的道路，将意味着城镇化是一种新型的城市化，工业化是一种新型的工业化，而信息化也是一种更加深入的信息化。用通俗的话来讲，所谓的智能城市建设就是要将城镇化的2.0、信息化的2.0和工业化的2.0深度融合，使城市能够集约、绿色、宜人、可持续地发展。

邬贺铨 院士

智慧城市的内涵与基础

邬贺铨：光纤传送网与宽带信息网专家。广东番禺人。1964年毕业于武汉邮电学院。曾任信息产业部电信科学技术研究院副院长兼总工程师、大唐电信集团副总裁。现兼任国家863计划监督委员会副主任、国家973计划专家顾问组成员、国家信息化专家组咨询委员会委员、中国通信协会副理事长。是国内最早从事数字通信技术研究的骨干之一。

一、智慧城市应“以人为本”。以人为本是智慧城市的核心，物联网、无线网络、云计算等技术只是手段。

二、大数据支撑智慧城市建设。大数据挖掘对智慧城市的经济发展和社会管理是无形的生产资料，大数据价值的合理共享和利用将创造巨大财富。

三、智慧城市的管理比建设还困难。智慧城市的定义应当是城市进程的下一阶段，是城市信息化的新高度，智能服务是其重要标志，物联网是其包括但不限于应有之意，智慧城市是互联城市，物联网是互联网应用的拓展，因此物联网是智慧城市的重要支撑。智慧城市的建设需要经济、政策、管理多管齐下，智慧城市的管理比建设还困难，需要探索可持续发展的模式；智慧城市考验政府管理水平，智慧城市需要城市领导者的大智慧。

四、智慧城市服务与建设。智慧城市的服务在智慧电网、智能交通、智能物流、智能建筑、智能监控、智能家居、智能医疗等方面。智慧城市的建设是指交通、卫生、教育、社会保障等公益性的项目需要政府主导、政府投入，同时还可以引入市场模式，政府购买服务与市民参与相结合。智慧城市的建设要增强政府战略规划和调控能力，考验政府的管理水平，对促进城市的可持续发展，对经济社会建设和民生服务都具有重要作用。

五、智慧城市与新型城市化进程。智慧城市本身是城镇化发展的下一个阶段，是城市信息化的新高度。智能服务是智慧城市的重要标志，但智慧城市绝不仅是信息技术的概念，它还涉及社会、经济、文化、政治等方面。

路甬祥 院士

智慧城市该如何创造

路甬祥： 1942年4月出生，浙江慈溪人。浙江大学机械工程系水力机械专业毕业，联邦德国亚琛工业大学机械系液压气动研究所研修，博士，教授，中国科学院院士，中国工程院院士。曾任中共中央委员，中国科学院院长，第十届、第十一届全国人大常委会副委员长。

建设智慧城市是人类文明进化的必然趋势，城市是传承人类文明、培育凝聚人类智慧和创造的重要载体。智慧城市是工业文明向知识文明进化的产物，是依托互联网、物联网、传感网、大数据、云计算等在经济、社会、文化、生态和城市管理服务的各个领域构建智慧发展环境，创新经济社会发展方式是人们共同分享新的生存发展方式更美好的生活，促进经济社会绿色、智能、和谐、开发、包容可持续发展是人类文明进化的大趋势。

建设智慧城市是全面建成小康社会的必然要求，13亿人口的中国已经成为全球第二大经济体，但是城乡两元结构尚未根本改革，城镇化低于全球平均水平，人均国民收入还仅仅是发达国家的 1/5 到1/9，建成经济繁荣，就业充分，民主法制，公平政治，和谐包容、平安宜居，生态环保惠及全体人民的小康社会需要理论、科技、制度、管理、文化创新的推动，需要科学民主、廉洁高效、依法管理，需要智慧城镇建设引领和带动，缩小城乡差距，实现城乡协调发展，需要城乡人民积极参与，共创分享，也要为我们的子孙后代可持续发展奠定坚实的基础，保留和创造发展的空间。

必须转变城市建设的发展理念，城市源于市场和商业，兴于科学文化、民族法制，工业社会城市化的动力是工商金融、服务消费以及相应的人口集聚，在提升产品及人口集中度的同时也带来交通拥堵、贫困失业、城乡差距扩大等挑战。今天信息与大数据，知识和创新已经成为经济社会持续发展的关键资源和动力，成为城市创造力、竞争力和可持续发展能力的核心要素。尊重生命，尊重自然，尊重人的平等权利，尊重劳动和创造已经成为核心价值。全球绿色智能之道与服务兴起，无线宽带，改良信息与数据库，云计算、云服务等成为知识城市最重要的基础设施。

能源结构的新变革，智能电网的新发展，节能减排、绿色低碳、生态环境友好的新追求，民族参与，依法威权意识的新提升，社会诚信、公平、公正、平安和谐的新企盼，多彩文化，多元利益，多需求的新发展，法律秩序、教育培训、健康医疗、养老等公共服务的新需求，人口结构、就业创业、经营方式的新变化对公共管理、科学民主，廉洁高效，公正法制的新要求等等，经济社会的新发展是在城镇发展理念变为新的深刻变革。要充分认识人民的企盼，不要片面追求GDP增长，把改善基础设施，公共管理与服务，提高人民就业和生活的品质与城镇信息化、智能化紧密结合起来。要顺应和支持信息网络和可再生能源引发的分布式、个性化、多样化、网络化的创新创业和服务模式，加快推进宽带网络、大数据、云计算、云服务等现代智慧城市的基础设施建设和普及应用。依靠开放自由、诚信有序、竞争合作、务实高效的知识与技术，管理与服务，文化与制度创新，引导支持城镇化的绿色智能、和谐协调、开放包容、可持续发展。

以人为本，共创分享是根本目标，城市发展的根本目标在于为了人。不仅为生活在城镇的新老居民，也应为城乡人民提供更加多样及高质量的就业创业机会，提供更好的人居环境、社会人文环境和自然生态环境。提供安全健康、多样可分享的物质、文化、信息产品和服务，为人们创新创业共创分享美好生活，创造更好的环境，也为子孙后代保护和创造可持续发展的资源与环境。坚持以人为本，最重要的是尊重公民的生存权、自主权、发展权、创造权，依法保障每个人的平等获取信息和知识的权利，公平分享公共资源、创新创造、就业创业的权利。民主表达、民主选举、民主参与、民主监督城市公共管理的权利，努力消除可能存在的信息垄断、信息封锁和信息鸿沟，依法保护个人、企业、公共和国家的信息安全。智慧城市将使人人都有机会通过城市的劳动和智慧的创造实现更美好的未来。共创分享美好的“中国梦”。依靠人的梦想与追求，共创分享更美好生活的有效需求是城市发展永无止境，永不枯竭的发展动力。

创新驱动发展，建设智慧城市。科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑，必须摆在国家发展全局的核心位置，自 20世纪 80年代以来，全球信息网络技术创新突飞猛进。进入新世纪以来，宽带、无线、物联网、传感网、智能终端，云计算、云储存，网络经营等日新月异，能源先进材料与制造，生物技术的创新与突破，不断激发创造新的市场需求，不断激发创新实际研究和经营管理的方式，不断激发创造新的创业和就业的形式，不断激发创新城镇发展理念和公共服务管理的方式，不断激发创新体制机制和法律制度，不断促进以绿色智能为特征的新兴产业，现代服务业，文化差异产业等发展。实现我国政府从制造大国向创造强国的跨越，实现全面建成小康社会的观念。我国的城镇化也正处于由快速规模发展，向绿色、智慧可持续发展转变的关键时期。国家实施创新驱动发展战略的一系列政策举措将为智慧城市建设和发展提供新的机遇和条件。

姚建铨 院士

物联网与智慧城市

姚建铨：著名激光与非线性光学专家，1997年当选为中科院院士。现任中国光学学会理事、中国光学学会激光专业委员会副主任、中国电子学会物联网专家委员会副主任、天津市激光学会副理事长、天津大学现代光学仪器研究所副所长、中国矿业大学物联网研究中心名誉主任，同时任美国光学学会及SPIE会员、南加州大学激光中心客座高级研究员等职。发展了高功率倍频激光的理论，他发明的双轴晶体最佳相位匹配的精确计算理论，被国际学术界称为“姚技术”、“姚方法”并广泛应用。

一、物联网是智慧城市建设的动力

姚建铨院士对物联网的发展抱有信心。他认为，随着智慧城市的建设在我国逐渐展开，物联网将迎来前所未有的发展机遇。尽管发展才起步，但应用前景广阔。“假如说互联网是人与人之间传递信息，包括图形、文字和各种数据，那么物联网就是把世界万物以及人类所感兴趣的重要物体，将它们的特性传感出来。这是一项革命。”姚建铨给物联网列出形象的定义：“它在工程建设领域具有积极意义。我国西南地区近几年出现过几次重大的桥梁事故。因此，我认为今后但凡是国家重大工程，比如大型桥梁都要将光纤埋在里面监测数据，物联网的作用非常关键。”

很多人容易将物联网和互联网混淆，但两者发展历史以及研究对象皆有很大差别。姚建铨介绍说，物联网主要包括三个层面：一是物理层面，将物体的特性传感出来，形成物理层。二是信息传输层，也就是网络层。三是计算处理层，进行指令的反馈控制。通过全面的感知、可靠的传输和智能处理，这三个层面必须同应用紧密结合起来，才能体现出价值。

我们坚持认为物联网应该是“人人都能感受到的，并且为生活而服务的技术”，我们将不断地提升公司的技术能力和服务质量，开拓更美好的未来。

目前，物联网应用已经涉及现代社会千百个领域，概括起来有十大类，包括城市公共事业、建筑家居、交通运输、工业制造、智能医疗、智能医院、远程控制、港口、金融国防、国家重大工程等。其中很大部分与智慧城市和工程建设相关。但姚建铨表示，目前，我国物联网产业发展总体仍处于初期阶段，并没有成规模，技术还不过硬，没有站在制高点，各类标准正在研究之中。

不容忽视的是，我国在建设智慧城市过程中，或许还存在许多不可预知的困难。姚建铨指出，类似于北京、上海、天津、广州、武汉等特大城市，其既有基础设施规模庞大，不易改变。不过，类似于青岛等规模较大却拥有较好信息产业基础的城市，借助当地良好的经济和科技支撑，可以作为中国物联网技术推广的典范和榜样城市。

二、物联网和智慧城市的未来

姚建铨院士表示，智慧城市是工业化、城镇化、信息化交换的产物，也是可持续发展的必然。要实现智慧的城市应该有这么几个方面的考虑，一个是要使得所有的技术层面上是智慧的，产业也应该是智慧的，服务也应该是智慧的，管理也应该是智慧的，也包括智慧的生活，这几个方面就构成了一个发展城市的新模式，可以叫做智慧的城市。

物联网之所以区别于互联网，最大的差别就是它和物体发生差别，如何用传感器和传感技术把这些物体的特性联系起来是最重要的。第二个，他上面是一层应用层，所有的物联网，一定是要和某一个应用紧密结合，也要从应用的角度出发，对所感知到的数据、传输来的数据，进行整合、融合，再进行反馈，控制，达到这一点。这两个层面，感知层和应用层，是物联网和互联网最大的差别。但是也有一些观点认为，它除了这三个层面以外还有其他的层，包括标准、安全、制造服务这些在内。所以物联网的支撑技术应该包括很多，不外乎危机的系统，软件和算法等，这些方面在中国工信部发表的物联网白皮书里面有非常详细的定义。

另外，物联网、互联网和移动通讯网之间是既有联系又有所不同，他们是互相包含的关系。和物联网技术有关的包括标识和感知、通信、硬件和装备、接入和组网、安全和保密，包括计算机处理等等，所有这些都构成了物联网有关的核心技术。而和这些技术有关的产业，就构成了物联网的核心产业。

三、智慧城市和物联网

什么是智慧城市？姚建铨给出的定义是：智慧城市应具备几个要素，即安全、高效、有序、和谐、绿化、智能。作为物联网的倡导者，姚建铨认为，物联网是智慧城市建设的重要工具。比如新兴的蔬菜直销模式、在社区设立电子菜店、居民刷卡买菜，这种从农田到餐桌，没有中间环节服务，就是物联网运用的典范。“通过物联网和智慧城市建设，可以建立大坝、桥梁等的检测、反馈控制系统，提前预防灾害发生，让老百姓生活更便捷。”姚建铨澄清道，尽管物联网现在叫得响，但事实上物联网在全球还处于起步阶段，在中国仍处于萌芽阶段。目前最需要做的是创新和应用。

李德仁 院士

智慧城市的概念、支撑技术及应用

李德仁：中国科学院院士，中国工程院院士，国际欧亚科学院院士，摄影测量与遥感学家，武汉大学遥感信息工程学院教授、博士生导师，武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室主任，中国矿业大学环境与测绘学院院长。历任武汉测绘科技大学校长，武汉大学学术委员会主任、测绘遥感信息工程国家重点实验室主任、学术委员会主任，全国政协委员，国务院学科评议组成员。

智慧城市=数字城市+物联网+云计算。智慧城市是在数字地球的基础上，通过物联网将现实世界与虚拟数字世界进行有效的融合，建立一个可视的、可量测、可感知、可控制的智能化城市管理与运营机制，以感知现实世界中人和物的各种状态及变化，并由云计算中心完成其海量和复杂的计算与控制，为城市管理和社会公众提供各种智能化的服务。智慧城市是智慧地球的重要组成部分。

简单地用公式表示，智慧城市=数字城市+物联网+云计算。数字城市是把城市的地理信息和其他与城市有关信息结合并存储在计算机网络上，让城市和外空间连接在一起的虚拟空间。智慧城市则通过传感网络实现虚拟空间和现实空间的衔接。

支撑技术。智慧城市的支撑技术包括数字城市相关技术、物联网技术和云计算技术。

数字城市是构建城市数据，将现实中的城市通过网络进行展现，通过航空、卫星、移动测量等方式将数据集成在一起，形成空间立体化，把城市栩栩如生地“搬”到网络上。数字城市相关技术包括：（1）天空地一体化的空间信息快速获取技术；（2）海量空间数据调度与管理技术；（3）空间信息可视化技术；（4）空间信息分析技术；（5）网络服务技术。在实时获取相关数据的基础上，海量空间数据不仅包括矢量数据，还包括三维数据。中国已经有300多个城市进行数字城市建设，包括基础数据、政务平台和公众平台，可以从地上看到地下，方便城市管理，提供智能服务。

物联网能够全面感知，通过 RFID、传感器、二维码等实现可靠的传递和智能的控制和处理，实现人与人、人与机器、机器与机器的互联互通。智慧城市不仅仅是信息化，而且面向物理世界。我们把地球上的每一个人和物传感到网上去，通过基层将它们联起来，通过网络层将它们传输到全世界，就可以实行运用。智慧城市将所有地球上的东西都整合在一起，我们不出门可知天下事、做智慧决策。预计到2017年，全世界大概会有7万亿传感设施来服务70亿的世界人口。它可以做智慧交通，远程智能医疗，不管个人使用什么设备、做什么事情，不管在哪儿都可以和网联结在一起，实现智慧服务。

云计算是基于互联网大众参与的计算模式，其计算、存储、交互能力是动态、可伸缩、可虚拟化的，通过传播重组，把上亿个传感器发出的信号合成视频进行处理，将计算变成社会化、集约化、专业化的服务带给大家。形象地说，云计算为智慧城市提供了一个可以思考的“大脑”。

智慧应用。未来的智慧城市一定会是个道路更畅通、沟通更便捷、环境更美好、生活更幸福的地方。智慧城市能更好地服务社会经济发展，改善城市安全、提高政府效率、缩小城乡差距、使大众生活更幸福。

智慧交通。智慧交通可提升交通系统的信息化、智能化、集成化和网络化，并智能采集交通信息、流量、噪音、路面、交通事故、天气、温度等，从而保障人、车、路与环境之间的相互交流，进而提高交通系统的效率、机动性、安全性、可达性、经济性，达到保护环境、降低能耗的作用。

要实现对交通的智能感知，电磁感应器、超声波、微波雷达、激光雷达、红外线成像都可以用在智慧交通上，实现交通信息应用发布，便于了解各类交管信息、违章信息，做到及时响应、及时处理。

智慧城管。智慧城管要实现社会综合管理与服务，把人管好，把房子管好，把重点的场所、设施、社情等管理好。如城管在巡查过程中，发现场地有垃圾需要清理，城管员拍照传送城管信息平台，相关人员便会立即前往清理。清理完毕，再拍照反馈，监管人员便可了解事件处理情况。

智慧养老。中国正步入人口老龄化社会，老年人数量达到亿级。给老年人戴上一个类似手表的装置，通过该装置收集老年人身体指标参数，传输相关信息，便可检测出老年人的健康状态。

智慧医疗。基于智慧城市的远程医疗服务能够实现：视频服务，如远程诊断、培训、视频会议；短信，如即时通信；信息实时取得，如医学研究资料库实时使用；多媒体数据库，如电子病历、影像处理；无线城域网接入，如紧急救护无线通信；无线局域网接入，如医院内部通信。还有端到端的系统集成应用。

智慧安防。城市所有视频都存放在电子信息系统里，点开任何一个地址，都会调出该位置的视频信息。将不同时间的记录自动剪辑起来，聚合在一起就可以做视频分析。

智慧家居。将家里每件家具都通过网络联通，就可以远程控制家里空调、电饭锅和洗衣机的开关。

智慧个人应用。不论你在什么地方，不论通过什么手段，不论想做什么，都可以实现智能化。

除了上述提及的应用，智慧社区、智慧能源、智慧旅游等方面的应用也已经如火如荼地进行着。

测绘地理信息也随着智慧城市的发展，进入了新时代。地理信息数据由静态变为动态，所有人都成为我们的用户。要将数据送到需要的地方，送给需要的人，这是测绘地理信息努力的方向。 □