智慧城市——化挑战为机遇

智慧城市
——化挑战为机遇

编者按

本文编译自理特咨询公司主办的《棱镜》（Prism）杂志2016年8月发表的文章。作者拉夫•巴龙是理特咨询公司法兰克福分部合伙人、旅游与公共交通实践全球负责人，莫斯•伯圭戈是理特咨询公司迪拜分部副总监、智能出行领域专家，亚普•卡科曼是理特咨询公司中东分部合伙人、能源及公用事业实践全球负责人，艾德南•莫哈巴是理特咨询公司迪拜分部主管、全球可再生能源能力中心领导人，安斯戈•斯劳特曼是理特咨询公司法兰克福分部副总监、创新企业设计能力中心全球负责人，卡里姆•塔戈是理特咨询公司维也纳分部合伙人及通信、信息、媒体与电子实践全球负责人。

如今，越来越多的城市选择迈向“智慧化”进程，以应对当前面临的诸多全球性挑战。最佳城市将以市民意愿作为战略核心，致力于提升居民的生活质量。这一趋势势不可挡，正推动着万亿美元规模的全球市场实现两位数增长，同时也为通信企业、公用事业、金融机构、运输公司、软件开发商、设备制造商等提供了无限商机。

城市面临的诸多挑战

城市是21世纪的命脉。目前，全球有超过一半的人口居住在城市，世界100大城市所创造的财富占到全球财富的25%。然而，世界各大城市不可控制的指数级增长也给超大城市的发展带来了威胁，使其处于危险境地。即便是作最乐观的估计，超大城市也将变得不宜居住。而最坏的情况则是这种趋势将严重制约社会和经济在未来的发展活力。城市所面临的主要挑战有：

人口密度

1990年，全球共有10个“超大城市”（mega-city，指城区人口数量超过1000万的城市）。如今，这一数字已增至28个，而且还将继续增长。预计到2030年，世界上将有41座超大城市。人口的快速增长给城市基础设施带来了巨大压力，造成交通拥堵、出行延误、运输低效及经济适用房供应短缺等问题。

环境污染

在世界上人口超过1000万的城市中，有80%的城市都未达到世界卫生组织提出的空气质量标准。温室气体的排放不仅危害环境，还会引发各种疾病。据统计，全球每年有超过300万人受温室气体影响而过早死亡。

城市卫生

研究发现，城市居民的压力指数较高，健康饮食不足，生活中缺乏绿色植物和体育运动，所以更易患肥胖、糖尿病、抑郁症、关节炎、心脏病和癌症等疾病。

安全问题

由于城市贵重物品的集中程度较高，人际接触匿名性较强，因此城市的犯罪率相对较高。目前，虽然执法部门在降低犯罪数量方面取得了很大成功，但新的威胁仍层出不穷，如通过Wi-Fi无线网络或在地铁上使用便携式非接触式卡片扫描仪窃取用户个人信息等。

连接性和移动性需求日益增长

如今，不断扩大的城市规模对持续连接和增强移动的需求日益增长。一个城市如果失去了连接性和移动性，可能会陷入停顿。此外，传感器和监控等方面的新技术也为有效管理城市运行提供了可能。

什么是智慧城市

为了应对这些挑战，城市必须变得更加智慧。

智慧城市就是运用现代技术及创新政策来满足市民需求。通过提供更加准确和可供使用的数据，智慧城市让社区和政府机构得以做出更加明智的决策。毋庸置疑，智慧城市体系将在效率、创新和资源配置方面对本地社区产生积极影响（见表1）。

智慧城市领跑者在制定政策及策略时会以市民个体为中心，努力提高用户的生活质量和舒适度。智慧城市的科技和政策创新可以划归于能源、交通运输与物流、安全购电协议（PPA，Power Purchase Agreement）、医疗卫生、楼宇自动化、通信服务、教育、金融服务、旅游、零售等十大“垂直行业”。

目前，私营部门在很多方面表现活跃，并积极为垂直行业内部及垂直行业之间提供各种解决方案。特别是在针对具有明确解决方案的商业案例方面，贡献尤为突出。此外，面对不具备明确商业条件的情况，各大城市也已有所作为，开始创建可以让私营部门企业进行营利性参与的环境和基础设施（见表2）。

表1 智慧城市的技术及应用

表2 垂直行业分类及应用技术

有哪些智慧城市在领跑

很多机构都发布了评价城市“智慧性”的多项指标体系，包括西班牙IESE商学院提出的“城市运转指数”、全球创新机构2thinknow提出的“创新城市指数”，以及由博伊德•科恩博士、智利发展大学、ESADE商学院公共治理与管理研究中心共同提出的“关于智慧城市指数主要评价指标的调查”等。

这些智慧城市指数（以及其他很多指数）旨在衡量城市在推进整个城市或个别垂直行业“智慧化”进程中，自身发展态势和/或能力的“就绪度”和“成熟度”。为了对智慧城市有更加全面的认识，理特咨询公司在现有评价指数以及经济与社会人口资源的基础上，依靠自身在全球各个智能城市项目咨询方面所积累的专业知识，建立了一套用于评估智慧城市发展水平的综合指数。

以下选取处于4个不同成熟度阶段的15个城市进行说明（见表3）。

根据我们的排名，南京、巴塞罗那、里约热内卢、首尔和曼彻斯特等城市在“平台建设”阶段位居前列的这些智慧城市领跑者遵循一种整合方法，鼓励服务提供商使用统一的开放平台，并通过该平台提供服务和数据，以便政府机构、企业以及市民和游客可以共享数据。

处于“垂直行业”阶段的城市是指那些已经启动了跨垂直行业的项目，如出行管理、用水管理及废物管理等子平台的城市。这些城市往往已经在很大程度上传达了在全市范围建设智慧平台的愿景，但这一愿景当前尚未实现。

表3 全球15>个城市及其所处的成熟度阶段

在“试点阶段”的城市，一般已经开展了个别垂直行业的发展项目，但还未实现跨垂直行业平台建设。

在“营销阶段”的城市，是指那些刚宣布智慧城市愿景及战略的城市。

分析表明，智慧城市典范都有着清晰的愿景、长期的战略目标、强大的治理能力以及广阔开放的平台，用以创建新型跨垂直行业的商业模式。

今天的“智慧城市”领跑者已经认识到，“开放性”、“整体性”和“互操作性”将成为未来领跑智慧城市的关键因素。此外，未来的城市收入也将主要来自于那些专注于为市民和企业提供服务的新型商业模式。

企业的机遇在哪里

智慧城市垂直应用的总体市场潜力巨大，魅力无限。据估计，2015年该市场规模已近1万亿美元，而且将在2020年增至超过2万亿美元，总体收入的年增长率将超过15%，许多垂直行业的年增长率将超过20%。此外，在收入方面贡献最大的能源、楼宇自动化、交通运输与物流及金融服务等四大垂直行业所提供的增长，将占到所有增长的70%。

以下提供一些案例，以理解电信运营商、公用事业和运输公司是如何从这些增长机会中获益的。

智慧城市领跑者所拥有的共性

愿景清晰、战略长远、治理有力

•迪拜怀抱着“在2017年前成为世界上最幸福和最智慧的城市”的宏伟愿景，将智慧迪拜作为治理理念，不断推动“智慧迪拜”建设，致力于“向居民和游客提供高效、无缝、安全和有影响力的城市体验”。

•巴塞罗那的愿景是将巴塞罗那打造成为一个“自给自足、社区生产力高、内部超连接、发展高速以及污染零排放的智慧城市”。为了实现这一愿景，巴塞罗那设立了明确的治理框架，涵盖了战略层面和各个具体项目的实施。

•南京市政府正积极推动实施各大创新项目，并与多个技术专家建立了合作伙伴关系。智慧南京正着力通过连接市民、政府及企业的中央通信软件为市民提供服务。

开放的平台

•中国通信服务为南京打造智慧城市服务提供了平台。南京拥有800万居民。目前，该平台已累计处理约2400万条来自政府机构（如超速驾驶罚单）、企业（包括保险和银行业）和市民的日常信息。

•里约热内卢制定了打造智慧城市的整体框架。该框架作为美国国际商用机器公司（IBM）和甲骨文公司（Oracle）建设城市平台和运营中心的基础，成功地让里约热内卢在众多领域提高了效率、降低了成本。

•巴塞罗那的智慧城市计划融合了整体平台和生态系统框架，划分为十个纵向和横向领域，以打破筒仓隔阂为目标，整合智慧城市的所有项目。

电信运营商

电信运营商已成功融入智慧城市建设的各个方面。虽然并非所有智慧城市都像斯德哥尔摩或维也纳一样拥有自己的“电信伙伴”，但底层基础设施仍需落实到位，以便为智慧城市建设提供基础服务。随着人们对安全可靠的宽带连接的需求日益增加，电信运营商将成为提供智慧城市关键应用和基础设施的重要基石。目前，西班牙电信公司和中国通信服务等电信运营商已经投身至“平台服务”的竞赛当中。这些运营商作为“总承包商”，将把服务扩展到数据聚合与分析以及运营等领域，甚至为智慧城市各利益相关方提供产品和服务。

分析发现，电信运营商可以参与三大竞赛领域，即连接性竞赛、基础设施竞赛和平台建设竞赛（见表4）：

•电信运营商很明显最擅长提供连接服务，即建立和运营智慧城市网络（如城市Wi-Fi服务）。因为电信运营商在建设和维护固定无线网络方面经验丰富，所以这也是所有电信运营商在智慧城市语境下 “最经典的竞赛环节”。遗憾的是，其创造整体价值的机会相对较小（占整个智慧城市生态系统的价值份额约为10%～15%）。此外，由于电信运营商通常并非独占网络业务，因此可以说参与“连接性竞赛”只是进入智慧城市市场的“第一步”。

•除此之外，电信运营商还可以提供规划和管理特定传感器基础设施等服务（如停车传感器和回传网络、气候和环境传感器、安保摄像设备等）。电信运营商充分了解如何根据所需带宽、等待时间和关键技术等进行网络规划，所以这些服务产品也是电信运营商在基础设施竞赛环节保持优势地位的关键因素。另一方面，电信运营商还可能面临来自美国国际商用机器公司（IBM）、思科和爱立信等全球信息和通信技术行业的竞争者，所以其总体价值份额可能只有5%～10%的小幅上涨。

表4 电信运营商在智慧城市建设过程中的三大发展契机

•在“平台竞赛”环节，电信运营商不仅要运营网络系统和基础设施，还要将其业务延伸至智慧城市信息技术平台，为城市提供数据聚合和数据分析服务，对突发状况做出及时响应，以确保城市系统可以快速安全地运行（比如在遇到交通拥堵情况时，让公共交通调整运行路线等）。进入平台竞赛环节后，电信运营商在生态系统中的价值份额将扩大至30%以上，成为智慧城市的重要参与者之一。

•电信运营商甚至可以将其服务延伸至“赋能竞赛”环节。这可能会涉及数据分析和货币化解决方案（如向外部第三方提供数据等）以及后续供应模式等方面的问题。虽然在这个环节中需要对IT系统建设进行大量投资，但一旦数据聚合和数据分析开辟了信息货币化和跨垂直行业赋能的可能性，那么其附加值将实现10%～20%的提升。

•在最后一个阶段，电信运营商可以作为城市的“总承包商”对整个智慧城市的业务和服务进行有效运营并从中获利。在这个环节的竞赛中，电信运营商将以城市的名义提供自身服务产品（既可自主研发也可技术引进），并从各种不同的商业模式中获得收入。城市只需偿付自己享有的利益，企业和市民则将直接付费给电信运营商。另外，对于那些预算有限的城市，可以先让其采取“智慧城市服务”模式，然后等时机成熟后再让其对各垂直行业进行智慧探索。实际上，电信运营商就是城市的“服务提供商”，在生态系统中具有很大的价值份额。但它们同样需要在信息技术系统建设、开发商维护、数据专家聘请以及其他可能的需求领域进行大量投资，以便更好地管理如此复杂的“端到端”模式，包括对不同的服务模型和参与其中的伙伴关系进行管理等。

公用事业

公用事业公司已经开始意识到智能家电、输配电网等日常产品和服务智能化所带来的机遇与挑战。虽然当前的重点是推进建设“智能电网”和“智能电表”，但由于相关行业不断集聚，所以很多成功的公用事业公司都选择超越传统业务模式，开始提供广泛而全面的智能服务。比如：

智能电网：智能电网是一个电力传输网络，可以智能地整合与其相连的所有用户的用电行为，从而有效地提供可持续的、经济上可行的、安全的电力供应。到2020年，全球智能电网市场价值预计将超过4000亿美元，年均复合增长率超过8%。软件制造商（过去的职责是对收集的大量数据进行分析）预计受益最多，因此公用事业类企业必须找寻合作伙伴或对自身进行重新定位，以便抓住这次机遇。美洲有很多城市都建设了智能电网，如奥斯汀、博尔德和安大略等。在欧盟，意大利国家电力公司Enel和葡萄牙国家电力公司EdP正在全国积极推行智能电网计划。同样，荷兰智能能源集团也正积极建设城市智能电网。此外，中国、韩国、印度和巴西等国也计划在未来几年投入数十亿美元用于智能电网的建设。

智能电表：智能电表是一种数字电表，可以实时记录电能消耗并将信息传回给公用事业机构和终端用户。由于智能电表的使用，公用事业公司能够采取差异化和创新式费率方案以及需求侧管理计划。另外，数据收集和集成数据管理的自动化过程也可降低运营成本。2013年，全球智能电表的市场规模约为110亿美元。近年来，在各国政府对智能电表项目的政策扶持下，智能电表的市场规模迅速增长。例如，欧盟颁布指令，要求所有成员国在2020年前为至少80%的消费者配备智能计量系统。在美国，洛杉矶水务部、奥斯汀能源部、佛罗里达州电力照明公司和巴尔的摩电气公司是实施大型智能电表安装任务最重要的部门。

汽车到电网（简称V2G技术）：大规模应用电动汽车将推动车辆和电网之间的整合，公用事业公司由此能在处于需求峰值时将联网汽车中储备的电力传送给电网以补充电能。据统计，在任意时间段都有约95%的汽车处于停泊状态。如果利用电动汽车来储存电能，那么每辆车每年将为公用事业公司创造高达4000美元的价值。与此同时，公用事业公司可以轻松地利用其在网络管理方面的技术能力、对消费模式的知识掌握以及与能源客户的伙伴关系，将自身置于电动汽车生态系统的中心位置。另外，面对即将到来的激烈竞争，与汽车和科技公司之间建立良好合作将变得至关重要。终端用户将逐渐看到V2G技术带来的好处，如可以将汽车内储存的电力以更高的电价卖给电网；通过为汽车补给更低价格的能源实现能源套利；停电时，可将车辆作为备用解决方案提供电力等。

目前，日产汽车公司和Enel集团合作开展试点项目，鼓励电网运营商利用电动汽车管理电力系统网络的需求响应。此外，德国欧宝公司也正积极测试其电动汽车在电网中作为能源缓冲存储系统的应用效果。

智能照明：街道照明是地方和市政当局提供的一项重点服务。智能照明系统不仅可以对各个灯杆进行远程管理和控制，还能对其进行亮度调节，从而使街景所受的影响最小。由于网络效率的提升和LED技术的不断发展，智能照明系统实现了50%～70%的大幅节电，平均投资回收期为7～10年。智能照明系统可以告诉公用事业机构哪些灯需要维护，甚至提供这些灯的GPS定位。此外，Wi-Fi服务、空气污染传感器和智能停车传感器等增值服务将进一步增强智能照明系统的实用性。荷兰飞利浦公司已经在鹿特丹、帕伦西亚和霍尔拜克等欧洲很多城市安置了大量智能照明点。另外，美国通用电气公司（GE）也在圣地亚哥等美国很多城市推广应用了自身研发的LightGridTM技术，完成了智能照明系统的建设。

智能家居：如今，几款应用软件正改变着家居环境。这些应用不仅让家居变得更加智能自主，也让用户和/或公用事业机构实现了对能源需求的远程管理。

终端用户享受着智能家居带来的便利，但对公用事业机构而言，这些设备提供的节能机会却可能意味着威胁。随着利润的不断下降，公用事业机构需要提升自身能力并跨越传统业务的局限来创造价值，比如与其他行业的公司建立合作伙伴关系等。此外，利用与现有客户建立的伙伴关系，公用事业机构可以为其提供智能设备，从而获得转销利润，或者取得对非必要家用电器的控制，以降低高峰时段的消费。从全球情况来看，智能家居的市场规模预计2020年将达到2300亿美元。

维也纳智慧出行

维也纳拥有世界上最古老和最长的有轨电车网络。电车轨道修建于1865年，如今全长约220公里。今天，维也纳拥有世界上第六大有轨电车网络，每年载客超过3亿人次。同时，维也纳还是欧盟第五大地下铁路网络（轨道长约80公里，年载客约4.3亿人次），其公交车年载客也平均达到约1.8亿人次。目前，维也纳公共交通网络由维也纳城市公用事业控股公司和维也纳交通线路公司联合运营，每年约服务9.4亿人次。

2011年，维也纳公用事业公司提出建设智慧维也纳的发展理念，涵盖智慧出行、智慧能源、智慧生活、智慧城市服务和智慧商务等五大维度。智慧出行旨在实现从私家汽车到环保交通的转变。发展智慧出行的一个关键举措就是利用数字技术使多交通模式融合在一起。

2012年，维也纳交通线路公司与奥地利铁路公司（OEBB）及其他很多合作伙伴共同策划并提出了“未来出行”理念，然后开展了名为“SMILE-简单出行”的合作项目。项目核心是开发一款可应用于智能手机的一站式出行原型平台，该平台被视为未来出行发展的关键。SMILE软件第一次成功克服了现有出行平台如香港的“八达通”的一些缺点：

•交通方式：虽然有轨电车、地铁和公交车等公共交通工具是城市交通的主干，但私人交通工具也很重要。所以，SMILE平台中也纳入了汽车租赁、出租车、共享汽车和共享单车等个人交通服务。

•功能性：SMILE出行平台不仅可以告知旅客所有当前可利用的交通形式，还能让用户预订、支付和使用这些交通工具。SMILE也提供联运服务。此外，由于旅行者在规划旅程时要考虑如速度、便捷、环保和价格等一系列出行因素，所以推行个性化服务也至关重要。

•媒介：现有的出行平台或解决方案提供商大多采取（离线）支付卡或类似设备进行支付，但SMILE则完全采用在线支付方式，无需另外使用纸币或离线设备。

SMILE原型平台大获成功后，维也纳对其进行了二次开发，并将其更名为“BeamBeta”，现在又进一步更新并更名为“WienMobil”。

智能家居的参与者主要分为三类，即端对端、平台方和设备提供商。公用事业机构可以在安装智能设备和智能网络后从中受益。比如，英国天然气公司启动了HomeCare计划，为客户提供设备维护和维修等可选服务。德国莱茵集团与微软公司和德国eQ-3集团合作安装中央控制器，以连接客户的家用电器。荷兰启动了名为“PowerMatching City II”的试点项目，鼓励智能家居设备（电动汽车、洗衣机和供暖装置）根据能源可获得性调整能源需求（例如，当太阳能电池板捕捉到的太阳光最强时，洗碗机会自动开启），公用事业机构由此降低能耗峰值。

交通运输部门和公司

目前，多个城市正致力于探寻一种一站式出行解决方案，旨在为城市交通带来新的体验，实现公共交通利用率和效率的最大化，减少私人交通，进而提高市民满意度。依托市政府的支持和资助，各种由公共或私营运输业者及初创企业创建的一站式出行平台（简称IMPs）正在各个城市不断涌现。这些平台将所有可以利用的公共及私人交通类型整合到一个单一的集成接口或界面，消费者利用智能手机的应用程序进入这些界面，能实现路线规划、票务预订和消费支付等行为的无缝操作。例如，维也纳的“SMILE”（现已更名为“BeamBeta”）、巴黎的“Citymapper”以及迪拜开发的出行平台等都属于一站式出行平台。

结语

智慧城市是跨行业融合的新战场。各行各业需要走出自己的舒适区，抓住城市在智慧化和可持续发展进程中所带来的新机遇。此外，跨领域合作和营造有效的技术生态系统将成为企业赢取成功的关键。那些勇于迎接挑战的企业，将有可能收获丰厚的回报。

（毛志遥 编译）

迪拜一站式出行平台

迪拜是全球私人汽车使用率最高的国家之一，其城市交通相对于其他城市稍显落后。在迪拜，平均每千人拥有602辆私家汽车，公共交通仅占城市交通的14%，与香港（55%）和伦敦（34%）形成鲜明对比。面对这一事实，迪拜政府决定大力投资公共交通基础设施，以减少人们对私家车的依赖，进而解决因城市人口和交通流量增加而造成的种种问题。2009年，迪拜政府迈出第一步，成立了道路运输管理局（简称RTA）。道路运输管理局是一个独立的公共机构，负责迪拜道路和交通基础设施的监督、管理和建设工作。随后，迪拜又对地铁和电车线路等公共交通基础设施进行了大量投资。

2015年，迪拜推出智慧城市计划“智慧迪拜”，致力于在2017年前将迪拜打造为全球智慧城市领导者。这项宏伟的计划涵盖了六个垂直行业的多项举措（智慧出行是其中关键的一个）。各个项目由城市主要公共机构负责实施，并设立了专门委员会“智慧迪拜委员会”进行集中监督。其中一些重要的项目有，创建管理城市智能服务的运营平台、开展核心电子政务计划，以及提高自由贸易区信息、通信和技术成熟度（“智慧地区”认证）等。此外，因为2020年世界博览会将在迪拜举行，所以迪拜现在正积极推行重大转型计划，旨在将智慧迪拜计划融入世博会的准备工作当中。

为了增强公共交通的吸引力，为市民提供新的城市交通体验，迪拜道路运输管理局于2016年起大力推进一站式出行战略，旨在将迪拜一切可用的交通方式集中于单一平台，从现有的公共交通方式（如地铁、电车、公交车、出租车等）到私人交通方式（如豪华轿车、私人铁路线、电子打车服务等），统统囊括其中。该平台可以通过简单应用程序或网页界面进行访问，并为用户提供端到端的无缝体验。比如，用户可以预订地铁和出租车等出行服务，并且无需使用现金，轻松支付全程消费。另外，该平台未来还可能会引入电子打车服务商，如优步和来福车，以扩大用户选择范围。迪拜将于2017年推出试点服务。