浅析未来智慧城市的发展布局

1 “智慧城市”内涵

进入21世纪的第三个十年，受困于疫情的冲击等因素，全球经济在不确定中缓慢前行，增长乏力。然而，SG网、大数据、云计算、人工智能等一系列前沿技术的发展又使人们普遍看到科技加持下经济恢复发展的美好未来。夹杂着对现实的担忧和对前景的期待，智慧城市开始越来越多地步入公众视野，而数字技术更为这一前瞻性的发展模式插上了腾飞之翼。

智慧城市就是为解决“城市病”而提出的新发展理念，具有鲜明的问题导向，重点是用技术实现环境宜居、发展可持续等目标；智慧城市具有整体性、全局性、系统性的发展思维，致力于培养城市自我适应、调节、更新的能力，从而应对传统城市治理失效乃至失败等挑战；智慧城市以普惠为导向，其资源配置既要惠及中产阶层，也要惠及普罗大众，既要考虑群体利益，也要考虑个体需求。为了实现智慧城市对美好未来的许诺，技术无疑需要发挥关键与基础的作用，考虑到智慧城市对数据的依赖，数字科技在所有技术中最关乎智慧城市发展的成败。智慧城市是一个系统性、智能化工程，有助于城市绿色、普惠、可持续发展。

2 “智慧城市”分类

2.1 中国“智慧城市”的初级阶段：智慧城市1.0

中国智慧城市还处于这个阶段，其建设包含两方面特点：一方面，加强信息基础设施建设，提高通信网络带宽，建设新一代信息基础设施，如宽带、4G、WIFI、云计算数据中心、物联网、移动互联网等；另一方面，主要重点领域启动智能应用服务，如智能政府、智慧城市管理、智能交通、智能医疗服务、智能教育、安全城市、智能物流和智能社区等。其中，智能交通、安全城市、智能医疗服务和智能政府是应对居民需求和政府需求的四大方向。

2.2 中国“智慧城市”高级阶段：智慧城市2.0

中国智慧城市仍处于起步阶段，正处于向高级阶段过渡的阶段。智慧城市的高级阶段称为“智慧城市2.0”，是智慧城市的高级智能阶段。除此之外，大数据是高级智能的源泉，所以智慧城市发展的高级阶段是大数据高级阶段。

智慧城市2.0包含三大特征：第一，新一代信息基础设施被广泛使用，基础设施云化；第二，大数据是智慧城市的核心，输入是来自云基础设施的数据采集，输出是基于分析和数据挖掘的上层智慧应用；第三，智能应用服务于产业、城市和居民，其中智能工业园、智能制造和智能农业服务于产业，智能政府和智慧城市管理服务于城市，智能交通和智能教育服务于居民。

3 国内“智慧城市”未来发展地区布局

自IBM推出智慧城市概念以来，目前全球已有100多个智慧城市。美国、欧盟、日本、新加坡几年前就已经开始了基于信通技术和信息的智慧城市发展。目前，这些海外先进城市的重点是区域技术试验、智能应用试实验、低碳绿色城市发展。

目光转向国内，许多智慧城市研究人员认为，到2030年底，中国城市化率达到83%，城市发展、人口、环境和资源之间的矛盾日益突出，智慧城市是解决矛盾的突破口。自2013年以来，已批准近300个城市进行智慧城市试点。未来智慧城市布局主要试点城市将会集中在东部沿海城市，目前来看山东和江苏的试点城市数量分别为25个和20个，是全国前两名省份，而西部地区的试点城市数量相对较少，这与城市的整体经济发展水平有关。2015年4月，建设部公布了全国第三批试点城市名单。尤其是试点城市的选择更注重调查资金来源和项目经验，智慧城市建设更注重实效。

当今，中国智慧城市建设从盲目追求到实现落地，而且建设投资正在回归理性水平。中国智慧城市市场2019年达到8480亿元，信息技术投资增长率为40.4% 。从增长速度来看一些智慧城市试点，可以发现，拔得头筹的增长速度是中部地区和西部地区，特别是东部地区是最后一个。大约300个城市被选为中国最聪明的城市。未来东部地区智慧城市建设将会呈现火爆趋势，中部地区次之，西部地区最后。2030年后智慧城市建设主要集中在中国东部地区，因为该地区经济越发达，建设智慧城市的信息就越丰富，经过十多年的智慧城市建设，我国智慧城市的分布将会更加均匀，中西部地区有越来越多的智慧试点城市。

4 国内“智慧城市”的未来技术发展布局

智慧城市被视为加快工业化、信息化、城镇化和农业现代化的重大战略。此外，智慧城市战略被视为在城市规划、建设、管理和运营中利用现代科学技术(如物联网、云计算、大数据、空间地理信息)的强大催化剂。一方面，“智慧城市”是指智能的、可持续的城市发展，其起源可以追溯到为了应对气候变化和社会问题，世界各地的政府和规划者都意识到了“智能增长”的重要性，并为现有和新兴城市设计了更加智能和绿色的计划；另一方面，“智慧城市”的概念是指具有普适计算和数字仪表设备的城市环境。在这个层面上，“智慧城市”可以分为四层，即传感器层、网络层、平台层和应用层。在这里，信通技术基础设施的可用性和质量被认为是智慧城市的基本要素，而技术至关重要。将信通技术嵌入城市基础设施不足以使城市变得智能，而“智慧城市”一词更广泛地指的是城市区域内知识经济的发展。在这一愿景中，还包括可以通过信通技术得到加强的政策和治理。智慧城市是技术、人和制度组成部分之间的有机联系。

实际上，智慧城市的建设意味着信息收集、网络层、平台层和应用层四层的建设。虽然大多数讨论都提出了智慧城市的定义、愿景和特征，但很少有研究涉及发展智慧城市的参与者。了解行动者的动机和角色有助于分析存在的问题和潜在的风险，并找到新的解决方案来指导进一步的智慧城市建设。

4.1 “信息收集”布局

启用智能服务的第一步是使用对象感知和信息收集层收集上下文信息。传感器可以实时监控自己，并智能地自行行动。它们可以用于监控公共基础设施和人类的生理活动，收集数据并发送到具有网络层的中央信息系统，在那里可以通过这些数据作出智能决策。传感器层由无线传感器节点组成，如RFID标签、RFID阅读器、摄像头、GPS、Qr码标签和阅读器等，通常设置在一个网络中，也称为“无线传感器网络”。

4.2 “网络层”布局

网络层是信息交换和传输的路径，包括接入网(AN)和传输网。传输网络由公网和专网组成，包括典型的电信网(固话和移动)、电视网、互联网、宽带网、电力通信网、专网(VPN)。接入网包括光纤接入、无线接入、以太网接入、卫星接入等多种接入方式，接入RFID网络和底层传感器网络。

4.3 “平台层”布局

平台层负责信息处理和控制。虽然信息处理可以在智能手机等智能终端上进行，但更复杂的基于大数据的任务是通过云计算平台完成的。平台层具有协调、管理、计算、存储、分析、挖掘、为行业和用户提供公共服务等多种功能，包括业务支撑平台(中间件平台)、网络管理平台(如管理平台)、信息处理平台、信息安全平台、服务支撑平台。

4.4 “应用层”布局

应用层是物联网技术与行业专业技术相结合，实现广泛应用智能服务的解决方案集。有了应用层，智慧城市才能最终实现信息技术与产业技术的融合，对国民经济和社会发展产生深远影响。基于从传感器层收集的最新信息，可以对物理现象做出快速响应。这些实时城市数据可以有效创建新服务，改善基础设施完整性(能源、交通等)，提高城市管理效率(治理、监控、治安等)以及解决环境退化问题。

5 国内“智慧城市”各组织职能布局

5.1 政府

政府和市场将是智慧城市发展的两个最重要的利益相关者。当IBM提出“更智能的世界”和“更智能的城市”的想法时，中国批准了“中国经济刺激计划”，在基础设施和社会福利方面投资4万亿人民币，相当于5610亿欧元。此后，各级政府和企业看到了发展机遇，纷纷参与智慧城市建设。从2010年开始，中国开始建设智慧城市，到2020年底，已有180多个城市加入智慧城市建设，通信网络、数据平台等基础设施建设投资规模已达到近5000亿元人民币。未来智慧城市被认为是贯彻党中央及国务院关于创新驱动发展、推进新型城镇化、全面建设小康社会的重要举措之一。

5.2 市场

智慧城市被誉为“四个现代化”：工业化、信息化、城镇化、农业现代化，市场在这一过程中也起着至关重要的作用，未来越来越多的电信运营商、国内外IT公司纷纷参与智慧城市建设，拓展自己的地盘。据统计，三大电信运营商已与各省、地级市政府签署智慧城市战略合作协议，合作协议达成85%以上。三大电信运营商都提出了自己的智慧城市战略，不仅致力于建设通信网络，还在全国各地分布布局云计算中心，以扩大信息服务领域的市场份额。国内外从事智慧城市业务的信息技术公司越来越多。中国智慧城市上市公司已达33家，物联网、云计算、大数据、智能电网、智能医疗等与智慧城市相关的上市公司达229家。此外，进入中国智慧城市领域的国外大型企业已经达到30多家。

5.3 公共部门

除了政府，许多公共部门也将参与智慧城市的发展，这类公共部门包括高校、医院、警察等，这些公共部门以间接的方式建设智慧城市，也就是说，他们经常与政府和市场合作，购买他们的产品和服务来提供智慧城市服务。例如，中国移动与学校合作开展了教育信息化工程，这是一个“三位一体的教育网络”工程，由教育信息化机房和教育信息化应用平台建设、计算机网络和管理网络组成。在吉林，他们的光纤已经安装在81所学校和整个县教育局，在项目开始近一年后，形成了一个视频监控系统。

6 结语

未来，电信服务提供商继续受益于他们在网络中的优势，并在其他领域拓展业务，不仅不断扩大网络覆盖范围和提高网络质量，而且还在探索新技术来构建新的网络层。同时，可以利用云计算技术构建传感器层与平台层。未来将会有越来越多的应用开发者加入智慧城市建设，传感器层、网络层和平台层三个基本层的建设，将为开发商搭建应用层提供平台，吸引更多的社会资本和私营部门参与智慧城市建设，未来智慧城市会有更多的自下而上的发展，中国将建成多个高度智能化的“智慧城市”典范。