城市运行生命体征指标体系方法论及构建研究

白喆 董正浩 邓成明

(中国联合网络通信有限公司智能城市研究院,北京100048)

0 引言

《数字中国建设整体布局规划》指出,建设数字中国是数字时代推进中国式现代化的重要引擎[1]。城市作为汇聚生产要素、生活要素的区域中心,是推进数字中国建设的重要内容,是承载经济、政治、文化、社会、生态文明建设的重要载体,提升城市治理水平对加快建设数字中国、推进新型城镇化战略全面落地具有关键作用。习近平总书记在党的二十大报告中提出,以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴,要求打造宜居、韧性、智慧城市,为“十四五”时期我国城镇化建设高质量发展指明了道路。

在数字技术不断创新突破的大背景下,城市已经逐渐演变为以城运中心为“大脑”、以通信网络为“血管”、以数据资源为“血液”、以物联设备为“感官”的城市生命体。因此,开展城市运行生命体征指标体系研究,对于全面、客观、及时监测城市运行状态、洞察城市建设水平、指引城市健康发展具有重要意义。本文对国内城市运行生命体征指标体系的研究现状进行了总结和分析,深入剖析了主流厂商的建设成果和经验,基于此,本文提出了“需求分析—框架搭建—指标梳理—实践应用”四阶段指标体系建设方法论,详细阐述了指标体系的建设过程,并对城市运行生命体征指标体系提出了发展建议。

1 城市运行生命体征指标体系研究综述

1.1 城市运行生命体征指标体系的内涵

城市运行生命体征指标体系是一组用于衡量城市发展状态的指标集,该指标集将城市类比于生命体,通过汇聚和处理城市中的组织、人、地、物等主体数据,管理、服务、协作等行为数据,经济、环境、民生等领域的成效数据,描述城市运行态势、预测城市发展趋势、总结城市发展规律,助力推动城市安全高效发展。

随着我国城镇化水平不断提升、城市治理体系逐渐完善,城市发展状态测量评估正在成为“以评促建”推动城市建设升级的重要手段。经国家市场监督管理总局批准发布的《新型智慧城市评价指标》(GB/T 33356-2022)[2]立足城市发展全局,以推动新型智慧城市健康可持续发展为目标,面向地级及以上城市和县域城市,构建了涵盖惠民服务、精准治理、生态宜居、信息基础设施等方面的评价指标体系。住房和城乡建设部发布的“2020年城市体检工作方案”[3]以发现城市发展和城市规划建设管理存在的问题为出发点,提出了涵盖生态宜居、健康舒适、安全韧性等八个维度的城市体检指标体系,共包括50项具体指标,为促进城市人居环境高质量发展赋能。自然资源部发布的《国土空间规划城市体检评估规程》[4]聚焦城市发展状态和规划实施动态,从安全、创新、协调、绿色、开放、共享六个方面提出33项基本指标,89项推荐指标,助力城市管理者及时掌握城市空间品质提升的难点和痛点,为优化国土空间规划、提高城市治理能力等提供支撑。相比于以上评价指标体系,城市运行生命体征指标体系以洞察城市发展现状、掌握城市发展脉络为重点,以推动城市治理效能提升为目标,具备覆盖领域全面、指标易于量化、动静指标结合等特征,是建设城市治理体系和实现治理能力现代化的重要手段。

1.2 典型城市运行生命体征指标体系的研究

上海市、广州市、宁波市以政府治理、产业发展、民生服务、生态环境等领域为着力点,构建了具有本地特色的城市运行生命体征指标体系。

1.2.1 上海市依托城市运行数字体征系统打造超大城市治理新范式

2021年6月,上海市在国内率先发布了“上海城市运行数字体征1.0版”[5],将城市运行态势细化为55个类别、1 000多个指标,助力超大城市“智慧体检”。一方面对城市运行情况进行全方位监测,及时获取气象、土壤等自然环境数据,人流、车流等城市动态数据,政务服务、民生普惠等城市治理数据,感受“城市呼吸”、摸准“城市脉搏”、测量“城市体温”;另一方面充分归集物联感知设备、视频监控资源、市民服务热线等数据,发现城市运行异常和问题,研判城市发展趋势和方向,提升“城市之声”、擦亮“城市之眼”、放大“城市之感”。“上海城市运行数字体征1.0版”对接了200多类、超1 100万个物联感知设备,汇聚了50余个管理主体,将近200个系统、1 000多个应用以及TB级数据资源,每天采集城市运行动态数据3 400多万条、处置市民反映事项近2.5万件,已经成为上海市提升城市治理现代化水平、促进城市运行事件高效能处置的重要抓手。

1.2.2 广州市以城市运行指标体系推动城市生命体健康生长

广州市按照“一图统揽、一网共治”的总体思路,打造“穗智管”城市运行管理平台[6],实现城市运行监测、预测预警、协同联动、决策支持、指挥调度,聚焦党建政务、公共安全、经济建设、文化发展、交通运输等8个维度,构建了城市运行指标体系,通过汇聚超11万个物联设备的感知数据、超36万路监控设备的视频数据、24个主题应用30余亿条业务数据、2 700多个城市体征数据项,推动城市监测全时域、全场景覆盖,城市治理跨层级、跨部门协同,助力政府部门从宏观层面及时掌握城市运行态势,从微观层面深入洞察城市发展瓶颈,推动广州城市生命体升级进化、健康成长。

1.2.3 宁波市以城市运行体征指标体系赋能现代化滨海大都市建设

宁波市抢抓浙江省全面推进“数字化改革”契机,加速开展城市运行管理服务平台建设,打造了“一网感知”城市运行体征系统[7],聚焦“安全、干净、有序、便捷、满意”五个方面(一级指标)构建了城市运行体征指标体系,包含社会安全、环境卫生、交通秩序、群众办事、生活服务等16个二级指标,传染病发病率、生活垃圾产生总量、潮位预警、城市道路干净指数、12345群众满意度等200余个三级、四级指标,联合公安、应急、住建、生态、交通等行业监管部门,打破“数据孤岛”、促进数据互通,整合视频数据超10万路、接入近6 000 km城市管网数据、实现20余项城市运行异常问题的识别和采集,助力城市体征数据的全量采集汇聚、运行状态的全域监测预警,全力支撑宁波市建设现代化滨海大都市。

如表1所示,三个城市运行生命体征指标体系多以当地发展情况、城市建设需求、城市发展愿景和区域禀赋等为出发点,以现有物联感知体系为立足点,以城市运行实时监测为落脚点,以高效处置城市事件为目标点,引领指导城市走出特色化发展之路。

表1 三个城市运行生命体征指标体系实践模式对比

1.3 主流厂商城市运行生命体征指标体系的研究

杭州数梦工场科技有限公司(简称“数梦工场”)、腾讯等主流厂商在城市运行生命体征指标体系建设方面积累了丰富的技术产品和实践经验。

1.3.1 数梦工场以“1+2+N”为架构打造“数智城市指标系统”

数梦工场基于多年智慧城市建设经验积累和自研产品体系构建了“1+2+N”的“数智城市指标系统”[8]。“1”是一套城市运行生命体征指标体系,包含了政治、经济、社会、生态、民生五个维度的5 000多项指标[8],为数字城市指标系统提供了底层支撑和核心构件;“2”是指标体系运行平台(DTSphere IFP)和数据服务链平台(DTSphere DSC),指标体系运行平台提供了定义、设计、对接、应用、升级等全寿命各环节的指标管理服务,数据服务链平台整合数据汇聚、治理、流通、安全等产品,为数据在部门间、区域间、层级间高效率共享和高质量治理提供支撑,推动城市全量数据资产的运营和维护;“N”是多个场景指标体系,数梦工场通过与国家信息中心、安吉县政府、浙江大学等单位合作,形成了以绿色智慧城市评价指标体系、平安指数等为代表的场景指标体系,推动各地城市建设补短板、锻长板。

1.3.2 国家信息中心与腾讯共同发布“现代化城市体征评价体系”

国家信息中心和腾讯从“一个核心、五个统筹”的设计理念出发,聚焦基础设施、经济发展、文化建设、民生服务、治理能力和生态环境6个方面,构建起涵盖30多个领域、300多项指标的“现代化城市体征指标体系”[9],并打造了城市体征平台,通过构建连接政府、企业、公众的数据通道,依托大数据、云计算等数字技术,建立主题场景、城市体检、智能建模等9大功能组件,完整覆盖城市运行监测、城市建设评价、城市发展决策3个场景,助力全域化监测城市运行状态、科学化编制城市体检报告、多维度描绘城市发展蓝图。

可以看出,国内主流厂商以自身数字技术能力体系、智慧城市建设经验为依托,联合研究机构、高等院校、地方政府等,一方面着力打造通用型城市运行生命体征指标体系,并与自身成熟的平台系统相结合,为全面、客观、准确评估城市发展态势提供支撑;另一方面聚焦城市运行垂直领域,通过对通用型指标体系的裁剪和补充推动实践应用,满足落地城市的差异化发展需要。

2 城市运行生命体征指标体系方法论

本文着眼于城市运行水平数字化提升、长效健康发展,构建了“需求分析—框架搭建—指标梳理—实践应用”的四阶段建设方法论,如图1所示。

图1 城市运行生命体征指标体系方法论

在需求分析阶段,通过分析国家、省、市等各级城市治理相关政策文件,整合梳理城市交通运输、便民服务、经济发展等方面的总体性需求,同时以国家标准、行业标准、地方标准为依据,归纳总结城市发展相关标准性需求[10],整理各地城市发展的通用性需求,形成城市运行生命体征指标体系建设详细需求,为后续指标体系构建指明方向。

在框架搭建阶段,首先从城市运行状态监测、城市运行异常处置、城市发展辅助决策等方面设定城市运行生命体征指标体系建设目标,并在目标指引下搭建指标体系总体框架,明确覆盖领域、层次级别等,最后确定具体指标的选取原则。

在指标梳理阶段,以政策文件、标准规范、专业研究机构成果、标杆城市建设经验、政府部门现有指标等为来源,选取满足建设需求、符合总体设计思路的具体指标,并明确各指标的内涵定义、计算方法、参考阈值、数据来源等,为指标体系的应用实践和优化升级奠定基础。

在实践应用阶段,利用指标体系直观展现城市全时空运行态势、实现城市治理各个领域的精准化预测预警、推动城市应急事件的协同化闭环处置、支持城市发展的智能化辅助决策,助力城市精细化治理和高效运行。

3 城市运行生命体征指标体系构建

3.1 需求分析

近年来,我国城市治理水平不断提高,但交通拥堵、空气污染等治理难题依然存在,暴雨天气、燃气爆炸等突发事件时有发生,城市运行态势难以通过指标体系等量化手段进行准确度量、预测预警、优化提升,城市治理面临“有痛点无指标、有指标无系统、有采集不连续、有数据无分析”等问题。在此背景下,亟需构建一套涵盖多维度指标、多目标评估、多场景应用的城市运行生命体征指标体系,推动城市治理能效持续提升。本文通过对《关于继续开展新型智慧城市建设评价工作 深入推动新型智慧城市健康快速发展的通知》等国家政策文件的梳理,对《智慧城市 城市运行指标体系 总体框架及指标制定要求(征求意见稿)》等标准规范文件的研究,对成都市《城市运行数字体征体系建设规范》等城市实践成果共性内容进行总结,将具体建设需求总结归纳为以下五个方面。

一是以人民为中心,提高民生服务质量。需要选取城市居民生活涉及到的医疗、教育、就业、养老、助残、社会保障相关的指标,全面反映城市民生服务的供给质量、供给深度、供给范围。

二是以城市治理为核心,提升政府治理效能。需要从城市基础设施建设运行情况、老旧小区改造情况、市容市貌整治情况等方面对城市治理情况进行综合监测,并关注政务办公协同化、政务服务便捷化、政务监管常态化水平,同时对一体化政务大数据体系构建,城市数据资源汇聚、治理及应用等进行评估。

三是以激发数字经济新动能为抓手,推动产业经济加速发展。在准确把握宏观经济发展态势的基础上,应重点关注传统企业数字化转型进程、数字经济发展情况,为优化营商环境、制定产业发展政策提供支持。

四是以“水气声土”为重点,促进城市生态系统保护。以建设“无废城市”“海绵城市”、绿色城市为目标,需着重观测城市水体水质情况、空气污染情况、环境噪声情况、土壤污染情况、城市绿化情况等,为提升城市绿色宜居水平提供参考。

五是以虚实融合为要义,筑牢城市安全防护底线。应深入把握物理城市与数字城市“虚实共生、互促共进”的发展理念,在关注基础设施安全、交通运输安全、公共安全等物理城市安全内容的同时,也要注重信息内容安全、信息管理安全等数字城市安全要求,构建“全面覆盖、表里合一”的城市安全双重基座。

3.2 框架搭建

3.2.1 确立“以推动城市高质量发展为核心”的建设目标

城市运行生命体征指标体系的建设,应以更好地满足人民群众对便捷化、智慧化生活的憧憬和需求为出发点,依托元宇宙、大数据、人工智能、物联网等数字技术,将新技术的实践应用与城市的运行发展有机结合。打造城市稳定运行的“体检表”,基于数据高效互通和算法模型应用全面感知城市运行状态、准确研判城市发展趋势。建设城市突发事件的“报警器”,构建全域、实时、精准的异常情况发现机制、风险防控模式、事件处置流程。树立城市未来发展的“指路牌”,以监测评估结果为依据,为城市规划、设计、建设、管理、运行各环节提供数据支撑和决策依据,提升城市运行、政务服务、政务办公的工作效能。最终以指标体系支撑构建泛在感知、高效汇聚、虚实共生、迭代演进的城市运行新模式。

3.2.2 搭建“五域三级”的总体架构

本文从上述建设需求出发,同时参考中国信息通信研究院提出的“新型智慧城市架构和十大核心要素”[11],将城市运行生命体征指标体系分解为民生服务、政府治理、产业经济、生态环保、安全防护五个域(一级分类),如图2所示。

图2 城市运行生命体征指标体系总体架构

民生服务域主要用于监测评价城市居民生活领域信息化服务体系的发展水平,评估市民获得生活服务的便利性、及时性、有效性,主要包括文化教育、医疗健康、养老服务、就业保障、残疾救助、婴幼抚育、社区服务等10个二级分类。

政府治理域主要面向政府部门,对城市运行“一网统管”、政务办公“一网协同”、政务服务“一网通办”、城市数据“一网通享”等方面的发展情况进行评估评价,主要涵盖城市治理、智慧政务、数字资源3个二级分类,其中城市治理包含事件管理、基础设施、综合管理等6个三级分类,智慧政务包含政务服务、政府效能、党政司法等5个三级分类,数字资源包含数字基础设施、数据治理等4个三级分类。

产业经济域以推动实体经济与数字经济进一步融合、加快产业数字化和企业数字化升级、打通产业链、优化产业结构、促进一二三产业共同繁荣,以实现经济整体发展提质增量为重点,细化分解为宏观经济、产业运行、企业发展等5个二级分类。

生态环保域以“两山”理念为引领,以“人与自然和谐共生”为目标,综合考虑城市生态环境的健康度、舒适度,主要表现城市在环境监测、生态治理、绿色宜居等方面的发展水平,包括水环境、空气环境、噪声环境、土壤环境等7个二级分类。

安全防护域以评估社会及市民开展日常工作、生活各项活动所依赖的外部环境及秩序的安全性、稳定性为目标,主要包括物理城市安全、数字城市安全2个二级分类,其中物理城市安全包含自然环境安全、基础设施安全、公共卫生安全、城市交通安全等7个三级分类,数字城市安全包含信息内容安全、信息技术安全等4个三级分类。

3.2.3 明确城市运行生命体征指标选取的“五个结合”原则

城市运行生命体征指标的选取应严格遵循建设目标,在体系框架的范围内,遵循“五个结合”的选取原则。

科学与可得相结合。应以权威、公认的理论和方法为基础,开展指标选取和数据计算,指标体系应能够完整、准确体现城市发展内涵和思路,符合基本的逻辑常识。应尽量保证数据的可得性,采用政府部门主动公开的政务数据、保护市民个人隐私的公众数据和符合商业保密需求的企业数据等。

可行与先进相结合。指标既要从现实情况入手,聚焦新型城镇化、双碳、区域协调发展等当前阶段城市建设重点,也要充分借鉴国际国内前沿研究成果、典型示范案例,以指标体系推动城市发展的探索和实践。

全面与典型相结合。指标体系应作为一个整体全面呈现城市发展轨迹,从多层次、多角度反映城市发展的现状、特征和趋势。应选取能够精准刻画城市活动内在机理、外部联系的最具关键性和代表性的指标,同时应对复合性指标进行适当解耦,确保各具体指标之间的独立性,避免指标重复。

静态与动态相结合。在指标体系构成方面,既要保持总体框架长期稳定,保留人口数量、经济体量等基础指标,也要根据产业发展特征、社会治理模式等的变化对具体指标进行动态调整;在指标属性方面,不仅需要选取能够反映城市运行实时状态、更新频次高的指标,还需要选择发展变化慢、体现城市活动长期发展规律的静态指标,实现立体化、多尺度勾勒城市画像。

定量与定性相结合。指标选取需要秉持“定量为主、定性为辅”的总体思路,降低主观因素对指标体系呈现结果的影响,以定量指标对城市运行状态进行针对性、具体性测度,以定性指标对城市发展阶段等进行综合评估。

3.3 指标梳理

遵循“五域三级”的框架体系,本文综合运用要素分析法、资料调研法、专家咨询法等,从政策及标准、专业机构的研究成果、先进经验及现有指标几个方面选取城市运行生命体征具体指标。

政策文件及标准规范不仅可以深度体现各级政府对于城市发展的核心理念和根本思路,还为观测城市的发展情况指明了具体的方向和内容。以“安全防护域”为例,《“十四五”国家安全生产规划》[12]提出“十四五”时期“单位国内生产总值生产安全事故死亡率”下降33%,《安全韧性城市评价指南》(GB/T 40947-2021)将“亿元地区生产总值安全生产事故死亡率”指标分为四个等级,可见该指标对衡量城市安全水平的重要性。本文将“亿元地区生产总值安全事故死亡率”纳入“安全防护域”的“物理城市安全—城市生产安全”分类中。

专业研究机构基于自身在智慧城市领域的理论研究基础及重点聚焦内容,发布了各有侧重的城市运行评价指标体系。以“产业经济域”为例,在中国社会科学院和联合国人类住区规划署合作研究的《全球城市竞争力报告(2020—2021)》[13]中,“劳动生产率”作为“经济活力”的一项指标,用于衡量城市可持续竞争力。本文也将“全社会劳动生产率”纳入“产业经济域”的“宏观经济”分类中。

城市治理先进地区从本地建设现状出发、以城市发展规划为蓝本,构建了各具特色的城市运行生命体征指标体系或智慧城市评价指标体系,具有一定的参考价值。以“生态环保域”为例,宁波市的城市运行体征系统将“生活垃圾处理量”作为“无废城市”的一项指标。本文也将该指标纳入“生态环保域”的“利用处理”分类中。

此外,各地城管、交通、环卫、应急、文化教育等部门在日常工作中,都已形成诸如城市路灯总数、道路平均拥堵时间、废气污染源排放达标率、人均应急避难场所面积、高中毛入学率等常用城市体征指标,也应纳入指标体系中。

在此基础上,本文对各项指标的内涵定义、计算方法、参考阈值等进行了明确,并初步确定了政府数据(政务公开数据、统计年鉴数据等)、第三方数据(可收集到的高校、研究机构、企业等的数据)、调研数据(针对城市体检、智慧城市评价等特定目的,向政府部门、企业、社会公众等主体调研得到的数据)等数据来源,最终形成了涵盖5个域(一级分类)、27个二级分类、26个三级分类、500余项具体指标的城市运行生命体征指标体系。

3.4 实践应用

城市运行生命体征指标体系主要应用于城市运行态势展现、城市事件预测预警、城市应急闭环处置和城市发展辅助决策四个方面。

3.4.1 城市运行态势展现

利用传感器、摄像头等城市物联感知设备及“12345”热线、市民“随手拍”等公众反馈渠道,以指标体系为模板,对城市运行数据进行采集、处理、分析和呈现。在宏观层面,重点展现城市人口迁移情况、城市交通拥堵情况等全局性指标数据,方便城市管理者清晰、准确了解城市运行全貌;在微观层面,聚焦社区安全防护情况、基层社会矛盾化解情况等局部性指标数据,深入洞察区县、镇街治理态势;在业务层面,分类呈现住建、城管、民政、环保等领域城市治理情况,同时从场景视角展示河湖治理、老旧小区改造、公共卫生安全等专项工作的推进情况。

3.4.2 城市治理预测预警

对城市治理风险重点领域进行实时运行情况监测,依托专家意见设定指标数值正常范围,对可能发生的风险或已经存在的问题进行预警、报警、趋势分析[14]。同时,基于事件预测结果、风险研判结论、可能引发次生(衍生)风险等的多因素耦合分析结果,形成综合性的风险预警分析报告,根据预警分级规则,自动确定预警级别,形成不同等级的预警信息,并推送至相关主管部门进行处理。

3.4.3 应急事件闭环处置

高效汇聚市政府各委办局的政务数据,推动城市应急事件的及时获取和高效处置。在事件发生初期,依托指标体系可以及时掌握事件的出现位置、发生时间、发生原因等信息,并对事件影响范围、人员伤亡、财产损失等进行初步评估;在事件发生中期,基于指标体系可以清楚了解应急队伍的分布情况、应急资源的储备情况等,支撑城市运行指挥中心对事件进行统筹分派、集中指挥、协同处置;在事件发生后期,指标体系可以动态反映事件处置结果、各部门工作情况,为逐步提升城市应急能力、应急工作考核督查提供帮助。

3.4.4 城市发展辅助决策

以指标体系收集到的地理信息数据、人口数据、城市部件数据等为基础,运用专家研判、目标对比、智能模型等分析手段,梳理城市发展历程、总结城市发展规律、发现城市发展瓶颈、预测城市发展趋势,为城市国民经济和社会发展规划、新型城镇化实施方案等宏观政策的发布打好基础,为城市路网建设规划、文教事业发展计划、重点产业发展布局、基础设施建设规划等专项政策的制定提供支撑,助力城市管理者智能化决策、精准化施策。

4 发展建议

以数为核、赋能平台。在数据层面,应以城市数据资源的高效汇聚为核心,实现政务数据、公共数据、社会数据的跨层级、跨系统、跨部门融合,为城市全域治理能力、行业领域监管水平的提升夯实数据资源基础。在平台层面,应为“城市大脑”“一网统管”“一网通办”等平台系统提供监测手段、评估工具、行政依据,助力城市运行风险防范、城市事件闭环处置。

统筹推进、共同参与。应由政府部门牵头,逐步形成政府、企业、市民共同参与的建设推进机制。政府部门应根据部门职责明确指标体系建设需求、确定指标数据来源、统筹指标体系的宣贯落实;企业应充分发挥技术产品优势,建设指标管理平台、指标数据采集系统等共性工具,支撑指标体系的开发、应用、优化;同时政府部门应引导市民公正、客观反馈城市建设带来的体验感、获得感和幸福感,为城市健康发展出谋划策。

以用促建、迭代升级。需紧盯城市发展需求、瞄准城市发展短板,为解决城市规划、设计、建设、管理、运营等全生命周期重要环节中的重点问题提供评估标准和解决路径,同时需要根据城市发展的不同阶段、不同模式对指标体系进行动态调整和完善,最终形成“以指标体系促进城市健康发展,以城市发展倒逼指标体系不断优化”的闭环机制。

因地制宜、分类施策。在落地实施中,可以根据目标城市的区位因素(如东部城市、中部城市、西部城市)、级别因素(如副省级城市、地级城市、县级市等)、资源因素(如资源型城市、旅游城市)等特征对指标体系进行裁剪,促进城市体征监测更具客观性、公平性、指导性;同时可以面向城市管理、环境治理、应急管理、基础设施管理、公共安防等领域,对现有指标体系进行细化和补充,实现对垂直领域和特定场景下城市体征的精准监测。

5 结束语

推动建设安全稳定、健康智慧的城市生命体,应充分发挥生命体征指标体系在状态监测、预测预警、发展决策等方面的重要作用,以“需求分析—框架搭建—指标梳理—实践应用”的思路建设优化城市运行生命体征指标体系,支撑城市治理效能提升、民生服务质量优化、产业发展模式创新,全面推进城市数字化转型和数字中国的建设。