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智慧城市概念、关键技术和发展思路 - AG亚游有限公司

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智慧城市概念、关键技术和发展思路

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2015-04-21

 

一、智慧城市的概念

智慧城市是基于物联网、云计算、人工智能等技术而形成的一种新型信息化的城市形态,营造有利于创新涌现的生态,实现全面透彻的感知、宽带泛在的互联、智能融合的应用以及以用户创新、开放创新、大众创新、协同创新为特征的可持续创新。

 

全国人大原副委员长成思危对“智慧城市”给出了狭义与广义的2种较全面的定义。狭义的定义就是用信息技术来改进城市管理,促进城市发展;从更广义的角度来看,智慧城市就是如何尽可能优化地配置好城市各种核心资源,管理与发展好城市。

 

智慧城市的基本内涵包括:可持续性、多维架构、整合与优化资源配置、城市各职能部门及相关企业的责任、技术、提升、实际。

二、智慧城市关键技术

智慧城市建设离不开泛在-物联/传感网、移动互联网、云计算、自组织网络SON、大数据处理、虚拟现实、异源异构数据集成等技术的支撑。

 

表1 智慧城市涉及的关键技术

1

泛在-物联/传感网

泛在网是指基于个人和社会的需求,实现人与人、人与物、物与物之间按需进行的信息获取、传递、存储、认知、决策、使用等服务,网络具有超强的环境感知、内容感知及其智能性,  为个人和社会提供泛在的、无所不含的信息服务和应用。

物联网是指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力或执行能力的各种信息传感设备,通过网络设施实现信息传输、协同和处理,从而实现广域或大范围的人与物、物与物之间信息交换需求的互联。其中末端网包括各种实现与物互联的技术,如传感器网络、RFID、二维码、短距离无线通信技术.、移动通信模块等。是继电信网和互联网实现人与人通信之后,着重连接物理世界的应用及相关产业。

传感器网络是利用各种传感器(光、电、温度、湿度、压力等)加上中低速的近距离无线通信技术构成一个独立的网络,  是由多个具有有线/无线通信与计算能力的低功耗、小体积的微小传感器节点构成的网络系统,它一般提供局域或小范围物与物之间的信息交换。是物联网末端采用的关键技术之一。

2

移动互联网

是通过智能移动终端,采用移动无线通信方式获取业务和服务的新兴业态,包含终端、软件和应用三个层面。随着技术和产业的发展,LTE(4G通信技术标准之一)和NFC(近场通信,移动支付的支撑技术)等网络传输层关键技术也将被纳入移动互联网的范畴之内。

3

云计算

是基于互联网的计算方式,通过这种方式,共享的软硬件资源和信息可以按需求提供给计算机和其他设备,通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。

4

自组织网络SON

是由一组带有无线收发装置的移动终端节点组成的无中心网络,是不需要依靠现有固定通信网络基础设施的、能够迅速展开使用的网络体系,是没有任何中心实体、自组织、自愈的网络;各个网络节点相互协作、通过无线链路进行通信、交换信息,实现信息和服务的共享。

5

大数据处理

是新一代技术和构架,用于以更经济的方式、以高速的捕获、发现和分析技术,从各种超大规模的数据中提取价值,而且未来急剧增长的数据迫切需要寻求新的处理技术手段。大数据技术由分析技术、存储数据库、分布式计算技术构成。

6

虚拟现实技术

是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界,提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身临其境一般,可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物,它为实施智慧城市战略提供了三维描述方法和人机交互的虚拟城市环境,具有多维动态可视化和实时交互式操作的效果。

7

异源异构数据集成

由于软硬件平台及数据模型的不同,导致存取方式、结构和精确度都不同的数据,包括以关系表为代表的结构化数据、以 XML 为代表的半结构化数据和以文本文件为代表的无结构化数据。异源异构数据的集成能更好地利用分布在各处的数据资源,实现不同数据资源的合并和共享。


三、智慧城市的发展思路、模式与类型

(一)智慧城市发展思路

 

全球智慧城市的发展思路主要分为广义智慧城市与狭义智慧城市。广义智慧城市思路推崇智慧增长理念的全面推广,强调将智慧增长理念贯穿于整个城市的诸方面,追求最终形成一个长期的智慧增长道路,而非短期的技术炫耀,这种理念在发达国家城市尤其是欧洲城市得到比较普遍的接受。

 

狭义智慧城市思路强调技术导向的具体应用,在新兴经济体城市比较通行。其特点主要是采取技术解决方案思路,重点是具有现实应用的可能,能够在短期内形成产业拉动力。

(二)智慧城市发展模式

智慧城市的发展模式包括政府主导型、市场导向型与混合型。

 

1、政府主导型

 

政府主导型的发展模式,是由政府制定明确的“智慧城市”发展战略,加大基础设施投资,推动国际、国内的相关资源要素向城市集中,支持和鼓励政府、企业、市民等主体之间形成互动和网络关系,引导全社会参与智慧城市建设。政府主导型的发展模式主要依靠自上而下的力量,金融业不发达、风险投资不足的城市可以采用此模式。

 

2、市场导向型

 

市场导向型的发展模式是在市场机制配置资源的前提下,建设主体在各自的利益需求和市场竞争压力下,不断寻求技术上的突破和科技创新,自发地在城市地区形成“智慧产业”集群和有利于创新的环境。这种市场导向型发展模式主要来自自下而上的力量,发达工业化国家一般采用此模式。

3、混合型发展模式

混合型发展模式同时吸收政府与市场两种力量。目前,我国正处于智慧城市建设的起步阶段,应综合两种模式的长处。在政府主导促进城市信息化基础设施完善的同时,“智慧城市”建设与发展尚需充分利用市场机制推动建设要素向城市集聚与流动,长远意义的“智慧城市”的建设和发展将逐渐向混合型发展模式,实现自上而下和自下而上的有机结合。

 

(三)智慧城市发展类型

 

结合具体实施城市对象类型,可分为“城市改造型”与“新城开发型”。“城市改造型”多位于发达国家,主要是利用现有基础设施,通过向其追加传感器以及控制设备,提高能源效率,城市景观看起来并没有太大变化。此外,欧洲许多智慧城市建设在大城市周边的老工业区,目的是在城市扩大的基础上,将老工业区转型成为新的知识经济中心。“新城开发型”多为新兴市场国家,这些城市在郊区重新建设建筑、交通及电力等基础设施为开端,辅以先进的电子信息、网络及节能环保技术进行智慧城市的全新整体建设。

四、国外智慧城市建设情况

在全球范围内,智慧城市整体上已进入规划和建设阶段,在建的智慧城市超过100个,其中欧洲和亚洲是智慧城市建设开展较为积极的地区。

 

欧盟 2010年3月,《欧洲2020战略》提出三项重点任务,即智慧型增长、可持续增长和包容性增长。把“欧洲数字化议程”确立为促进经济增长的七大旗舰计划之一。2010年5月,《欧洲数字化议程》提出七大重点领域:1.要在欧盟建立单一的充满活力的数字化市场;2.改进信息通信技术标准的制定,提高可操作性;3.增强网络安全;4.实现高速和超高速互联网连接;5.是促进信息通信技术前沿领域的研究和创新;6.提高数字素养、数字技能和数字包容;7.利用信息通信技术产生社会效益。2012年7月,SCC-EIP即智能城市和社区欧洲创新伙伴行动,将集成欧洲在新能源、智能交通和信息通讯(如物联网)等领域的先进技术,在特定城市开展示范项目,促进绿色经济和知识经济发展,推动城市生产生活方式转型。

 

美国 2009年9月,IBM-迪比克计划,IBM参与建设的第一个智慧城市。2012年5月,利县计划,斥资10亿美元兴建一座没有居民的小城,以帮助科研人员进行新技术测试。2013年美国第一个大规模智能电网在佛罗里达投入运行,由佛罗里达电力照明公司负责实施,该智能电网系统使用了450万个智能电力仪表及1万多个其他仪器设备,实现了这些仪器仪表的联网,提高了电网的灵活性和恢复力。2013年,哥伦布市被全球智慧论坛列入“全球7大智慧城市”之一,该市的建设具有三大特点,一是信息基础设施部署,二是绿色可持续发展,三是开放创新。2012年12月,哥伦布市通过无线网络部署第一阶段方案实现了网络速度从70Mbps到117Mbps的跨越。2013年5月,哥伦布市完成了多阶段无线网络铺设计划的第二步,中央商务区移动设备的下载速度得以超过150Mbps,为北美最快的无线网络。2010年,哥伦布市政府利用节能津贴启动了一系列改造用于减少建筑物中能源浪费。哥伦布市开放创新体现在对新能源、低碳、3D打印机、健康等产业的支持上。

 

日本 2009年7月,制定“i-Japan2015战略”,包括电子政务、医疗和教育三大核心领域。2012年7月,活力ICT日本计划,新ICT战略将重点关注大数据应用所需的云计算、传感器、社会化媒体等智能技术开发,并将“国家标准化”作为重点之一。

 

韩国 2011年6月,制定“Smart Seoul 2015”,利用信息化积极应对气候和环境变化,促进新产业发展及加快生活方式变革,提出要实现“智能绿色城市”的信息化发展具体目标。

五、国内智慧城市建设情况

(一)国家战略

 

2010年国家科技部认定武汉、深圳为国家863智慧城市项目试点城市。工信部分别于2011年、2012年批复扬州、常州为“智慧城市”建设试点示范城市。2012年4月,中国工程院公布北京、杭州、武汉、宁波、西安五市为“中国智慧城市”试点城市。

 

2013年8月,国务院出台《关于促进信息消费扩大内需的若干意见》,其中明确提出要加快智慧城市建设,并提出在有条件的城市开展智慧城市试点示范建设。住建部于2013年1月公布包括北京市东城区、江苏省无锡市等90个城市(区、镇)为首批国家智慧城市试点,并在8月再次公布103个城市(区、县、镇)为国家智慧城市试点。

 

2013年10月,在工信部的指导支持下,中国智慧城市产业联盟在北京成立。该联盟由中国电子商会、中国航天科工集团等国内百余家大中型企事业单位、研究机构发起并建立。我国与智慧城市相关的国家级联盟已达到四个,分别是中国智慧城市产业联盟、国家智慧城市产业技术创新战略联盟、中国智慧城市规划建设推进联盟、中国智慧城市发展促进工作联盟。此外,中国智慧科学研究院、中国智慧城市网、国脉互联智慧城市研究中心等门户和研究机构纷纷组建,工信部、住建部、发改委等下属的支撑机构、行业组织、标准制定机构等也都按照自身定位加快智慧城市布局。

 

2013年11月,国际标准化组织(ISO/IECJTC1)通过了我国提议成立“智慧城市研究组”的决议,并由工信部电子工业标准化研究院有关人员担任召集人和秘书,美国、法国、韩国、日本、加拿大、荷兰、德国、英国、新加坡均表示将积极参加研究组工作。此项决议通过是我国在智慧城市国际标准化工作中的重要突破,对于建立我国在智慧城市国际标准领域的领导地位、促进国际国内智慧城市标准协调开展具有重要意义。

 

2013年12月,住建部数字城市工程研究中心与微软中国共同宣布将组建“住房和城乡建设部数字城市工程中心智慧城市技术解决方案联合实验室”,共同打造我国未来城市智慧发展重要技术支撑平台。

 

2014第四届中国智慧城市大会1月8日在北京召开,大会主题是智慧城市是新型城镇化必由之路,内容围绕新型城镇化、智慧城市、大数据三大焦点问题,此次会议的召开将进一步推动我国的智慧城市建设。

 

(二)各市发展情况

 

北京 2013年北京市政府和相关卫星导航企业共同投资3亿元建设北京市北斗公共平台,作为我国首个已经落实的为智慧城市服务的北斗平台,将立足北京、服务全国,为智慧城市提供政务管理、行业应用和民生服务。

 

上海 在政府工作报告中指出,建设现代化国际大都市,必须率先构建“智慧城市”,始终在城市信息化方面走在前列。上海要加快建设城市光纤宽带网,实现百兆宽带接入能力覆盖300万户家庭,并加快“三网融合”,新建覆盖100万有线电视用户的下一代广播电视网络系统,加快建设新亚太海底光缆系统,海底光缆国际通信容量继续保持全国50%以上。

 

深圳 在2012年市政府常务会议审议通过的《智慧城市规划纲要》。实施包括一站式智慧门户工程、一站式公共信息服务网站等重大项目建设,以无线城市为载体打造“智慧深圳”。

 

南京 在2012年2月下发《南京市“十二五”智慧城市发展规划》,推动中国“无线谷”、射频谷、智能电网基地等一批智慧产业基地项目建设,促进智能工业、智能农业等智慧产业发展。以智慧的城市驱动南京的科技创新,促进产业转型升级,加快发展创新型经济。

 

无锡 在2012年启动“智慧城市”三年行动计划,在全市九大领域开展30多项重点示范工程建设,包括为市民提供智能化远程健康监护服务、打造“智慧小区”。以物联网作为智慧城市的DNA,在智能交通、健康工程、平安城市、环境保护等方面加快推进传感网的建设。

 

宁波 将智慧城市的研发放到了城市发展的首位,对智慧技术和产品研发、智慧应用系统试点示范工程、智慧产业基地创建、人才引进和培养等方面给予政策支持。

 

武汉 将用10年打造智慧城市,以66.8平方米面积的未来科技新城为试点,构建基于“中国云”的智慧城市基础设施及智能处理基础平台,建设智能交通、城市基础设施、公共应急决策以及能源与资源管理四个智能示范应用工程,并力争突破智能感知、时空协同、泛在互联、数据活化、安全可信和服务发布六个关键技术。