中国智慧城市理论研究综述与实践进展

尹丽英张超西安邮电大学经济与管理学院西安电子科技大学经济与管理学院

电子政务 2019,(01),111-121

摘要：在步入发展“新常态”的新形势下, 智慧城市将成为“十三五”时期中国城市发展的新主题。依照中国智慧城市理论与实践发展的逻辑脉络, 一方面对智慧城市的内涵、特征、内容、框架、应用体系、技术体系、安全体系、标准体系、评价体系以及顶层设计、建设路径与建设运营模式等方面的已有研究进行系统梳理;另一方面, 从实践历程、政策支持、试点工作、标准制定、产业联盟、现状特点、存在问题、发展趋势及经验启示等方面对实践进展进行简要总结。最后, 提出未来有待深入探索的主题。

关键词：智慧城市; 顶层设计; 智慧应用; 智慧产业;

智慧城市建设作为城镇信息化发展的高级阶段, 对贯彻创新、协调、绿色、开放和共享五大发展理念, 使城市“发展更科学, 管理更高效, 生活更美好”, 加快四化融合, 实现稳增长、调结构、强创新、促转型等目标具有重要意义。

在步入发展“新常态”的新形势下, 智慧城市将成为“十三五”时期中国城市发展的新主题。中国智慧城市发展中理论研究与支撑不足[1], 有必要对理论研究成果与实践进展情况进行梳理总结。基于此, 本文依照中国智慧城市理论与实践发展的逻辑脉络, 一方面对智慧城市的内涵、特征、内容、框架、应用体系、技术体系、安全体系、标准体系、评价体系, 以及顶层设计、建设路径与建设运营模式等方面的已有研究进行系统梳理;另一方面, 从实践历程、政策支持、试点工作、标准制定、产业联盟、现状特点、存在问题、发展趋势及经验启示等方面, 对实践进展进行简要总结。最后, 提出未来有待深入探索的主题。

一、中国智慧城市理论研究进展

(一) 智慧城市的内涵、特征与框架

⒈智慧城市内涵分析

智慧城市理论研究在中国尚处于起步阶段, 对其内涵的界定尚未形成统一的认识, 目前主要从以下三种不同的角度切入:

第一, 城市运行模式角度。智慧城市是“运用物联网基础设施、云计算、大数据、地理空间信息集成等新一代信息技术, 促进城市规划、建设、管理和服务智慧化的新理念和新模式”。以IBM公司[2]、中国联通为代表的城市运行模式强调信息技术支撑、核心系统内的数据和信息、智慧化手段, 其目的是实现产业升级、高效管理和民生保障;以李德仁[3]、邬贺铨等[4]、张永民[5]为代表的城市管理运营模式观点认为, 智慧城市是一种智能化的数字城市与物联网相结合的产物。

第二, 城市发展角度。以牛文元[6]、李重照[7]为代表, 认为智慧城市是城市经济、社会、自然和谐发展的新模式。李春佳[8]认为城市市民知识化、技术智能化和环境智慧化是城市发展的基本途径和内容。以中国通信学会[9]、宁家骏[10]、单志广[11]为代表, 认为智慧城市是综合城市运行管理、产业发展、公共服务、行政效能为一体的城市全面发展战略, 是现代城市发展的高端形态。

第三, 系统论角度。以杭州市政府[12]、李伯虎[13]为代表, 认为智慧城市是一个由新技术支持的涵盖市民、企业和政府的新城市生态系统。华为公司认为, 智慧城市是对城市地理、资源、生态、环境、人口、经济、社会等复杂系统的数字网络化管理, 对城市基础设施与生活发展相关的各方面内容进行全方面的数字化和信息化处理的, 具有服务与决策功能的信息体系。夏昊翔、王众托[14]认为, 当代城市是物理系统、社会系统信息技术系统耦合的复杂系统, 其着眼点在于数据、信息和知识的处理能力。

可以看出, 尽管不同的学者、专家、机构、企业、城市对智慧城市的理解存在差异, 但智慧城市内涵界定有共同点和交叉点, 即人、数据和信息、数字技术 (信息通信技术) 及物理系统共同构成智慧城市系统概念[15], 以利用信息技术对城市管理与服务领域进行智慧化提升是智慧城市的出发点, 以智慧基础设施、公共服务、产业体系、资源整合、安全保障、人文建设等方面为主要内容[9], 以实现城市科学发展、高效管理与市民生活更美好为落脚点[16]。

⒉智慧城市的特征

学者对智慧城市特征从创新、发展目标等多个角度予以界定 (参见表1) , 其中物联感知、集成整合、互动协作等特征学者认可度较高。

⒊智慧城市的框架

智慧城市作为一个复杂系统, 学者们从不同的层次构建其框架体系:中国电子技术标准化研究院[19]从城市信息化整体建设视角认为, 智慧城市的框架一般包括四个层次要素和三个支撑体系。四个层次要素分别是:物联感知层、网络通信层、数据及服务支撑层、智慧应用层;三个支撑体系分别是:标准规范体系、安全保障体系、建设管理体系。张振刚、张小娟[24]构建了包括理念层、活动层、物理层三个层次, 发展战略维度、经济活动维度、社会活动维度、基础支撑维度、城市空间维度五个组成部分的五维模型, 并以广州市为例分析了智慧广州的五维度模型。陆小敏[25]基于城市主体需求, 设计了由城市基础要素、运行管理、公共服务、技术支撑、法律保障、评估等六大体系构成的智慧城市总体框架。甄峰、秦萧[26]提出了一个更加综合的智慧城市顶层设计框架, 即包含数据平台层、业务应用层、空间规划层、实施保障层的四层次框架体系。此外, 朱亚杰等[27]从大数据技术应用角度提出智慧城市的框架, 包括以下四层:数据获取层、数据存储层、数据分析层、应用层。

表1 智慧城市特征总结

(二) 智慧城市的相关体系

⒈智慧城市应用体系

将智慧城市应用归纳总结为若干项, 并根据其来源出处列为表2。

⒉智慧城市技术体系

智慧城市必须以各种技术为支撑, 主要包括通信技术[32]、网络技术[28]、云计算技术[29,33]、物联网技术、软件工程、GIS技术、建筑信息模型 (BIM) 、信息安全技术等。吴志强和柏旸[34]以阿姆斯特丹、巴黎、柏林等10个欧洲城市的200余项技术实践为例, 从中提炼出45项成熟技术, 分为智慧网络、智慧物品以及智慧服务三个类别。

⒊智慧城市安全体系

陈如明[35]提出从保障“泛在感知-物联/传感网”的安全、防范黑客攻击、提高IP安全性、云安全防护以及双网方式增强网络可靠性等方面入手, 应对智慧城市的安全问题。彭劲杰[36]分析了智慧城市安全运营面临的主要风险, 包括顶层设计风险、组织机构风险、技术风险、运行模式风险以及信息安全风险, 并基于上述风险讨论了如何构建智慧城市安全运营的安全防范体系。廖丹子[37]建构了“无边界安全共同体”并将其作为智慧城市安全维护的新路向, 从价值归属、发展层次、组织形态、运行过程、系统属性与治理方式等六方面阐述了具体实现路径。此外, 杨玉璞和李森[38]提出城市级安全服务平台的总体架构及技术创新, 范科峰和王惠莅[39]对智慧城市安全标准研制进展进行了介绍。

⒋智慧城市标准体系

智慧城市的标准成为智慧城市建设的核心问题, 目前关于智慧城市标准方面最新、最具权威性的文件, 是全国智能建筑及居住区数字化标准技术委员会于2013年出版发行的《中国智慧城市标准体系研究》[40], 其标准体系框架包含基础设施、建设与宜居、管理与服务、产业与经济、安全与运维5大类别标准, 分为4个层次、16个技术领域、101个分支, 涉及国家、行业、地方标准共3255个。关欣等[41]总结分析了国际和国内智慧城市标准化情况, 给出了较为全面的国内外智慧城市标准化研究现状视图。在此基础上, 提出了一种科学、全面、符合智慧城市发展要求和特性的智慧城市标准体系架构, 并对架构中每项标准的研究内容和研究现状进行详细论述。此外, 任冠华和宋刚[42]建立了一个结构清晰、层次分明的智慧城市建设标准体系框架, 苏晔和冯石岗[43]分析的智慧城市标准体系包括总体标准、基础标准、应用标准等三级层级架构。

表2 智慧城市应用

⒌智慧城市评价体系

对建设成果进行量化计算、科学评测的一套科学系统的评价指标构成智慧城市评价体系。这方面的研究成果较多 (参见表3) 。

此外, 李健[49]、顾德道[50]、王理达[51]、王璐[52]、孙静[53]、段虹[54]、王振源[55]、孙斌[56]也分别对智慧城市评价指标体系进行了研究。可见智慧城市评价指标体系研究成果在充分借鉴国外城市信息化水平评价指标体系及国内智慧城市评价指标体系的基础上, 针对中国城市发展的规律以及国内智慧城市建设的特点, 提出了较为全面的智慧城市发展评价指标体系。

(三) 智慧城市的顶层设计与建设运营模式

⒈智慧城市的顶层设计

顶层设计对智慧城市建设至关重要。同济大学教授程大章[57]在其出版的《智慧城市顶层设计导论》中, 提出了顶层设计的思路、内容与方法, 以科学合理的五大步骤对智慧城市建设与运营实行功能设计和系统架构设计。智慧城市顶层设计是从全局的角度, 为实现结构优化、功能协调及资源整合等目标, 对各层次、各要素进行统筹, 以确保智慧城市建设实践按图施工、避免混乱[58]。杨学军、徐振强[59]从技术层面探讨了对智慧环保建设的实现方法、逻辑结构和应用重点等。虽然我国智慧城市建设较早抓住了“顶层设计”这一关键问题, 但在实施过程中仍存在城市建设同质化、未破除“信息孤岛”、安全漏洞防范不够等问题[60]。

表3 智慧城市发展评价指标汇总

⒉智慧城市的建设运营模式

智慧城市建设除了要有完善的顶层设计做指引, 还需要有合理有效的建设运营模式做支撑。从国内外智慧城市建设的实践经验看, 智慧城市建设共有七种常见的建设运营模式:政府独立投资建设和运营、政府运营商共同投资运营商建设和运营、政府投资委托运营商或第三方建设和运营、政府牵头BOT模式、运营商/第三方独立投资建设运营、联合建设运营和公司化运营等。杨会华和樊耀东[61]对以上建设运营模式的特征和选择影响因素进行了分析, 给出典型智慧城市业务的建设运营模式匹配建议。韩天璞[62]对其中几种模式进行了针对性分析, 总结了各自的优劣势并进行了综合比较。徐小敏和周洪成[63]认为, 智慧城市建设运营模式应该是多种模式并存, 并呈现出以其中一种或两种模式为主、其他几种模式为辅的多元化运作形式。此外, 彭继东[64]、徐静[65]、袁顺召[66]、蒋明华等[67]也分别对国内外智慧城市的建设运营模式进行了研究。

二、中国智慧城市建设实践进展

(一) 实践历程、政策支持及试点工作

⒈实践历程及建设路径

第一, 实践历程。相对于国外, 中国的智慧城市实践稍晚。2005年, 国内媒体开始介绍国外智慧城市建设的经验。2006年, 南京市开始研究探索构建智慧城市的初步设想。2009年9月, 郑州联通计划5年投入100亿打造郑州“智慧城市”。2009年12月, 南京市明确提出推进“智慧南京”建设重大战略构想。从2010年起, 随着IBM将其智慧城市概念在中国的持续有效推广, 以及国家相关部委智慧城市试点工作的开展, 中国智慧城市建设实践进展迅速, 深圳、宁波、佛山、扬州、南京、上海、北京等市纷纷加入到智慧城市建设行列。当前, 中国智慧城市建设方兴未艾, 呈遍地开花之势。我国已公布的三批智慧城市试点共计290个, “十三五”规划明确提出或正在建设的已超500个, 数量还将继续增加。此外, 中国智慧城市建设在纵向上不断拓展和延伸, 向上拓展至智慧城市群, 向下延伸至智慧城镇。在住建部前后三次公布的约300个国家智慧城市试点名单中, 县级城市有100个左右, 区和新区有100个左右。展望未来, 伴随新型城镇化的持续推进, 中国智慧城市建设将成为新常态。

第二, 建设路径。智慧城市建设路径是智慧城市建设的动力、重点、方式等的“最优”选择, 指在既定的时代背景和空间条件下, 智慧城市建设目标、现实条件和资源禀赋相结合的产物。[68]智慧城市建设路径选择应遵循城市实际和城市需求, 根据建设进程综合运用多种路径。于明和李颋[69]通过案例分析总结了四条路径:一是重视以前瞻思考为指引的顶层推动路径, 如北京、上海。二是将转型跨越作为城市建设根本目标的路径, 如杭州、沈阳。三是将创新社会管理作为建设重要任务的路径, 如西安、沈阳。四是将保障和改善民生作为建设的出发点和落脚点的建设路径, 如重庆、深圳。《城市开发》杂志[70]总结出了三条路径:以发展智慧基础设施为重点的路径;以发展智慧的管理和服务为重点的路径;以发展智慧人文和智慧生活为重点的路径。赛迪顾问在其发布的《2013中国智慧城市建设战略研究报告》中总结了三条路径:以物联网产业发展为驱动的建设路径, 以信息基础设施建设为先导的建设路径, 以社会服务与管理应用为突破口。

⒉相关支持政策及试点工作

政策支持对智慧城市发展的作用尤为明显[71], 于文轩通过实证分析表明政策的支持对智慧城市发展有显著影响[72]。为了引导智慧城市健康发展, 这几年国务院及相关部委相继出台了若干智慧城市建设的相关文件 (参见表4) 。

自2010年以来, 发改委、住建部、工信部、中国工程院、科技部、国家标准委、国家测绘地理信息局等部委局纷纷开展智慧城市试点工作, 在有条件的地区开展积极探索, 积累值得推广的经验。各部委局开展的智慧城市试点如表5所示。

(二) 标准制定及产业联盟

⒈标准制定

自2009年以来, 我国的智慧城市建设标准的研究与制定一直备受瞩目。我国尚缺少标准化的第三方机构, 在国家层面, 2014年标委印发了《关于成立国家智慧城市标准化协调推进组、总体组和专家咨询组的通知》 (国标委工二[2014]33号) , 我国第一个官方认定的智慧城市标准化工作组织“国家智慧城市标准化总体组”应运而生, 该组织负责拟定我国智慧城市标准化体系框架、标准制定、战略推进、技术内容及标准的应用实施。地方政府也在探索能指导自己实践的地方标准, 比如浙江省、上海市、贵州省等编制了《政府数据分类分级指南 (试行) 》和《政府数据资源目录》, 包含元数据、核心数据元素、编制指南, 这些标准需要城市管理者系统梳理数据类型和业务流程, 进行标准化处理。尽管智慧城市建设标准化工作取得一定进展, 但智慧城市建设是一个涉及众多行业领域及城市建设的复杂工程, 亟需提供标准化知识服务、项目监督、项目管理、标准测试、绩效评价及标准应用示范的协同平台。

⒉产业联盟

智慧城市的产业联盟作为政府和企业之间的桥梁, 以协同创新为手段提供资源汇聚平台, 促进产学研用产业链的高效沟通与对接, 以满足需求为导向, 推动先进科研成果在智慧城市建设中的快速落地, 以共赢发展为目标, 提供标准制定、应用技术开发、合作与交流、人才培训等各类公共服务。目前, 国家级的智慧城市联盟有“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, 智慧城市建设的第三方推进力量愈加强大[73], 工信部、发改委、住建部等下属的支撑机构、研究机构、行业组织、标准制定机构等也都纷纷组建和布局智慧城市建设, 这将打破我国智慧城市建设顶层设计不足、缺乏一盘棋的规划与创新, 对跨领域市场整合不足以及各自为政建设的“信息孤岛”等桎梏。

表4 智慧城市建设相关政策

表5 各部委开展的智慧城市试点清单

(三) 现状特点、存在问题及发展趋势

⒈现状特点

根据国脉互联《第四届 (2014) 中国智慧城市发展水平评估报告》、赛迪顾问以及中国通信协会等机构的最新研究报告, 中国智慧城市发展呈现以下特点:一是智慧城市建设呈现东部沿海 (环渤海、长三角、珠三角地区) 聚集、中西部 (武汉城市群、成渝经济圈、关中-天水经济圈) 热点涌现的区域格局。二是智慧城市整体发展不平衡, 东西部之间、不同等级城市之间建设水平存在明显差距 (2014中国智慧城市评估前十名被长三角、珠三角和环渤海经济区包揽) 。三是智慧基础设施投入力度不断加大, 但各级城市差距明显。四是智慧管理水平整体不高, 不同地域和行政级别均存在差距。五是智慧服务水平仍需提高, 业务协同能力有待加强。六是智慧产业发展东西部之间差异显著。七是智慧人群发展水平和规模亟待提升。

⒉存在的问题

有研究指出, 当前中国智慧城市建设存在以下问题:

一是体制机制问题。主要表现为智慧城市建设政出多门、主体不明, 导致信息孤岛和重复建设现象严重。

二是顶层设计问题。主要表现为缺乏科学、统一的智慧城市顶层设计, 智慧城市建设存在一定盲目性。

三是智慧应用问题。主要表现为:智慧应用与公众服务需求匹配度不高;社会公众对智慧城市建设的感知度和参与度不高[74];云计算与大数据应用还不够。

四是建设运营模式问题。主要表现为:政府投入为主导, 多元化建设运营模式还未形成。

五是核心资源开发利用问题。主要表现为:基础数据库建设进展不大;信息资源尚未真正互联互通共享;政府数据资源的开发开放没有得到应有的重视。

六是人才及管理架构问题。主要表现为:普遍缺乏整体操盘的关键人才及专业人才;未形成专业的智慧城市CIO制度及整体保障团队。

七是标准体系及信息安全问题。主要表现为:标准不统一或缺乏相关标准规范;信息安全保障法律法规不健全、技术水平比较低、安全问题比较普遍等。

⒊发展趋势

综合中国智慧城市发展研究观点发现:

第一, 从理念上对智慧城市的认识更加趋于一致。

第二, 智慧城市的建设实践将进一步向上、向下延伸。

第三, 国家智慧城市标准、评估体系有望近期出台。

第四, 智慧城市建设将更加突出惠民、便民服务。

第五, 智慧城市建设运营模式呈现多元化态势。

第六, 云计算大数据中心逐步成为智慧城市基础信息平台。

第七, 信息安全将成为智慧城市建设的战略重点。

第八, 智慧城市成为互联网最新趋势与新兴技术载体。

(四) 实践经验启示

住建部[75]依据国家智慧城市试点的建设实践, 得出以下经验启示:

一是要遵循新型城镇化的指导思想, 智慧城市的良性运转在于“善治”[76], 即以人为本、四化同步、优化布局、生态文明、传承文化。

二是要遵循城市发展的历史经验, 即做到文化建设、设施完善、产业发展三个要素的均衡。

三是完善体制机制[77], 包括完善组织体系、制度体系、人才体系、产业体系、创新体系、安全保障体系, 加强物联网、大数据等基础设施建设及智能化提升、激发第三方力量参与智慧城市建设。

四是紧扣规划、建设、管理、运行四个环节。在规划时, 决策层面要对空间资源进行合理配置, 业务层面要通过融合实现城市空间布局优化及功能完善, 项目层面要做好顶层设计和实施方案以避免智慧孤岛或重复建设。在建设过程中, 要按照集约、智能、绿色、低碳的要求, 扣紧三个关键词“适用、经济、美观”。管理上要努力实现城市管理、社会治理和公共服务的网格化、精细化、智能化。运行中要建立多维度的安全保障体系、重视信息安全和应急响应。

五是技术应用要讲究经济实效、集约智能、模拟仿真、安全可控。

六是积极探索创新模式, 要注重三点:政学产研用资支撑体系建设, 人才和知识体系构建, 实效绩效。

三、结论及未来研究主题

综上所述, 中国智慧城市建设正呈现蓬勃发展的态势, 无论是理论研究还是建设实践都取得了可喜的进展。由于智慧城市刚在全球兴起, 中国智慧城市建设才经过几年的实践探索, 存在诸多问题;理论研究还处于起步阶段, 研究成果较少, 理论体系还不完善。为了促进中国智慧城市发展, 智慧城市理论研究和建设实践需要对以下主题进行重点研究:

第一, 体制机制。各部委以及城市部门应如何进行分工协调?如何健全智慧城市建设机制?

第二, 顶层设计。如何加强与国民经济和社会发展总体规划、主体功能区规划、相关行业发展规划、区域规划、城乡规划以及有关专项规划的衔接?

第三, 建设内容、路径与模式。智慧城市群和单个智慧城市有什么不同?大城市和小城镇有什么不同?经济发达地区和欠发达地区有什么不同?如何实现建设运营模式创新?

第四, 智慧应用。如何提升用户的参与度与满意度?在“互联网+”时代, 智慧应用应如何改进?

第五, 智慧产业。对于信息产业发展比较落后的城市, 如何推进本地智慧产业发展, 以支撑智慧城市建设?

第六, 信息资源。如何切实加强政府信息资源的建设、开放、开发及利用?

第七, 人才培育、信息安全及标准规范等方面研究也需加强。

参考文献

[1]徐振强.中国的智慧城市建设与智慧雄安的有效创新[J].区域经济评论, 2017 (04) :69-74.

[2]陈柳钦.智慧城市:全球城市发展新热点[J].青岛科技大学学报:社会科学版, 2011 (01) :8-16.

[3]李德仁.数字城市+物联网+云计算=智慧城市[J].中国测绘, 2011 (20) :46-46.

[4] 邬贺铨, 牛文元.2011智慧城市高层论坛现场实录[EB/OL]. (2011-12-02) [2018-06-12].http://www.bjeit.gov.cn/zmhd/xwfbh/66183.htm.