智慧城市的缘起与发展

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1、智慧城市的缘起与概念智慧城市的缘起与概念吴余龙 中国行政管理学会政府绩效管理研究会副秘书长 华中科技大学公共管理学院兼职教授 1、城市是人类的交易中心与聚集中心2、城市在发展中面临很多挑战3、科技创新成为城市发展的重要引擎4、城市需要新的理念、模式和技术来引领新的发展目录一、城市起源与发展一、城市起源与发展一、城市起源与发展一、城市起源与发展二、智慧城市的缘起二、智慧城市的缘起二、智慧城市的缘起二、智慧城市的缘起三、智慧城市的概念三、智慧城市的概念三、智慧城市的概念三、智慧城市的概念四、多学科理解智慧城市四、多学科理解智慧城市四、多学科理解智慧城市四、多学科理解智慧城市五、智慧城市的框架与核心

2、技术五、智慧城市的框架与核心技术五、智慧城市的框架与核心技术五、智慧城市的框架与核心技术3城市城市的起源城市的起源城市的起源考古证明，城市首先出现在四大文明古国（中国、古埃及、古印度、古巴比伦），最早在两河流域（幼发拉底河与底格里斯河）诞生。尼罗河谷地尼罗河谷地美索不达米亚平原美索不达米亚平原印度河谷地印度河谷地黄河黄河- 长江中下游长江中下游孟斐斯孟斐斯底比斯底比斯巴比伦巴比伦摩亨佐摩亨佐 达罗达罗殷殷灌溉农业发达地区（起点）灌溉农业发达地区（起点）农业技术得以创新（需求）农业技术得以创新（需求）出现劳动分工，集市开始出现（集聚）出现劳动分工，集市开始出现（集聚）集市逐渐演变为城市（形成）集

3、市逐渐演变为城市（形成）城市城市的形成：的形成：城市是人类城市是人类社会发展社会发展到一定阶段的产物到一定阶段的产物城市城市的起源城市城市起源的理论研究1、经济和市场起源论2、地理和环境决定论3、需求和功能决定论城市城市起源的总结1、城市是人类对幸福生活的向往2、城市是人类对自然环境的依赖3、城市是人类对经济生活的需求4、城市是人类对安全保障的要求5、城市是人类对未来发展的支撑城市城市的发展阶段城市的发展阶段农业城市工业城市信息城市数字城市智慧城市未来城市城市城市的发展趋势城市发展趋势城市发展趋势（世界发展趋势：全球化、绿色化、信息化、服务化。世界在变小、世界在变平、（世界发展趋势：全球化、绿

4、色化、信息化、服务化。世界在变小、世界在变平、世界在变绿、世界在变智、世界在变软、世界在变。）世界在变绿、世界在变智、世界在变软、世界在变。） 1、城市扩大化2、城市圈热潮3、城市全球化：每个城市都是主角4、城市健康：理性增长、低碳发展5、城市治理：法制化、透明化6、城市互联：高铁、高速公路城市城市的发展困境城市困境城市困境1、人口：人口规模、人口老龄化、人口城市化、人口流动等2、能源：水资源、石油资源、电力资源3、农业：粮食储备不断减少、粮食需求不断增加、诸多因素影响粮食生产4、环境：人居环境、生态、水、空气、污染5、交通：交通拥堵、交通污染6、安全：流行病蔓延、自然灾害、城市治安、食品安全

5、等7、治理：规划、基础设施减少、社会矛盾、民生、文化等年份设市城市数量/个城镇人口/万人城市化率/%备注1949136576510.619601991307319.81964169988514.0受经济困难时期影响19701761442417.4受“文化大革命”影响19751841603017.319802231914019.419853242509423.719904673019126.419956403517429.119986683693530.4200566156200（约）42.992010的47.5%到2015年的51.5%城市我国的城市化进程城市我国城市发展方向城市城市发展的需求

6、新理念新技术新模式目录一、城市起源与发展一、城市起源与发展一、城市起源与发展一、城市起源与发展二、智慧城市的缘起二、智慧城市的缘起二、智慧城市的缘起二、智慧城市的缘起三、智慧城市的概念三、智慧城市的概念三、智慧城市的概念三、智慧城市的概念四、多学科理解智慧城市四、多学科理解智慧城市四、多学科理解智慧城市四、多学科理解智慧城市五、智慧城市的框架与核心技术五、智慧城市的框架与核心技术五、智慧城市的框架与核心技术五、智慧城市的框架与核心技术14城市化进程全世界未来发展的必然15回顾二十世纪“世界人口急速城市化”世界上城市人口比例由1900年的13%（2.2亿）增加至1950年的29%（7.32亿）及

7、至2005年的49%（32亿）。2050年，全世界2/3人口超过60亿居于城镇趋势预测未来亚洲和非洲的城市增长高达93%，2030年世界城市人口比例会增至60%（49亿）。城市化进程是全世界未来发展的必然。城市发展新问题我国“城市病”初现端倪城市病交交通通拥拥挤挤住住房房困困难难就就业业困困难难社社会会不不安安定定环环境境污污染染人人口口拥拥挤挤当城市化和信息化发生交汇“中国的城市化和新技术革命是影响21世纪人类进程的两大关键性因素。” 诺贝尔经济学奖得主诺贝尔经济学奖得主 斯蒂格利茨斯蒂格利茨城市化城市化进程进程 信息化信息化技术技术1978198520082020预测物联网云计算无线网络城

8、市发展新机遇城市化和信息化融合加速城市化进程加速城市化进程：促进城市产业结构的升级和知识型人才的聚集促进城市产业结构的升级和知识型人才的聚集打造高效城市管理打造高效城市管理：提高城市的运转效率，促进城市的可持续发展提高城市的运转效率，促进城市的可持续发展创造绿色城市生活创造绿色城市生活：助力城市以低碳和环保方式发展，提供和谐宜居的生活环境助力城市以低碳和环保方式发展，提供和谐宜居的生活环境提供完善的基础设施提供完善的基础设施：实现人与人、人与物、物与物之间的全面连接，无碍通信实现人与人、人与物、物与物之间的全面连接，无碍通信城市发展新思路两者融合为城市的发展带来智慧方法在这种形势下，城市如何进

9、一步发展，同时完成低碳转型成为各界关注的焦点。一种新型的城市建设理念“智慧城市”在各国不断摸索中诞生。它的基本理念是通过互联网，把无处不在的、被植入城市物体的智能化传感器连接起来，最终实现人们对物理城市的全面感知，并调控城市各个方面资源达成可持续健康发展的目的，为人类创造更美好的城市生活。城市发展新模式智慧的城市智慧地球与智慧城市提出2008年底，IBM首席执行官彭明盛提出“智慧地球”的概念，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成所谓“物联网”，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合。

10、 “智慧的城市”是IBM“智慧地球”策略中的一个重要方面。“智慧地球”提出以更智慧的方法，通过新一代信息技术改变人们交互的方式，提高实时信息处理能力及感应与响应速度，增强业务弹性和连续性，促进社会各项事业的全面和谐发展。而IBM“智慧的城市”的行动正成为IBM“智慧地球”从理念到实际的现实举措。 IBM:“智慧地球”和“智慧的城市” 目录一、城市起源与发展一、城市起源与发展一、城市起源与发展一、城市起源与发展二、智慧城市的缘起二、智慧城市的缘起二、智慧城市的缘起二、智慧城市的缘起三、智慧城市的概念三、智慧城市的概念三、智慧城市的概念三、智慧城市的概念四、多学科理解智慧城市四、多学科理解智慧城市

11、四、多学科理解智慧城市四、多学科理解智慧城市五、智慧城市的框架与核心技术五、智慧城市的框架与核心技术五、智慧城市的框架与核心技术五、智慧城市的框架与核心技术21智慧城市的理论方法（城市是复杂的生态系统）全局全景全程全员全民“智慧”与“智慧的方法”智慧：对事物能迅速、灵活、正确地理解和解决的能力。依据智慧的内容以及所起作用的不同，可以把智慧分为三类：创新智慧发现智慧规整智慧智慧的形成方法：数据（整理）、信息（挖掘）、资源（整合）、知识（管理）、智慧（统计分析管理决策）。智慧城市概念专家解读国家信息化专家委员会副主任、中国工程院副院长邬贺铨认为，智慧城市就是一个网络城市，物联网是智慧城市的重要标志

12、。两院院士、武汉大学教授李德仁形象的说法是：数字城市+物联网=智慧城市。 IBM的概念描述：运用信息和通信技术手段，感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应。IBM概念的实质是用先进的信息技术，实现城市智慧式管理和运行，进而为城市中的人创造更美好的生活，促进城市的和谐、可持续成长。 智慧城市概念专家解读华中科技大学公共管理学院院长徐晓林认为：智慧城市就是傻瓜化的城市全国人大副委员长成思危观点：智慧城市的四个方面是以人为本、以土地为载体、以信息技术为先导、以资本作后盾智慧城市的基本要素城市基本要素太极图（智能的

13、硬设施与智慧的软环境）城市基本要素太极图（智能的硬设施与智慧的软环境）智慧城市的钻石模型智慧城市的五大主题任务社会民生更幸福建立全面的与民沟通的渠道，充分感知市民的需求，更好的为民提供完善公共服务。完善为民服务的渠道，建立智慧的行政服务体系，个性化开展服务。加强交通、医疗、教育、文化等智慧化服务基础设施的建设，为市民提供便捷、安全、健康的生活环境。城市建设更合理通过对城市海量数据的挖掘分析和城市发展的预测分析、加强城市规划和管理，减少城市的重复建设。以人为本，科学决策，合理开展城市的公共设施，即满足城市化进程的需要又保障城市的健康可持续发展。城市运营更科学城市是一个很复杂的社会体系，城市的管理

14、需要考虑各个阶层的感受和需要，通过对城市运行中各个现象的感知，建立即时快速的处理机制，让城市运行更加安全高效。经营城市的品牌，用智慧的方法加快城市的建设和发展是科学运营城市的重要方面环境保护更有效在生产和生活中利用更加环保的方法充分利用智慧的工具管理环境以减少废物和碳排放，减轻污染经济发展更持续调整产业结构，将劳动密集型的产业和对环境有破坏的产业转向现代服务业和绿色产业加强传统产业的智慧升级，提高产业链的竞争力的同时提高城市的区域竞争力加大创新，发展新型产业，通过智慧城市建设创新技术，创新模式，形成新的业态。智慧城市的基本概念对智慧城市的基本内涵的理解：对智慧城市的基本内涵的理解：v以推进实体

15、基础设施和信息基础设施相融合、构建城市智能基础设施为基础v以在城市经济社会各领域充分运用新一代信息通信技术为主线v以最大限度地开发、整合和利用城市信息资源为核心v以为居民、企业和社会提供及时、互动、高效的服务为手段v以提高城市运行管理和综合服务水平、改善居民生活质量、提升政府行政效能、增强城市综合竞争力和品牌影响力为目标通过智能的感知、建模、分析、集成和处理，以更加精细和动态的方式优化城市管理、城市运行和城市生活，从而使城市达到前所未有的高度“智慧”状态。智慧城市的基本概念 我们认为，智慧城市是综合城市发展规划、城市运行管理、城市经济社会发展、新一代信息技术应用等为一体的城市发展新策略和新模式

16、，是信息社会条件下现代城市发展的高端形态，是促进城市科学发展、加快发展、跨越发展、率先发展、和谐发展的必然选择，是提升现代城市总体实力、综合竞争力和国际影响力的战略制高点。 智慧城市的核心方法“智慧的城市智慧的城市”的核心理念的核心理念3I特征：感知化（Instrumented）、互联化(Interconnected)和智能化(Intelligent)。实现：全面互联、充分整合、激励创新、协同运作。利用传感器感知利用传感器感知所有物体和环境所有物体和环境的状态的状态感知化感知化利用网络传输信利用网络传输信息息互联化互联化/物联物联化化利用超级计算机利用超级计算机和云端计算技术和云端计算技术对生

17、产生活实现对生产生活实现智能控制智能控制智能化智能化”智慧地球智慧地球”的特征的特征为用户提供更个为用户提供更个性化的服务性化的服务个性服务个性服务智慧城市的基本特征信息电子化：基础设施资源、数据、流程等信息电子化服务泛在化：通过泛在的通信，确保服务的泛在管理智能化：开展流程优化和跨部分协同不断完善管理决策科学化：深入分析各类数据实现即时有效决策产业集约化：全面整合市场需求，虚拟化资源，集约发展智慧城市的主要内容公共服务类：智慧政务、智慧医疗、智慧文教社会管理类：智慧城管、智慧食品安全市政设施类：智慧交通、智慧市政管理资源环境类：智慧环保、智慧节能经济发展类：智慧企业、智慧物流、智慧商贸我国智

18、慧城市建设的类型基础设施发展型城市管理导向型民生建设导向型产业发展导向型城市安全驱动型城市品牌塑造型智慧城市-为市民创造更美好的城市生活35“智慧城市”能够充分运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对于包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应，为人类创造更美好的城市生活。智慧城市智慧城市“社会更和谐，生活更美好社会更和谐，生活更美好”智慧城市城市经济发展方式与转型的重要路径经济增长的经济增长的“倍增器倍增器”一方面，信息产业作为智慧产业的核心和基础，本身将成为一个重要增长点；另一方面，智慧技术能在国民经济各个领域产生强大的关联

19、和带动效应，使传统工业、农业和服务业的生产方式与组织形态发生变革，不断创造新的经济增长点、衍生新的产业形态。 建设智慧城建设智慧城市，是经济市，是经济转型升级的转型升级的重要路径重要路径 经济发展方式的经济发展方式的“转换器转换器”一是有助于自主创新能力的提升；二是有助于资源的优化配置。比如，美国波音公司在波音777的研制中，通过采用虚拟设计制造等技术，使产品开发周期缩短了40以上，成本降低了25，出错返工率降低了75。再比如，我市的镇海炼化，通过在生产过程中应用了智能化自动控制系统后，基本实现炼油工业废水“零排放”目标；三是有助于强化对节能减排的监管。 产业升级的产业升级的“助推器助推器”

20、一方面，狭义智慧产业发展将直接推动产业结构优化。提高信息产业总产值占工业总产值的比重，成为经济发展的一个重要支柱；另一方面，广义智慧产业进一步发展将促进我市产业升级换代。加快智慧技术在制造业、服务业和农业等领域的应用，将使这些产业实现升级改造，实现从“一般制造”向“智慧制造”、从“一般服务”向“智慧服务”、“一般农业”向“智慧农业”的转型升级。 目录一、城市起源与发展一、城市起源与发展一、城市起源与发展一、城市起源与发展二、智慧城市的缘起二、智慧城市的缘起二、智慧城市的缘起二、智慧城市的缘起三、智慧城市的概念三、智慧城市的概念三、智慧城市的概念三、智慧城市的概念四、多学科理解智慧城市四、多学科

21、理解智慧城市四、多学科理解智慧城市四、多学科理解智慧城市五、智慧城市的框架与核心技术五、智慧城市的框架与核心技术五、智慧城市的框架与核心技术五、智慧城市的框架与核心技术37智慧城市多学科解读1 1）信息科学：）信息科学：信息技术作为智慧城市的基础设施，两个最核心的技术热点无疑是物联网和云计算，事实上，物联网和云计算都属于平台性的包含众多技术分支的总体性描述。从信息技术的角度看“智慧城市”，智慧城市中信息技术呈现“五化”特征：泛在化、效用化、智能化、绿色化、软性化。2 2）经济学：）经济学：智慧城市运用信息和通信技术手段，感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对包括民生、环保、公共

22、安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应。智慧城市下经济运行的宏观和微观层面，生产、消费、投入过程和资源配置机制都能达到智能化的状态。智慧城市多学科解读3 3）城市规划学城市规划学：城市规划中的问题，利用智慧城市的建设高度，会有完全不同的见解。智慧城市如何促进城市转型、升级、发展；如何立足当前实际情况，解决城市重大问题；怎么突破单纯的技术主导路线，实施整体解决方案；面向未来的战略愿景设计以及如何与其他规划无缝衔接配套的问题。需从智能化基础设施建设、新兴智慧产业选择与培育、传统产业智慧改造、智慧化城市生活环境、智能化公共服务体系等规划的五个方面着手行动。4 4）公共管理学：）公共管理

23、学：政府的社会管理与公共服务职能主要体现在决策中的公众参与程度、公共与社会服务水平、政府透明度、政府政策等方面。在城市的管理中，政府既要做好各项基础设施的建设，为经济的发展、人民生活水平的提高做好政策辅助，同时也要注重行政的效率和提供公共服务的质量。智慧城市多学科解读5 5）社会）社会学学：现代城市是人口集中的聚居区，城市的经济社会发展水平决定着生活在城市的人们的生活质量。城市的管理不仅包括促进经济增长，提高物质水平，更要把满足广大人民群众的利益作为根本出发点和落脚点，政府职能部门在规划、建设和管理城市时，要做到以人为本，最大限度地满足人们在城市生活中的物质需求、精神需求和感官享受，把提升市民

24、的生活幸福指数作为政府的核心工作，强调人和自然的和谐共处，真正把百姓需求和幸福感受放在第一位。从社会学的角度来说智慧城市的建设除了促进人民物质生活水平以外，还应包括调高城市居民的素质，提高人民生活的便捷性和舒适度，提高生态环境的保护力度等等，其目标应该以人为本，以提高人民群众的幸福感为最终目的。目录一、城市起源与发展一、城市起源与发展一、城市起源与发展一、城市起源与发展二、智慧城市的缘起二、智慧城市的缘起二、智慧城市的缘起二、智慧城市的缘起三、智慧城市的概念三、智慧城市的概念三、智慧城市的概念三、智慧城市的概念四、多学科理解智慧城市四、多学科理解智慧城市四、多学科理解智慧城市四、多学科理解智慧

25、城市五、智慧城市的框架与核心技术五、智慧城市的框架与核心技术五、智慧城市的框架与核心技术五、智慧城市的框架与核心技术41智慧城市建设方法论智慧城市建设的基本模型智慧城市建设的基本模型智慧城市的总体框架（面向服务）智慧城市的总体框架（面向规划）制度标准体系战略规划产业体系应用体系技术体系投资建设体系运营保障体系智慧城市应用体系框架五大类：经济发展、公共服务、社会管理、市政设施、资源环境智慧城市技术体系智慧城市建设的技术体系智慧城市建设的技术体系 构建智慧城市的技术体系至少包含13项关键技术，可以分为 4 大类：设备与器件相关技术，网络通信技术，应用服务技术，以及对用户体验极其重要的情景计算相关技

26、术。智慧城市核心技术-物联网物联网被视为互联网的应用扩展，应用创新是物联网的发展的核心，以用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂。 社会2.0、物物人人任意联网，并能互动信息。狭义讲是技术网络、广义讲是信息服务与管理的新模式。核心技术-云计算是一种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提供给计算机和其他设备。云计算可以认为包括以下几个层次的服务：基础设施即服务（IaaS），平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）。云计算服务应该具备以下几条特征：用户不知道数据来源；基于虚拟化技术快速部署资源或获得服务；实现动态的、可伸缩的扩展；按需求提供资源、按使用量付费；通

27、过互联网提供、面向海量信息处理；用户可以方便地参与；形态灵活，聚散自如；减少用户终端的处理负担。 核心技术-下一代互联网下一代互联网是指基于IPv6协议（IP协议的第6版）的新一代互联网。它与目前基于IPv4协议（IP协议的第4版）的互联网的区别主要在容量、速度和安全三个方面。容量方面:下一代互联网可提供的IP地址数量趋于无限，解决现有互联网IP地址不足的缺点，满足当今社会对互联网地址资源不断增长的需求。速度方面:下一代互联网的网络传输速度将比现在提高100010000倍，随心所欲的网络视频传输、大规模数据和图文的即时收发将成为现实。安全方面:下一代互联网可解决现有互联网无法判断每一个数据来源

28、的缺陷，其设计的专用安全协议可以通过网络设备对用户接入的合法性进行检查，监控所有数据流向和网络行为，从而更加有效地防范黑客、病毒的攻击，实现更安全的网络管理。核心技术-无线网络l3G（3rd-Generation，第三代）移动通信。与目前广泛使用的以GSM、CDMA为代表的第二代数字移动通信相比，3G移动通信系统具有两个主要特点：一是实现了全球漫游；二是实现了高速数据传输和覆盖全球的宽带多媒体服务，即除了普通通话业务，还可以传输图像，提供可视电话业务。lG（4rd-Generation，第四代）移动通信。4G的数据传输速率是3G的50倍，可以提供更高性能、更高分辨率的电影和电视节目。核心技术增

29、强现实增强现实借助计算机图形技术和可视化技术产生现实环境中不存在的虚拟对象，并通过传感技术将虚拟对象准确“放置”在真实环境中，借助显示设备将虚拟对象与真实环境融为一体，呈现给使用者一个感官效果真实的新环境。增强现实系统具有虚实结合、实时交互、三维注册的新特点。 应用领域：娱乐（游戏）、医疗（3D）、办公（多场景地板砖）、安全（三维监控）等等核心技术数据融合数据融合代表一种信息获取方式，其在不同领域有不同的表现形式，本质上它基于对来自多种数据源的数据的协同处理。“数据融合”意味着一种同时在不同领域内得到应用的信息获取方式，通常能够保证更高质量的信息。 在本质上“数据融合”（Data Fusion

30、）与“数据集成”（Data Integration）是有区别的。“数据集成”是指多种数据的叠加，在叠加的集成数据中，仍保存着原来的数据的特征。“数据融合”则是指多种数据经合成后，不再保留原来数据的单个特征，而产生一种新的综合数据。集成的数据没有产生根本的变化，而融合的数据产生了根本的变化，即产生了新的数据。 核心技术数据清洗：为了使数据能够有效地支持组织的日常运作和决策，要求数据可靠无误，能够准确地反映现实世界的状况。数据清洗（Data Cleaning，Data Cleansing或者Data Scrubbing）的目的是检测数据中存在的错误和不一致，剔除或者改正它们，以提高数据的质量。 泛在网：泛在网即广泛存在的网络，它以无所不在、无所不包、无所不能为基本特征，以实现在任何时间、任何地点、任何人、任何物都能顺畅地通信为目标。 最佳流率：按照应用需求最大限度实现目标流率。无标签识别：所谓无标签识别的方法，是同有标签识别的方法相对应的识别方法，不采用条码、RFID等技术，利用模式分类的方法，传感器分析目标物体的特征，来识别物体的类别、身份等谢谢！54