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中图分类号: U4 文献标识码: A 文章编号: 1673-1069(2016)18-107-3
0 引言
交通作为城市基础设施的重要组成部分,在日常生活中发挥了极为重要的作用,同时,城市交通的发展程度也是一座城市现代化程度体现。城市交通的发展状况直接影响着城市生活、工作效率。
但是,随着经济的快速发展和城市的持续繁荣,使得非农产业向城镇集聚、农村人口向城镇集中,这对原有的城市交通系统造成了巨大压力。当前全国大、中、小城市均面临着不同程度的交通拥堵、交通安全、能源消耗、环境污染等问题,这些问题严重制约着城市的可持续发展,日益严峻的生态和生存环境不断考验着生活在城市的人们。如何缓解并提升城市交通服务水平和服务效率成为关注热点。
1998年原美国副总统戈尔提出“数字地球”从而引发了将其概念应用到“数字城市”的社会信息化运动,2008年,IBM总裁兼首席执行官彭明盛提出了“智慧地球”的概念,引发了世界上国家和地区建设“智慧城市”的建设热潮。
1 智慧交通的特点
智慧交通是在以人为本、可持续发展的理念指导下,将物联网、云计算、大数据、移动互联网等技术为代表的智能传感技术、通信传输技术、数据处理技术和信息网络技术等有效集成,并运用到交通系统中,以提高交通管理服务效率、提升人们的出行体验为目的,以更精确的信息在更广的时空范围内构建的智能化、人性化、立体化的综合交通体系。具有如下特点:
1.1 高效省时
智慧交通通过实时跨网络交通数据分析和预测,避免不必要的时间、能源等浪费,提高车辆的运输效率,使交通流量最大化满足人们的出行需求。
1.2 安全便捷
智慧交通利用物联网等技术,向各交通行驶主体及相关部门提供实时、有效的交通信息,使其避免产生交通事故,防患于未然,力图做到安全出行。通过移动通信提供最佳路线信息和车辆实时运行信息,以及一次性支付各种交通费用,为旅客提供便捷的出行服务,增强旅客体验。
1.3 以人为本
智慧交通面世以来即秉承着以人为本、服务民生、需求引导、开放创新的理念,“智慧”落脚于人们的出行需求得到高水平满足。
1.4 节能环保
新能源汽车等智能应用技术的不断发展,将会大幅度降低碳排放、减少能源消耗和各种污染物的排放,从而提高人们的生活品质。
2 智慧交通的发展现状及趋势
2.1 国外智慧交通发展现状
从西方发达国家的经济发展里程来看,各国交通发展均经历了以下几个阶段:大力增加公路通车/通航里程;提高公路/航道等级;综合运用各种运输方式;从可持续发展的角度去优化各交通运输方式;交通信息化、智能交通/智慧交通。由于智慧交通是近年来才兴起的概念,是智能交通在新时期的趋势和最终目标,因此本文主要以智能交通的发展为主要论述对象。
1995年,日本的通产省、运输省、邮政省、建设省和警察厅五部门制定道路、交通、车辆的信息化方针,拉开了ITS系统研究开发和实施的序幕。日本心交通系统是实现智能交通的关键之一,在“日本ITS框架体系”的指导下,该系统有一个具有高性能的核心性综合交通控制中心和10子系统组成。这些系统包括:公交优先系统、交通信息提供系统、综合智能图像系统、安全驾车辅助系统、行人信息通信系统、紧急车辆优先系统、不停车收费系统、动态车辆导航系统、车辆行驶管理系统等。
英国对智能交通系统的研究一直处于世界前列,其拥有世界最多用户的SCOOT系统一直是智能交通系统的主要组成部分。另外英国交通信息高速公路(Travel Information Highway,TIH)和视频信息高速公路(Video Information Highway ,VIH)是世界领先的交通信息网络平台系统。
2.2 国内智慧交通发展现状
20世纪70年代,我国开始在交通运输和管理中应用电子信息及自动控制技术,并在全国主要的大城市如北京、上海等地使用单点定周期交通信号控制器和线协调交通信号控制系统。20世纪80年代初,我国陆续从国外引进了先进的城市道路交通控制系统,如英国的SCOOT系统、澳大利亚的SCATS系统等。
进入21世纪,随着我国城市道路资源的利用趋于饱和,合理配置交通资源,加大城市智能化交通系统建设,成为各地智力交通问题的首要任务。特别是结合了2008北京奥运会、2010年上海世博会、2010年广州亚运会等重大活动的举办需求,实施了国家综合智慧交通技术应用示范等重大项目,并且围绕国家高速公路网不停车收费和服务系统、北京奥运智能交通集成系统、上海世博智能交通技术综合集成系统、广州亚运智能交通综合信息平台系统、远洋船舶与战略物资运送在线智能检测系统五个方面开展了系统的研究,并取得了显著的成果。
科技引领是我国智慧交通的一个重要特点,从“十一五”开始,“863计划”将现代交通技术列为一个单独的领域来开展研究;2011年4月,交通运输部颁布的《交通运输“十二五”发展规划》中明确指出在“十二五”期间要重点研发包括智能车载终端设备、公共交通信息采集监测于服务、运营监管和应急保障等城市智能交通关键技术。2012年国家《交通运输行业智能交通发展战略(2012-2020)》,将智能交通提高国家战略地位,成为我国第一部以政府文件形式的智能交通战略。另据“中国城市智能交通市场研究报告”统计,2008年至2013年期间,城市智能交通复合增长率达到了20.2%,而受益于公安部《道路交通安全“十二五”规划》、《道路交通科技发展“十二五”规划》等多项政策,预计未来10年内智能交通的资金投入将超过1700亿元。
从整体上而言,我国智慧交通未来的发展呈现三大态势:一是城市化进程加快给智慧交通产业创造巨大空间;二是世界智慧交通系统将进入一个创造新一代移动社会的崭新阶段;三是智能交通技术应用方面,利用智慧交通技术来减少交通污染,发展低碳和绿色交通,促进城市交通的可持续发展成为重要方向。
3 智慧交通总体构架
传统智能交通系统包括交通管理系统、交通信息系统、公交信息系统、车辆管理系统、泊车系统、车辆控制系统六大子系统,其核心在于控制,即将控制技术、信息技术、通信技术融入交通领域,形成完整的控制体系。
智慧交通是在智能交通的基础上,融入人的智慧,实施及时、便捷、安全、高效的交通控制。智慧交通的核心在“智慧”,即给交通安装大脑,使之能够及时看到、听到信息,并及时作出反应,从根本上解决城市交通拥堵、资源浪费、安全事故频发、难以实时控制事态等难题,使城市交通发展走上良性发展的轨道。智慧交通系统是将电子、信息、通信、控制、车辆以及机械等技术融于一体,应用于交通领域,并迅速、灵活、正确地理解和提出解决方案,以改善交通状况,使交通发挥最大效能的系统。
智慧交通系统是一个开放的复杂的巨型系统,由许多关系密切的不同领域、不同功能的子系统综合集成。其中,人、车、路和环境是交通的四大基本要素;管理者、行人与驾驶员构成交通中人的要素;公交车、地铁、出租车、自行车、商用车、特种车辆等构成交通工具要素;普通公路、高速公路、轨道、航线、公交站、停车场、综合交通枢纽等构成交通基础设施要素;自然灾害、天气状况等构成交通中的环境要素。这几者之间依靠互联网、物联网、移动互联网等互联构成以车联网为中心的交通信息广泛采集、即时传输的网络,将交通流信息和气象信息等输送到城市交通云中心,利用云计算等新兴技术手段对交通信息进行储存处理,并进一步利用大数据、人工智能等手段对交通数据进行深度处理,将结果输出给公众,向管理者、出行者提供随需而变的服务。最终形成集节能环保、绿色低碳、智能高效于一体的智慧交通体系,涵盖交通管理系统、出行者信息服务系统、车辆运营管理系统、电子收费系统、智能车辆、自动公路、综合运输、紧急事件与安全以及车联网等系统。
4 智慧交通建设内容
智慧交通将先进的信息、控制、计算机技术和交通工程集成,形成各项建设内容,加强人、车、路之间的互联互通,将各种设施单元(车载设备、路侧单元、控制中心)、交通管理部门和出行者集成到一起,为提高运输系统的总体运输效率和安全水平提供基础和手段。
4.1 交通规划与管理
智慧交通在交通管理与规划领域的建设包括三方面,分别为:先进的交通管理系统、交通基础设施智能监控系统、交通运输规划决策支持系统。其中,先进的交通管理系统是重点,交通基础设施智能监控是基础,交通运输规划决策支持系统则属于长期宏观类型的应用。
4.2 出行者信息服务
出行者信息服务领域包含的内容及分类方法较多,从系统建设独立性的角度分析,智慧交通在该领域的建设内容包括三方面:智能车流诱导系统、智能车载导航系统和多渠道信息服务系统。
4.3 车辆运营管理
智慧交通在车辆运营管理领域的建设内容包括:智能公交系统、快速公交运营管理系统、轨道交通运营调度系统、出租车调度管理系统、公共自行车管理系统、智能商用车辆管理系统以及特种车辆运输智能监控系统等。
4.4 电子收费
智能交通在电子收费领域的建设主要体现为不停车收费系统(ETC)和智能停车系统。其中,不停车收费系统是智能交通系统中起步较早、发展较为成熟的建设内容。随着传感器技术和短程物物通信技术的进步,还将衍生出多种其他基于便携终端的自动收费系统。
4.5 智能车辆
智慧交通在智能车辆的建设内容包括智能防撞系统和智能辅助驾驶系统。通过先进的车载电子系统、车载传感系统以及车程无线短程通信系统,实现全方位的车辆避撞功能,包括:纵向防撞、横向防撞、交叉路口防撞以及碰撞前的车辆乘员保护等。
4.6 紧急事件与安全
智慧交通在该领域的建设内容包括事件应急管理系统和紧急救援系统。其中,事件应急管理系统包括事件的预防、事件的检测与确认、事件的鉴别、事件的响应、事后管理、事件的记录等功能。紧急救援系统的主要服务对象包括机动车驾驶员、行人、摩托车驾驶员以及非机动车驾驶员等。
4.7 综合运输
智慧交通在综合运输领域的建设内容主要体现为智能客货综合联运系统。该系统利用部署在货物、车辆上的各种传感与识别技术以及旅客的便携智能终端的能力,结合运输路径所在范围内的实时路况信息,实现客货运信息资源的交换,大幅提升旅客联运服务和货物联运服务中的效率和质量问题。
4.8 自动公路
自动公路系统是智慧交通中最先进的应用领域之一,通过在公路系统上铺设路面磁钉车道,控制中心可直接对每辆智能汽车发出指令,调整其行驶工况。该系统通过与智能车辆系统进行信息交换来检测周围行驶环境的变化情况,达到行车安全和增强道路通行能力的目的。
4.9 汽车移动物联网
汽车移动物联网,简称车联网,是物联网在交通领域的具体应用。在物联网的技术背景下,交通系统中的人、车、路灯组成要素的感知能力将逐渐实现。相当于提供了覆盖率极高的海量信息采集终端和信息终端。在物联网的环境中,以汽车移动计算平台为核心,利用泛在感知能力可以对现有的几乎所有智能交通系统进行升级强化,建设基于物联网的路网车辆状态监控系统、基于物联网的交通控制系统以及基于物联网的信息服务系统等。
5 结语
在信息化浪潮与数据科学崛起的共同推动下,智慧城市在全球范围内成为下一代城市发展的新理念和新实践。智慧交通是智慧城市的重要组成及基础支撑。智慧交通的实现依赖于技术与理念的进步,技术的进步是交通朝纵深、智能的方向发展;技术和理念的提升给交通领域带来了前所未有的延伸拓展空间,不但连通了各种交通方式和交通参与主体,使交通更加高效,而且将交通系统的末端渗透到智慧城市的其他领域,通过便捷的交通吸引大量客流、物流、资金流,给城市医疗、旅游、教育、安防、商业等领域带来巨大活力,极大地开拓城市的发展潜力,而城市的发展也会带来交通领域更大的繁荣,激发出交通领域更多更新的商业模式。
参 考 文 献
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0 引 言
根据IBM的《全球交通痛苦指数报告》,北京以99分的高分成为全球出行最痛苦的城市;美国每年在交通拥堵上的经济损失高达数百亿美元;车辆正常行驶时的尾气排放量仅为堵车时不熄火的1/20;在未来的几十年里,全球将有一半以上的人口居住在城市里,届时交通压力将成为一项巨大的挑战。
上述现象都是传统交通无法避免且亟需解决的问题。“互联网+交通”的思维将是解决传统交通弊端的突破口。国内智慧交通建设仍处在起步阶段,在技术层面、体制层面都有待突破,寻求一种有效合理并符合我国交通现状的智慧交通建设发展模式,是我国建设发展智慧交通成败的关键。
1 智慧交通的内涵
智慧交通在处理交通数据,作出决策方面则是更少的或者无人工参与。从智能到智慧,交通系统正逐步走向像人一样思考、分析的过程。这里所指的像人一样思考,不仅包含着交通系统对已有资源的感知、融合、分析、集成、表达和创新,也包含着由交通系统与其使用者之间的交互沟通所带来的新思考和新发现。大数据、云计算、物联网等技术的出现和成熟为现代交通系统从智能化逐步向智慧化转变提供了保障。
物联网技术将交通基本要素通过信息传感设备与互联网连接起来,进行信息交换、通讯、汇聚和,实现了对交通要素的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。
智慧交通可定义为:基于智能交通系统实现对交通运输体系中各种要素(包括人、车、路、环境)的全面感知、协同运行、高效服务和可持续发展,集成物联网、大数据和云计算等新一代信息技术,结合人工智能、知识工程技术等实现具有一定组织能力、判断能力和创新能力的更加高效和敏捷的交通运输系统。自动驾驶、无人驾驶在将来有极大的可能性通过智慧交通系统实现。
2 国内智慧交通建设现状
我国大部分城市的智慧交通建设处在感知交通运输体系中各种要素的初级阶段,且大部分是通过视频摄像头实现对交通信息的采集,无线射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术应用较少,在交通信息共享、信息处理,反馈决策等方面还是短板,基于物联网的智慧交通系统运营更是少见。
我国智能交通在信息采集、交通设施控制、行车管理和停车管理等方面均已建成了相应系统。贵阳市通过建设、安装大量视频摄像头、卡口及电警交通数据管理与分析设备,提高道路的交通管理水平、规范道路交通秩序及道路交通管理。
截至2013年8月7日,大连市在经常出现交通拥堵的路段处设立交通信息显示屏,通过文字、路线图指明前方道路信息状态,驾驶员可据此及时调整路线,避开车流拥挤的路段,更顺畅地出行。江西省上饶市在2015年启用智能化电子公交站牌,乘客通过智能化电子公交站牌可以随时掌握公交车辆运行动态信息。温州市则通过整合、提升与改造原有信息资源和服务平台的基础上,建设完成交通信息服务平台,依托该平台,可用网站、手机及其二维码查询路况信息。
江苏省南通市在采用监控的基础上还对车辆进行GPS信息定位,并将南通市的交通资源信息汇集成统一的GIS地图。在此基础上,面向公众出行需求,市交通局开发了“出行管家”“畅行南通”等手机APP软件,为市民提供交通信息实时查询、实时节点视频、出行计划、线上订票和旅游信息查询等服务。
上述城市智能交通建设现状是我国建设智慧交通的一个缩影,实现了交通状况的信息化、可视化,有的也引入“互联网+”概念。随着城市化进程加快,车辆数量逐年增加,智能交通无法从根本上解决传统交通带来的问题,而智慧交通是解决传统交通弊端的有效途径。智慧交通的核心是交通,交通的核心是出行,各城市建设智能交通各自为政,容易形成信息孤岛,对我国智慧交通建设具有局限性,确定统一的建设模式是我国建立智慧交通系统的当务之急。
3 加快我国智慧交通建设的几点建议
3.1 在技术层面突破,减少人工参与
我国想要建设成熟的智慧交通系统,就要在交通数据处理和决策反馈环节的技术方面有所突破,智慧交通系统最终要实现动态决策来满足人们的出行便利需求。交通变化莫测,将海量交通信息数据交给人工智能处理,并及时反馈,这可以弥补智能交通人工参与决策的不足。此外,路口的交通信号灯的时间间隔也可根据路况信息数据的处理结果实现动态控制。
3.2 在体制层面突破
智慧交通系统是一个非常复杂的系统,我国智慧交通建设存在缺乏顶层规划、标准不统一等问题。智慧交通建设涉及交通部门以外的多个部门,各部门间达成协同是日后智慧交通系统建设发展的关键。
3.3 政府助力,推进智慧交通产业发展
PPP(Public-Private-Partnership)模式是指政府与私人组织之间建立起的一种伙伴式的合作关系,目的是为了合作建设城市基础设施项目或提供某种公共物品和服务。智慧交通建设涉及多个专业和领域,用政府手段进行有效规划,在企业与政府、企业之间进行合作,形成城市联盟、技术联盟,推进新理念,最终由政府来敲定合适政策。目前国家倡导的PPP模式,是适合智慧交通发展的,也是推动智慧交通快速发展的有效手段。
关键词:智慧交通系统;设计;实现
中图分类号:T311.52
智慧交通系统是在综合分析机动车交通诱导水平不高、城市交通拥堵、交通设施管理水平较低、停车设施供需不平衡、路面及桥梁检测力度不足等问题基础上,通过安置路面固定传感网节点及车载移动传感网节点,利用智能交通业务应用系统对智能交通运输物联网信息进行有效分析和处理,以形成全面互联的交通要素感知网络,提供更优化、更准确、更人性的公众信息服务模式,从而构建和谐智慧的交通出行环境。
1 中国城市智慧交通现状分析
自90年代国内首次提出构建智能交通系统,我国各城市相继建设了公交调度系统、交通流采集系统、地理信息系统、信号控制系统、接处警系统及视频监控系统等智能交通系统。此类系统均能单独开展工作,较大程度的改善了我国城市状况。然而因顶层设计及整体性规划缺陷,不同交通部门分管的多个交通系统间常常存在着自成体系、业务协调性差,信息共享困难等问题,所以如何构架更加完善、信息化及智能化程度高的智能交通系统成为各大城市交通部门日益面临的重要问题。随着云计算、物联网及现代通讯技术的发展,在数字化空间数据库系统上,构件城市智慧交通系统以快捷服务于居民出行,控制突发事件发展,已逐渐纳入到城市发展规划过程中。[1]
2 智慧交通系统框架及设计流程
2.1 智慧交通系统框架
从技术角度来说,智慧交通系统主要包括通讯系统、信息基础设施与应用系统三部分;从物理层面上分析,智慧交通系统是云计算、互联网、物联网相互配合的信息系统。(1)通讯基础设施,其主要包括云计算服务器及网络基础设施两部分。云计算服务器是系统进行信息计算与处理的设备,其利用在交通设施上安置的传感器实时获取交通信息,并对数据信息整合处理以更新基础信息数据库;服务器还用于接收用户指令,对知识库与人工智能数学模型、专家系统及交通模型库进行调用及开展数据挖掘,然后通过网络基础设施将运算结果嵌入到交通设施控制器上;网络基础设施是智慧交通系统工作的网络基础及安全物理通道,其利用无线通信网络及有线通信网络完成信息共享及交流过程。(2)信息基础设施是专家系统、基础信息数据库、人工智能和知识库、交通模型库的总称,其是一个多时态、多数据源、多尺度的数据集合,能完整描述城市自然社会形态地物地貌信息。(3)应用系统是智慧交通系统运行的关键所在,其利用人与城市交通设施的信息交流,以改善城市交通管理水平与运行质量,充分满足居民的出行需要,主要包括交通设施控制与交通现状系统、信息采集系统、停车管理系统、行车管理系统四个部分。
2.2 智慧交通系统设计流程
(1)需求分析:根据智慧交通系统设计目标,结合当前交通设施,按需设定相应的软硬件平台,并同数字空间数据库相结合,按照系统所需数据结构及数据类型制定城市智慧交通系统数据库;(2)采用智能化技术开展城市区域分时段交通现状分析,形成城市交通现状流量分时数据库,并实施停车场数据库调查,形成城市停车场数据库;(3)综合选用系统最优计算手段进行系统开发、运行测试及投入运行;(4)做好网络基础设施建设,以实现交通现状流量数据库的实时更新、传感器信息采集的实时传输、交通设施的有效控制;加强网络平台构建,以实现第三方应用软件访问共享及系统数据信息实时。[2]
3 智慧交通系统关键技术应用
3.1 最短路径计算法
最短路径算法是智能交通系统进行网络分析及路径规划的关键,其有效算法的应用可改善系统分析效率。当前因待处理道路网络数据规模不断扩大,使得大量加速技术应用到大规模道路网络数据的最短路径查询中,如由谷歌基金支持的KIT大学研究出的压缩分层算法,其依据道网路的拓扑性质在道路网络基础上压缩形成多层网络拓扑,由此改善查询效率。
3.2 交通网络决策
交通网络智慧决策过程分析是智慧交通系统智慧化的重要体现,其能依据动态交通状况数据为出行信息提供指导。利用交通流量分布优化、监测及监控技术对交通监控系统、信息网络系统及公安系统进一步完善,以完成交通信号灯的智慧控制过程。在动态监控交通拥堵并提供疏堵方案时,交通网络决策分析需综合历史道路数据、道路数据库及社会数据等以提升系统决策水平;在信号灯控制时,通过设置智能信号灯,在相应路面位置安置感应线圈,其会依据车道上车辆多少状况将信息反馈到信号灯中,由此信号灯会自行选择红绿灯状态。
3.3 大数据分析
随着城市进程加剧、交通设施规模的不断扩大,机动车数量与日俱增的同时交通污染、交通拥堵、交通事故等矛盾问题越来越多。智慧交通系统解决此类问题的基础便是能准确、及时获取交通数据,而数据信息的获取则必须依靠大数据技术作为支撑。
因物联网技术的快速发展,感应线圈、摄像头、传感器、等在交通行业的大范围应用,使得大量数据信息需要进行处理。智慧交通系统的大数据分析技术可对天气数据、道路传感器数据、拥堵数据、GPS数据等多源数据进行分析,以评估点到点的耗时、对交通条件智慧识别、提供替代路径方案等,从而大幅度改善交通拥堵与交通流状况,提高车辆运行的安全性。
物联网技术的应用,使得新型数据库系统不断发展,当前采用的NoSQL数据库管理系统主要包括文档存储型数据库、键-值存储、图形数据库、BigTable等部分。
3.4 二三维一体化
采用二三维一体化技术体系,可有效保护用户正在使用的信息资源,二维数据能够在三维场景中显示,三维数据同时也可以在二维地图中进行加载。采用二三维一体化快速建模技术,可迅速提高二维数据向二维模型转化的效率。随着导航技术与对地观测技术的应用,室外平面导航逐渐向室内立体导航转化,利用二三维一体化技术,可大幅度提高导航定位及位置服务的水平。[3]
4 智慧交通系统未来展望
在云计算技术、物联网技术及现代通讯技术应用水平不断成熟的发展状态下,智慧交通的未来发展重点将主要集中在以下几个方面:(1)将云计算与信息存储及处理平台不断融合,利用云计算技术处理优势,使数据分析更加“智慧化”;(2)车辆身份识别系统的应用及研究,主要表现在给现有车辆设置“身份证”,通过身份证将车辆位置信息及车况条件等实时传输到智慧交通系统中;(3)交通信息与服务平台分析及应用,以增强交通服务的时效性和服务领域的开拓性;(4)交通信息采集技术的分析及应用,主要表现在将物联网技术广泛应用到信息采集设备中。
5 结束语
智慧交通系统的应用水平将直接关系着现代城市交通系统的运行质量及居民出行安全性,因此,相关技术与设计人员应加强有关智慧交通系统设计与实现研究,总结智慧交通系统顶层与整体设计方式及关键技术措施应用,以逐步改善智慧交通系统的应用质量。
参考文献:
[1]张开广,孟红玲,巴明廷.洛阳智慧交通系统的数据库应用研究[J].河南科学,2012(14):74-75.
[2]孙怀义,王东强,刘斌.智慧交通的体系架构与发展思考[J].自动化博览,2011(10):61-62.
IBM(2008)出于自身产业转型和推销软件与服务的商业目的,提出了“智慧的城市在中国突破”战略以及“智慧地球”理念,以“感知化”、“互联化”和“智能化”为核心,认为“智慧城市”是有意识地、主动地驾驭城市化这一趋势,运用先进的信息和通信技术,将人、商业、运输、通信、水和能源等城市运行的各个核心系统整合起来,从而使整个城市作为一个宏大的“系统之系统”,以更智慧的方式运行,进而为城市中的人创造更美好的生活,促进城市的和谐、可持续的成长。“智慧城市”既而成为全球研究的热点[1]。
一、智慧城市的发展研究综述
秦洪花(2010)等认为智慧城市是利用现代信息技术,以整合、系统的方式管理城市的运行,让城市中各个功能彼此协调运作,为城市中的企业提供优质的发展空间,提供市民更高品质的生活[2]。
王广斌(2013)等认为智慧城市是以城市综合治理发展到以ICT技术为支撑的智能城市发展新阶段[3]。
丁国胜等(2013)将智慧城市理念引入城乡规划研究,“智慧规划”具有系统性、智能性、共享性和动态性等特征,包括智慧化提升城乡规划自身能力、智慧化解决城乡规划问题两个关键领域[4]。
骆小平(2010)认为智慧城市的理念包括三个层次。第一,经济上健康合理可持续。智慧城市应该是具有智慧的经济结构和产业体系,高增长的城市经济体系。表现在智慧城市的经济是绿色经济,是低碳的经济,是循环经济。绿色经济是指通过创新生态科技使人的经济活动遵循生态系统内在规律,在促进人的全面发展基础上促进生态系统的协调、稳定、持续、和谐发展。低碳经济的特征是以减少温室气体排放为目标,构筑低能耗、低污染为基础的经济发展体系,主要包括低碳能源系统、低碳技术和低碳产业体系。智慧城市的循环经济即是充分考虑城市生态系统的承载能力,尽可能节约城市资源,不断提高现有资源的利用效率,循环使用资源,创造良性的社会财富。
第二,生活上和谐安全更舒适。智慧城市是以人为本、生活舒适便捷且具有良好公共安全的城市,其核心是运用现代化的科技手段服务广大居民。
第三,管理上科技智能化信息化。城市管理包括政府管理与居民自我生活管理,要求不断创新管理的科技运用智能化信息化手段来协调城市的平衡,维持城市的可持续发展能力。“智慧城市”作为城市治理领域的一种新路径,被世界上的众多国家所接受,并逐步推进“智慧城市”的建设[5]。
二、“智慧城市”的基本内涵
(一)智慧城市是一种城市治理新路径
智慧城市作为城市治理领域的一种新路径,被世界上的众多国家所接受,并逐步推进“智慧城市”的建设。诸多学者(沈明欢,2010;史璐,2011;胡小明,2011;)也开始对“智慧城市”的发展战略、发展原理、发展动因及模式进行思考与探究,智慧城市应该以城市发展特色、适应知识经济的政策、完善政府公共服务、加强基础设施以及城市职能服务环境等发展战略为重点,智慧城市对我国智慧解决方案包括多方面的内容,其中包括智慧的交通,关于如何建设智能的交通系统来减缓交通压力。
智慧城市是解决城市问题的一条可行道,将是未来城市发展的趋势[6]。例如张祖群等(2013)在北京市与交通基础设施2011年最新数据分析基础上,结合历年数据变化趋势,认为智慧交通、智慧城市的理念为解决城市交通问题提供了新思路,北京施行智慧交通具有一定可能性[7]。
(二)智慧城市是一种复合型的网络城市
在新一代信息技术和知识经济加速发展的今天,智慧城市以互联网、物联网、电信网、广电网、无线宽带网等网络组合为基础,以信息技术高度集成、信息资源综合应用为主要特征,以智慧技术、智慧产业、智慧服务、智慧管理、智慧生活等为重要内容的城市发展新模式,使网络智能技术服务于城市的关键基础设施建设,使城市服务更有效,共创和谐美好家园。
“智慧城市”涉及到智能楼宇、智能家居、路网监控、智能医院、城市生命线管理、食品药品管理、票证管理、家庭护理、个人健康与数字生活等诸多领域,促进在自主创新、产业发展、公共服务、社会管理、资源配置等领域广泛应用信息技术,促进经济转型升级,提高资源配置效率,改善人民生活水平[8]。
(三)智慧城市是以人为本的充满活力的新型城市生活方式
智慧城市是充满活力的,它涉及城市的智慧政务、智慧交通、智慧医疗、智慧安防、智慧管理、智慧生态、智慧流通、环境保护、社会公共安全、智慧消费和智慧休闲等多个领域。智慧城市的宗旨是以人为本,核心是运用创新科技手段服务于广大城市居民,着力满足群众工作和生活的需要,使人民群众生活方便,这是城市管理工作的基本立足点。
现代城市建设服务可根据国家的相关法律法规,建设各委办局统一工作平台,使市民在网上方便办理相关业务,公开透明、流程快捷、依法行政、高效便利。城市的智慧政务中心要能充分体现“政府依法行政、高效快捷、群众满意的”智慧化服务,切不能再让河北某“北漂”从北京到当地五次仍然办理不了出国手续等事件重复。建设高素质、现代化的城市基础设施、能源基础设施、交通、市政服务、社会基础、优美的城市环境,建设高水平的城市生态文明和健康、宜居、无污染的绿色城市是,这现代化城市建设的目的。
交通便捷、公共交通网络发达则是智慧城市建设的一个重要表现。智慧城市最明显的表现是广泛运用信息化手段。这就意味着城市管理者需要通过信息基础设施和实体基础设施的高效建设,利用网络技术和IT技术实现智能化,为各行各业创造价值。
三、国内外智慧城市发展动态
2008年,IBM陆续与中国十几个省市签署了“智慧城市”共建协议,至此,北京、上海、广州、南京、漳州、扬州、西安、咸阳、海口、大连等省市已把智慧城市列入重点研究课题,纷纷加入建设“智慧城市”的行列,有的甚至已经着手编制智慧城市专项规划。2012年住房和城乡建设部公布了94个城市(区、县、镇)为国家智慧城市试点名单,2013年则增加为103个,比2012年试点范围扩大9个[9]。
(一)国内智慧城市发展现状
1.北京市:《北京市“十二五”规划纲要》中提出构建精细智能的城市管理,建设智慧城市;2009年正式启动了“感知北京”的示范工程建设。
2.上海市:创建面向未来的智慧城市。以“数字化、网络化、智能化”为主要特征,从技术、产业层面提升到思想、战略层面,推动浦东新区在智慧城市建设过程中的先行先试;推进城市管理和公共服务信息化,提升城市运行效率和管理服务水平;健全信息安全保障体系,推进信息化有序发展。
3.浙江省宁波市:《加快创建智慧城市行动纲要(2011-2015)》中提出智慧城市的十大应用体系让市民享受智慧服务;六大产业基地建设,实现产业智能化;打造随时随地随需的泛在网络,推进居民信息应用能力建设。
4.广东省:《加快发展物联网建设智慧广东的实施意见》中提出重点实施“智慧广州”、“智慧深圳”、“智慧南海”(佛山)、“智慧石龙”(东莞)等智慧城市试点,并希望通过打造“数字广东”,发展现代信息服务业,加强对先进制造业和现代服务业的支撑,实现产业结构转型升级,让经济发展变得更有效率。
5.江苏省南京市:“智慧南京”通过发展“智慧产业”促进产业结构战略性调整,构建现代产业体系;通过智慧管理不断提升城市功能品质;实现居民智慧生活;实现城市绿色新经济增长。
6.湖北省武汉市:“智慧之城”、“光城计划”,建成无线城市,基本实现“三网融合”,实现90%以上的政府行政许可网上办理;物联网工程中实现车联网全覆盖;电子病历伴随市民一生。
7.浙江省杭州市:率先开始建设“智慧城市”。2008年便启动RFID技术,并应用于杭州图书馆新馆,2009年IBM签约杭州黄龙饭店,联手打造全国首家智慧酒店。
8.江苏省扬州市:《“智慧扬州”行动计划》提出“创新扬州,精致扬州,幸福扬州”建设,推进“智慧城市”在智慧交通、智慧电网、智慧城市管理、智慧医疗、智慧旅游、节能减排等方面的先导应用。
9.辽宁省沈阳市:以生态城市和谐规划、城乡水污染监管及饮水安全等重大课题为主要内容,为解决传统工业城市的转型难题开创一个新的思路和模式。
10.山东省东营市:2009年9月25日,东营市政府与IBM共同签署了“黄河三角洲云计算中心战略合作协议”,根据合作协议,东营市将采用IBM云计算产品IBM Cloud Burst,IBM将为东营市提供全球领先的云计算产品,通过帮助其建立黄河三角洲云计算中心,催生出一座兼顾数字化和生态性的石油新城。
11.台湾省:《“智慧台湾”i-235智慧生活科技运用计划》,在安全防灾、医疗照护、节能永续、智慧便捷、舒适便利、农业休闲等六大领域开展智慧生活科技创新应用的服务示范。
(二)国外智慧城市发展动态
1.德国:“T-city”计划、All-in-one计划,实现智慧水表、电表、燃气表及太阳能电力表一体化。
2.日本:“i-Japan战略2015”,推动国民本位的新电子政府和电子自治体,远程数字化医疗,数字化教育与数字化人才培育。
3.韩国:《国家信息化基本计划》,建成数字化政府,推动IPTV服务方式,在线服务广泛使用,倡导绿色IT。
4.新加坡:“智慧岛2015(i2015)”,电子政府公共服务架构,提高政府工作效率;网络基础设施建设,提高有限宽带的覆盖率;智能交通系统,为人们提供及时准确的交通信息。
5.美国:将IBM提出的“智慧城市”上升为国家战略,趋于完善的互联网络为其物联网的发展创造良好的先机,而物联网技术发展政策主要体现在推动能源、网络宽带与医疗三大领域开展应用。
6.欧盟:《欧盟物联网行动计划》,加强政府对物联网的管理,消除物联网发展的障碍,欧盟制定了一系列物联网管理规则,并建立一个有效的分布式管理架构,使全球管理机构可以公开、公平、尽责地履行管理职能。同时,注重增强机构间协调,共同推动物联网发展。
7.瑞典:“智慧城市”最大体现在交通系统的建设与完善上。瑞典当局在2006年初宣布征收“道路堵塞税”。IBM为瑞典公路管理局设计、构建并且运行了一套先进的智能收费系统,包含摄像头、传感器和中央服务器,确定交通工具并根据车辆出行的时间和地点收费,这一举措将交通量降低了20%,排放量减少了12%[10]。
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京津冀ICT智慧交通智慧城市
1引言
2014年3月,《国家新型城镇化规划》明确指出“推进智慧城市建设”,“智慧城市”第一次进入国家级战略规划。2014年8月,国家发改委发文《关于智慧城市健康发展》的指导,多次强调要完善智慧城市2.0时代的顶层设计方案。城市的发展离不开交通的建设,在智慧城市建设的高热潮的冲击下,智慧交通的完善与优化也刻不容缓。
道路的交通需求在快速增长,但道路所能提供的交通通行能力却没有提高。20世纪90年代以来,每年的私家车数的增长速度和同期的道路建设里程数分别为77%和2%,在城市交通的高峰期,54%的车都处于拥堵状态,导致人们每天消耗在上下班的时间比平时多1.5个小时。2015年3月5日,总理特别提出“互联网+”行动计划,“互联网+”是互联网发展新形态、新业态,是新一代ICT支撑、创业创新环境下智慧城市的基本特征。
以互联网广泛应用为标志的信息通信技术(Information Communication Technology,简称ICT),通信技术(CT)和信息技术(IT)正日益深刻影响着我们生活的方方面面。ICT在交通方面的应用尤为突出,不管是交通体系的理论、内容、方式、方法还是组织形式。
2交通现状
交通犹如人体的“血管”,城市的发展需要“血管”向城市运输新的养料,良好的交通管理体系有助于加快城市的建设进程。随着生活水平的提高,自驾成了人们出行的主要方式,私家车不断增加,交通运输的迅速发展,也给道路通行等交通因数带来许多负面影响,使得城市的“血管”堵塞,导致交通拥挤、交通噪声、交通事故频繁、道路堵塞、环境污染等一系列交通问题。
2.1道路建设不足导致交通拥堵
随着私家车的不断增多和道路面积严重,过盛的交通量造成道路超负荷运载。在建设城市道路的过程中,一般仅限于建设机动车道,而非机动车动车道,却往往因道路的改良就被取消。在机动化飞速发展的进程中,因保证道路供给和交通需求之间的平衡,道路交通量日益增加,导致很多城市出现了严重阻塞、占用车道、违法停车等动态和静态交通问题,加剧了道路交通阻塞。在2010年北京市交通部门统计的数据中显示:北京市早晚高峰路网平均运行速度仅为20km/h,次干道及之路平均运行速度不足16km/h。
2.2环境问题
交通运输是主要的空气污染源,汽车的尾气排放是造成空气污染的主要原因。车出行发出的噪声和尾气同样是世界最大的污染源之一,据调查数据表明:大气污染总量的50%来自于车辆出行排放;同时80%的噪音污染来自车辆。
2.3交通安全问题
空气污染造成路面的能见度降低,在现有的交通体系中,城市给行人和非机动车辆使用的道路空间变得越来越小,这些人在路上往往处于危险的交通环境。此外,机动车驾驶员的驾驶素养也成为道路交通事故多发的诱因。
2.4现行交通系统混乱。
随着城镇居民家庭生活水平的提高,城市居民的机动化出行进程加快,小汽车出行方式已成为主要的出行方式之一。我国现有城市交通的路网结构是密度低、干道间距过大、支路短缺、功能混乱,属于低速的交通系统,难以适应现代汽车交通的需求。
2.5公共交通建设衰退
从20世纪80年代中期开始,城市的公共汽车交通建设出现下滑的现象,不管是经营管理,是服务水平,都趋于衰退。公共汽车交通的衰退,加速了非机动车的成长,使拥堵的交通更是雪上加霜。而且我国公共交通形式还比较单一,只有北京、上海、天津、广州等建有地铁线路,尚未形成以轨道交通为骨干的综合运输客运体系。
2.6交通管理水平有待提高
对于我国现在的交通管理系统,城市交通信号控制系统、城市交通管制等交通管理系统中几乎没有应用人工智能技术、信息采集和信息提供技术,信息化、智能化管理系统在国内交通管理系统中基本上还是空白,对于一些发达城市如上海引进了一些国外先进的交通信号管理系统由于交通管理设施不足、管理水平低下,应用也十分生硬。
2.7交通发展战略缺乏科学统筹
导致城市交通问题的原因中,缺乏科学的整体交通战略和规划是最主要的原因之一。在现有的道路交通架构建设中立交桥、高架道路和城市环路,只能缓和暂时交通问题,因规划不当,不但不能解决拥挤问题,甚至造成交通量增加,给道路增加负担,诱发交通建设的结构性的“负效应”。
3ICT2.0的技术特征
早期时候,信息技术和通信技术属于两个独立技术体系,随着科学技术的发展,两个独立的技术体系逐渐出现技术上的碰撞,进入ICT1. 0时代,随着云计算、虚拟化、智能化等一系列技术的成熟与发展和“互联网+”的提出,信息技术和通信技术逐渐融合发展并进入ICT2.0时代。ICT2.0技术的特征主要体现在以下两个方面。
3.1云计算和网络架构趋于一体化
云计算技术和网络架构的发展促就了ICT技术的另一个创新,即云网一体。软件定义网络 SDN和软件定义存储SDS,基于大数据的智能流量调度、计算存储融合是云网一体的三个方向发展,其中Fit Cloud云网一体化战略是目前云网一体化技术的主要成就, Fi-t OS云操作系统、Fit Data大数据平台、SDx技术分别是云计算、大数据时代、IT架构对云网一体演进的深入思考,使云数据中心成为数据的主要来源地。
3.2协同共享
在传统交通管理体系建设管理模式中,各个模块独立运作,并且都有独立的业务系统。ICT2.0时代,智慧交通管理将建立交通数据交换共享平台,通过技术手段打通各业务系统之间的信息共享通道。数据共享将消除原来交通系统数据来源的单一性。
4搭建ICT智慧交通管理系统的智慧系统
ICT智慧交通管理系统建设一批基于ICT技术的智慧交通业务应用系统,解决道路拥堵、交通监管水平低、交通管理体系不全面等一系列交通问题。通过海量数据信息汇集、处理、分析、管理的综合处理,构建广泛互联的交通要素感知网络,实现更加丰富、更加准确、更加人性化的公众信息服务,形成一个智慧和谐的交通出行环境。从智慧交通系统的生命周期看智慧交通的发展可以分为四个阶段,每个阶段都由各自的主要特征:
第一阶段:重点突破,示范引领。
第二阶段:转型升级,全面发展。
第三阶段:三网融合,车路协同。
第四阶段:自驾系统,移动互联。
在科技发展的催化和交通迫切需求的推动下,国内各地的智慧交通也在不断的发展。但是由于没有给智慧交通统一的定义和发展方向,各地的智慧交通发展形态不一。智慧交通系统框架应包括智慧城市基础设施、三张网络、一个云平台、八项应用、四个保障五个部分。发展ICT智慧交通管理体系应该加快推进交通系统信息化建设,落实智慧交通基础设施建设和推进公共交通智能化工程建设;完善道路交通安全监控和紧急交通事故处理系统;建立基于移动设备的公共信息服务平台,共享交通信息和实现交通信息的透明性,建立特殊交通出行方案,为京津冀提供智慧出行方案。京津冀ICT智慧交通建设体系架构总结如图1.
在建设基于ICT技术的智慧交通管理系统时,京津冀应从以下几个方面建设ICT智慧交通。
4.1优化硬件设施
(1)增加服务器数量并提高服务器等相关设备,优化网络配置,改善内存运行速度,改善交通信息化环境。
(2)在重要的交通枢纽和易拥堵路段增加无线覆盖的面积和加强无线网络的信号强度。
(3)提高监控器及导航系统硬件的质量和精确度,优化网络环境。
4.2挖掘多种数学模型和算法并应用于智慧交通
随着物联网和互联网的兴起和新信息技术计算时代的到来,为建设更好的智慧交通系统,需要探索智慧交通系统相关的关键技术研究,其中包括大数据分析、最短路径算法、轨迹数据挖掘、交通网络演化分析、交通网络决策分析、社会计算和开源技术等。
4.3完善和深化道路交通信息系统,形成道路交通管控。
发展ICT智慧交通时,道路交通信息化、道路新建和改扩建工程应同时进行。开发自适应交通信号控制系统,实行公共交通信号优先控,解决交通拥堵问题。处理并共享新城区的交通数据,实现与京津冀的交通综合信息平台互联互通,推进诱导信息联动、加快路网诱导系统建设,推动京津冀地区道路交通信息交换与共享。完善高速公路不停车收费系统(ETC),实现自助缴费、交通卡支付、移动支付、自动折扣等功能,建设京津冀基于ICT智慧交通的高速公路停车监管和服务系统。
4.4建设“三网融合”,推进车路协同系统产业化发展。
(1)“三网”指交通运输信息网、车联网、位置服务信息网,三网融合的技术突破和集成应用,引领智慧交通可持续发展,推进车路协同系统产业化发展。
(2)建设“京津冀车路协同系统工程”,重点建设智能路侧系统、集成应用平台和电子车牌技术的应用等项目。打造京津冀地区可持续的绿色低碳ICT智慧交通示范。
(3)推进高精度卫星导航和定位产品和服务在交通运输领域规模化应用,优化智能导航和定位系统算法。
4.5加强交通信息资源整合共享,实现交通出行综合信息服务。
(1)整合各类交通数据,加强源头数据采集质量管控,确保数据的真实性、客观性和及时性,形成交通大数据产业化发展格局。
(2)运用云计算和大数据技术,扩大信息的来源和信息的服务范围,促进交通信息资源整合,实现资源的交换和共享;深入开展交通信息、道路信息和车辆信息的数据挖掘分析,建设交通综合运行监测平台。
(3)加强ICT智慧交通发展政策研究和标准化工作,规范和引领京津冀ICT智慧交通建设。
5结论
建立ICT智慧交通管理体系是实现智慧城市的必然选择。城市将紧扣建设“ICT智慧交通”这一主线,立足应用驱动,深入开展ICT2.0背景下智慧交通的研究与创新实践,加速信息技术与交通管理系y的深度融合,积极探究基于ICT的智慧交通与智慧城市建设,加快京津冀智慧城市建设的进程!
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18、如何认识城市建设现状与需求
(1)智慧城市建设现状。随着云计算、物联网、移动互联网、三网融合等新一轮信息技术迅速发展和深入应用,信息化发展正酝酿着重大变革和新的突破,向更高阶段的智慧化发展已成为必然趋势。在此背景下,些国家、地区和城市率先提出了建设智慧国家、智慧城市的发展战略。
其实,从字面意义上说,智慧城市似乎有些神秘、抽象,但它的一些智能功能单项应用却已经在日常生活中得到体现,如市民卡、校园通、手机银行、电子政务等,都早已在一些城市推广应用。
在未来,生病不用住院,足不出户就可以通过监控器让医生了解到病人的血压、心脏、脉搏等情况,交通流量大时可提前疏导,河流被污染时可马上发现排污口等,人们可以用手机移动接收和发送关于城市生活的一切信息,看病、上班、出差、休闲部变得方便轻松。人类的大量活动足不出户在网上即可办理,将大幅减轻交通压力,等等。
(2)智慧城市建设需求。当前,“城市病”问题已经成为我国城市可持续发展不得不应对的挑战,更是成为当前城市规划建设的重要命题。而“智慧城市”概念的提出也正是与当前城市的需求发展不谋而合。
其实,智慧城市就是让城市实现更高效、节能的信息化水平,新一代城市的意义在于城市设施变得吏加“聪明”,通过采用和分析居民的信息更懂得居民的衣食住行,在投其所好进行优质市政建设的同时,开发新的商务模式,再服务于城市居民。
由于智慧城市理念被认为是解决当前城市病的良好机遇,因此该理念自提出以来,即得到国内外城市的广泛关注和积极行动。截至2013年9月,我国已有300余个城市提出或在建智慧城市。目前国内“智慧城市”应用也进入全面推广阶段。尤其在交通、医疗、物流等领域,各类信息应用单项系统已逐步成熟。
可以看到,智慧城市将充分借助发挥物联网、云计算、传感网等信息化手段的优势,通过提高政府综合管理水平、建设智能楼宇、智能家居、路网监控、智能医院、食品药品管理、家庭护理、个人健康与数字生活等诸多领域的智慧环境,形成基于海量信息和智能过滤处理的、面向未来构建的全新城市形态。
19如何认识智慧城市的基本特征
(1)智慧城市属性特征。智慧城市是以人为本的城市。“一切行政活动的终极目标都是最高效地提高市民的福祉水平。如果说企业经营的理念是以最小的成本获取最大的利润,那么城市经营的理念就应当是以最小的市民负担获取最大的市民福祉”,日本神户市长宫崎辰雄在他的《城市的经营》书中如是说。
如何以最小的市民负担获取做大的市民福祉呢?就是要以人为本,将创新的城市经营理念和新一代的信息技术有效融合起来,对关系民生的核心领域进行有步骤、有重点的战略投资。用智慧的方法处理好当前的交通就业、社会保障、公共卫生服务、公共安全、环境保护等问题,建设一个充满智慧的、和谐的城市。
(2)智慧城市技术特征。其一,业务的整合。智慧城市时代,必须全面梳理、统一分析城市各类业务,形成城市统一的业务需求规范,这是产生数据格式标准,软硬件产品与应用系统的接口标准。
其二,技术的统一。智慧城市时代,应统一规范全市各类各网络中(内网、外网、互联与移动网)运行的各类应用系统的数据格式标准,软硬件产品与应用系统接口标准,建设城市统一接口服务平台、统一的数据交换平台,统一数据存储与共享中心。
其三,深层的感知。通过深层感知全方位地获取城市系统数据,通过广泛互联将孤立的数据关联起来,把数据变成信息;通过高度共享、智能分析将信息变成知识;把知识与信息技术融合起来应用到各行各业形成智慧。
其四,广泛的互联。通过各种形式的高速的高带宽的通信网络工具,如有线网、无线网、蓝牙,发挥三网融合的优势,将传感器、个人电子设备等智能设备连接起来进行交互,实现互联互通,实施监控。
其五,高度的共享。利用云计算等技术手段,通过集中存储、共享计算资源等方式,对整个城市信息资源进行汇集、存储、分类、整合,将政府不同网络上的管理与服务信息系统中所收集和存储的分散信息和数据关联起来,多方共享,使得工作和任务可以通过多方协作来远程完成。
其六,智能的应用。通过使用传感器、先进的移动终端、可以实时收集城市中的所有信息,采用高速分析系统集成IT处理复杂的数据分析、汇总和计算,把数据变成信息,把信息变成知识,把知识变成智慧,从全局的角度分析形势并实时解决问题,以便政府及相关机构及时做出决策并采取适当的措施。
20.如何认识建设智慧城市的价值
(1)促进城市经济可持续发展。根据世界银行测算提出,“一个百万人口以上智慧城市的建成,在投入不变的条件下,实施全方位信息管理将增加城市发展红利2.5到3倍,意味着智慧城市可促进实现4倍左右的可持续发展目标”。
智慧的城市使经济发展更具可持续性。通过采用新理念、新思路、新技术,提高信息化对经济发展的贡献率,转变经济增长方式和结构,推动产业结构优化升级,由劳动力密集型向知识、技术密集型转变。以建设智慧城市为抓手,发展战略性新兴产业和现代服务业,促进三个产业在更高水平上协同发展,全面提升产业技术水平和竞争力,使城市经济健康发展。
[关键词] 智慧城市 存在问题 政府职能定位
doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 13. 093
[中图分类号] D630;F299.2 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194(2017)13- 0215- 02
0 引 言
近年来,随着我国城市化的发展,城市人口不断攀升。环境污染、交通拥堵等问题涌现。与此同时,物联网、云计算以及大数据等技术日渐成熟。在此基础上的智慧城市建设有利于推动经济发展方式的转型以及政府治理模式的创新。
1 我国智慧城市的发展现状
1.1 我国智慧城市的提出
2010年10月,国务院颁布了《国务院关于加快培育和发展战略性新型产业的决定》,国家开始将信息产业作为国民经济的支柱产业来发展。其后,《国家新型城镇化规划(2014-2020)》《智慧城市技术白皮书》相继颁布。“十三五”划中,国家明确指出了未来的智慧城市以及人民智能生活的发展方向。
1.2 智慧城市的概念
智慧城市是指运用先进的信息技术构建一个能够更加透彻感应和度量我们生活的世界的系统,通过对城市的空间结构和管理模式的创新来推进城市经济发展模式、治理方式的改进以及对社会基础秩序和人民生活方式的革新,最终达到城市的可持续发展。目前,我国各个城市都将信息基础建设置于重要位置,无线通信网络以及宽带覆盖率等都有明显的提升。交通管理、商业发展等城市基础设施的智能化程度在不断加深。我国目前已经拥有了250多个关于物联网的试点项目,建立了北京、上海等多个创新示范城市。在此基础上,我国已经初步建成了基础的物联网产业链。
2 我国智慧城市发展中存在的问题
我国智慧城市的发展依然存在以下六个方面的问题。一是智慧城市的发展模式趋同,我国建设智慧城市的构思蓝图基本遵从了IBM所提供的架构设计,导致多个智慧城市建设的模式一致。二是目前智慧城市的基础技术供应有待完善,技术创新能力有待提高。三是产业信息化发展的程度不够,基础薄弱。主要是人才缺失及产业链断环。四是城市发展规划理念不清、布局不当。五是资金到位困难。六是缺少保障个人信息安全的法律法规。
3 推进智慧城市建设中的职能定位
基于以上六个问题,我国政府要推进智慧城市的发展需要充分发挥和完善其在经济建设以及民生建设方面的职能。
3.1 政府要充分发挥其在经济建设方面的职能
政府在经济建设方面主要起着宏观调控和微观监管的作用。要充分发挥政府在资源配置以及市场监管方面的作用需要做到以下两点:
一是要明确管理的需要,制定科学合理的城市发展规划。市政府要明确建设目标,针对本市特有的资源和环境做出符合本市发展特色的规划,避免由于城市模式趋同造成竞争优势缩减。
二是要通过产业政策、财税政策以及金融政策的不断完善为智慧城市的发展提供良好的政策环境。在产业政策方面首先要培育以信息产业为主的新兴产业的成长,同时要促进新兴产业与传统产业的不断融合,实现生态化发展的产业结构。其次要推动产业连的系统发展,鼓励企业从事下游产业,完善信息产业链的发展,增加第三产业在三大产业中的比重。最后是要将高等学校的科学研究同信息化企业的实践发展相结合,推动产学研一体化发展。在财税政策方面主要是要通过降税免税以及政策倾斜的方式吸引社会资金注入高新技术产业领域。在金融政策方面,政府要不断完善融资体系上的制度安排。首先要通过发展风险投资以及私募基金的方式构建起系统的创业资金链,不断吸收民间资本以补足资金链短缺的问题,解决智慧城市建设过程中存在的资金落实困难的问题。其次要建立多层次的信用担保体系,包括政策性信用担保、商业担保以及互助担保等。
3.2 政府要充分发挥其在民生建设方面的职能
政府在推进民生建设方面主要是保障公共物品以及公共服务的数量以及质量。要提高政府的供给能力要做到以下几点:
一是要完善法律规范的建设。首先,要制定统一的标准,从全球智慧城市的建设现状来看仍然处于初级阶段,没有一个完整范本。为了规避在建设过程中出现的市场风险以及信息安全风险,从宏观层面建立一个统一的发展标准是必要的。其次,不断促进信息化法制建设,为企业机密、个人隐私以及知识产权提供一个良好的法制环境,为智慧城市的发展提供法制保障。
二是要优化公共服务平台功能建设。要借鉴发达国家的ICT厂商的先进经验搭建科学合理的公共服务平台。通过推进互联网+政府服务的建设整合城市信息数据网络,调动城市内的优势资源,实现城市信息的网络化、系统化,从而方便企业获取重要信息以及促进市民生活的智能化。
三是要推进智慧交通、智慧医疗、智慧社区的建设。在智慧交通方面要完善综合交通服务系统以及车辆智能管理系统、电子收费系统的发展,提高城市交通治理能力的提高以及避免交通拥堵的频繁出现。在智慧医疗方面,要通过电子处方的推广形成市民电子健康档案管理的统一平台,解决看病难、看病贵等问题。在智慧社区方面,通过推进电子政务、电视政务以及移动政务的发展为市民提供更加方便快捷的服务。
四是要营造一个有活力的创新文化氛围。政府要秉持“人性化”的城市建设理念,引进具有分析处理数据能力的专业技术人才,为智慧城市的发展提供源源不断的人力资源。同时要鼓励公众积极参与和应用最新技术研发产品,为智慧城市的建设提供一个良好的创新文化环境。
主要参考文献
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关键词:应用 大数据 开展 智慧交通 实现路径
中图分类号:F235.6 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)07(a)-0002-02
随着城市化的发展,城市交通系统和交通资源日益紧张,城市人口增长提高了人口的移动需求,加大了交通系统的运输压力。但是,增加公共交通、扩建道路等方法并不能完全解决我国的交通系统问题。而大数据为交通运输的发展提出了新思路,智慧交通建设成为我国解决交通问题的根本手段。因此,我们应积极运用高新技术手段,应用大数据开展智慧交通。并且,将大数据运用到智慧交通中的交通引导、交通服务、物流导读等方面能够为交通运输提供较大的便利。但是,应用大数据开展智慧交通仍存在着较大的信息安全风险需要我们解决。研究应用大数据开展智慧交通的实现路径不仅能够促进智慧交通建设,而且对我国交通运输行业的发展有着深刻意义。
1 应用大数据开展智慧交通的必要性
首先,大数据的应用是智慧交通建设的需求,是智慧交通建设的基础。而智慧交通建设需求主要包括公众出行服务、应急保障需求、科学发展需求;其次,大数据的应用是智慧交通建设的命脉,智慧交通的建设离不开大数据的支撑。具体来说,交通流量、车型、交通排队长度等是智慧交通建设的重要数据,能够为智慧交通的建设提供基本信息;再次,大数据的应用是智慧交通建设难点的要求。智慧交通建设面临着数据分散、数据共享困难、数据规模大、数据质量问题等难点,需要相关部门对交通数据进行收集和整理,并加快信息共享;最后,大数据的应用是智慧交通建设重点工作的要求。智慧交通建设中的交通感知网络的构建、数据质量的提升、智能化服务水平的提升等重点工作都需要大数据的信息支持。
2 应用大数据开展智慧交通的要求
2.1 交通引导主动式发展
首先,智慧交通要求交通引导转变传统的被动式和滞后性的发展模式,积极朝着实时、主动的方式发展。这是因为,现阶段,城市交通拥堵问题严重,严重影响了居民的正常生活。而且,交通具有规模性、多样性、高速性和价值性等特征。另外,庞大的交通数据需要进行整理与分析,才能够被运用到智慧交通系统之中;其次,城市配送差异化发展。随着网络购物的普及,城市配送成为经济发展的重要支出。但是,我国物流行业的发展速度远远低于物流需求的提升速度,货物运输效率较低。在这种情况下,我们应积极建设智慧交通,开展差异化物流配送,不断提高物流配送效率。
2.2 应用大数据开展智慧交通的模式
首先,优化实时交通服务。大数据在智慧交通中有著加大的优势,能够实现资源的合理配置、提高信息的继承效率。但是,大数据的最大优势在于它能够对交通流量进行实施监控,并实时处理交通问题,提高交通运行的效率。并且,大数据的实时交通处理能力能够提高公共交通服务质量,增强公共交通的便捷性;其次,智能化交通服务。智能交通能够利用大数据来道路环境,对交通拥堵状况进行提前预警。并且,大数据有利于开展主动式的交通服务。例如,停车引导系统可以为驾驶者提供停车场信息,为驾驶者提供停车选择;最后,大数据的应用能够实现合理化的交通秩序,实现资源的合理分配,缓解高峰时段的交通拥堵状况。并且,大数据能够为货物运输提供数据信息,合理规划车辆配送路线,提高货物配送效率。
3 应用大数据开展智慧交通面临的问题
3.1 行业标准不统一
由于我国区域经济发展不平衡,在建设智慧交通的过程中,政府并没有规定统一的交通行业标准,导致各地区的智慧交通相对独立,地区之间缺乏衔接性和配合性。并且,应用大数据开展智慧交通需要使用前端传感器来收集数据,但是,前端传感器并不是由同一家企业生产的,前端传感器的生产标准也不统一,导致我国交通行业缺乏统一的行业接口标准,增大了数据获取的难度。
3.2 交通基础设施的可靠性与稳定性无法保证
智慧交通系统十分复杂,需要合理整合系统的各个部分。但是,现阶段,智慧交通系统的可靠性和稳定性仍然无法保障,智慧交通信息系统面临着巨大的安全风险。并且,智慧交通系统需要大量的前端设备和服务器,也需要各种数据信息管理平台,系统的业务众多,流程复杂,一旦设备出现问题系统将无法正常运行。另外,在数据传输过程中,系统设备之后或设备樱花都会导致传输效率夏阳,引发数据泄露危险。
3.3 数据质量参差不齐
智慧交通系统数据质量主要指交通信息数据的可信度和真实性。目前,智慧交通系统的数据质量参差不齐,数据可信度和真实性无法保证。这是因为,智慧交通系统的数据信息主要来源于监控设备、传感器等收集的数据信息。而现阶段的设备无法保证长时间运行,所获取的数据质量也无法保证,价值智慧交通系统无法自行判断数据质量,数据质量参差不齐。
3.4 信息安全问题
智慧交通系统主要通过道路和车辆的前端设备来采集数据信息,并从大量的数据信息中筛选出具有价值的数据。并且,智慧交通数据的收集、存储和传输都是通过互联网和云计算平台进行的,网络环境增加了信息安全风险。这是要因为,大数据包含着大量的敏感、复杂的数据会要引起多方的关注和攻击。同时,将大数据汇集在一起可能会导致黑客攻击而产生的大量数据泄露。在这种情况下,黑客可以一次性获得更多的数据。另外,数网络环境下的数据收集和分析很可能受到计算机病毒的侵袭,数据信息安全无法保障。
4 应用大数据开展智慧交通的实现路径
4.1 推行数据标准化
针对智慧交通系统缺乏统一的行业标准这一问题,我国应积极采取标准化交通平台的措施,规范交通平台的布局,增强交通平台的兼容性和互联性,进而推动智慧交通信息化体系的综合发展,实现智慧交通系统数据资源的共享。并且,我国应加强重视跨地区和跨部门的交通互联平台的构建,实现不同地区交通系统数据信息的互联和共享。另外,我国应积极规范数据标准化,建设数据标准化体系,加强智慧交通系统的数据存储。
4.2 加强基础设施建设
基础设施是构建智慧交通系统的前提,因此,我国应积极智慧交通基础设施建设。具体来说,智慧交通基础设施建设主要包括前端设备维护和更新、信息传输网络线路建设、监控设备和传感器设备的检查和更新等,避免基础设施的老化或损害而造成的数据信息安全问题。并且,我国应积极制定智慧交通系统的应急措施,合理处理突发事件,尽量降低突发事件对智慧交通系统的危害。
4.3 保证数据真实性
针对智慧交通系统数据信息不真实的现象,我们应严格控制智慧交通系统数据的真实性。为此,相关部门应严格控制数据信息的测试和监控手段,把好数据源头的关卡,及时剔除恶意数据和虚假数据,并利用机器学习方法和稳健统计方法来减少恶意数据的插入。另外,相关部门应加强重视数据的采集工作,尽量避免人为的数据干预,确保数据的真实性。
参考文献
【关键词】智慧CBD 智慧城市 指标评价
引言
21世纪是网络化、智能化、数字化的新世纪,随着网络信息技术的进步及其广泛应用,全球很多城市都将智慧城市建设作为促进经济转型升级、打造城市发展核心竞争力的重要手段。“十二五”期间,北京市全面启动“智慧城市”建设工程。在中央商务区建设过程中,北京CBD通过打造展示体验中心与示范工程,从政府职能、政府服务、公众智慧生活、公众智慧发展等应用着手,来建设智慧CBD[1]。
一、现代商务区的智慧需求分析
从国内外CBD发展来看,CBD的建设逐步打破传统严格的边界,逐渐向国际化、功能复合化、低碳化、以人为本以及信息化的方向演进,CBD整体功能和环境提升对信息通信服务能力提出更高要求。
第一,连接全球的信息通信网络服务CBD的经济和区内企业发展。
第二,智慧技术高效支撑绿色商务区实践。低碳城市信息化需求可以从能源管理与环境管理两个方面展开。
第三,信息化技术服务高度可达性的交通。智慧的交通枢纽要求覆盖CBD完整交通网络的信息采集与、人们交通出行全程的路径规划与信息服务、整个供应链的配套物流交通信息化体系[2]。
二、智慧城市概念
IBM给出“智慧城市”的定义为: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作出智能响应。
三、智慧CBD评价指标体系的建立
(一)评价指标体系的建立应遵循以下原则
1.指标体系具有可采集性,历史和当前数据的采集是容易、科学的。
2.指标体系具有可加性,可按区域划分进行数据采集和汇总[3]。
3.指标体系具有有效性,所构建的指标体系必须与所评估对象的内涵与结构相符合。
4.指标体系的可持续性,既要有测度智慧城市的现状的现实指标,又要有反映城市推进智慧化发展过程的过程指标。
(二)智慧CBD评价指标体系选择
根据以上原则,智慧CBD评价体系可以分为“智慧CBD”网络互联互通领域、城市智慧产业、城市智慧服务、智慧人文四大部分,共21个评价指标项[4]。详见表1。
四、智慧城市建设存在的问题
智慧城市建设是一项复杂的系统工程,但是受制于政府缺乏市场竞争机制及成本预算约束,各界对其战略意图和内涵特征理解偏差,在实践中出现了一系列的问题。
第一,缺乏国家层面的顶层设计和宏观指导,存在项目一哄而上、基础参差不齐、定位各自为政的现象[5]。
第二,部分区域或企业未能透彻领会智慧城市的深刻内涵和精髓,仅从技术层面来界定,部分项目带有相当程度的盲目性。
第三,“重模仿,轻研发”,技术自主研发能力不足。在新一代信息技术领域,我国自主研发能力弱,对外技术依存度高,模仿抄袭和“拿来主义”成为一些企业的技术发展路线,不利于国内自主创新氛围的培育[6]。
第四,“信息孤岛”现象普遍存在,资源整合难度大。智慧城市建设覆盖诸多领域,目前缺乏统一的行业标准、建设标准和评估标准等来约束和指导,不同系统之间接口复杂,不易实现系统互联互通和信息的共享协同,有形成“智能孤岛”的可能。
五、建设智慧CBD的对策建议
智慧CBD建设难度大、周期长、资金需求庞大,任何一个环节出现问题都会带来极大的损失,要着眼全局,统筹规划,智慧整合,技术创新,“对症下药”,努力实现智慧CBD的健康持续发展。
(一)在国家层面进行政策指导和顶层设计
从国家层面出发,制定相关政策、法规,并从技术上进行顶层设计,尽快建立物联网和城市信息化管理系统的国家标准。
(二)差异定位,注重以区域优势和特色激发智慧CBD发展活力
应根据CBD的性质、特点、功能定位事先做出顶层设计,完善建设内容,构建各个领域完整的应用体系,优先规划基础性或示范性智慧项目的建设,突出智慧CBD特色[6]。
(三)改变人才培养模式,加强技术研发,开发核心技术,抓住自主知识产权,培育以物联网产业为重点的新兴产业集群
(四)搞好基础设施建设,抓好大项目引进
通过互联网、现代通信网等把城市中的物理、信息、社会、商业等基础设施连接起来;落实智慧的交通、智慧的教育、智慧的公共事务服务等运营项目;发展与物联网、“云计算”相关联的产业。同时,要引进大项目,发挥其支撑、集聚效应。
参考文献
[1]李焱.北京CBD打造智慧商务区[J]南投资北京,2013(06).
[2]成迟薏.打造智慧的中央商务区―智慧CBD案例研究和对智慧虹桥的启示[J]中国信息界,2012(03).
[3]陈铭.“智慧城市”评价指标体系研究――以“智慧南京”建设为例[J]城市发展研究,2011(05).
[4]邓贤峰.智慧城市评价指标体系研究[J]发展研究,2010(12).
[5]谢昕.我国智慧城市发展现状及相关建议[J]上海信息化,2012(01).
关键词:智慧旅游 信息系统 南京
在信息、网络、通讯技术飞速发展的背景下,旅游业开始由信息化向智能化转型,智慧旅游已成为旅游业发展的必然方向。
一、智慧旅游的概念与功能
智慧旅游是一种以物联网、云计算、下一代通信网络、高性能信息处理、智能数据挖掘等技术在旅游体验、产业发展、行政管理等方面的应用,使旅游物理资源和信息资源得到高度系统化整合和深度开发激活,并服务于公众、企业、政府等的面向未来的全新的旅游形态(如图1所示)。智慧旅游以融合的通信与信息技术为基础,以游客互动体验为中心,以一体化的行业信息管理为保障,以激励产业创新、促进产业结构升级为特色,其核心是游客为本、网络支撑、感知互动和高效服务。
智慧旅游系统作为信息时代和互联网时代的产物,对于整个旅游产业的发展具有重要意义。对于旅游者来说,智慧旅游系统可以让他们在旅游前全面了解目的地旅游信息,预订产品和进行结算;旅游过程中能够动态了解旅游信息并获得帮助;旅游结束后通过该系统进行有效的信息反馈。游客在旅游信息获取、旅游计划决策、旅游产品预订支付、享受旅游和回顾评价旅游的整个过程中都能感受到智慧旅游带来的全新服务体验。
智慧旅游体系的建成,将改变游客的行为模式、企业的经营模式和行政部门的管理模式,引领旅游进入“触摸时代”、“定制时代”和“互动时代”,从而逐步改变整个产业的运营模式,提高旅游业的现代服务水平。
二、国内外发展现状
2005 年,美国科罗拉多州 Steamboat 滑雪场推出为游客配置的 RFID定位装置反馈系统 Mountain Watch,能够实时监测游客的位置、推荐滑雪路线、反馈游客消费情况,为游客提供安全便捷的科技化服务,该装置的推出成为智慧旅游的发端。英国伦敦基于3G通信系统,推出了伦敦智能导游系统,使自助游客能够轻松地游玩娱乐。韩国针对自助游客推出了“I Tour Seoul”智慧旅游系统,为游客提供低价手机租赁服务,游客可以通过固定网络或手机网站来进行旅游咨询服务,查询观光信息、网上预约和网上淘宝服务,还可以通过“trip planner”订制私人旅游线路,合理安排个人旅游日程。
在我国,为顺应现代旅游业的发展潮流和趋势,不少省份和城市也在积极研发和构建智慧旅游系统。江苏省镇江市于2010年在全国率先创造性提出“智慧旅游”概念,开展智慧旅游项目建设,被国家旅游局正式批准设立全国智慧旅游服务中心。南京市于2011年4月启动智慧旅游建设,将重点突出为来宁游客提供更便捷、智能化的旅游体验;为政府管理提供更高效、智能化的信息平台;促进旅游资源活化为旅游产品、放大资源效益这三大核心目标,采用“政府主导、多方参与、市场化运作”的运作模式,联合社会各方优势资源共同推进智慧旅游建设。
三、智慧旅游的发展目标
(一)全面物联
智能传感设备将旅游景点、文物古迹、城市公共设施物联成网,对旅游产业链上下游运行的核心系统实时感测。以云计算、物联网、高速通信技术等信息技术的有机整合,使旅游业的信息化水平超前于服务业整体的信息化水平,与工业信息化水平同步发展。
(二)充分整合
智慧旅游战略不仅包括智慧旅游景区的建设,还包括智慧城市、智慧交通、智慧酒店、智慧餐饮等。智慧旅游的目标在于实现城市景区、景点、酒店、交通等设施的物联网与互联网系统完全连接和融合,将数据整合为旅游资源核心数据库,提供智慧的旅游服务基础设施,为游客提供更高阶的信息服务,从而提升旅游互动体验质量。智慧旅游用网络、信息通讯等技术把涉及旅游的各个要素联系起来,有利于有效地整合区内资源,加强城市间旅游合作。
(三)协同运作
基于智慧的旅游服务基础设施,能够实现旅游产业链上下游各个关键系统和谐高效地协作,达到城市旅游系统运行的最佳状态。通过信息技术,可以及时准确地掌握游客的旅游活动信息,实现行业监管的动态化、适时化;通过与公安、工商、卫生、质检等部门的信息共享与协作,实现对旅游投诉以及旅游质量问题的有效处理,维护旅游市场秩序;依托信息技术,全面了解游客的需求变化、意见建议以及旅游企业的相关信息,实现科学决策和科学管理。
(四)引领发展
鼓励政府、旅游企业和旅游者在智慧的旅游服务基础设施之上进行科技、业务和商业模式的创新应用,为城市发展提供充足动力。国家旅游局提出争取用10年左右时间, 在我国初步实现智慧旅游的战略目标,这必将使我国在世界旅游竞争格局中占据优势地位,成为引领世界旅游产业发展的重要力量。
四、南京智慧旅游的发展现状与特点
(一)规划起点高,行业涵盖面宽
南京智慧旅游建设在各级部门的政策支持下,各项工作有序推进,依据《智慧旅游总体设计方案》的要求,建设范围除涵盖政府部门、景区、旅行社、酒店等相关旅游产业环节,还将交通、安全等城市配备保障体系有机整合,行业涵盖面宽,建设应用面广,为搭建整体、完善的智慧旅游应用体系,全面实施项目建设打下了坚实的基础。
(二)创新整合资源模式,调动各方积极参与
南京市预计每年将从旅游发展经费中安排不低于4%的专项经费用于智慧旅游建设,同时通过政府主导、企业运作的方式,吸引社会资本参与,共同建设智慧旅游体系。2011年4月,南京市成立了由相关机关、团体、企业等组成的南京智慧旅游联盟,首批南京智慧旅游联盟包含信息化规划设计单位、三大通讯运营商、市民卡公司、旅游专业网站、旅游企业等近30家成员单位,为加快推进智慧旅游建设提供了强有力的组织保障。
关键词:云计算;智慧城市;资源整合;数据中心;城市架构
中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)32-7783-03
Abstract: The fast progress of urbanization in our country has produced many social problems, such as increasing population, complicated public security management, the lack of resources, traffic congestion, and environmental pollution have. Seriously affected the urban life. Wisdom city provides a new train of thought and solutions for the city problems and new ideas and practices of urban development are also put forward for the next generation. In construction of wisdom city, cloud computing data center is the core, building independent design of wisdom city deviating from the application system of public cloud services, which has become an important way of thinking in current development of wisdom city. The paper will focus on cloud computing in the application of the wisdom city construction.
Key words: Cloud computing; Wisdom city; Resources integration; The data center; The city architecture
1 概述
在信息化浪潮的冲击下,智慧城市已经成为现代城市发展的新理念、新思路。智慧城市将涵盖城市生活的方方面面,有着极为广阔的应用场景,如教育、医疗、社保、娱乐等城市基础服务,城市突发事件的应急管理、交通运输、社会治安管理、水电管网等城市基础管理,金融、传媒、物流等各种行业服务。智慧城市将全面提高城市各项职能,提升城市居民生活水平,为城市插上智慧的翅膀,让城市生活更加美好。
智慧城市的建设有着大数据量的存储需求、高访问量的社会公共查询需求、多系统的综合管理需求和多用户的资源分享需求等,但现有的计算机已经不能解决这些问题。而云计算的出现为智慧城市的发展提供了新的契机,它可动态的调节计算资源、实现大量信息数据的存储与共享。通过云计算可以解决智慧城市中数据海量、随时更新并且实时性要求非常高的计算问题。因此,智慧城市的建设和实现需要云计算,政务管理、交通管理,智能医疗、教育服务、居民生活等具体应用就更加离不开基于云计算的数据计算与处理平台。
2 云计算应用于智慧城市的优势
2.1 平台层的统一和高效能
通过现代城市中互联网基础设施服务的构架模式,将城市中的多台服务器组成“云端”,通过云操作系统的调度,向智慧城市中的各个子系统提供一个统一的运行支撑平台。它将内存、I/O设备、存储和CPU等计算机资源整合成一个虚拟的资源池,为整个城市提供所需要的存储资源和虚拟服务器等服务。与此同时,可借助云计算平台的云操作系统对资源池内的资源进行有效的切割、调配和整合,以满足大数据量的存储需求、高访问量的社会公共查询需求、多系统的综合管理需求以及多用户的资源分享需求等,优化资源分配,提高工作效能。对于智慧城市终端用户来说,有了统一的云计算服务平台,便可直接通过智慧城市门户官网、智慧城市APP等完成所需服务,而不必关注智慧城市各个子系统的运行模式,使城市生活更加简单。
2.2 业务/资源调度管理
云计算将大量资源集中到一个公共资源池中,通过多主租用的方式实现资源的共享。与此同时,云平台管理软件将公共资源池中的资源根据智慧城市中应用的具体需求情况进行动态调整,包括增大或减少资源的要求。弹性的云服务可使用户在任何时间都能得到所需求的资源,这样既实现资源的多用户共享,也有效地提高了资源的利用率。
2.3 安全控制管理
云计算,将计算资源与存储资源分离,并实现了多个用户对同一公共资源池的共享使用。但在多用户对同一资源进行共享使用时,就涉及到了用户的个人信息管理、用户存储数据管理等各种安全问题;同时,众多用户共享同一公共资源池, 对资源池中的数据安全提出了更高的挑战。在云计算环境下, 基础资源的集中化规模化管理, 使得原本存在于客户端的安全问题更多的转移到数据中心。从专业化角度,用户可以借助云数据中心的专业人员和安全机制来保障业务的安全性, 而不用为此耗费自己过多的资源和精力, 全面降低了安全风险。
3 基于云计算的智慧城市架构
3.1 基于云计算的政务管理平台――智慧政府
智慧政府是智慧城市发展的核心动力,政府信息资源可通过政务管理平台实现资源的优化配置和高效利用,而其功能的实现也依赖于云计算的支撑。传统的基于设备的资源共享系统具有很多局限性,如文件传送、公共数据中心运维管理等无法实现高效率的使用与共享。
基于云计算的政务管理平台不仅向公众提供了可参与的网络平台,还可保证公众的诉求有良好的回应。通过政务管理平台,公民可以自助满足对政府服务的各种需要,这些服务以开放公用的方式集中在云端,公众可通过网站、APP等各种手段享受智慧政府的各种服务。因此,智慧政府可通过云计算这个大平台来改善自身运作能力和运作效率,为智慧城市的建设提供核心动力。
3.2 基于云计算的交通应用支撑平台――智慧交通
交通堵塞已经成为影响城市和谐健康发展的重大问题,传统的交通管理手段面临大量的信息孤岛问题,已经不适合如今的城市,结合目前城市交通现状和需求,打造一套基于云计算的城市交通支撑平台将是交通事业发展的必然选择,也是实现智慧交通的必经之路。
智慧交通指的是交通信息系统、通讯网络、定位系统和智能化分析与选线的交通系统的总称。智慧交通依靠城市交通基础设施中的传感器,可以将整个城市的车流量、道路状况、天气、温度、交通事故等大数据量的信息实时收集起来储存在“云”端,通过云计算中心动态的分析并计算出最优的交通指挥方案和车行路线,并将这些信息通过无线通信、有线广播、电子显示屏、互联网、车载器等方式向出行者、驾驶员,从而保障人与车、路、环境之间的信息交互,进而提高交通系统的效率。
3.3 基于云计算的医疗服务支撑平台――智慧医疗
智慧医疗通过打造以电子健康档案为中心的区域医疗信息平台,实现患者与医务人员、医疗机构、医疗设备之间的互动。智慧医疗将打破传统的医学思维方式,改变医疗服务繁杂的现状,确立以患者为核心的医疗服务方式,规范、简化医疗环节。
智慧医疗可以整合现有医疗机构的设施,形成统一的“医疗云”,并收集医疗机构的号源统一存储在“云端”,使公众可以通过网络、电话、APP等各种渠道进行预约挂号,解决“一号难求”的问题;公众可按预约的时间前往医院就医,免去了医院排队的时间;智慧医疗还可以推出“市民健康卡”,市民通过“健康卡”进行自助挂号、自助缴费、自助打印检查结果等自助操作,市民更可以通过“健康卡”进行诊间缴费,在医生开出检查单的同时就可完成缴费,之后患者便可直接去做检查或者拿药,极大的优化了就医流程,提高了医疗行业的效率;远程医疗可使病人在普通医院享受到大医院专家医生的诊疗服务。
3.4 基于云计算的教育支撑平台――智慧教育
智慧是教育永恒不变的追求,教育的目的就在于启迪人们的智慧,新一代信息技术的发展使教育有了新特征,教育本身被赋予了智慧的内涵,以智慧的教育启迪智慧,是教育信息化的必然之路,也是现代教育发展的新阶段。
智慧教育并不是信息技术与传统教育的简单累加,它需要以智慧学习环境为技术支撑、以智慧教学方法为催化促导,以智慧学习为根基。我国教育信息化发展到现在仍然不能实现智慧教育主要是因为教学方法单一,不能很好的利用各种教育资源丰富教育手段,改善教育方法;教学环境孤立,优质教育资源共享困难;学生学习仅仅局限于教师教授,不能很好的利用互联网上的各种资源进行自主学习。云计算的出现为智慧教育带来了希望与可能,是智慧教育实现智慧的所在。云计算的核心在于计算与存储功能的虚拟化、集中化,可实现教学资源的快速统整与共享,改善教育现状。
基于云计算的教育支撑平台将全面整合教育系统中的各种优质教学资源、平台、应用等,构建一个统一的智能开放架构的云计算平台,为用户提供租用或免费服务,满足用户通过各种终端应用完成教学、学习、管理、科研、社会交往等各方面的需求,实现教育信息、获取教学资源、开展教学互动、统计教育信息与数据、形成科学决策、实施教育评价、开展协同科研等系列教育活动。
3.5 基于云计算的居民生活应用平台――智慧社区
智慧社区可实现社区内的充分联通,达到人与物、人与人的全方位交流,有助于解决民生问题,以及日渐复杂的城市管理问题。
云计算技术将全面整合社区内的物业、家居、监控、医疗、教育等各种资源,集成物业服务、家居服务、医疗服务、教育服务、安保服务等业务,集中智能化处理社区中的各种资源信息,向社区居民提供各种信息和应用服务,实现社区服务的高效运行,为住户提供一种安全、舒适、方便、快捷和开放的信息化生活空间。全面提高居民生活水平,打造最优秀的城市单元,解决城市管理难题。
4 云计算应用于智慧城市建设的意义
4.1 云计算让城市更加智能化
云计算平台以其空前强大的数据分析计算能力,成为智慧城市的“大脑”,全面协调城市生活的各个方面,实现对城市中海量数据的计算以及存储,并可提高城市中各种资源利用率,节约智慧城市建造成本。智慧城市包含城市生活的各个方面,是一个多应用、多行业、多系统组成的复杂的综合体。在智慧城市的建设中,累积了大量数据信息,并且在城市的多个应用系统之间存在资源共享与信息交互的需求。智慧城市的各个应用系统均需要存储在“云”中的各种数据,用于实现各自功能。如此众多而繁复的系统需要多个强大的信息处理中心来进行各种信息、各种数据的处理,所以说,云计算的特点能满足智慧城市建设的要求。
云计算作为一种新的计算模式和服务模式,以其海量的存储能力和可变化的计算能力著称,并且它以服务的方式提供给用户,使用户能够不同地点、不同时间、不同平台上使用,极大的发挥了网络资源的价值和优势,减少了对终端平台的依赖性。云计算对智慧城市的各类应用做出了有力支撑,以建设云计算为核心, 打造各类不同的云技术, 如电子政务云、医疗云、市政云、交通云、教育云、安全云、社区云、旅游云等, 已经成为智慧城市建设较为广泛的应用模式。这将改革整个城市的发展模式,极大的提高城市的智慧程度,促进城市各个方面健康快速发展。
4.2 云计算有利于整合城市的信息资源,推动社会和经济发展
城市各个领域之间是“相互依赖”的,是一种网状关系。智慧城市的建设需要充分了解城市中的信息,分析城市各个领域之中改的网状关系。智慧城市将城市中的人才流、物资流、信息流、资源流、资金流等信息储存在云端,全面整合城市的信息资源。
融合是智慧城市的本质所在,它将信息技术与传统产业相融合,在融合过程中将产生一系列的新型行业,如快递、网络运维管理、高端网站建设等,这些行业将间接推动城市传统支柱产业的发展。在构建基于云计算平台的智慧城市的过程中,需要先一步建立智慧政府,再以智慧政府为核心,解决交通、医疗、教育、居民生活等一系列社会管理服务问题。云计算为智慧城市的发展提供了更加广阔的发展空间。
智慧城市需要各方协力推进,更需要注重整合相关信息资源。智慧城市建设要高度重视信息的挖掘、整合与再应用。而云计算作为一种新兴的计算模式,其重要功能就是整合资源,为应用提供强大的支撑,是信息能够全方面的共享,为预测和决策提供有力的智慧参考,从而提升政府的行政能力。 例如,城市在多年的建设中以及开发了多个电子政务、电子商务等应用平台,这些系统中积累了大量有价值的资源。但这些平台式相互独立的,彼此之间没有信息交互与资源共享。同时,大量而重复的系统平台使得各行业出现了设备利用率低、管理成本高等问题。云计算中心的建设,能够有效整合设备硬件资源和信息数据,支撑更大规模的应用,处理更大规模的数据,并且能够对数据进行更深度的挖掘,从而为政府决策、企业发展、公众服务提供更好的平台。
4.3 降低信息共享的总体成本
云计算的突出特点,在于实现资源共享。采用云计算方案构建的智慧城市将提高城市基础资源的利用率,有效的降低城市基础设施的投资规模。此外,云计算还可以有效的节能能源,设备资源在夜间负载低时,可以将业务转移到部分物理资源上,而将其他空闲的物理资源关机或转入节能模式。云计算数据中心通过集中的资源管理,降低了日常维护工作量,大量的工作都转移到后台由专业人员完成,从而降低管理维护成本,提高管理效率。云计算数据中心通过资源整合、统一管理可以有效的降低信息资源共享的成本,降低了信息化的门槛,使更多的单位和企业走进信息化时代,提高工作效率。
4.4 智慧云将以多种形态支撑城市发展
信息是现代城市发展的基础,人们对信息服务的要求不断提高。相对于各行行业混杂的公众云,行业云能够提供更丰富、更有层次、更专业的信息服务,能够深度挖掘行业数据信息,推动智慧城市的建设。如针对医疗设备、医务人员、患者信息、电子病例等的医疗云,针对道路信息、车流量、天气、温度等的交通云,针对商业组织的市场情报与服务的商业云等。多个不同层次、不同大小的行业云形成一套有机的城市生态系统,支撑起智慧城市的建设,推进智慧城市的发展。
4.5 节约能源,让城市绿色化
庞大的基础软、硬件资源将造成巨大的能源消耗,绿色而节能的使用这些资源是每个行业的必然追求,也是云计算发展的初衷之一。
云计算数据中心的模式是将公共资源池租给多个用户使用,将多个硬件资源集中起来,使用专业合理的方式维护设备,降低能耗。同时,按需分配资源可有效的提高资源利用率。在夜间,数据中心整体负载降低的情况下,可将空闲资源转入休眠模式或直接关闭机器,从而在最大程度上实现数据中心绿色、低碳的节能运行。
5 结束语
智慧城市的发展是现代化城市发展的必然趋势,它将实现对城市生活环境的透彻感知、城市资源的全面调控、城市中各个部分协调配合、城市方方面面便捷运作、人和城市之间和谐共赢等。而云计算为智慧城市建设的关键点,更是智慧城市的“智慧”所在。大力发展以云计算数据中心为核心的智慧城市,是智慧城市建设的首选。
参考文献:
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智慧城市到底要解决什么问题?
当前智慧城市主要是依托云计算、物联网等新一代信息技术,借助视频监控、GPS、移动终端等感知设备,通过交换共享、数据挖掘、主动推送、智能分析等信息系统功能,实现民生服务均等便捷、企业发展创新有力、城市管理敏捷高效、政府决策及时准确的目标。
赛迪设计认为,智慧城市不是单纯的城市信息化建设,而是通过城市基础设施规划、城市运行和管理模式优化、新一代信息技术三者之间的支撑和引领,打造基于历史分析、现状改善及未来规划的良性发展机制,以完备的基础设施、高效的业务运作模式以及敏捷响应的信息化环境,为公众提供优质便捷服务,为企业提供创新发展驱动力,同时支持敏捷高效的城市管理和及时准确的政府决策目标的实现。
当前对智慧城市理解的误区
智慧城市建设“操之过急”。当前各省市急于完成智慧城市规划建设,同时学术界和咨询行业也急于争取合作项目,导致智慧城市的深层次研究分析比较薄弱,针对智慧城市建设目的、分期目标、建设路径等内容,大多停留在宏观理论层面,没有和中国的发展形势、城市发展定位等现状充分融合,缺乏可操作、论证充分的指导方法。
智慧城市建设重信息化,轻业务。当前各地出台的智慧城市规划中,尚没有脱离传统城市信息化建设的思路,仍然以信息化重点工程为依托,阐述智慧城市建设内容。城市基础设施支撑业务运作,业务运作支撑信息化运行,而智慧城市不仅是信息化建设,而是将城市各构成要素进行充分融合和调动,以一个充满创新活力和可持续良性发展的动态有机体来满足不同用户的需求。
智慧城市该如何建设?
智慧城市建设首先应回答四个问题:智慧城市是什么?有什么?做什么?怎么做(谁来指导、谁来主导、阶段计划)?赛迪设计认为,智慧城市建设是立体的、有机的、动态的、持续改善的统一体。在既定规划期限内,从建设时间、建设阶段和建设主体三个维度考虑,可逐层细化到具体的建设方案和建设内容,最终可拆分出若干建设任务。
明确统筹协调部门,引领智慧城市建设理念。面向上级领导、中层干部、实施和技术人员及相关接口部门进行定期培训,以加强对国内外智慧城市形势、解决方案、新一代信息技术融合等内容的了解。同时借助外脑,通过专业第三方咨询机构提供的专业指导、分析评估、技术交流、技术支撑等服务,在智慧城市建设目标、建设内容等方面达成统一思想,保证后续机制改善、业务梳理、项目建设及运营顺畅执行。
制定智慧城市建设的管理流程。一是智慧城市建设过程中的运营和管理机制,包括组织机构(决策层、管理层、实施层、应用层)、监督管理机制(工作流程、点检制度、考核机制等);二是资金政策,完善适应实际情况的智慧城市资金投入和管理办法,实现集中统一、高效、低成本的管理制度;三是建立既符合国家要求、又符合实际的智慧城市标准规范体系。
协调智慧城市建设任务。作为智慧城市建设的归口部门,充分调动社会资源和各方积极参与,首先明确智慧城市建设目的、框架和路径,由此在组织协调后续规划和建设工作中,能以清晰的思路对第三方咨询公司提出明确要求,同时对各层领导、各个部门清晰灌输智慧城市建设理念和各项建设要求,充分发挥智慧城市中枢神经的作用。
清晰划分建设阶段。基于信息化和业务的融合层次不同,将智慧城市建设分为如下三个阶段,在每一阶段可根据不同领域发展特点,拆分出多项建设内容。
一是信息化支撑业务运作,取代手工。比如支撑公文办理、会议活动(视频会议)、督查考核、档案管理、信息公开、在线办事等业务的协同办公平台。
二是信息化促进业务优化。比如物理基础设施智能化改造,以智慧交通为例,包括基于信息化指导的停车场、道路等交通基础设施规划、业务运行优化和管理机制创新等基础环境建设。通过基础设施规划、运行和管理模式优化、信息化建设三者之间的支撑引领和深度融合,促进智慧城市建设和发展。
三是信息化引领业务创新。比如以电子商务为纽带连接产业链各环节以及企业与市场,建立形成高效快速的市场开拓模式,提高行业物流信息化和供应链协同水平,促进以第三方物流、电子商务平台为核心的新型生产业发展壮大。合理安排建设主体。基于智慧城市建设范围不同,分为如下四类建设模式,并可分解出不同的建设主体:
统筹建设:针对光纤、宽带、地下管网等信息基础设施项目、基础数据库和专业数据库建设、信息资源整合,以及协同办公平台等面向大多数部门的信息化项目,都由信息化主管部门牵头建设。
多部门联合建设:针对城市应急、城市运行管理、政府智能决策、市民服务等涵盖多部门业务的领域,需由相关部门共同参与项目启动、业务梳理、需求分析、项目执行等整个建设过程。
行业内独立牵头建设:若某一部门的信息化建设需要其他部门在信息资源共享等方面提供支持,则这类项目由该部门独立牵头建设,比如针对为公众提供出行信息、驾车诱导等服务的出行管理系统,需要交通部门在各方配合下牵头建设完成。
单部门独立建设:某一部门为支撑自身独立业务运作或提升管理,进行单个信息系统建设,比如林业局的森林远程防火预警、统计局针对各种数据的统计分析软件、交通部门的交通仿真与决策系统等。
中图分类号:F299 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)06-0255-01
智慧城市是指用新一代信息和通讯技术,主要是智慧信息通讯技术(简称IICT技术),结合已有的网络信息化技术,为政府决策办公和应急指挥提供智能可视管理的基础信息平台,并服务于民生,应用于企业和社会团体。
1 智慧城市的产生
在全球经济高速发展,资本和劳动力流动性增加的作用下,城市化发展势头越来越强劲。但在城市化运动中,人口拥挤、工业污染、交通拥堵、资源短缺等城市病层出不穷,这些社会管理和社会服务等各方面的相对滞后,成为影响城市未来发展的重要阻碍。为了解决这些问题,实现社会经济的可持续发展,新加坡在1992年首次提出“智慧岛”建设计划;2008年在金融危机爆发的背景下,IBM提出“智慧地球”概念;经过2009年的初步发酵,2010年世界各国纷纷加入“智慧城市建设大军”,掀起了智慧城市的建设浪潮。
2 智慧城市的特征
(1)通过传感技术,实现对城市管理各方面监测和全面感知。智慧城市利用各类随时随地的感知设备和智能化系统,智能识别、立体感知城市环境、状态、位置等信息的全方位变化,并能通过对感知数据的融合、分析、处理,与业务流程智能化集成实现主动响应,促进城市各个关键系统和谐高效地运行。
(2)通过广泛的宽带,实现全方位互联。智慧城市利用广泛存在的宽带网络,构成其“神经网络”,实现了城市中物、人的全面互联,极大的增强了智慧城市作为自适应系统的信息获取、实时反馈、随时随地智能服务的能力。
(3)通过云计算平台,实现智能融合。基于云计算平台的大成智慧工程构成了智慧城市的“大脑”,智能融合技术的应用实现了对海量数据的存储、计算与分析,利用综合集成法(综合集成研讨厅),通过人的“智慧”参与,大大提升决策支持的能力,全面推动实现智能融合。
(4)以人为本,实现可持续创新。智慧城市的建设尤其注重以人为本,注重市民参与、社会协同的开放创新空间的塑造以及公共价值与独特价值的创造。通过维基、微博、Fab Lab、Living Lab等工具和方法强化用户的参与,汇聚公众智慧,不断推动用户创新、开放创新、大众创新、协同创新,以人为本实现经济、社会、环境的可持续发展。
3 我国智慧城市建设现状
相关数据显示,截至2012年7月,我国共有150多座城市提出建设或正在建设智慧城市,其中智慧城市规划、行动方案或将其列入“十二五”规划及政府报告的已达50多座。2013年初,住房和城乡建设部划定了首批90个国家智慧城市试点,被视为中国城镇化进程的新纪元和风向标,其建设现状如下:
(1)智慧城市建设突显共性和个性的融合发展。目前我国大多数参建城市都能紧密结合城市定位和自身特色,确定智慧城市发展目标、思路与突破点,打造独具特色的城市品牌。如北京将“文化智能传承”作为其智慧城市建设目标之一,充分体现了北京作为全国文化中心的需求;东莞充分结合其“世界工厂”的工业基础优势,重视智慧应用建设与智慧产业协同发展。
(2)跨领域、融合性的新兴产业集群逐渐显现。随着物联网、云计算等新一轮技术创新和战略性新兴产业的发展,不断衍生出跨领域、融合性的全新智慧产业形态,推动城市建设的转型升级。北京、东莞、扬州、宁波等各大城市已经纷纷在跨领域、融合性的新兴智慧产业进行摸索和尝试,如智能电网、智能交通、智能医疗、智能教育等,并伴随智慧城市建设和运营的发展而发展。
(3)智慧城市建设需合理统筹规划,创新发展思路。当前,在全国智慧城市建设的浪潮中,很多城市的智慧城市建设存在一定程度的盲目性,建设压力与投资风险并存。作为智慧城市的建设主体,政府应在实践探索的基础上创新发展思路,基于城市在区域经济和社会发展格局中的总体定位,对智慧城市建设进行统筹规划和顶层设计,并制定符合本地实际的智慧城市发展战略,确保智慧城市项目的可落地和可实施。
(4)智慧城市建设需以信息资源为核心,坚持平台化、集成化发展。智慧城市建设所涉及的行业众多、产业链布局复杂,信息资源的充分整合和共享是智慧城市建设的关键环节。但目前,很多城市的智慧城市项目重复建设现象普遍存在,形成大量的信息化孤岛。因此,在智慧城市建设中,需要以信息资源为核心,协调各方资源,打破电网、水网、交通、医疗等诸多城市公共系统之间的“信息壁垒”,实现跨系统应用集成、跨部门信息共享,避免重复建设和信息化孤岛,只有这样才能实现真正意义上的智慧化。
随着各领域对智慧城市认识的不断加深、智慧城市建设实践经验的不断积累,智慧城市评价指标体系将会日趋完善,对于推动智慧城市朝着更安全、更高效、更便捷、更绿色的方向发展势必会发挥更重要的作用。
参考文献
[1]姜奇平.智慧时代正向我们走来.互联网周刊,2010-10-9.
[2]张永民.解读智慧地球与智慧城市.中国信息界,2010(10).
关键词:智慧城市 智慧技术 物联网技术
0 绪论
如今,中国城市化的持续快速发展取得了举世瞩目的成就。然而,在城市化高速发展的同时,在多数城市中也暴露出越来越多的问题,如何兼顾城市的高速发展和解决城市发展过程中所面临和存在的各种实际问题,是摆在每一个城市管理者面前的重大挑战。随着各种智能化应用的兴起,城市信息化正向智能化发展[1],用数字化手段统一处理城市问题,已成为建设和谐城市的有效途径。
1 智慧城市
1.1智慧城市的定义及关键技术
“智慧城市”的概念源自IBM公司2008年提出的“智慧地球”理念[2]。“智慧城市”的定义为: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。其实质是用先进的信息技术,实现城市智慧式管理和运行。
建设“智慧城市”离不开物联网、互联网、无线网络、云计算等关键技术的支撑。其中,物联网是建设“智慧城市”最为重要的技术之一。
1.2国内外智慧城市发展状况
信息技术的高速发展带来了全球普遍的信息化浪潮[3]。美国率先提出了国家信息基础设施和全球信息基础设施计划,接着,欧盟又着力推进“信息社会”计划,并确定了欧洲信息社会的十大应用领域,作为欧盟“信息社会”建设的主攻方向。最近欧盟委员会更将信息和通信技术列为欧洲2020年的战略发展重点,制定了《物联网战略研究路线图》。
在国内,尤其是近两年,智慧城市的规划和建设呈星火燎原之势:北京、天津、上海、沈阳、南京、无锡、杭州、厦门、广州、深圳、成都、长沙、西安、昆明等多个城市将智慧城市的建设提升到战略层次[4]。以上海市为例,“十二五”期间,上海市将率先构建以数字化、网络化、智能化为主要特征的智慧城市,这也是进一步延伸世博后续效应的重要内容。
2 物联网
2.1物联网概念及其特征
“物联网”就是由多个具有更透彻感知能力的传感器形成的自组织、智能化多传感网络体系,再辅以智能化的计算与泛在的互联技术支撑,从而实现信息的协同融合、泛在聚合、交互共享、智能处理的过程,最终构建成物―物互联的综合智慧网络[5]。
与传统的互联网相比,物联网有其鲜明的特征。
首先,它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器,每个传感器都是一个信息源,不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。其次,它是一种建立在互联网上的泛在网络。通过各种有线和无线网络与互联网融合,将物体的信息实时准确地传递出去。还有,物联网不仅仅提供了传感器的连接,其本身也具有智能处理的能力,能够对物体实施智能控制。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据,以适应不同用户的不同需求。
2.2物联网技术发展现状
物联网是战略性新兴产业的重要组成部分,发展物联网对于促进经济发展和社会进步具有重要的现实意义。目前,我国物联网在安防、电力、交通、物流、医疗、环保等领域已经得到应用,而且应用模式正日趋成熟。
3 物联网与智慧城市建设的内涵关系
3.1物联网与智慧城市内涵关系
物联网的出现和发展,为“智慧城市”的实施提供了强大的技术和物质支撑。物联网等信息化技术是建设智慧城市的手段和工具,是承载智慧城市建设的基础设施。可以说,正是物联网技术的出现,使智慧城市的发展进入到了一个新的天地。物联网是“智慧城市”建设的技术基础,“智慧城市”是物联网发展的具体应用。
3.2物联网在智慧城市建设中的应用
依托物联网技术,可以实现城市各领域的智慧化发展与建设。在市政领域,将实现城市市政建设的智慧化,大大促进了城市市政管理的效率。在物流领域,可以实现物品快速标识、准确定位和实时跟踪,同时提高物流管理水平,实现智慧物流的建设。在制造领域,实现生产制造的高度自动化和智能化,提高生产设备的信息处理能力和效率,降低生产成本。在交通领域,为公众提供出行参考,改善交通状况,最大限度地提高路网的通行能力,实现城市交通的智慧化管理。在医疗卫生领域[6],使人们足不出户即可享受实时的健康监测、保健咨询和紧急呼救等服务,同时可实现医院日常管理的高度信息化和智能化,减少医疗安全事故的发生率……
4 结论
智慧城市建设事关长远发展、关乎民生改善。目前,我国的城市信息化整体处于世界平均水平,以物联网技术为依托,以智慧城市为旗帜,将更有利于加速提升我国城市现代化建设与管理水平。如今,随着物联网技术与智慧城市建设的号角已经吹响,我们相信,在政策导向与市场拉动下,物联网与智慧城市产业也必将迎来更美好的明天!
参考文献:
[1].数字城市:升级智慧需众人拾柴[N].计算机世界报,2009―12―28.
[3]陈聊钦.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(3):11.
[2]IBM.智慧城市在中国[EB/OL].(2010-05-20)[2011-01-21].http:///cn/zh/.
[4]张永民.构建智慧中国的模式与对策.中国信息界,2011(6).
关键词: 智慧城市;内容;建设方案
Abstract: Intelligence city is the necessary phase of city construction managementinformatization. This research analyze the content of intelligence city under new generation information technology such as EPC system network, and try to discuss the development plan suit for China city. This research may provide reference for city manager.
Key words: wisdom city; Content; Construction plan
中图分类号: TU984.11+1
1.引言
智慧城市旨在充分运用物联网等新一代信息技术,在城市各个领域为城市管理、公众生产生活提供智能化的感知,不断提升城市信息系统的开放共享能力、协同能力以及城市管理和公共服务水平,改善人民生活,创新社会管理,转变发展方式,推进生态文明,促进城市持续科学发展。智慧城市是工业化、信息化、城镇化、农业现代化协同发展的必然趋势,是一个以城市现实情况为基础,以城市需求为导向,以信息通信技术为依托,以城市科学发展为目标的不断演进过程,是城市信息化的更高级阶段[1-3]。
物联网技术是智慧城市最为基础的技术支撑。国际上,以韩国的泛在生态城市以及美国IBM公司推动的智慧城市方案为代表,主要应用领域包括政务、通信、医疗、能源、交通、教育、水管理、安全等方面。由此可知,推动城市各行业应用系统间的互联、互通和整合,以及一体化管理与服务成为一个重要发展趋势。韩国正在本国智慧城市建设中推广城市集成运营中心,美国IBM公司也推出城市智能运营中心并在全球试点推广[4-7]。
我国城市发展日新月异,尤其珠江三角洲、长江三角洲核心城市实际上已经达到中等发达国家水平。我国的城市管理者更应置身全球智慧城市发展的大背景下,充分考量自身优势和劣势,厘清建设思路,做到不落后。因此,探讨物联网技术支撑下的智慧城市建设内容尤其建设方案,具有重要的现实意义。
2.智慧城市内容组成
智慧城市是包罗万象的,与城市管理、公众生产生活的方方面面都有联系,可以说只有每个方面都实现了智慧,才称得上真正意义的智慧城市。从国外经验来看,智慧城市内容组成应该符合四大特征,总结为:全面透彻的感知、宽带泛在的互联、智能融合的应用以及以人为本的可持续创新,如图1所示。
图1 智慧城市内容组成的四大特征
因此,笔者认为智慧城市的内容组成应从四个方面探讨:
⑴全面透彻的感知方面:通过传感技术实现对城市管理和公众生产生活各方面监测,从而达到全面感知。传感技术在内容上应该包括各类随时随地的感知设备和智能化系统,能够智能识别、立体感知城市环境、状态、位置等信息的全方位变化,还能够对感知数据进行融合、分析和处理,并能与业务流程智能化集成,继而主动做出响应,促进城市各部件和谐高效的运行。可以说是智慧城市的“感官系统”。
⑵宽带泛在的互联方面:即各类宽带有线、无线网络技术的发展为城市中物与物、人与物、人与人的全面互联、互通、互动,为城市各类随时、随地、随需、随意应用提供了基础条件。宽带泛在网络极大的增强了智慧城市作为自适应系统的信息获取、实时反馈、随时随地智能服务的能力。可以说是智慧城市的“神经网络”。
⑶智能融合的应用方面:现代城市管理及公众生产生活实际上是一类开放的复杂巨系统,系统各部件之间有复杂的数据流和业务流。智慧城市必须集大成,为各应用提供智慧的大脑,再辅以人的智慧,则可以大大提升决策支持的能力。智慧城市的智能应用应该实现智能融合、随时、随地、随需、随意的应用,进一步彰显城市组成部门乃至个人的参与和各用户的力量。可以说是智慧城市的“手臂”。
⑷以人为本的可持续创新方面:现代科技讲求以人为本。智慧城市的建设尤其注重以人为本、市民参与、社会协同的开放创新空间的塑造以及公共价值与独特价值的创造。注重从市民需求出发,并通过维基、微博、Fab Lab、Living Lab等工具和方法强化用户的参与,汇聚公众智慧,不断推动用户创新、开放创新、大众创新、协同创新,以人为本实现经济、社会、环境的可持续发展。可以说是智慧城市的“内在动力”。
笔者认为,就中国现阶段城市发展现状来看,虽然短时间内做不到上述四个大方面内容的整合,但可以从简化提出适宜中国城市发展现状的建设方案,如下所述。
3.智慧城市建设方案探讨
上述四大部分内容组成虽然包罗全面,但是中国城市在短期内很难实现。笔者认为中国大部分城市可以采用简化的智慧城市建设方案,即从六大目标出发进行建设。这六大目标包括智慧的经济、智慧的运输业、智慧的环境、智慧的居民、智慧的生活和智慧的管理。如图2所示。
图2 智慧城市简化版目标
笔者认为该简化版建设模式呈现对角线规则:智慧的管理和智慧的运输业对于城市的智慧建设至关重要,两者可以说是智慧城市的一条中轴线。智慧的运输业是城市交通流的重要承载,而城市交通和城市人的流动和物质流动有密切的相关关系,这些又落实到城市管理上;智慧的经济和智慧的环境两者相辅相成,在发展智慧经济的同时,更要注重智慧环境的建设,两者同时是智慧的居民和智慧的生活这条对角线的重要生存载体。
在上述对角线规则指导下,笔者认为中国智慧城市建设完全可以选择典型着手建设,比如先从运输业和管理角度实现智慧,再逐步实现经济和环境的智慧,最后到智慧的居民和生活,有序推进。在每一步建设时,争取该步严格参照国际标准,做到充分引进物联网技术、云计算技术等新一代信息技术,最后就可以实现一个完整的智慧城市。这种方式,比起大规模投入、找不到重点的建设方案或许更加有效。
4.结语
本文分析了物联网等新一代信息技术支撑下智慧城市的内容组成,着力探讨了当前中国智慧城市的建设方案,即:选择典型着手建设,比如先从运输业和管理角度实现智慧,再逐步实现经济和环境的智慧,最后到智慧的居民和生活,有序推进。在每一步建设时,争取该步严格参照国际标准,做到充分引进物联网技术、云计算技术等新一代信息技术,最后就可以实现一个完整的智慧城市。希望对智慧城市建设管理者起到一定参考。
参考文献:
[1]徐晓林,数字城市政府管理[M],北京:科学出版社,2006.04,p54-55.
[2]Doolin,B.,Powerandresistanceintheimplementationofamedicalmanagementinformationsystem[J],Informationsystemsjournal,2004vol.14no.4,p343-362.
[3]张永民、杜忠潮,我国智慧城市建设的现状及思考[J],中国信息界,2011年第2期,p28-32.
[4]沈苏彬、毛燕琴、范曲立等,物联网概念模型与体系结构[J],南京邮电大学学报(自然科学版),2010年第4期.
[5]朱洪波、杨龙祥、于全,物联网的技术思想与应用策略研究[J],通信学报,2010年第11期.