智慧城市可謂是當(dāng)下最受關(guān)注的熱門(mén)話題之一。在全球城市化背景下,環(huán)境污染、交通擁堵等“城市病”日益嚴(yán)重,人們渴望通過(guò)建設(shè)智慧城市解決這些棘手的問(wèn)題,使人與自然更加協(xié)調(diào)發(fā)展。當(dāng)前,中國(guó)的智慧城市建設(shè)還處于起步階段,為了更好地理解智慧城市,《中國(guó)信息界》記者專門(mén)采訪了中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)工程院院士李德仁,請(qǐng)他為我們講解何為“智慧城市”,以及要如何建設(shè)智慧城市。
《中國(guó)信息界》:當(dāng)前中國(guó)正處于城鎮(zhèn)化的重要階段,特別是在城鎮(zhèn)化進(jìn)程中,更衍生出了人口超千萬(wàn)的超大城市。您認(rèn)為,中國(guó)城鎮(zhèn)化過(guò)程中主要遇到了哪些問(wèn)題?
李德仁:城鎮(zhèn)化不僅是中國(guó)也是當(dāng)今世界上最重要的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象之一。21世紀(jì)初,全球人口的半數(shù)以上生活在城市地區(qū),并且這種趨勢(shì)仍在加劇,每年超過(guò)6000萬(wàn)的人涌入城市,平均每周超過(guò)100萬(wàn)人,F(xiàn)在,城鎮(zhèn)化的步伐還在加快,隨之而來(lái)的是大都市和城市群,這在人口密集的亞洲表現(xiàn)得尤為明顯。根據(jù)聯(lián)合國(guó)的預(yù)測(cè),全世界358個(gè)百萬(wàn)人口城市中的153個(gè)出現(xiàn)在亞洲;27個(gè)人口超過(guò)千萬(wàn)的“超級(jí)城市”中有15個(gè)在亞洲。作為全球人口最多的國(guó)家,中國(guó)在城鎮(zhèn)化過(guò)程中衍生出人口超千萬(wàn)的超大城市是必然的,然而,很多問(wèn)題也隨之而來(lái)。
城鎮(zhèn)化進(jìn)程中涌現(xiàn)出了各種“城市病”,例如異常脆弱的基礎(chǔ)設(shè)施、日益加劇的交通擁堵、不斷惡化的生態(tài)環(huán)境、進(jìn)城務(wù)工人員的蝸居生活……,這些都是城鎮(zhèn)人口快速增長(zhǎng)中出現(xiàn)的問(wèn)題。
特別是那些人口超千萬(wàn)的超大城市面臨的問(wèn)題尤為嚴(yán)峻,這些問(wèn)題主要集中在以下幾個(gè)方面:第一,當(dāng)前超大城市地面沉降問(wèn)題日益凸顯。我國(guó)現(xiàn)在有超過(guò)50個(gè)城市發(fā)生地面沉降,地面沉降是一種嚴(yán)重的自然災(zāi)害,會(huì)危及到城市基礎(chǔ)設(shè)施的安全;第二,極端條件環(huán)境下城市災(zāi)害頻發(fā)。超大城市的發(fā)展改變了土地利用性質(zhì),當(dāng)城市不透水面占75%以上后,55%的降水需要靠地表徑流來(lái)排,可以說(shuō),不透水層變化從根本上改變了降水再分配。由此帶來(lái)的影響我們都已經(jīng)深刻感受到了,近年來(lái)城市特大暴雨頻發(fā),如2016年汛期的武漢,24小時(shí)降雨達(dá)到550mm,甚至有了“夏天來(lái)武漢看海”的說(shuō)法。災(zāi)害頻發(fā)給老百姓的生活帶來(lái)很多不便,甚至?xí)<暗缴,?duì)城市的經(jīng)濟(jì)也造成了巨大的損失;第三,交通擁堵問(wèn)題突出。中國(guó)和國(guó)外城市特別是超大城市現(xiàn)有的交通系統(tǒng)存在著很多問(wèn)題,高峰期交通擁堵、停車難、公共交通出行難、交通管理難……城市交通發(fā)展面臨著交通安全和通行效率的雙重挑戰(zhàn);第四,城市能源問(wèn)題。大城市現(xiàn)有能源系統(tǒng)也面臨著挑戰(zhàn),綠色能源生產(chǎn)不可持續(xù),能源使用效率低;第五,超大城市進(jìn)城務(wù)工的農(nóng)民,由于工資低、生活條件差,會(huì)帶來(lái)城市污染,也會(huì)造成貧富懸殊問(wèn)題。
上述這些“城市病”需要通過(guò)智慧城市來(lái)幫助解決。智慧城市對(duì)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展、城市智慧管理和對(duì)大眾的智能服務(wù)具有廣泛的前景,從而使得人與自然更加協(xié)調(diào)發(fā)展。
中國(guó)為什么要抓信息化、智能化?因?yàn)楝F(xiàn)在中國(guó)的城鎮(zhèn)化只有53%,還在發(fā)展中。我們之前城鎮(zhèn)化比西方國(guó)家落后,到了信息化時(shí)代我們要趕上來(lái)。中國(guó)在總體上是后發(fā)的,有后發(fā)優(yōu)勢(shì),需求大、投資大,抓手就是“智慧城市”,利用信息化的網(wǎng)絡(luò)空間和物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算技術(shù),把現(xiàn)實(shí)城市中人、車、物的活動(dòng)智能化、科學(xué)化的管理起來(lái)。我們的目標(biāo)就是低碳、綠色、可持續(xù)發(fā)展。
但是,我們也必須認(rèn)識(shí)到,智慧城市不是萬(wàn)能的。諸如地面沉降、空氣和水環(huán)境污染、城市地面不透水層、超大城市中的蝸居、基礎(chǔ)設(shè)施跟不上城市的發(fā)展等問(wèn)題,是智慧城市無(wú)法解決的。只有同時(shí)抓好現(xiàn)實(shí)城市的設(shè)計(jì)、規(guī)劃和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),落實(shí)黨中央關(guān)于城市發(fā)展的一系列政策,才能使智慧城市落到實(shí)處。
《中國(guó)信息界》:您提到了智慧城市,可以說(shuō),建設(shè)智慧城市是使城鎮(zhèn)化走得更好、更快的路徑,但目前中國(guó)智慧城市建設(shè)仍處于起步階段,很多人甚至還不了解什么是智慧城市。您認(rèn)為,怎樣的城市才能稱之為“智慧城市”?
李德仁:“智慧城市”,我給過(guò)一個(gè)定義:智慧城市=數(shù)字城市+物聯(lián)網(wǎng)+云計(jì)算。為什么呢?數(shù)字城市是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)空間、虛擬空間,在這個(gè)數(shù)字城市里面,我們把城市的東西裝到互聯(lián)網(wǎng)上去,這時(shí)候可以在網(wǎng)上看到城市的信息、實(shí)體。但是僅僅這樣還不行,因?yàn)樗鼪](méi)有跟現(xiàn)實(shí)城市關(guān)聯(lián),要通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)把現(xiàn)實(shí)城市和數(shù)字城市關(guān)聯(lián)起來(lái),物聯(lián)網(wǎng)就是將各種城市人流、物流信息實(shí)時(shí)往上輸送。但這又出現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題,物聯(lián)網(wǎng)有上億個(gè)傳感器,每個(gè)傳感器很小,沒(méi)有計(jì)算功能,是個(gè)傳感器,傳感器收上來(lái)的數(shù)據(jù)是需要計(jì)算、分析和控制反饋的,所以云計(jì)算出現(xiàn)了。物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算是一對(duì)孿生兄弟。
到了物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,構(gòu)成一個(gè)虛實(shí)結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)物理空間,叫做CPS,這個(gè)CPS可以在網(wǎng)上做一切事情,通過(guò)實(shí)時(shí)分析、計(jì)算、感知、認(rèn)知和反饋實(shí)現(xiàn)智能化,這是大家要了解的一個(gè)全新概念。
一個(gè)城市的管理,到了智慧城市階段,市長(zhǎng),市各個(gè)職能部門(mén)都可以輕松一點(diǎn)了,他們是做優(yōu)化的工作,下一步改善環(huán)境的工作、城市的運(yùn)控管理,就可以讓城市云計(jì)算中心來(lái)完成,這就是我們對(duì)智慧城市的理解。也就是說(shuō),智慧城市運(yùn)營(yíng)中心就像人的大腦一樣,自動(dòng)和實(shí)時(shí)地感知現(xiàn)實(shí)城市中人、車、物的各種狀態(tài)和變化,以及城市的各種狀態(tài)變化,由云計(jì)算中心處理其中海量和復(fù)雜的計(jì)算與控制,為經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市管理和公眾提供各種智能化的服務(wù)。
具體來(lái)講,智慧城市要掌握三大技術(shù),這三大技術(shù)才能構(gòu)成智慧城市。
第一個(gè)技術(shù)是“數(shù)字城市”空間信息技術(shù),就是把這個(gè)城市所有相關(guān)的空間數(shù)據(jù)、非空間數(shù)據(jù)等采集過(guò)來(lái)。但中國(guó)的數(shù)字城市電子地圖是保密的,所以國(guó)家測(cè)繪局確定了三條路線服務(wù):元數(shù)據(jù)目錄管理、政務(wù)網(wǎng)數(shù)據(jù)、公眾網(wǎng)數(shù)據(jù),分為保密與開(kāi)放級(jí)數(shù)據(jù)來(lái)提供使用。“天地圖”就是在這方面服務(wù)的,代表中國(guó)政府發(fā)布數(shù)據(jù),其內(nèi)容會(huì)越來(lái)越好。如果把“天地圖”跟谷歌相比較,中國(guó)的數(shù)據(jù)比谷歌的更好,中國(guó)的“天地圖”數(shù)據(jù)中,鄉(xiāng)村數(shù)據(jù)比較多,點(diǎn)擊率到了9億。
第二個(gè)技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)人與人、人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器的互聯(lián)互通。專家預(yù)測(cè),到2020年全世界物聯(lián)網(wǎng)傳感器將達(dá)到10萬(wàn)億個(gè),無(wú)處不在。現(xiàn)在我們?cè)趪?guó)家推行“天網(wǎng)”,例如海上巡洋或作業(yè)時(shí),數(shù)據(jù)能夠通過(guò)衛(wèi)星在軌處理,實(shí)時(shí)回傳、及時(shí)做出反應(yīng),如果能在10秒鐘完成,這就完全支持了實(shí)時(shí)需要,我們稱之為空間信息網(wǎng)絡(luò)化。
第三個(gè)技術(shù)是云計(jì)算。為什么要有云計(jì)算呢?因?yàn)閭鞲衅髦荒軅鬏,不能存?chǔ)、處理數(shù)據(jù),所以需要無(wú)處不在的、社會(huì)化、集約化、專業(yè)化的動(dòng)態(tài)可伸縮虛擬化的云計(jì)算信息服務(wù);ヂ(lián)網(wǎng)資源配置經(jīng)歷了客戶機(jī)/服務(wù)器、瀏覽器/服務(wù)器、服務(wù)器井噴、服務(wù)器托管到虛擬服務(wù)這么一個(gè)變遷過(guò)程。
我認(rèn)為,城市職能可分為生存繁衍、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)交往、文化享受四個(gè)部分。智慧城市職能是城市職能的延伸和發(fā)展,即實(shí)現(xiàn)智慧安防、智慧制造、智慧交通、智慧教育等等,也就是在上述四個(gè)方面提供智能化。
《中國(guó)信息界》:那么,您認(rèn)為如何才能建設(shè)好智慧城市呢?其中,政府應(yīng)該發(fā)揮怎樣的作用?企業(yè)又該如何參與?
李德仁:智慧城市建設(shè)是“一把手”工程,需要根據(jù)每個(gè)城市特點(diǎn),做好頂層設(shè)計(jì)和整體規(guī)劃,建立智慧城市運(yùn)用中心和運(yùn)營(yíng)腦,組織實(shí)施。智慧城市需要一個(gè)基于云計(jì)算的運(yùn)營(yíng)腦來(lái)管理,可以由市級(jí)主管領(lǐng)導(dǎo)牽頭,成立智慧城市運(yùn)營(yíng)中心,任命城市首席運(yùn)營(yíng)官,下設(shè)聯(lián)席會(huì)議委員會(huì)和管理辦公室,管理四件事情:城市IT的運(yùn)維中心、大數(shù)據(jù)中心、城市運(yùn)行監(jiān)控和指揮中心、智慧服務(wù)中心。
運(yùn)營(yíng)中心的職能包括:參與和審核智慧城市的頂層設(shè)計(jì);規(guī)劃和審核各行業(yè)信息化發(fā)展的總體目標(biāo)、框架、任務(wù)、運(yùn)營(yíng)管理機(jī)制等;相關(guān)政策法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)的制定;負(fù)責(zé)城市信息資源整合與共享;城市運(yùn)行的集中監(jiān)控;多部門(mén)協(xié)同與指揮;促進(jìn)面向社會(huì)的大數(shù)據(jù)開(kāi)放應(yīng)用、服務(wù)與交易體系的形成……
基于開(kāi)放的云架構(gòu)構(gòu)建智慧城市運(yùn)營(yíng)中心,核心是公共信息云服務(wù)平臺(tái),形成智慧城市中的大數(shù)據(jù)生態(tài)鏈,基于大數(shù)據(jù)共同實(shí)現(xiàn)城市運(yùn)行監(jiān)控和智慧調(diào)度。智慧城市時(shí)代的IT合作是圍繞大數(shù)據(jù)的合作——數(shù)據(jù)采集、加工、存儲(chǔ)、清洗、挖掘、決策、控制與利用服務(wù)。
這些技術(shù)的實(shí)現(xiàn)當(dāng)然離不開(kāi)企業(yè)的參與。武大吉奧就開(kāi)發(fā)了這樣一個(gè)實(shí)時(shí)GIS平臺(tái)—GeoSmarter,這是智慧時(shí)代的一個(gè)地理信息軟件,實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接入、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析和推理、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理,提供動(dòng)態(tài)信息服務(wù),最終實(shí)現(xiàn)感知、認(rèn)知和行動(dòng)的一個(gè)大腦感知識(shí)別的過(guò)程。
基于云計(jì)算的智慧城市怎么運(yùn)營(yíng)?武大吉奧做的智慧城市運(yùn)營(yíng)中心,我把它給很多城市的市長(zhǎng)演示,很受歡迎,F(xiàn)在華為和武大吉奧正在合作把這個(gè)運(yùn)營(yíng)中心推廣到全國(guó)上百個(gè)城市,希望推廣到地市級(jí)以上的、縣以上的城市。
智慧服務(wù)中心,要做好三件事情:第一,面向公眾生活的智慧服務(wù)平臺(tái);第二,開(kāi)放給企業(yè)的應(yīng)用服務(wù)平臺(tái);第三,政企合作的大數(shù)據(jù)交易平臺(tái)及運(yùn)營(yíng)公司。這樣一來(lái),政府治理的模式將從管理走向服務(wù),傳統(tǒng)的政府IT信息化架構(gòu)將被“云-端”互動(dòng)的智慧城市所取代。
運(yùn)營(yíng)中心就是智慧城市的心臟或大腦,因?yàn)樗浅鞘写髷?shù)據(jù)的資源池,城市物聯(lián)網(wǎng)的樞紐,城市運(yùn)營(yíng)監(jiān)控與指揮中心,城市運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)的全面感知,實(shí)現(xiàn)跨部門(mén)、跨區(qū)域、跨系統(tǒng)的高效協(xié)同與應(yīng)急響應(yīng),面向社會(huì)企業(yè)和公眾的服務(wù)平臺(tái)可以降低城市信息化建設(shè)與運(yùn)維的成本,最大程度降低政務(wù)成本、提升城市效率。歐洲在這方面做得很好,歐洲各部門(mén)應(yīng)用大數(shù)據(jù)以后,行政管理費(fèi)用降低了2500億美元。
政府真正實(shí)現(xiàn)“基于實(shí)證的事實(shí)”的政府治理,以及可視化、可控化、智能化、可預(yù)測(cè)及可量化評(píng)估與持續(xù)優(yōu)化的城市運(yùn)行模式。企業(yè)也可通過(guò)大數(shù)據(jù)重組生產(chǎn)資源,改良商業(yè)模式,獲得更大效益。同時(shí),智慧服務(wù)貫穿老百姓“出生、醫(yī)療、教育、就業(yè)、婚育、養(yǎng)老、殘疾、殯喪”等人生過(guò)程,提升城市居民幸福感。這就是我們建設(shè)智慧城市的目標(biāo)。
以武漢市為例,其充分利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù),參照國(guó)內(nèi)外已開(kāi)通的政府公開(kāi)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái),結(jié)合武漢市的應(yīng)用特點(diǎn)和具體的需求,形成了簡(jiǎn)稱“六個(gè)一”的公開(kāi)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái),含48個(gè)部門(mén),700余種服務(wù)數(shù)據(jù)。按照“一套標(biāo)準(zhǔn)、一朵云、一個(gè)中心、一張圖、一站式、一種模式”原則,將各部門(mén)數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)監(jiān)控管理中心,進(jìn)行大數(shù)據(jù)挖掘,實(shí)現(xiàn)公共服務(wù)。
總的來(lái)說(shuō),智慧城市的大數(shù)據(jù)問(wèn)題帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn),我們需要抓好技術(shù)創(chuàng)新和攻關(guān)研究,才能拉動(dòng)數(shù)字服務(wù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展,更好地實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+智慧城市”的各種智慧應(yīng)用。