1 智慧城市的概念

1.1“智慧地球”概念的由來

2008年11月，IBM公司總裁兼首席執行官彭明盛首次提出“Smart Earth（智慧的地球）”的概念。2009年1月，彭明盛向美國總統奧巴馬提出了“智慧的地球”的戰略，建議新政府投資新一代的智慧型基礎設施。IBM公司希望“智慧的地球”戰略能掀起“互聯網”浪潮之后的又一次科技革命，是繼大型機、PC、互聯網之后符合“十五年周期定律”的第四次科技革命。IBM公司認為，隨著新一代信息技術和網絡服務的發展和應用，在未來，地球上所有的物品都有可能安裝并應用智能技術，幾乎任何東西都可以實現數字化和互聯互通，進而能向整個社會提供更加智能化的信息服務。IBM公司預計，在人類社會發展中一些意義深遠的事情正在發生：每個公民、企業、組織、城市、國家、自然系統和社會系統正在實現更透徹的感應和度量、更全面的互聯互通，在此基礎上人類將獲得更智慧的洞察，實施智慧化的創新，從而為經濟和社會發展提出了一條全新思路。由于這些技術的進步，地球將變得更小，變得更加“扁平”，也變得更加“智慧”。這就是“智慧的地球”所描繪的愿景。

1.2智慧地球是信息化的一個更高發展階段

“智慧的地球”，是站在整個人類文明發展的高度上對于信息技術如何全面改進人類生活所提出的愿景，即如何通過更加“智慧”的方式讓我們的生活更美好，這是全人類共同關注的發展之道。因此，作者認為智慧地球是信息化的更高發展階段的目標。現階段，人類在逐步實現數字化、電子化，在持續推進網絡化和信息化，在推進信息化與工業化的深度融合，并逐步實現智能化，這都是邁向智慧地球的一個個階段。未來幾十年，人類將逐步進入信息化的更高發展階段——智慧地球。目前，世界仍處于智慧地球的初級階段，如表1。

表1 數字化、網絡化、兩化融合、智能化和智慧地球的不同特征

1.3智慧城市的定義

智慧城市，英文可以譯為Smart City。簡單地講，智慧城市就是城市基礎部件被賦予智能，通過網絡實現互聯互通，在此基礎上，城市所有的事物、流程、運行方式都更深入地智能化，從而促進民眾生活便利、促進經濟發展與提升政府效率，增強城市競爭力、實現城市可持續發展的先進的城市發展理念。

2 智慧城市的組成要素、基本原則和數學模型

2.1智慧城市的五個基本要素

 

圖1 智慧城市的架構圖

 

2.1.1智能化的城市部件，它構成了智慧城市的“神經末梢”

城市的房屋、交通設施、電力設施、通信設施、地下管道等城市基礎設施、汽車、手機、工具等城市基礎零件，通過裝備芯片、傳感器、RFID等技術，實現物體“智能”化，建立局部的城市物聯網。

2.1.2城市互聯互通的信息網絡，它構成了智慧城市的“神經網絡”

新一代光纖寬度網絡貫通城市和鄉村，移動寬帶網絡覆蓋城鄉每個區域，所有城市部件被賦予IPV6的地址，通過傳感器網絡和物聯網接入通信網、有線電視網絡和互聯網。

2.1.3基于云計算的城市新型業務應用平臺，它構成了智慧城市的“中樞系統”

城市數據中心通過虛擬化技術實現基礎設施的公共服務，城市各種計算平臺、各個行業的應用通過云計算平臺來提供隨需而變的服務。云計算平臺將成為21世紀先進城市的基本業務平臺，智能物體構成云端，互聯網構成云計算的網絡基礎設施，虛擬化的數據資源池構成了云計算的共享基礎設施，業務流程、應用和服務都基于云計算平臺以服務的方式提供，如政務云、商務云、醫療云、教育云等。

2.1.4城市的海量數據，它構成了智慧城市的“血液和養料”

城市各個業務系統產生了大量數據、信息和知識，包括城市空間、人口、法人、經濟、金融、文化等基礎數據，這些數據之間又相互關聯，構成了城市海量數據、信息和知識資源庫。

2.1.5知識型的勞動者，它構成了智慧城市的“細胞和生命元”

城市的勞動者是用知識和信息技術武裝的智力勞動者，這些勞動者通過信息網絡構成一個個知識網絡，他們與云計算和物聯網平臺上的智能代理來協作完成城市的各種復雜工作。城市智力勞動者通過相互協作關系所建立起來的社會組織結構是扁平化的、基于社交網絡進行協作的、學習型的、快速反應的智慧型組織。這些組織體現為智慧企業、智慧政府、智慧社區等。
 

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把數字城市和物聯網結合起來的所形成的智慧城市將具備以下一些特征：

1）“智慧城市”是基于物聯網的智能城市。物聯網就是“物物相連的互聯網”，其核心與基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡，它將網絡用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，相互之間可以進行信息的交換和通訊。物聯網的3個基本特征：①全面感知：即利用RFID、傳感器、二維碼等隨時隨地獲取物體的信息；②可靠傳遞：通過各種電信網絡與互聯網的融合，將物體的信息實時準確地傳遞出去；③智能處理：利用云計算，模糊識別等各種智能計算技術，對海量的數據和信息進行分析和處理，對物體實施智能化的控制。

2）“智慧城市”面向應用和服務。無線傳感器網絡是無線網絡和數據網絡的結合，與以往的計算機網絡相比,它更多的是以數據為中心。由微型傳感器節點構成的無線傳感器網絡則一般是為了某個特定的需要設計的，與傳統網絡適應廣泛的應用程序不同的是，無線傳感器網絡通常是針對某一特定的應用,是一種基于應用的無線網絡，各個節點能夠協作地實時監測、感知和采集網絡分布區域內的各種環境或監測對象的信息，并對這些數據進行處理，從而獲得詳盡而準確的信息，將其傳送到需要這些信息的用戶。

3）“智慧城市”與物理城市融為一體。在無線傳感器網絡當中，各節點內置有不同形式的傳感器，用以測量熱、紅外、聲納、雷達和地震波信號等，從而探測包括溫度、濕度、噪聲、光強度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等眾多人們感興趣的物質現象。傳統的計算機網絡以人為中心，而無線傳感器網絡則是以數據為中心。

4）“智慧城市”能實現自主組網、自維護。一個無線傳感器網絡當中可能包括成百上千或者更多的傳感器節點，這些節點通過隨機撒播等方式進行安置。對于由大量節點構成的傳感網絡而言，手工配置是不可行的。因此,網絡需要具有自組織和自動重新配置能力。同時，單個節點或者局部幾個節點由于環境改變等原因而失效時，網絡拓撲應能隨時間動態變化。因此，要求網絡應具備維護動態路由的功能,，才能保證網絡不會因為節點出現故障而癱瘓。

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園區是城市的重要組成部分，其連接了產業發展與城市管理的各個方面。目前，我國國家級高新區、國家級經開區引領了我國園區的智慧化建設浪潮，已經初步形成“東部沿海集聚、中部沿江聯動、西部特色發展”的空間格局。據賽迪設計統計，當前我國至少有34個國家級高新區正在有序推進智慧園區建設，占國家級高新區總數約32%；同時有29個國家級經開區正在規劃、實施智慧園區工程，占比約16%。不難推測，智慧園區建設是智慧城市建設的領頭羊，是智慧產業的孵化器，如何立足智慧園區建設推進智慧產業發展、滿足城市管理需求成為當前研究的熱點之一。

一、園區是區域經濟發展的新引擎，是智慧化要素的集聚區

園區經濟是加快區域建設、帶動城域經濟發展的龍頭，是增強區域經濟實力的戰略平臺。園區作為區域經濟發展的新引擎作用主要體現在如下幾個方面：首先，園區為區域產業發展營造了良好的環境，為推進“四化同步”目標的實現提供了重要的實操平臺。其次，園區作為生產各要素的集大成者，有效改變了傳統產業的“單兵作戰”發展方式，強調實現區域產業耦合發展。第三，通過特色園區、專業園區建設打破傳統的“小而全”、“大而全”的常規發展格局，依托資源優勢、傳統優勢、市場需求逐步形成“特色產業化”、“產業特色化”的經濟發展布局。第四，園區聚集了智慧政務、智慧交通、智慧物流等領域的專業人才、高端技術和豐富的管理經驗，其在推進智慧園區建設、園區智慧產業發展等方面起到了非常明顯的引領作用。

二、智慧園區建設逐步轉變“單向作業”方式，推行“以建設帶動產業，以產業促進建設”的建設模式

傳統智慧園區建設以園區信息化基礎設施配置、電子政務系統等建設為重點，關注公共領域管理與服務。隨著園區入駐個體對信息化需求的提升，智慧園區建設逐步將政府需求、入駐企業需求以及公眾需求結合起來。智慧園區建設也一改單向的信息化建設模式，開始關注智慧園區建設與園區智慧產業共同發展的互動模式。

智慧園區建設與園區智慧產業互動發展模式并不是一蹴而就的，它是一個系統性的工程。首先，在智慧園區規劃階段，智慧園區頂層設計既要包含信息化內容也要包含相應的信息化產業內容。其次，在智慧園區實施階段，信息化基礎設施建設依然是智慧園區建設的基本內容。這一階段智慧園區建設將不再是單純的外部資源采購，而是充分利用園區內已有企業信息化資源配備能力的同時適時通過招商引資等形式將外部信息化資源引入園區“扎根成長”。第三，當智慧園區初步建成后，其考慮的重點將不僅僅是園區信息化基礎設施的完善，更多的目光將會轉移到智慧園區建設與園區智慧產業互動發展。引入一批發展潛力大、市場前景好的智慧產業，逐步形成“智慧制造”到“智慧服務”一條龍園區產業格局，最終除了可以滿足園區自身智慧化建設需求還可以實現智慧產品和服務的外部輸送。

三、智慧園區為城市管理、智慧產業發展提供了技術、產業、管理模式等孵化平臺

智慧園區的建設不是純粹意義上的信息化手段裝備過程，它是智慧技術、產業、管理模式的孵化過程。智慧園區已經成為產城融合發展的主要驅動力之一。

（一）智慧園區的建設過程是新技術探索與應用的過程

智慧園區的建設不是單一技術的疊加，它是新一代信息技術、云計算、物聯網等領域內高、精、尖技術的聚集。各大園區在建設智慧園區時大多依據其園區發展實際，適時推進科技公共服務平臺、智慧云數據中心、智慧城市（園區）運營服務平臺、IT服務云平臺等新技術研發服務平臺建設。借助企業研發成果轉換及園區智慧公共平臺建設，園區在智慧政務、智慧交通、智慧物流、智慧安防、智慧環保、智慧樓宇、智慧金融等領域持續的推陳出新，為智慧園區、智慧城市建設提供堅實的技術支撐。

（二）智慧園區為園區智慧產業發展提供孵化平臺

智慧園區是智慧產業的聚集區，智慧園區建設過程中帶動了一批科技產業孵化器的興起。各專業科技孵化器作為園區產業發展技術創新的重要載體，為園區通信、軟件、移動互聯網、光電、工業設計等領域內的中小企業、創新企業提供場地、技術、資金等專業支持。為降低在孵企業創業成本，各園區利用現代信息技術為科技產業孵化器搭建了7×24企業服務中心、全產業鏈的招商貿易促進中心、基于遠程服務的創業培訓中心、產業聯盟技術服務中心。園區通過攜手國內外在技術、產品領先的專業化公司實現產產聯合（技術引進、聯合中試、聯合設計等）、與市場領先的專業化公司實現產業化聯盟（共建利益實體、市場聯合等）、與知名高校科研院所實現產學研聯合（資源共享、聯合中試、研發合作、成果轉換等）為園區在孵企業提供專業孵化及綜合配套服務。

（三）智慧園區為智慧城市建設提供經驗借鑒

從行政權劃分來看，園區是城市管理的重要組成部分，城市為園區產業發展提供空間、配套資源等支持，園區管理遵循城市管理的要求。從管理職能上來看，園區在某種程度上說是城市的簡化版，也就是說園區管理既包含了產業發展方面的管理，也包含了公共行政方面的管理。因此，未來智慧園區的建設與管理將與城市化管理實現高度的融合。

產業園區通過產業發展核心要素聚集、關聯產業的協同發展，實現產業規模效應。未來園區的功能將從傳統的招商引資和管理職能向全方位的政府、產業及城市綜合化服務轉型，并逐漸建立園區內外主體之間的整合優勢。未來城市發展與管理可以以智慧園區建設為牽引，拉動智慧城市建設，將智慧園區的管理職能融入到智慧城市的管理體系建設中去，實現智慧園區管理與城市化管理的高度融合，打造極具區域影響力的“智慧化”城市管理體系。

四、政府和企業需合力推進城市管理、園區建設、企業進步一體化發展

智慧園區在產城融合發展過程中的推動作用越來越明顯，各級政府、企業有必要合力推進城市管理、園區建設、企業進步一體化發展。

（一）政府引導做好智慧園區頂層設計，為產城融合發展提供總體規劃支持

智慧園區的頂層設計將決定規劃的高度和邊界，其包含園區信息化基礎設施層、園區智能感知平臺、園區應用支撐平臺、園區信息化應用系統、信息化保障制度、信息化標準體系幾個主要部分。通過智慧園區頂層設計可以有效理清智慧園區建設思路，為園區建設提供制度、標準等方面的支持，滿足園區發展的超前性需求。

（二）智慧園區建設與智慧城市有效對接，整合建設資源推進產城融合發展

智慧園區建設要與智慧城市建設實現無縫對接，整合城市現有資源服務智慧園區，有效突破園區服務與產業發展的資源瓶頸與難題。智慧園區建設與智慧城市建設有效對接主要體現在如下三個方面：首先，基礎設施整合布局。即智慧園區在基礎設施工程建設要與園區所在城市設施融合，適度超前布局智慧城市的基礎設施。其次，應用系統對接智慧城市。園區整體規劃各類智慧應用，搭建企業級、產業鏈級應用平臺，破除園區信息孤島，積極與智慧城市對接，為城市管理、市民生活、政府服務等留足應用系統接口。第三，立足城市全面提升園區產業發展的智慧化水平。著眼于城市綠色循環發展，注重城市發展方式轉變、功能提升同園區智慧產業發展相結合。

（三）以示范試點、重點突破來推動智慧園區建設進程，以智慧園區的先行先試為產城融合提供成熟經驗借鑒

當前國內對于智慧園區的建設策略還沒有一個統一的觀點。另外，受智慧園區建設投資大、涉及面廣、運行周期長等特性影響，國內大多數智慧園區建設還處于探索階段。因此，智慧園區建設不能也無法一蹴而就，結合智慧園區的建設目標和概念模型，采取試點示范、重點突破的方式推進智慧園區建設工程。首先，選擇具有良好信息化基礎或便于實施和應用的園區局部區域先行示范部署，充分發揮重大工程的輻射帶動效應，為下一步整個園區智慧化改造提供先試借鑒。其次，以點帶面全面推進智慧園區建設工程。以局部區域成功經驗復制到智慧園區建設的其他領域，逐步整合園區產業發展和園區管理多方面需求，初步實現產業快速發展與園區高效管理齊頭并進。第三，有計劃地將智慧園區建設的成功技術、經驗轉移到智慧城市建設工程中去。以智慧城市為基礎，充分發揮園區的產業經濟對驅動城市更新與完善服務配套的保障作用，以達到產業、城市、公眾之間可持續發展的模式。

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自“智慧城市”概念提出以來，以智能化為特征的新一代信息技術在交通、能源、醫療和教育等領域的應用效果已經逐步顯現，智慧城市也得到了更多的實踐和認可，在我國由東向西形成了一股智慧城市建設浪潮，但是在熱潮中也出現了一些問題，需要引起我們的注意。

一、智慧城市建設熱潮背后的問題

“智慧城市”概念問世后迅速風靡全球，我國的地方政府對智慧城市建設也投入了相當的熱情，北京、上海、寧波、無錫等地在智慧城市概念面世之后就相繼啟動智慧城市建設。截至2012年5月，據賽迪設計統計，全國345個地級市/州/盟/地區（不含港澳臺）及直轄市中，有36個城市明確提出了建設智慧城市的目標與計劃；而到了2013年3月，這一數字已經達到了199個，超過了全國地級以上城市數量的50%。但在全國范圍的智慧城市建設熱潮下，“不建智慧城市就會落后”的緊迫感讓一些城市倍感壓力，部分地區的智慧城市建設出現了一些問題。

首先，在我國“智慧城市”實踐多處于概念、框架構建期，人們對“智慧城市”的理解更多還局限于物聯網、云計算技術支撐的智能城市概念，部分地區將智慧城市建設、新一代信息技術應用當成解決所有城市發展難題的“萬能藥”，對智慧城市建設的長期性、復雜性的認識明顯不足，存在著期望過高的風險。

其次，一些地方在規劃和實施智慧城市過程中，不注重智慧城市頂層設計，也缺乏相關的管理、考核、監督機制，這使得智慧城市建設過程容易出現僅關注單個信息化項目、單個領域信息化建設的現象，對智慧城市統籌規劃和總體架構把握不夠，難以實現智慧城市建設平臺化、集成化發展，從而在建設過程中形成新一輪信息孤島。例如，長春偷車殺嬰事件中，總投資1.4億余元長春天網工程并未發揮作用。究其原因，雖然案發時長春市監控探頭已有6萬多個，但是不同城市之間的視頻監控系統并未互聯互通，案犯在不同城市間逃亡時，系統難以追蹤其信息。

第三，一些智慧城市項目未經統籌規劃及可行性論證，即盲目上馬、倉促上馬，建設過程重硬件輕軟件，軟件、信息資源開發利用的投入與硬件投入比例失衡，導致成效低下、資源浪費，出現了一些“形象工程”。例如總投資8.5億元，全國第一個“監控合一”的某省污染源自動監控系統，在苯胺泄漏事故中失靈，這樣不起作用的工程又說明了什么呢？

第四，一些地方的智慧城市重工程建設，輕制度、政策等環境建設，項目建設各自為政，導致整個智慧城市建設的統籌力度偏弱；一些項目缺乏運營和運維管理的長效機制，缺乏相應的配套政策和法制環境，使市場配置資源的基礎性作用難以發揮，無法激發社會力量參與智慧城市建設的積極性和創造性，最終導致項目難以持續。

與此同時，部分智慧城市建設中還存在不充分考慮現有信息化基礎、產業基礎，不緊密結合城市發展特色，盲目貪大求全等問題。很大程度上，這些問題的產生源于智慧城市建設方向不清晰、建設目標不明確。

二、背后的問題正成為我國智慧城市建設的隱憂

金融危機的爆發使國內外城市經濟、社會發展受到了嚴重挑戰，在歐美，經濟持續低迷、能源資源價格不穩、失業率上升。在我國，三十多年持續的經濟高速增長后，傳統三駕馬車的作用日益減弱，城市在基礎設施、民生保障、城市管理、經濟轉型、產業升級等領域面臨一系列的挑戰，需要用創新方法來解決這些問題。在此背景下，智慧城市應運而生。

如上所述，智慧城市熱潮形成有其歷史背景，但是，在這股熱潮下智慧城市建設中還有一些更深層次的問題沒有得到重視，成為我國智慧城市可持續健康發展的隱憂。

首先，地方政府對于智慧城市的重視、認識程度尚待進一步提升。據賽迪設計調研發現，真正把智慧城市建設作為一把手工程的城市數量非常少，我國相當一部分城市沒有信息化專項資金，信息化建設長期處于弱勢地位，即使是在智慧城市建設如此火熱的今天，在智慧城市領域投入的資金仍然少之又少，很多城市的智慧城市建設還是停留在規劃、宣傳階段，實質性的建設工作很少。因為在很多城市管理者眼中，信息化、智慧城市是一個需要持續投資、見效周期很長的事情，遠沒有抓招商引資、抓城市建設效果來得快。這導致了地方政府的信息化主管部門能掌握、統籌的信息化資金少、信息化項目少，缺乏抓手，智慧城市建設的全局管理、統籌協調的職能就弱，建設過程就容易出現上述各自為政、方向偏離等問題。

其次，國家層面的智慧城市統籌力度仍顯不足，有待進一步加強。智慧城市建設的關鍵就在于打通行業、區域、部門之間的信息壁壘，提高社會管理效能和行政服務效能。但賽迪設計通過實地調研發現，數據共享、業務協同、集成服務仍是地方智慧城市建設過程中的最大難題，其核心問題是現有體制機制的限制。在地方智慧城市建設過程中，很多政府部門都表示愿意開放、愿意共享的態度。但是隨著國家一些重大信息化工程的深入建設，相當多的數據并不在市級政府層面。而且，一些國家部委以信息安全為由，對系統對接、數據交換做了嚴苛的限制，地方政府對這種由上而下的約束往往束手無策。今年4月份由國家發改委、中編辦、工信部等機構聯合發布的《關于進一步加強政務部門信息共享建設管理的指導意見》，對于政務信息資源共享的方式、范圍提出了意見和要求，并提出了要通過加強組織領導、監督考核等方式推動政務信息資源；工信部、國資委聯合印發《2013年推進電信基礎設施共建共享的實施意見》，對鐵塔、桿路、基站、管道和室內分布系統等5項內容以及重點場所WLAN的共建提出了明確要求。但是相關文件在具體行業、區域的落地生效，還有待時間檢驗。

三、期待智慧城市建設健康持續發展

智慧城市建設所涵蓋的領域與范圍遍及城市社會經濟的方方面面，是一項漸進的、分階段、逐步實施的復雜系統工程，需要在建設過程中不斷優化與完善。為了解決問題，化解隱憂，賽迪設計建議在智慧城市建設過程中，以下兩方面需要持續強化。

首先必須進一步強化智慧城市頂層設計的規范、指導作用。在建設過程中，必須遵循頂層設計、總體規劃、行動計劃等上位規劃的統一要求，堅持統一框架、統一標準、分頭建設。加快出臺《信息化促進條例》、《“智慧城市”工作領導小組工作制度》、《智慧城市建設重點項目與專項資金管理辦法》等相關制度對頂層設計進行明確，以體制機制創新來加強區域間、城鄉間、行業間的相互協調和配合，以集約共享為原則處理好各方面的問題和矛盾，充分整合網絡基礎設施、業務系統和信息資源，促進資源共享，最大程度提高智慧城市建設的效益。

二要加強智慧城市的宣傳力度，提高各方認識程度。我們仍需要廣泛宣傳智慧城市建設的客觀規律，以及其對城市發展的重要推動作用。盡快建立政府常規化培訓機制，充分利用現有的企業中高層管理人才培訓班、社區課堂等形式，建設智慧城市體驗中心、展示中心，加強智慧城市新思想、新觀念、新知識、新技術的宣傳教育，加強對智慧城市建設的輿論引導，既要引起各級領導干部的注重，強化各級領導干部對智慧城市建設規律、建設模式等內容的再認識，又要引發企業市民全社會的對智慧城市建設的熱情；既要避免出現貪大求全、急功近利的建設趨勢，也要避免出現優柔寡斷、難于創新的現象，形成全社會共同推動智慧城市建設的局面。

眾所周知，信息技術手段的變革，對于行政體制機制的變革有著倒逼作用。隨著智慧城市建設的深入廣泛開展，相關技術、理念日益成熟，重實效、重服務的建設理念將會深入人心，統籌推進的體制機制也將日益優化，智慧城市建設將得到持續健康發展。

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一座智慧城市的基礎設施能夠打造一個政府、市民與企業和諧共處的生態系統。傳統城市和政府是按業務、管理職責分別設定的，各個部門各司其職。在新一代城市政府向服務轉型的過程中，都用“E-government”作為首要目標。不僅僅是實現電子化辦公或者電子政務，而是通過“E”轉型，而城市和政務部門成為以公民為中心的服務機構，以公民的需求和城市的實際運行狀況來調整政府的業務。何為智慧城市？智慧城市主要表現在以下幾個方面：

全面感測——遍布各處的傳感器和智能設備組成“物聯網”，對城市運行的核心系統進行測量、監控和分析。

充分整合——“物聯網”與互聯網系統完全連接和融合，將數據融合為城市核心系統的運行全圖，提供智慧的基礎設施。

激勵創新——鼓勵政府、企業和個人在智慧基礎設施之上進行科技和業務的創新應用，為城市提供源源不斷的發展動力。

協同運作——基于智慧的基礎設施，城市里德各個關鍵系統和參與者進行和諧高效的協作，達到城市運行的最佳狀態。

IBM為“智慧城市”勾畫了藍圖：政府變成一個一站式的服務體制，面向市民將業務進行板塊化。在城市發展中，經濟發展和穩定是首要任務，公共安全、社會服務、教育、社保和市政建設分別構成最重要的板塊。而形成整個板塊的支撐層有法律框架、市政系統，以及賦予城市以“智慧”的信息基礎架構。“智慧城市”意味著在部門之間共享協同作業，意味著改變等待服務請求為主動的連續的服務，意味著精簡業務流程和降低服務成本，并在四個主要方面形成智慧的系統：

公共服務管理：虛擬的“一站式”政府服務平臺；

交通管理：各種交通網絡模式、服務提供商、車輛與用戶的集成；

突發事件管理：實時數據分析，并對突發事件和災害作出反應；

城市管理：監視并對城市事件（如盜竊、交通事故等）做出反應。

目前，智慧城市還沒有統一的、具體的定義，一般認為智慧程式是以一種更為智慧的方法通過新一代的信息技術來改變政府、社區或公司和人們相互交互的方式，以提高交互的明確性、效率、靈活性和響應速度。通過城市空間信息基礎設施與城市空間設施等的結合，使得政府、社區或企業、城市居民作出更明確的決策。而智慧的方法，具體表現在更透徹的感知、更廣泛的交互、更深入的智能化三個方面。

更深入的感知：一方面通信設備的普及與便利化，信息的傳輸量成幾何級數增加，使人們感知現實世界的信息更為快捷、方便與靈活；其次，RFID（無線射頻識別）技術的廣泛應用；再次，先進的傳感器技術已經被應用到整個生態系統中，使人們對城市空間、自然環境和社會環境的感知更為便捷。

全面的互聯互通：網絡的普及、HSPA（調整分組接入）技術的應用、“三網融合”（電信、電力、電視）、“三瓶融合”（電視、電腦、手機），使數以萬計的事物如汽車、家電、道路、管道甚至醫藥品和農副產品通過網絡互聯，讓人們感知現實世界無處不在。

更深入的智能化：超級計算機的大量應用，人們可以通過它對現實世界的海量數據進行及時處理、分析和預測，并從中挖掘出新的規律，使人們對城市突發事件進行智慧的處理。

現代信息技術的大量應用，將是城市達到一個更高的智慧水平，是人們有機會以更完美和更高效的方式完成各自的任務，極大促進城市和社會的發展。

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大數據與智慧城市，都是“炙手可熱”的兩個名詞，值得關注的是人們談到智慧城市經常會提及大數據的概念。究竟該如何理解這兩個概念以及二者之間的關系呢?

大數據，源自于互聯網、物聯網、云技術的發展，技術的進步產生了紛繁復雜的巨量信息。

如何讓大數據為我所用是智慧城市的一個重要命題。中國工程院院士鄔賀銓指出，智慧城市是使用智能計算技術使得城市的關鍵基礎設施的組成和服務更智能、互聯和有效。

大數據——城市的智慧源泉

大數據將遍布智慧城市的方方面面，它是智慧城市的智慧之源。從政府決策與服務，到人們衣食住行的生活方式，再到城市的產業布局和規劃，直到城市的運營和管理方式，都將“智慧化”或“智能化”。

大數據為智慧城市建設提供強大的決策支持。在城市規劃方面，通過對城市地理、氣象等自然信息和經濟、社會、文化、人口等人文社會信息的挖掘，可以為城市規劃提供強大的決策支持，強化城市管理服務的科學性和前瞻性。突出體現在交通管理、醫療、社會安全等方面。

應用大數據將極大提高智慧城市政府部門的決策效率和服務水平。智慧城市的建設首先需要一個“智慧政府”，大數據使數據共享成為可能，政府各個部門的既有數據庫可以實現高效互聯互通，極大提高政府各部門間協同辦公能力，提高為民辦事的效率，大幅降低政府管理成本。

大數據將顯著提升智慧城市人們的生活品質。大數據將極大地拓展民眾生活空間，引領智慧城市大數據時代智慧人生的到來。大數據是未來人們享受智慧生活的基礎，將改變傳統“簡單平面”的生活常態，通過大數據的應用服務將使信息變得更加廣泛、使生活變得多維和立體。通過大數據建立家庭生活檔案，智能化管理家庭日程事務、個人健康、安全起居以及外出購物。同時，大數據將使公共服務與個人生活間的結合更為緊密，在醫療衛生、教育培訓、交通、安防等領域將為個人提升信息查詢、內容分發、移動支付等應用體驗，將人們的“簡單平面”生活轉向“多維泛在”，讓智慧城市真正服務于民生。

政企合力——實現大數據與智慧城市互融

大數據對于智慧城市的重要性不言而喻，但是目前二者并沒有實現互融互通，問題出現在哪里呢

高德三維事業部總經理趙珂告訴記者，大數據基本原則在于解決海量的數據的提取和整理有價值的信息。其中，最關鍵的是這些數據能做什么。在他看來，用數據為老百姓服務，這才是政府和企業應該共同關注的目標。

從數字城市到智慧城市，政府的建設模式已經在發生變化。趙珂稱，政府在積極推動企業投資來建設智慧城市，政府的角色已經由之前的主導轉變為引導，希望由企業自主參與智慧城市項目建設。這樣更加符合市場經濟的規律，可以給企業更多主動性。

對于企業來講，從被動作業到主動尋求機會，需要的不僅僅是公司實力或者技術的儲備，而是思想觀念和經營模式的徹底改變。由之前的按時完成項目作業，到現在與政府合作共享，直接帶來數據歸屬的改變，之前數據版權歸政府，現在企業投資建設，數據和平臺最終都屬于企業，企業就會有充分的主動性來挖掘數據價值。

模式轉變之后，政府和企業該如何合作完成對數據的挖掘呢？趙珂認為，首先應該確認的是數據一定靠各家的數據資源一起來做才能做好。隨著開放度的提高，政府會同公眾分享越來越多的數據，企業也會加深與政府的合作，來進行大數據的整合，最終的目標的就是盡可能挖掘數據價值為公眾服務。

企業面對技術人才雙重挑戰

對于企業來講，深入挖掘大數據需要技術和人才的雙重準備。艾瑞首席分析師曹軍波告訴記者，因為在營銷、電商、電信、金融、旅游等不同的領域大家對數據的要求是有差異化的。挖掘數據，首先需要對數據進行清晰歸理、對數據進行標簽和一系列的分析。所以第一要能拿到可分析的數據，這些可分析數據第一步就很難。因為我們以前沒有使用數據的習慣，歷史上積累的數據很多是沒辦法使用的。

第二拿到可分析數據，進行多維度分析之后，還需要形成一個共同的標準。因為所謂大數據是多元的數據，全樣本或者海量數據才能更好的幫助企業快速去分析或者獲得。在這種情況下就要求有多個數據源，海量的數據有一些共同分析的標準和方法，這是第二步。在這一環節中需要各個行業內的人士或者企業在這方面進行一些標準上的溝通。第三層面是需要一些具有獨特創造力的分析示教和思路，能夠更快更好地分析出一系列的研究結果。

總之，大數據的處理要有很好的基礎，這是一個很大的產業鏈，企業運營大數據的思想和方式，要從基礎做起，有一個比較長的路要走。目前首要的問題是人才的緊缺，曹軍波稱，目前來講，招大數據的人才，合適的一定找不到。大家都是在邊做邊學，很多都是從不同的行業背景里面加入進來的。跟早期的互聯網一樣，要去找現有的人員是很難的，更多的是在實際的企業需求之中，不斷的需要快速的學習能力和基礎數據本身的處理能力，這幾方面都是很重要的，要現成的人才很難。

有業內人士表示，智慧城市建設不在于硬性指標，而在于軟實力、軟科學的提升，大數據的研發占據軟實力重要的一環。只有充分開發數據背后的內容，才能提升城市的智慧程度，只有確立了“智慧來自大數據”的核心共識，我們推進智慧城市建設方能“四兩撥千斤”。

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近年來，在物聯網等具有海量數據需求的應用變得越來越普遍時，無論是從科學研究還是從應用開發的角度來看，掌握云計算技術已成為一種趨勢。智能家居作為物聯網應用的主要領域之一，自然離不開云計算。云計算的發展使用戶無需關注復雜的內部工作機制、無需具備豐富的分布式系統知識及開發經驗，即可實現大規模分布式系統規定部署，以及海量數據的并行處理。

Hadoop是目前較為成熟和應用較為廣泛的云計算架構之一。Hadoop的核心思想是分布式并行處理。Hadoop技術中的關鍵技術是HDFS(分布式文件系統)和Map/Reduce(映射/規約)。Hadoop利用HDFS存儲海量數據，利用Map/Reduce進行海量數據的計算。

文中首先介紹了智能家居與云計算的概念，接著針對傳統的海量數據處理方法硬件成本太高，存在計算瓶頸的問題，在云計算理論的基礎上針對智能家居中的門禁系統、溫濕度系統、滴灌系統和照明系統搭建了基于Hadoop的數據處理平臺。可以對大量傳感信息進行分布式并行處理，并根據處理結果向底層設備發送指令以實現智慧化服務。

智能家居與云計算

1.1智能家居 目前通常把智能家居定義為利用電腦、網絡和綜合布線技術，通過家庭信息管理平臺將與家居生活有關的各種子系統有機結合的一個系統。首先，需要在家居中建立一個通信網絡，為家庭信息交互和傳輸提供必要的通路，在家庭網絡的操作系統控制下，通過相應的硬件和執行機構，實現對所有家庭網絡上的家電和設備的控制和監測。其次，智能家居系統需要通過一定的媒介平臺，提供與外界的通信通道，以實現與家庭以外的世界溝通信息，滿足遠程控制/監測和交換信息的需求。

1.2云計算架構Hadoop Hadoop是一個分布式計算框架，可以在大量廉價的硬件設備組成的集群上運行應用程序，為應用程序提供了一組穩定可靠的接口，旨在構建一個具有高可靠性和良好擴展性的分布式系統。Hadoop的主要優點有：擴容能力強、成本低廉、效率高、可靠性高、免費開源及良好的可移植性。Hadoop項目包括多個子項目，但主要是由Hadoop分布式文件系統(HadoopDistributed File System， HDFS)和映射/規約引擎(Map/Reduce Engine)兩個主要的子項目構成。

1.3分布式文件系統(HDFS) HDFS由一個名叫NameNode的主節點和多個名叫DataNode的子節點組成，是一種典型的主從式(Master/Slave)架構，這種架構方法可以通過主節點屏蔽底層的復雜結構，并向Client提供方便的文件目錄映射。NameNode存儲著文件系統的元數據，這些元數據包括文件系統的名字空間等，并負責管理文件的存儲等服務，但實際的數據并不存放在NameNode，而是由HDFS中的DataNode來存放數據，然后由Client直接與DataNode建立數據通信。

此外，HDFS為了可靠地海量存儲文件，各個文件以塊序列的形式存儲。為了保證故障容錯，文件的塊被復制。塊的大小和副本的個數都可以配置。Name鄄Node控制所有的塊復制操作，它周期性地接收來自集群中DataNode的“心跳冶回應和塊報告。收到一個節點的“心跳冶回應表示這個DataNode是正常的。

1.4MapReduce分布式計算 MapReduce分布式計算主要是用來在數千部服務器上同時處理保存于GFS Clusters中高達幾十TB甚至更多的數據。 MapReduce在溫度值統計過程中的運作如下所述。 MapReduce的作用是對計算機集群上的大型數據集運行分布式計算，替大量數據做平行計算處理。MapReduce的整個架構是由Map和Reduce函數組成的，當程序輸入一大組Key/Value鍵值對時，Map函數自動將原本的Key/Value分拆成多組中介的鍵值對，然后Reduce函數再合并具有相同Key的中介值配對，化簡成最后的輸出結果。

1.5智能家居云模型 智能家居擁有7大子系統，每一個系統包含了不同的終端，每一個終端都安裝有傳感器，傳感器感知周圍環境并產生大量數據。千千萬萬的用戶會產生海量的數據，而云計算可靠的數據存儲，強大的計算能力，低廉的運營成本使得它非常適合處理海量數據。于是每家用戶都將通過網絡連接到云服務中心，產生的數據均由云計算中心存儲和計算處理。

開發程序設計分析 本平臺針對智能家居中的幾個典型應用：門禁、溫度、濕度、光照等進行信息采集及分布式并行處理。啟動程序后可以看到當前房間內的溫度、濕度、土壤濕度、光強度，還可以通過對室內溫度、濕度、土壤濕度進行設定來改變當前的狀態。

2.1功能模塊設計 根據需求分析可知，系統功能模塊共分為四大部分，即門禁系統、溫濕度系統、滴灌系統、照明系統。

門禁系統實現的功能是持卡人刷卡，產生持卡人的卡號，從事先設定好的數據庫中查詢是否有該卡號，如果有說明該用戶為合法用戶，門禁打開，并顯示持卡人卡號、姓名、卡的類型，否則門禁繼續保持關閉。 溫濕度系統顯示室內當前溫度和濕度。當設定一個溫度值后，空調工作，根據設定溫度調整室內溫度，直到室內當前溫度達到設定值；當設定濕度值后，室內濕度就會根據所設定的濕度進行調整，直到室內當前濕度達到設定值。

滴灌系統顯示當前的土壤濕度。當設定土壤濕度后，滴灌系統工作，調整濕度直到當前濕度為設定的土壤濕度。 在照明系統中，顯示室內當前光強度。窗簾和電燈的狀態受控于光照強度的大小。

智能家居云計算平臺實現的功能主要是能夠將產生的傳感信息集中交給服務器處理，用戶只需將傳感器采集來的傳感信息傳輸給服務器即可。服務器為計算機集群，這里使用三臺電腦進行模擬。三臺電腦對信息進行分布式并行處理，并根據處理結果對底層設備發出指令，以達到智能控制的效果。同時還要將各種傳感數據和底層設備的狀態寫入數據庫。

2.2邏輯結構設計

(1)門禁系統。 門禁狀態一開始為關閉。當持卡人來刷卡時，獲得持卡人卡號，查詢數據庫，判斷卡的ID是否合法，如果ID不合法，則門禁保持關閉狀態。如果合法則門禁打開，并且顯示持卡人的姓名和性別。

(2)溫濕度系統。 系統啟動時首先要對溫度進行判斷。當前溫度低于下限值，空調啟動制熱；當前溫度高于上限值，空調啟動制冷；當室內當前溫度調整到舒適范圍時空調自動關閉。系統同時顯示室內當前濕度，通過“設定濕度冶按鈕可以設置室內濕度，當前濕度會慢慢調整到所設置的濕度。

(3)室內滴灌系統。 滴灌系統的狀態主要受控于土壤濕度。這里土壤濕度依然采用相對濕度。 系統開始運行時滴灌處于關閉狀態，然后判斷土壤濕度是否小于0.15，如果小于0.15，滴灌打開，噴水，土壤濕度開始上升，當土壤濕度達到預先設定的上限值時(0.4)，滴灌自動關閉。滴灌關閉后由于水分的蒸發，土壤濕度會逐漸減少。系統每隔1s對土壤濕度進行一次判斷，如果土壤濕度少于0.15，則滴灌再次打開。如此反復。當然，土壤濕度的上限值也可以通過“設定土濕冶按鈕進行設定。

(4)照明系統。 照明系統主要由窗簾和電燈兩個部分組成。窗簾和電燈的狀態會根據光照強度的大小以及當前時間自動改變。根據文獻[1]將客廳照明的最低照明度定為臨界值，即150Lux。

(5)智能家居云平臺。 整個云平臺采用五臺電腦進行模擬，第一臺電腦作為傳感器和底層設備的模擬，用于產生傳感信息。第二臺電腦作為連接底層設備和服務器的網關，剩下三臺電腦構成服務器集群，作為云處理中心，并與數據庫相連，對傳感信息進行分布式并行處理。服務器與客戶端之間的通信使用Socket。

平臺仿真

3.1門禁系統測試 運行程序后，門禁處于關閉狀態。單擊“生成ID冶按鈕，會產生當前持卡人卡的ID號。然后單擊“刷卡搜索數據庫中已存在的合法ID號，合法來訪者，門禁打開，并顯示持卡人的姓名和性別。門禁打開5s后再次關上。如果ID號不存在，則門禁繼續保持關閉狀態，如圖4所示。

3.2溫濕度系統測試 運行程序后顯示當前溫度、濕度，以及默認的下限溫度(18益)和上限溫度(23益)。系統將當前溫度與下限溫度和上限溫度進行比較，如果當前溫度在人體舒適度范圍18益~23益內，則空調繼續保持關閉狀態。當前室內溫度低于下限溫度時，空調打開，處于制熱狀態，直到當前室內溫度達到舒適度的下限溫度。當前室內溫度高于上限溫度時，空調打開，處于制冷狀態，直到當前室內溫度達到舒適度的上限溫度。溫度的上下限值可以通過設置按鈕進行設定。 在“設定濕度冶旁的文本框中輸入所要設置的室內濕度，然后按“設定濕度冶按鈕，這時室內的溫度就會慢慢改變，上升或下降，直到當前濕度達到所設定的濕度。

3.3滴灌系統測試 運行程序后顯示當前土壤濕度，滴灌系統一開始處于關閉狀態。由于土壤中水分的蒸發，土壤濕度不斷下降。當土壤濕度降到0.15時滴灌自動打開，開始噴水。滴灌噴水后土壤濕度增加，直到當前土壤濕度達到設定值(默認值為0.4)，這時滴灌再次關閉。

3.4照明系統測試 運行程序后顯示當前的室內光強度，如果是早晨七點到晚上六點，則窗簾打開，其他時間段窗簾關閉。電燈的狀態不僅受時間段控制，也受室內光強度控制。如果是晚上十點到第二天早晨七點，電燈處于關閉狀態。在早晨七點到晚上六點之間，電燈一般是關閉狀態，除非室內自然光強度低于150Lux，晚上六點到晚上十點，電燈是打開狀態的。

3.5云平臺測試 將五臺電腦建立連接并啟動，第一臺電腦用于模擬傳感器和底層設備，第二臺電腦作為連接底層網絡和上層網絡的網關，剩下三臺電腦作為服務器集群(云計算中心)。第一臺電腦產生傳感數據后傳給第二臺電腦，第二臺電腦作為網關將數據轉發給服務器集群，服務器集群采用Hadoop計算架構對傳感數據進行分布式并行處理，判斷當前智能家居各系統的狀態，并發出指令給底層設備，達到智能控制的效果。

結束語

文中在云計算理論的基礎上針對智能家居中的門禁系統、溫濕度系統、滴灌系統和照明系統搭建了基于Hadoop的數據處理平臺。可以對大量傳感信息進行分布式并行處理，并根據處理結果向底層設備發送指令以實現智慧化服務。此云計算平臺是在Hadoop分布式計算框架的基礎上采用三臺電腦模擬服務器集群實現對海量數據的并行處理，有效解決了成本和計算瓶頸問題。

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未來20年，每十年全球溫度將會升高0.2攝氏度。氣候變暖已成為不容忽視的、直接影響全球生產和生活問題。

一些國家和地區已開始研究低碳交通的對策，例如，細化對不同排放標準汽車的分類管理，利用科技手段和稅費制度進行碳排放的控制等。如歐洲的英國、瑞典、德國、意大利、挪威，亞洲的新加坡、東京、臺灣、香港，以及澳大利亞等國家和地區通過設立低碳交通區、低排放區、綠色交通區、清潔示范區等，既保障了區域空氣質量，同時鼓勵使用清潔交通工具。

RFID(Radio Frequency Identification，無線射頻識別)技術是起源于上世紀50年代的一項自動識別技術。RFID技術有著廣闊的應用前景，智能交通、物流倉儲、零售業、制造業、醫療等領域都是RFID的應用領域。

發展低碳交通大勢所趨，利用RFID技術，通過開發電子環保標志系統，對汽車按不同排放標準進行分類控制管理，在此基礎上設立低碳交通區，是當前國內“感知中國”大環境下的必然選擇。

通過低碳交通區的建設，在城市中形成“高污染黃標車禁止通行、普通排放車限制或收費通行、零排放車自由通行”的城市交通格局，將會對促進淘汰高污染車輛、鼓勵使用低碳排放的如油電混合動力車，特別是零碳排放的純電動車等新能源汽車起到推動作用，同時還能有效化解城市擁堵問題，真正達到低碳交通、節能減排、改善空氣質量的目的。

通過建立低碳交通旅游區、低排放示范區，在一定區域內基本消除車輛排放污染物，提高城市環境空氣質量水平，特別是改善道路周邊的空氣質量。通過示范項目可鼓勵更多市民購買和使用新能源汽車和低排放汽車，減少尾氣污染帶來的危害，保護生態環境。

低碳交通區系統主要由環保電子標志、車輛感知基站、環境監測基站和監管控制平臺四個部分組成。

電子環保標志。采用900MRFID電子標志，這種電子標志包含車牌號、車型號、排放標準等車輛信息，并且具備唯一識別碼，代替原有的常規紙質環保標志，并且與汽車形成唯一的對應關系。

車輛感知基站。采用雙基識別技術(即視頻+射頻)，通過射頻識別可實現對電子標簽的非接觸自動識別，能夠遠距離(最大15m左右)對高速行駛(180km/h)的車輛上的電子標志進行檢測和讀寫;通過視頻識別實現車牌識別、拍照取證，并能與射頻識別結果匹配。

環境監測基站。建立在道路兩側，能夠實時檢測、預警城市路網的機動車污染狀況。

監管控制平臺。是低碳交通區系統的大腦，負責對傳輸過來的識別信息和環境信息進行智能分析，協同環保與公安業務處理平臺，實現低碳交通區監管業務分析及處理。

RFID在低碳交通建設中的應用包括以下幾部分：

1)應用于綠色智能交通系統的建設，實現治堵和治污雙贏

擁堵與污染共生，越是擁堵，污染越嚴重，對人的危害越大。

通常情況下，車輛以20km/h速度行駛時的尾氣排放量是40km/h時的一倍以上。以電子環保標志為載體，利用物聯網技術，建立智能交通系統，對交通綜合信息進行采集、組織、分析，根據道路擁堵狀況進行交通調控，使路網上的交通流運行處于最佳狀態，從而改善交通擁堵，降低機動車污染。據估算，能減少機動車污染物排放15%-20%.

2)應用于公交優先通行系統

電子環保標簽可以滿足信號自動采集的需要，為發展公共交通、堅持公交優先戰略、建設公交專用道路和公交優先通行信號系統服務。通過提高公交運輸速度，形成快速公交系統，從而提升公交出行率，降低私家車的出行比例，減少尾氣排放。

3)應用于高污染黃標車和無標車限行執法

高污染黃標車是指排放標準達不到國Ⅰ的機動車，無標車是指未經環保年檢或環保年檢不合格無法領取環保標志的車輛。黃標車和無標車雖只占城市機動車總量的10%-15%，但排放的污染物卻達機動車排污總量的50%.利用電子環保標志和物聯網技術建立的區域限行系統，可以實現機動車信息系統、環保監管系統和道路通行系統的三者聯網，從而實現車輛標志識別判斷的唯一性，提高限行管理的準確性和高效性。

4)應用于不同排放標準車輛的通行控制

試行擁堵收費政策，設立低碳交通區。即在對黃標車和無標車設定限行區域的基礎上，建立只允許新能源汽車、純電動汽車、國Ⅴ以上汽車等免費通行的低碳交通區，其他國Ⅰ-國Ⅳ等汽車根據不同的排放水平分類收費通行。

5)應用于機動車上牌、年檢、路檢的環保核查

利用電子環保標志可以有效實現機動車上牌管理環保寫入、公安讀取的聯網審核控制，確保上牌車輛100%環保達標;可以有效防止尾氣年檢換車檢測等作弊;可以實現路檢執法人員手持移動執法終端，遠程查詢車輛信息，現場查處黃標車、無標車、標志失效車、偽造、變造標志車的功能。

6)應用于交通污染智能監測在線調控系統

建立道路兩側環境空氣和機動車污染監測體系，實時檢測預警城市路網的機動車污染狀況，結合智能交通系統，利用電子環保標志信息對車輛通行實施智能調控。

7)應用于全國機動車污染聯防聯控機制的保障

現有紙質標志完全依靠人工執法，由公安交警攔車、環保人員檢查，執法成本高、效率低、執行難，建立全國統一標準和內容的電子環保標志制度，路檢執法人員配置相關讀寫儀器或手持PDA(環保通、警務通)，可以實現各城市之間的標志互認，真正達到聯防聯控的目的。

8)應用于政府其它部門的信息共享

通過開發環保、公安、交通、城建等多部門的信息集成平臺，實現電子標志信息快速共享，實現對車輛的城市綜合管理，如交強險、自動收費計次等。

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出門在外，還在為停車、公交或是公廁而一籌莫展嗎？

別煩惱，在杭城，這些難題智慧城管都可以迎刃而解。

夜幕降臨，華燈初上，走在路上，有時候會看到一盞路燈光線暗淡，甚至忽明忽暗，怕它壞了影響出行？

也別擔心，此時，杭州的智慧城管的系統都已實時掌握，立刻就能解決。

身邊的城市管理小能手

什么是智慧城管？杭州的智慧城管究竟能給日常生活帶來多大的便利？

它正是憑借現代數字信息技術誕生的快捷、高效的城市管理監督處置機制。現在，它逐漸成為城市建設最有力的秘密武器，越來越多的市民開始享受到它所帶來的便捷，它也逐漸擺脫了“養在深閨人未識”的窘境。在你想象不到的許多領域里，它都發揮著重要的作用。

作為浙江省首批啟動的智慧城市建設示范試點之一，目前，杭州的智慧城管公共服務平臺、智慧城管集約化信息展現平臺以及信息化的城市監管系統等各項服務，以配合網格化的城市管理模式。它還與“五水共治”、“三改一拆”等整治活動密切結合，大力推動了智慧應用與信息服務的普及。

可以說，“智慧城管”為實現“宜居、安全、便捷”城市建設目標提供了全新的模式。

城市智能“警報器”，智慧城管新招頻出

隨著智慧城管的應用日漸完善，許多讓人耳目一新的城市監管的新招數也陸續推出，在看得見或是看不見的地方，潛移默化地影響著人們的日常生活。

“智慧城管”即依托此種信息技術優勢，應用于城市基礎設施管理中，在市民生活中扮演著“護航者”這一重要角色。

特色一：雙管齊下治污水

細心的市民最近有沒有留意到，身邊的河道不再散發惡臭，變得干凈清澈了；身邊再也沒有亂堆或是破損的窨井蓋了，不用在出行時成天提心吊膽了。出門在外，優美的環境使人心曠神怡。這其實都是智慧城管的功勞，它雙管齊下，從源頭到防治，形成了一體化的工作模式。

如目前上城區試點了“智慧城管”市政設施現場管理系統，實現了對市政設施的實時管控。該系統主要利用物聯傳感技術及無線傳輸技術，實現前端數據的自動采集、監測、報警。窨井蓋、排污口等設施上安裝的無線傳感設備，可實時監測排污數據與污水通道情況，及時發現并制止偷排、亂排等行為，從源頭和通道上協助污水治理。通過對市政設施、城市家具的精細化管理，城管部門可以隨時了解全區城市家具巡查和事件報告的動態，成功實現對整體信息的有效管理與整合。該系統的運用，有利于形成統一信息聯動機制，建立市政設施現場的立體管理模式。

特色二：環保公廁能保障

外出游玩、購物，往往都要花上一天的時間，這時忽然“內急”怎么辦？杭城的公廁雖多，但急起來還是找得手忙腳亂的。而且市民不喜歡衛生設施被破壞或是缺乏維護的公廁。有了智慧城管最新推出的智慧公廁管理系統，為您輕松解決以上困擾。

智慧公廁管理系統試點同樣位于杭州市上城區。該系統針對公廁等公共設施管理中出現的設施被盜、破壞率較高、水電浪費較大、運維成本高、設施狀況不清等問題，建立對公廁內部設施的實時監測，采集設施使用狀況并針對偷盜等狀況與值班人員實現報警聯動。同時與公廁數字電表及數字水表對接，采集用水、用電量，實現對區域內公廁的綜合管理及資源使用分析，減少水電資源漏損和浪費，增強“抓節水”工作的針對性和有效性。

日后，公廁都變得又環保又整潔，再也不用因為公廁設備陳舊而委屈自己了。同時節約成本，一舉兩得，這些全靠“智慧城管”。

特色三：城市管理執法“千里眼”

還在抱怨城管部門執法效率低？所謂“士別三日，刮目相看”，如今的智慧城管在執法方面的效率可是遠遠超出大家的想象。而且還是依靠大家耳熟能詳的中國移動4G網絡辦到的，其作用不可小覷。

不久前，杭州市江干區首先試點了基于移動4G網絡的智慧城管應急指揮視頻監控系統。試點主要選取文暉大橋、艮秋立交、慶春立交等8個固定點位，配備25輛執法車輛和1條百兆帶寬專用4G的視頻監控系統執法車會在轄區內進行24小時巡邏，可通過高清攝像頭把周邊的道路情況和建筑情況實時傳回監控中心，有效遏制各類違法建筑行為，鞏固“三改一拆”行動已取得的成果，給大家一個和諧、文明、有序的杭城。

在拱墅區，正如火如荼地進行著智慧城管基于4G的移動單兵系統試點。試點所采用的設備都是國內一流，杭州市城管執法系統最先進的。系統分為便攜式單兵監控終端、中心決策指揮平臺兩大組成部分，可以實時記錄執法過程，指揮執法過程，快速調度就近資源，滿足執法隊員對于現場執法和應急指揮等方面的應用需求。也就是說，日后城管部門的執法效率和執法能力都能夠得到相當大的提升，市民在生活中將會獲得更大的安全保障。

特色四：夜間出行不用愁

夜間出行，馬路上路燈損壞，覺得可怕？沒關系，不等你爆料，杭州市智慧城管的智慧照明系統就分分鐘解決問題。不相信？此中奧秘完全在于其采用的高科技手段。

照明系統利用多種無線寬帶通訊技術和路燈監控節能手段，建設覆蓋整個城市路燈監控節能和其主要區域的無線寬帶信息網絡系統，為政府提供針對路燈的高效節能減排措施。在原有的道路基礎信息基礎上，實現數據信息化、道路照明“五遙”；運用物聯網、云計算、信息融合、網絡通訊、數據挖掘，建設智能化平臺；升華拓展智能化平臺，實現信息自動化、監管精細化、職能協同化、服務多樣化、決策智能化、執法人性化的智能管理平臺；最后實現智慧照明。

也就是說，還沒等你發現路燈壞了，城管部門早就已經掌握信息并展開修理行動了。同時，用戶也可以通過該系統，利用隨時隨地所需的高速無線網絡接入和互聯網應用服務，查詢數字城管的信息，實現實時數據交互。該系統主要保障了高效、節能減排的路燈網絡系統，以方便市民夜間出行為首要目標，同時也為提升整個城市的品質與形象。

特色五：實時掌握水雨情

杭城的天氣總是千變萬化，對于市民來說，最關心莫過于惡劣天氣中的出行問題。雨水泛濫時常造成道路交通嚴重擁堵，但對于智慧城管來說，這些都“不是事兒”。無論是臺風季還是冰天雪地，杭州市的智慧城管應急系統，都能夠輕松應對，表現出色。

該系統主要分為三個部分。視頻會商系統, 在應急期間和重大活動保障期間可進行實時視頻會商和協調指揮，也能召開日常工作會議，滿足了平戰結合的要求。決策指揮系統, 集信息采集、查詢、分析、展示的一體化平臺，共享多個部門的實時水雨情信息。涉及范圍涵蓋林水局、氣象局、市水務集團等多個部門的水雨情信息，包括水位站點82個，雨量站點145個。同時，流媒體服務中心，包括視頻監控系統和視頻會議發布系統，視頻監控系統整合了城管系統的自建視頻共460路，接入了市公安局22000路的監控視頻，能實時監視全市重要道路、橋梁、隧道、河道、部分小區的現場情況，第一時間掌握道路積水、河道閘站的雨水情況。也就是說，下雨天，你再也不用面臨鞋襪、褲子全都濕透的窘境了。

同時，正在建設的排水設施管理信息系統將圍繞“五水共治”基本目標，按照“平戰結合、資源整合、分步推進、全市統一”的基本原則，排澇治污。同樣力爭在3年內，建成較為完善的杭州市排水設施智慧化管理體系，逐步實現“智慧排水”。

特色六：停車不再愁煞人

目前，“停車難”是很多有車一族的煩惱。

而智慧城管的停車誘導服務平臺就能有效緩解困擾廣大市民的“停車難”問題。該平臺可提供完善的停車誘導服務，誘導范圍擴大至全市范圍內向社會提供服務的停車泊位。城管委力爭在三年內建成全市統一、動靜結合、手段豐富的“全市一盤棋”停車服務誘導。未來，對車位的實時監控將逐漸落實到每一個停車點。屆時，市民可以憑借對應的應用，獲得周邊道路以及其他任何想要查詢的地點附近的車位信息，包括停車地點名稱、車位空閑情況、收費價格、距離等信息。

“貼心城管”手機APP問世，開啟“全民共管”時代

數字化的城市管理時代并非遠在天邊，而是早已近在眼前。其實，智慧城管所帶來的便利，現在每一位杭州市民都可以實實在在體驗到。

今年4月3日，一款名為“貼心城管”的手機APP應用面世。該應用提供Android和iOS等系統的手機客戶端，市民可以用多種方式免費下載使用。只需要輕輕點擊一下手機屏幕，就相當于擁有了一個為杭城市民量身打造的“大管家”，非常方便。

截至10月1日，“貼心城管”APP擁有注冊用戶24603人，市民累計通過該平臺反映城市管理問題4000多件。內容包括為市民提供諸如找車位、找公廁、修車、補鞋等各類服務，累計請求近300萬次。平臺有效地解決了市民生活中的種種不便，真正做到與市民生活“零距離”，兌現了“貼心城管”的承諾，讓市民放心生活。

同時，這一平臺的發展也大大加速了杭州城市管理部門服務的轉型，加強了與市民間的深度互動，真正開啟了“全民共管”的時代。平臺通過數據公開，提供一攬子的便民信息服務等手段，創新溝通方式，增進與市民的溝通與了解，加速了社會管理信息化建設，并改進了政府提供公共服務方式。

另一方面，智慧城管集約化信息展示平臺的發展，改變了當前數字城管偏重發現和解決問題的現狀，進一步加強了對數據的分析和研判，為城市管理業務決策與指揮調度提供有力保障。對數字城管、數字執法、行業監管等城市管理全方位數據的集成展現，同時圍繞隊伍管理、四化工作、行業監管等不同主題建立專題平臺，有利于橫向與縱向不同層級間的高效信息聯動。

未來：一中心四平臺，立體化便民服務

市城管委透露，目前，智慧城管所帶來的便民服務已經開始滲透到杭城的方方面面，在不久的將來，平臺的全面完善與推廣將指日可待，真正實現“讓市民更放心，讓城市更美好”的目標。

記者了解到，杭州智慧城管未來將實現“一中心四平臺”。

何謂“一中心四平臺”？就是通過建設一個指揮中心，構建智慧城管日常運行管理平臺、智慧城管公共服務與互動平臺、智慧城管應急指揮平臺、智慧城管政策研究分析平臺，逐步實現數字城管向智慧城管的轉型升級，通過智慧設施管理、智能決策支持、便民利民服務“三位一體”建設，強化城市的綜合管理和服務。

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先來看幾個數據：2007年全球城市人口首度超過人口總數的50％；過去的一個世紀，全球的百萬人口城市從20個增加到450個；中國每增加1％的城市化率，就意味著有超過千萬的農村人口遷移到城市。可見城市化是全球經濟發展的顯著特征，而中國的發展將比全球的平均速度更快。

普遍存在的問題

快速的城市化推進對信息行業的發展是一個很大的契機，但快速的城市化本身也面臨著兩個非常現實而又棘手的問題。第一，城市化發展面臨的困惑，如交通擁堵、環境污染、能源短缺、突發公共安全事件等等。這就要求城市管理者有精確的管理與提前預警的措施和手段，用信息化、智能化、物聯化的基礎設施作為解決城市問題的支撐。此外，城市的管理現在是以行政管理為基礎、條塊分割的制度，而面向未來強調的是協同管理與協同服務。也就是說，城市的管理制度與管理理念也在發生著變革。例如，突發的大暴雨，氣象、水利、交通、城管的信息可以實現完全共享，這就給政府在交通、應急、城管等方面的決策提供完整的基礎信息，從而實施最優化、最精準的決策。

由此可見，城市化會給信息化帶來巨大的發展機遇。城市化問題的解決與城市管理的升級，都需要信息化作為支撐。因此，只有利用城市的信息化智慧化手段來不斷地推動城市長效發展，才能解決城市化帶來的這些負面問題，從而實現可持續發展、節能減排、精細動態的城市信息化管理——這就是智慧城市的根本發展模式。

但是，我國在智慧城市的建設中還普遍存在一些問題。首先是一次性投資效益的問題。很多城市的物聯網建設是自上而下的運動式推動。雖然城市管理者為智慧城市物聯網的示范投入了資金，希望一勞永逸。但很多這樣的系統也只能在一些很局限的范圍內使用，同時這些項目又缺少持續的投入計劃與管理支撐，導致許多城市基礎項目投入使用一段時間后，未能發揮預期的效果。第二是自下而上的建設模式問題。智慧城市的建設計劃往往由各個承建單位自己投入資金建設，于是對每個子模塊的認知，完全取決于各個單位對物聯網認知的水平。由于缺乏專業性，低水平的建設屢有發生。而建設水平參差不齊，難以承接整個規劃的高度。這種模式缺乏前瞻性考慮，對未來整個系統的承接、應用的整合不利。第三，規劃的完整性問題。現在很多智慧城市的規劃缺乏具有前瞻性的可實施目標。國外在智慧城市的建設與規劃中，除了信息基礎建設外還有配套管理職能的表格，這種管理職能和信息基礎設施相配套的方案設計，才可能達到最佳的整體效果。第四，協同標準化的問題。各單位承接的項目涉及到各行各業，統一在物聯網的體系架構下時，會出現標準化與開放協同的問題。這需要可實施的端到端的標準架構，而且必須考慮面向未來的應用聚合演進設計。第五，運營的可持續性問題。整個體系架構必須是可運營和可管理的。其中對于整個感知層的可運營與可管理，是整個系統最大的短板。最后一點是業界提及最多的垂直應用的模式。當前的孤島式應用帶來的問題是管理效率低下。在面向未來的模式中，應打破垂直式的應用，以利于后繼應用的整合，實現整體與應用聯動的全局布局的效率。

“開放”上的“智慧”

所以，大唐電信對于智慧城市發展的要點建議是：一、前瞻性的考慮；二、整體的設計；三、在可控的模式下實現自上而下的建設的管控；四、考慮全局應用架構的有效規劃。一定強調輔以管理職能、運營職能的對應升級。

為此大唐電信提出了“開放式架構”的智慧城市整體方案。開放式架構智慧城市整體方案主要分為三個層面。第一個層面是整體體系架構設計。主要是把整個網絡中的智能處理、計算能力分布到三個層面上：包括感知層，網絡層和應用層。通過三層的智能分布與相互關聯，實現整個系統的能力均衡部署，構成一個明確的、標準的、面向未來可自由擴展的開放式的體系架構。并在此架構基礎上提供一個彈性的業務環境——可以自由地添加、刪除業務，業務之間可以聯動和協同。第二個層面是整體應用的布局，總共分為四大類：智慧城市管理領域；智慧市民服務；智慧的宜居設施；以及智慧城市的標志性產業等。在規劃智慧城市物聯網體系的時候把這幾個方面考慮進去，就可以實現城市信息化的整體布局。第三個層面是運營管理的設計。通過統一的平臺，可以在業務層面解決業務和資源運營管理的問題；在網絡層面解決網絡的抽象和資源的管理，以及應用的策略、控制等問題；在終端層面，除了終端和網關的管理，還應把管理的手段延伸到感知層，通過對一些傳感器的管理，真正實現整個體系架構從業務到網絡、到終端、到感知的、端到端的可運營、可管理的設計。所以，大唐電信智慧城市的整體解決方案，是帶有三層智能化的、開放式架構，并可以彈性擴展的整體物聯網解決方案架構。

當然，任何架構都需要演進，智慧城市的物聯網架構也不例外。基于上文提到的核心“三層智能化”架構，大唐電信可為智慧城市建設提供一個長期演進，并且可平滑演進的方案。大唐電信建議，智慧城市信息化發展過程可以分為四個階段。

首先是重點項目先行階段。在此階段，不同城市有不同的信息化重點方向選擇。主要特征是獨立和垂直的系統建設。當前我國大部分城市的信息化建設都處于此階段，如果從起始階段就采用“三層智能化”架構，后繼的長期建設就具備了平滑演進的能力和集約化的先發優勢。第二階段是單向信息整合階段，通過應用層的“城市運營管理中心”部署，為城市管理者提供整合的綜合性信息呈現。第三階段是應用聚合協同階段，這一階段通過同屬大類業務的整合，實現一定范圍內業務的聚合和協同，通過業務支撐平臺擴展和共享即可實現。第四階段是開放式應用和一體化架構階段。此階段核心關注的是無線業務的部署和承載，這需要在關鍵技術上有所突破。此階段另一個核心就是一體化架構和支撐任意業務的聚合交叉和交互，并可實現更復雜的場景操作，包括泛在設備即插即用、上下文感知、群移動性、跨域協作、多模接入和聚合重構等。應該說到此階段，面向e社會的4A模型就已經實現了。

回顧整個城市智慧化的演進過程，可以看到“三層智能化”架構具備最好的可演進性和長期規模化應用部署的集約性。當然還需要強調三點：一是全面有效的城市規劃支撐是必須的基礎，不僅是信息基礎設施，還有城市管理的升級；二是城市智慧化的發展，尤其是當信息化大規模部署的時候，云計算是一個必須的前提；三是必須認識到，城市的智慧化必然會影響到城市民生、城市品牌和城市投資環境等，進而可以帶動城市的長期可持續發展。

大唐電信在智慧城市物聯網發展戰略上的思考和實踐可總結為：通過物聯網優化的發展模式，以及城市的精細規劃，解決城市信息化發展的瓶頸；通過三層智能化和三個層面整體布局的智慧城市物聯網解決方案體系架構來實現城市的智慧化發展。未來大唐電信將采取矩陣式的長期發展策略，核心關注點有三個：一是并重關注應用服務與核心產品的提供；二是關注整體解決方案的提供；三是關注物聯網應用架構的實踐和面向未來融合性體系架構的探索。

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目前我國正處在快速的城市化進程中，城市規模不斷擴大，在促進經濟、社會、人文發展和拉動國家整體發展水平上都起到非常重要的作用。然而，隨著城市環保、節能、交通、產業轉型等壓力上的日益增加，亟需新的城市發展模式與管理工具來提升城市發展水平。伴隨著信息技術的快速發展與廣泛應用，“智慧城市”的概念呼之欲出。越來越多的城市在“十二五”規劃中提出了把建設智慧城市作為轉變發展方式，所以未來智慧城市建設將在我國掀起一輪新的高潮。智慧城市作為信息技術與城市建設的完美結合，涉及技術眾多。文章主要論述了我國智慧城市的技術基礎，并根據我國當前的環境分析了智慧城市應用的局限性與技術瓶頸，從而提出了創新技術才是創建智慧城市的關鍵。

文化物質的積累、科學技術的進步都是伴隨著城市而逐漸演變的，而城市大發展的動力慢慢變成智慧的成果，就是大眾人民可以不間斷的享受創新技術帶來的服務與產品，目前智慧城市的建設已經得到了國家的重視和各個政府的大力的推動，越來越多的智慧城市將呈現在民眾的面前，所謂智慧城市是指根據科學合理的城市發展理念，根據最新一代的信息技術，在泛在互聯網和信息全面感知的基礎上，實現人、物、城市功能系統之間無縫連接與協同聯動的智能自感知、自優化，從而對民生、環保、公共安全、城市功能、商務活動等多種城市需求做出智能的響應，形成具備可持續內生動力的安全、便捷、高校、綠色的城市形態。智慧城市實現的是城市系統的優化升級，使城市各系統根完善、更智能、更協調、更發達，使城市中的人和物更智慧、更和諧，使城市中的人生活更幸福。

1 智慧城市三大技術基礎

智慧城市的建設需要技術創新、民眾意識、政府管理等各方面共同作用，而其中技術創新是建設智慧城市的基石。“信息”是智慧的核心，因此“信息技術”是支撐智慧城市的核心技術。

1.1 通信技術廣泛化讓智慧城市擁有了神經系統

一個人要將看見的、聽見的、觸摸到的各種信息傳遞到大腦，需要有遍布全身的神經系統。對于智慧城市來說，擁有這樣的神經系統，是實現智慧的最根本要求。泛在的通信網絡就像城市的神經系統，只有有了它，信息才有可能通達。

1.2 互聯網技術的普及，讓智慧的能力貼近普通民眾

在有互聯網技術以前，信息處理只是聚集在少數專用機房里的大型計算機設備的事情，和普通的民眾關系不大。雖然信息可以傳遞，但信息傳遞的范圍有很大限制，遠不能到達城市的末梢。互聯網技術從根本上改變了人類獲取和處理信息的方式，使得任何一個普通民眾都能夠隨意獲取和產生信息，智慧的能力只有真正貼近了普通民眾，智慧的城市才有可能實現。

1.3 嵌入式技術的發展，讓智慧的能力擴展到物

從技術層面來看，“智慧城市”是以網絡信息為基礎的城市信息體系，其智慧能力的差別來自于對信息獲取能力的差別，智慧的城市不僅需要更多的人能夠隨時獲取和產生信息，城市里的各項基礎設施也需要能夠進行信息的自動采集、動態監管。從技術角度來看，就是各種各樣的設備需要具備獨立運算和聯網的能力，嵌入式技術的發展使得這些成為可能，因此嵌入式技術是智慧城市的技術基礎之一，它使得智慧的能力從人擴展到物品。

2 智慧城市的應用局限性與技術瓶頸

2.1 智慧城市應用局限性

目前的智慧城市應用大多是一些處理數據采集和數據傳輸的簡單場景，簡單數據采集和數據傳輸模式雖然有一定的領域，但碰到一些復雜的領域就無法應對了。在我們的現實世界中，還有很多復雜的情況，需要不同類型節點協同進行智能計算的應用領域。而且這些簡單的數據采集和數據傳輸只能簡單的局限于對數據的安全性、實時性和可靠性的要求均不高的領域，萬一出現數據被盜用、篡改等情況，也不會造成很嚴重的后果。但對于一些數據錯誤、丟失、延時，將會造成重大損失的領域，如：醫療手術控制、火車交通控制、大型機械設備運轉控制等，由于拘束的限制，這樣的領域物聯網都還沒有觸及。目前智慧城市典型應用中，設備一般在較為適宜的環境下工作，而現實環境中則會有相當一部分的應用要求設備工作在相當惡劣的環境下進行操作，甚至有些特殊行業的設備可能面臨極端高溫和低溫、瞬間溫度劇變等極端惡劣環境，而目前我們的傳感器技術尚無法達到這點。我國目前智慧城市應用已初見規模，但是最多也不過數千個節點共同工作，還遠遠沒有達到數萬、數十萬、數百萬海量節點規模，伴隨著節點規模的增加，節點、網絡的接入能力和數據處理能力要求將呈指數級增加，故對節點組網速度、節點管理、協議高效性、數據并發等技術特點提出了全新的要求。

2.2 智慧城市技術瓶頸

以上分析的智慧城市應用存在的局限性，很大程度上都是由于技術瓶頸所引起的。解決技術瓶頸、才能打破局限，擴展需求，將使智慧城市具有更加廣闊的發展空間。目前我們主要存在四方面的技術瓶頸。其一，傳感器技術瓶頸。如何推出更小、更強、更便宜的傳感器。智慧城市發展首要是大量布置各種傳感器，使這些傳感器與物品緊密地結合在一起，成為物品的一部分，因此傳感器不僅要微型化，而且這樣微型化的節點不但要擁有相當的處理能力，還需要能耗低，然而這樣小型高性能的傳感器目前只能用于尖端的領域，尚無法大規模應用。其二，通信網絡技術瓶頸。如何做到既大容量又高性能。智慧城市中很多的應用都將是無人干預的自動操作，其與人的通信行為有很大的不同。從規模上來看，可能要面對上千萬、乃至上億的海量節點，規模將遠超過原有的通信規模。其三，平臺處理技術的瓶頸。如何做好海量感知信息的處理和管理。如何及時處理海量感知信息，是智慧城市發展面臨的另一個技術瓶頸，隨著智慧城市建設的深化，需要綜合運用云計算等技術推進平臺處理技術不斷發展，解決海量數據的存儲、歸類、處理、檢索需求才能打破這種局限。其四，安全性技術瓶頸。如何應對更為復雜的物聯網安全問題。目前階段，信息的安全問題其實并未引起足夠的重視，其實安全問題是智慧城市發展中要解決的關鍵問題之一，它將直接決定智慧城市的發展前景。 　　3 創新技術推動城市化進程

3.1 大力推動感知技術的發展

智慧城市首先需要通過感知世界來獲取信息，感知技術的發展是智慧城市發展的前提，感知技術其實包含了兩種不同的技術：傳感器和無線傳感網。感知技術需要不斷向著高性能、低能耗、微型化、低成本方向發展，才能為實現各種智慧城市應用提供豐富的想象空間，擴大智慧城市應用的范圍。傳感器是一種能把物理量或化學量轉變成便于利用的電信號的器件。無線傳感網（WSN）是由部署在一定區域內的大量傳感器節點組成的，通過無線通信方式形成的一個多跳自組織的網絡系統。其目的是協作地感知、采集和處理網絡覆蓋區域中被感知對象的信息，并發送給觀察者。無線傳感網核心技術主要集中于網絡拓撲控制技術、多跳可靠數據交互技術、信道資源調度技術、物理層技術、協同計算與處理技術、分布式信息感知技術等。無線傳感網以其智能化、低功耗、自組織的特性提供了全新的智能化通信、控制手段，是目前大范圍、低成本獲得傳感信息最有效的解決辦法。其中無線傳感網關鍵技術包括：射頻識別技術（RFID）、IEEE 802.15.4、Zigbee/Zigbee Pro技術、Z-Wave技術、Wireless-

HART技術、藍牙技術、NFC技術。

3.2 推動網絡能力增強

在當前智慧城市的初級階段，物聯網應用數量尚不大的情況下，現有網絡基本可以滿足物智慧城市的通信要求，但各種問題已經開始逐步顯現；隨著智慧城市發展的深化，物聯網業務數量擴大，網絡必將產生巨大壓力，甚至也可能進一步影響到現有的人與人的正常通信。因此需要對通信網絡的適應性進行研究，在現有網絡的基礎上，研究和開發適應和滿足智慧城市通信特征的網絡能力改進，以及與之相適應的通信網絡運維體系，主要的研究內容包括以下幾個方面：網絡層業務特性管理、網絡資源分配機制、網絡性能優化機制、靈活的QoS體系、靈活的網絡安全能力、移動性管理機制。其中IPv6技術與云計算機技術就是其中的主要技術，IPv6是Internet Protocol Version 6的縮寫，它是IETF（Internet Engineeri-

ng Task Force，互聯網工程任務組）設計的用于替代現行版本IP協議IPv4的下一代IP協議。它具有更大的地址空間，IPv6中IP地址的長度為128位，并加入了對地址自動配置的支持；IPv6的地址分配遵循聚類的原則，對IP包結構進行了簡化，提升了路由轉發效率；增強了對組播及流控的支持，增加了對網絡層的數據加密，并對IP報文進行校驗，增強了網絡的安全性；可以較好地滿足物聯網海量節點、高安全性等應用特點的需求，是物聯網網絡技術的發展方向。云計算將網絡上分布的計算、存儲、服務構件、網絡軟件等資源集中起來，基于資源虛擬化的方式，為用戶提供方便快捷的服務，它可以實現計算與存儲的分布式與并行處理。云計算的主要特征主要有這幾個方面：以高度可擴展的彈性方式交付服務；利用因特網技術和方法來開發和交付服務；資源虛擬化及資源的自動管理與配置；可實現海量數據的分布式并行處理；低成本并對用戶透明。

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2.2智慧城市所遵循的基本原則

老子說“道法自然”，自然界是最智慧的，萬千世界都按照某種規律在運行，比如，自然界遵循萬有引力定律，就有著生命之水的運行軌跡。人類一直在探索著自然的奧秘，在這個探索過程中，人類逐步掌握了發現和利用這些規律的方法和手段，也變得越來越智慧。自然有自然的規律，城市有城市運行的基本原則，作者認為智慧城市的運行也遵循信息化的一些基本原則。

2.2.1消除信息不對稱的原則

信息是一種資源，客觀上存在著信息的不對稱。“智慧”的本質就在于消除信息不對稱，信息缺乏的一方通過發現和挖掘信息，擁有和共享信息，并通過信息的再加工來產生新的信息財富，實現智能的決策，最終實現“智慧”。消除信息不對稱，把信息匱乏方轉變為信息富有方是智慧城市發展所遵循的一個基本原則。

2.2.2信息的資源替代原則

信息是一種基本社會資源，和土地、資本、勞動力等資源一樣，并且信息具有對其他基本資源的替代作用，能夠有效彌補和替代其他社會資源的有限性。城市發展的核心問題是如何解決城市資源有限和城市需求無限的這個基本矛盾。發展智慧城市一個原則是通過信息資源的引入和發掘，來替代其他資源的投入和消耗。

2.2.3信息資源供需平衡原則

信息資源本身也是有限的，新的技術手段和方法要設法解決信息資源供給和需求之間的矛盾，實現供需平衡。新一代信息技術的引入，本質上是通過信息技術生產能力的提升來解決信息資源供求矛盾，例如物聯網引入，通過物體智能化，解決了人腦和電腦的有限計算資源與無限的物理世界感知需求之間的矛盾；云計算的引入，通過虛擬化和資源池，解決了有限的計算存儲資源與無限應用服務需求之間的矛盾；互聯網的引入，通過信息聯網，解決了信息資源有限占有與信息無限需求之間的矛盾。

2.3智慧城市的基本數學模型

將智慧城市的基本原則作用于智慧城市的基本要素，智慧城市的數學模型可以定位為：

SC=f1(x1,x2,x3,x4,x5)+ f2(x1,x2,x3,x4,x5)+ f3(x1,x2,x3,x4,x5)，其中：

SC：智慧城市

f1: 消除信息不對稱的原則

f2: 信息的資源替代原則

f3: 信息資源供需平衡原則

x1：智能化的城市部件

x2：城市互聯互通的信息網絡

x3：基于云計算的城市新型業務應用平臺

x4：城市的海量數據

x5：知識型的勞動者

3 智慧經濟的基本特征分析

發展經濟的最終目標是人人享有財富和幸福。城市發展智慧經濟的首要目標是解決信息不對稱，引入信息資源來實現對耗竭型資源的替代，推動信息資源的供需平衡，促進實現人人享有信息、財富和幸福，實現共同富裕。

研究世界經濟近三百年的發展歷史看，經濟發展始終遵循一條主線，即供求關系所決定的自由市場經濟與政府宏觀調控行為的辯證統一與相互博弈。隨著信息化和工業化的深度融合，市場經濟的“無形的手”可以數字化、信息化、顯性化，國家宏觀調控也更加科學化和理性化，信息化成為自由市場經濟和國家宏觀調控之前的一座橋梁，它們之間的界限開始模糊化。因此，通過發展智慧經濟，能夠減少信息不對稱，實現市場供需信息的對稱和平等，能降低交易成本，最終體現在人人平等享有信息、財富和幸福。

企業信息化也正在進入綜合集成和深化應用的階段。在企業價值鏈的各個環節，信息被采集、傳遞、共享和統計分析；在供應鏈的上下游企業之間，信息被分享和傳遞；信息也在企業與用戶之間被分享和傳遞。因此，對企業商業活動的所有參與者，信息不對稱逐步被消除，交易成本大幅降低，運行效率極大提升了，企業的決策更迅捷了，企業也更加“智慧”了。隨著企業信息化的深入，信息資源能夠逐步替代企業的人力、資本、土地等資源投入，減少了企業總體擁有成本，實現了企業的轉型和升級。

互聯網經濟的真正價值在于實現互聯網上人人信息平等。如何讓人人在享受信息平等基礎上，去享有更多的幸福，這是互聯網商業模式的本質。掌握了這個規律，互聯網企業就能欣欣向榮，違反了這個規律，企業就可能無疾而終。例如，搜索企業谷歌、百度，讓人們通過簡單的搜索框就能夠找到他所需要的任何信息，在讓人們享受信息平等的同時也成就了世界級的互聯網企業。電子商務的本質特征也在于實現交易雙方的信息平等。阿里巴巴通過虛擬的電子商務交易市場，構建起了商家彼此信息聯系的一個場所，從這個角度看，阿里巴巴為消除信息不對稱、減少實體店的資源投入做了很大貢獻。但阿里巴巴做得并不徹底。為了盈利，阿里巴巴仍然在制造信息的不平等，通過誠信通，花了錢的企業主就能被擁有信息優先的權力，沒花錢的企業主就只能被漠視，因此，阿里巴巴的生意仍然不是最智慧的。

智慧經濟的最終目的就是實現人人生而信息平等，實現人人享有財富，共同富裕。滿足了這個基本條件，才能算作智慧的經濟。未來，面向智慧經濟的信息基礎設施應該是保障經營業主的信息平等，而不是利用手中的特權，人為制造信息的不平等。企業信息化的最終目標也是實現經營過程的透明化，實現員工信息平等、部門信息平等和決策層的信息平等。因此，部門之間的信息壁壘必須被打破。員工之間的信息必須被共享。當然為了安全和保密的原因，必然要限制信息的自有，增加了成本，最終要犧牲組織的效率和效益，但這是不得不做的犧牲。

4 智慧型政府的基本特征分析

政府社會管理與公共服務的目標是促進社會和諧，推動民主和民生。發展智慧型政府的目標是如何通過解決信息的不對稱來促進實現人人平等，體現人人當家作主。

政府行政管理過程中形成了層次分明的上下級機構，各個部門之間職責的劃分也存在很多交叉，影響行政效率最大的問題就在于權責利益所帶來的上下級之間、部門之間的信息不對稱，這造成了政府服務中的拖沓、扯皮和官僚主義；而且，政府行政服務中的效能低下，信息不公開，也為腐敗滋生創造了環境。智慧型政府將通過多渠道的政府信息門戶提供公開透明的政務服務信息，通過一站式審批系統實現部門之間信息的溝通和協作，通過社會管理信息系統實現管理精細化，通過電子監察系統實現政務服務流程的透明監管，通過建設一卡通、信息亭等服務渠道，將便民服務延伸到公民身邊。因此，智慧型政府的本質是消除行政部門和老百姓之間的信息不平等，讓人人平等地享有信息權利。

5 建設智慧城市的建議

5.1循序漸進

智慧城市是城市信息化的更高階段的發展目標，目前很多城市仍處于智慧城市建設的初級階段。因此，建設智慧城市要遵循其階段性特征，循序漸進地推進。

5.2科學發展

建設智慧城市要遵循消除信息不對稱、信息的資源替代原則和信息資源供需平衡原則，統籌建設策略，科學發展和建設智慧城市。建設智慧城市，要按照經濟和社會發展的基本規律，遵循智慧經濟和智慧型政府的本質特征，倡導人人生而信息平等的理念，為百姓爭取更多信息權利，為信息服務普及化作出更多貢獻。

5.3市場導向

每一次技術變革的成功，都在于它有廣泛的市場基礎，在于它有成功的商業模式，在于它能造就世界級的企業。PC技術的變革，把計算機帶到了每個人的身邊，形成了巨大的IT市場，打造了IBM、微軟和INTEL等公司；互聯網的技術變革，把人與人連接在一起，形成了巨大的互聯網市場，打造了雅虎、谷歌、阿里巴巴等世界級的企業。今天，以物聯網和云計算為特征的技術變革，讓我們能夠享受無處不在的智能服務，也必將依賴于其是否有成功的商業模式，是否能夠形成巨大的市場，是否能打造世界級的企業？僅僅依靠政府的投資，其生命力必然是有限的。智慧城市的建設和發展一定應以市場為導向，遵循市場的規律。