智慧城市及其發展綜述
關于什么是“智慧城市”，目前眾說紛紜。兩院院士李德仁形象的說法是：“數字城市+物聯網=智慧城市”。中國工程院院士李伯虎則認為，智慧城市實際上是城市信息從數字化網絡化向更高級的指揮化發展，它將促進我國能源有效利用、綠色環保、居民安居樂業和創新型國家發展。國際電工委員會（IEC）給出的定義則是，智慧城市是城市發展的新理念，是推動政府職能轉變、推進社會管理創新的新方法，目標是使得基礎設施更加智能、公共服務更加便捷、社會管理更加精細、生態環境更加宜居、產業體系更加優化。
可以說，對智慧城市的理解是仁者見仁、智者見智，但不可否認的一點是信息化是智慧城市不可或缺的支撐。在本文中，我們引用國家發展與改革委員會在其印發的《關于促進智慧城市健康發展的指導意見》（發改高技[2014]1770號）中所做的定義：智慧城市是運用物聯網、云計算、大數據、空間地理信息集成等新一代信息技術，促進城市規劃、建設、管理和服務智慧化的新理念和新模式。
技術參考模型。從技術角度看，智慧城市包括四個層面：一是通過深層感知全方位地獲取城市系統數據，二是通過廣泛互聯將孤立的數據關聯起來、把數據變成信息，三是通過高度共享、智能分析將信息變成知識，四是把知識與信息技術融合起來應用到各行各業形成智慧。
為了便于業界統一認識，目前正在編制中的國家標準《智慧城市 技術參考模型》提煉了智慧城市技術參考模型。該模型從城市信息化整體建設考慮，以ICT技術為視角，提出了所需要具備的五個層次要素和三個支撐體系，橫向層次要素的上層對其下層具有依賴關系；縱向支撐體系對于五個橫向層次要素具有約束關系。分別為：（1）物聯感知層：提供對環境的智能感知能力，通過感知設備及傳感器網絡實現對城市范圍內基礎設施、環境、建筑、安全等方面的識別、信息采集、監測和控制；（2）網絡通信層：包括互聯網、電信網、廣播電視網以及三網之間的融合的公共網絡（例如：移動互聯網），以及一些專用的網絡（例如：集群專網），為智慧城市提供大容量、高帶寬、高可靠的光網絡和全城覆蓋的無線寬帶網絡所組成的網絡通信基礎設施；（3）計算與存儲層：包括軟件資源、計算資源和存儲資源，為智慧城市提供數據存儲和計算以及相關軟件環境的資源，保障上層對于數據的相關需求；（4）數據及服務融合層：通過數據和服務的融合支撐，承載智慧應用層中的相關應用，提供應用所需的各種服務，為構建上層各類智慧應用提供支撐，本層處于智慧城市總體參考模型的中上層，具有重要的承上啟下的作用；（5）智慧應用層：在物聯感知層、網絡通信層、計算與存儲層、數據及服務支撐層的基礎之上建立的各種基于行業或領域的智慧應用及應用整合，如智慧政務、智慧交通、智慧公共服務、智慧醫療、智慧園區、智慧社區、智慧旅游等，為社會公眾、企業用戶、城市管理決策用戶等提供整體的信息化應用和服務；（6）安全保障體系：為智慧城市建設構建統一的安全平臺，實現統一入口、統一認證、統一授權、日志記錄，涉及各橫向層次；（7）運維管理體系：為智慧城市建設提供整體的運維管理機制，涉及各橫向層次，確保智慧城市整體的建設管理和長效運行；（8）建設管理體系：為智慧城市建設提供整體的建設管理要求，加強智慧城市建設管理機制，指導智慧城市相關建設，確保智慧城市建設的科學性和合理性。
發展現狀。智慧城市已經成為全球城市發展關注的熱點，隨著物聯網、新一代移動寬帶網絡、下一代互聯網、云計算等新一輪信息技術迅速發展和深入應用，城市信息化發展向更高階段的智慧化發展已成為必然趨勢。在此背景下，世界主要發達國家的核心城市紛紛啟動智慧城市戰略。紐約、倫敦、巴黎、東京、首爾等相繼加快信息化發展的戰略布局，以期增強城市綜合競爭力，破解城市發展難題。美國、歐洲的瑞典、愛爾蘭、德國、法國，以及亞洲的中國、新加坡、日本、韓國等國家的智慧城市建設紛紛起步，在多個領域積極探索智慧城市建設實踐，推動信息技術的創新應用，促進提升城市經濟社會發展水平。
我國政府高度重視對智慧城市建設及發展的指導。2014年3月國務院印發《國家新型城鎮化規劃（2014-2020年）》，2014年7月發改委印發《關于促進智慧城市健康發展的指導意見》，都為智慧城市的建設指明了方向。北京、上海、浙江、寧波、揚州等省市也陸續出臺了相關規劃。與此同時，我國東、中、西部的各級城市掀起了智慧城市建設高潮，紛紛提出智慧城市發展規劃，涉及社會管理、應用服務、基礎設施、智慧產業、安全保障、建設模式、標準體系等內容。各地的智慧城市規劃均結合了城市區域內自身稟賦和發展需求，因此在發展目標、重點和措施方面各有特色，同時也在城市普遍面臨的各類“城市病”和關鍵問題上有一定共識。部分專家認為，智慧城市建設成敗的關鍵不再是數字城市建設中大量建設新的IT系統，而是如何有效推進城市范圍內數據的融合，通過數據和IT系統的融合來從根本上實現跨部門的協同共享、行業的行動協調、城市的精細化運行管理等。
面臨問題。據工業和信息化部電子工業技術標準化研究院調研，在我國當前智慧城市建設過程中，地方政府和承建企業認為，智慧城市發展面臨的主要問題和挑戰的前三項是“缺乏相關標準”、“缺乏政府的統一規劃和指導”和“缺乏城市部門間的協同協作”。
在我國城市信息化建設過程中，城市各個職能部門建立了各自的信息系統。這些系統在信息化建設初期，由于其固有的專屬性，幫助各職能部門提升了工作效率。但是，隨著城市建設及城市信息化的推進，對協調一致提出了越來越高的要求，特別是移動互聯網、物聯網、大數據應用的興起，我們對信息的利用程度也與日俱增。
目前，雖然全國兩百多個城市都提出了各自的智慧城市建設方案，但各地對智慧城市建設的理解和認知水平參差不齊，在信息化基礎設施建設投入、信息化開發能力等方面存在很大差異，智慧城市的“智慧”程度存在很大差距，缺乏統一的規劃指導和標準支撐。同時，調研表明，用戶在智慧城市建設中最為關注的仍然是信息化建設多年來的難題——信息資源共享、整合、有效利用和跨部門業務協同。
因此，在智慧城市的建設實施中，幾個要注意的關鍵事項是：一、對智慧城市建設目標和重點項目進行科學、統一的頂層設計；二、建立智慧城市項目的統一標準體系；三、促進信息資源的深度共享；四、實現廣泛的業務協同；五、能敏捷地提供差異化、多層次、高質量的服務。
標準助力智慧城市發展
由于我國智慧城市建設總體上處于起步階段，限于各地城市的發展理念、發展環境、發展水平，以及綜合技術實力的不同，各地的智慧城市實踐缺乏統一的指導和規范。各地盲目建設和投資，有可能造成重復建設、資源浪費甚至難以連通等問題，任由發展下去，將造成更大的信息孤島，導致智慧城市不“智慧”的局面。
在推動國家信息化建設過程中，標準是規范技術開發、產品生產、工程管理等行為的依據。統一標準是信息系統互通、互連、互操作的前提。智慧城市標準化工作是推動智慧城市建設實踐的重要基礎性工作。只有通過統一智慧城市的技術要求、工程實施要求和測試認證方法等標準化手段，才可以保障信息化建設中智慧城市相關工程的建設及軟件產品的研發在全國范圍內有章可循，有法可依，形成一個有機的整體，避免盲目和重復，降低成本，提高效益，從而規范和促進我國智慧城市和行業信息化建設有序、高效、快速和健康的發展。目前，在國家標準化管理委員會和國家發改委的指導和協調下，我國多個部委聯合起來，積極開展了智慧城市標準化工作，已經取得了重要成果。
國際上，自2013年以來，智慧城市成為國際標準化組織共同的工作熱點，多個國際標準化組織相繼啟動了智慧城市標準研制工作。國際標準化組織（ISO）于2013年9月在技術管理理事會（TMB）下成立了智慧城市任務組，2014年2月任務組轉為咨詢組；國際電工委員會（IEC）于2013年6月成立了“智慧城市系統評估組”；信息技術國際標準組織（又名：國際標準化組織/國際電工委員會第一聯合技術委員會，ISO/IEC JTC1）于2013年11月成立了智慧城市研究組；國際電信聯盟（ITU-T）的環境和氣候變化研究組于2月成立了“可持續發展智慧城市焦點組”（ITU-T/SG 5/FG SSC）。各個組織均將基礎性標準前期預研作為當前工作的重點，開展了標準梳理、術語、參考架構、評價體系等相關的研究。我國在這些國際標準化組織中均擔任了重要職務，取得智慧城市國際標準化工作的領導地位，并積極推動著這些組織協調開展工作。
我國智慧城市標準化工作進展
形成國家級智慧城市標準化工作體系。一方面，為了加強我國智慧城市標準化工作的統籌規劃和協調管理，國家標準化管理委員會聯合國家發改委、科技部、工信部、公安部、國土資源部、住建部、交通部、農業部等八大部委，于2014年1月份成立了“國家智慧城市標準化協調推進組、總體組和專家組”（標委辦工二[2014]33號）。各組的職責如下：（１）國家智慧城市標準化協調推進組（以下簡稱“協調組”）：統籌規劃和指導智慧城市領域國際國內標準化工作，研究制定我國智慧城市標準化戰略及政策措施，協調處理標準制修訂和應用實施過程中的重大問題；（２）國家智慧城市標準化總體組（以下簡稱“總體組”）：在協調組指導下，負責擬定我國智慧城市標準化戰略和推進措施，制定我國智慧城市標準體系框架，協調我國智慧城市相關標準的技術內容和技術歸口，指導總體組下設各項目組開展智慧城市國家標準制定、國際標準化和標準應用實施等工作；（３）國家智慧城市標準化專家咨詢組（以下簡稱“咨詢組”）：配合協調組，提供智慧城市標準化工作技術方面的咨詢，對智慧城市標準化試點工作進行指導，提出智慧城市標準化工作重大問題建議。三個工作組成立后，統籌協調了國內開展智慧城市標準化工作的組織，形成合力，共同開展智慧城市相關標準化研究工作。
另一方面，為了共同形成合力推動我國智慧城市發展，國家發改委聯合科技部、工信部、公安部等25個部門，于2014年10月份成立了“促進智慧城市健康發展部際協調工作組”（以下簡稱“部際協調工作組”）。“部際協調工作組”建立了各部委在智慧城市領域的交流和溝通機制，奠定了各部委聯合推進智慧城市相關工作的基礎。“部際協調工作組”還制定了2015年工作計劃，當中提出要開展“智慧城市評價指標體系研究”重大問題的研究工作。該研究工作由國家標準化管理委員會牽頭編制評價指標體系的總體框架，各部委負責推進各領域評價指標體系的研究與制定。目前這項工作正有條不紊地展開。
在“部際協調工作組”、“協調組”和“咨詢組”的指導下，在“總體組”內各核心單位的積極工作和努力推動下，我國智慧城市標準化工作取得了積極進展，目前已形成了標準體系、關鍵標準、評價指標體系等一系列成果。
智慧城市標準體系。標準體系是指在一定范圍內的標準按其內在聯系形成的科學的有機整體。標準體系是對特定標準化對象按照一定目標進行標準化活動的依據，是由許多現行的、正在制定的和將要制定的標準組成的具有明確目的性、完整性、預見性以及可行的、成文的概念體系。
智慧城市標準體系建設旨在有目的、有目標、有計劃、有步驟地建立起聯系緊密、相互協調、層次分明、構成合理、相互支持、滿足應用需求的系列標準并貫徹實施，以指導和支撐我國各地城市信息化用戶、各行業智慧應用信息系統的總體規劃和工程建設，同時規范和引導我國智慧城市相關IT產業的發展。由此可見，智慧城市標準體系是智慧城市建設的重要保障手段。
目前，在梳理現有相關標準和研究標準需求的基礎上，初步形成了我國智慧城市標準體系框架，包括總體、支撐技術與平臺、基礎設施、建設與宜居、管理與服務、產業與經濟、安全與保障等七個大類，明確了我國智慧城市標準化工作的藍圖和頂層設計。
智慧城市關鍵標準。依據我國智慧城市標準體系，各相關專業標準化技術委員會（如全國信標委SOA分技術委員會等）分別推進基礎性、共性等重點國家標準的立項任務。圍繞智慧城市評價、數據融合、數據共享及數據安全等標準，提出了一批重點研制的國家標準項目建議，并逐批上報國家標準化管理委員會。截至目前，國家標準化管理委員會已先后審批并正式立項了關鍵性的16項智慧城市國家標準項目，未來三到五年內，將總共制定41項智慧城市的國家標準。
全國信標委SOA分技術委員會負責組織推進已立項的12項智慧城市國家標準的研制，具體標準內容見下頁表。（表略）
目前，上述標準均在草案編制階段，將在國標委及“總體組”的統一部署下，陸續開始標準驗證試點和意見征求工作。
智慧城市評價指標體系。在“部際協調工作組”制定的2015年工作計劃中，把“智慧城市評價指標體系研究”作為重大問題，委托國家標準化管理委員會牽頭，編制評價指標體系相關標準。國家標準化管理委員會制定并發布了《智慧城市評價指標體系總體框架》和《智慧城市評價指標體系分項制訂的總體要求》，為智慧城市評價指標體系各分項制定提供統一依據和參考。
《智慧城市評價指標體系總體框架》提出了智慧城市評價指標體系框架。該框架分為能力類和成效類兩類指標，能力類指標往往是客觀性的指標，體現建設、管理與應用水平，主要包括信息資源、發展機制、網絡安全、創新能力共四個方面的保障水平；成效類指標反映智慧城市建設的主要目標和方向，體現給市民、政府等用戶帶來的實際影響和用戶的主觀感受，主要包括基礎設施智能化、公共服務便捷化、社會管理精細化、生活環境宜居化及產業體系現代化共五個方面的城市建設成效。從“信息資源”到“產業體系”都屬于一級指標，分別下設若干的二級指標。
《智慧城市評價指標體系分項制訂的總體要求》的發布旨在指導和規范智慧城市評價指標體系各分項的制定。其中規定，各分項應從總體框架的9項一級指標中篩選部分一級指標作為分項的一級指標，并結合領域特征，設立若干二級指標。同時，二級指標可分為核心指標（是智慧城市分領域建設必須完成的指標）和擴展指標（體現智慧城市分領域建設效果的其他指標）。此外，還規定了分項評價的計算公式和分領域評價指標說明表等。
目前，已有公安、測繪、交通等三個領域按照智慧城市評價指標體系的要求梳理出了各自領域的評價指標體系表，將在進一步完善后適時發布。
推動智慧城市國際標準化工作
當前，國際標準化組織都開展了智慧城市國際標準化工作，我國通過擔任多個國際標準化組織的召集人等領導職務，提交關鍵貢獻物，積極推動智慧城市國際標準化工作，引領智慧城市研究方向。
國際標準化組織（ISO）。ISO于2013年9月在最高技術管理機構技術管理局（TMB）下成立了智慧城市任務組，并于2014年2月轉為智慧城市咨詢組，以全面系統分析ISO在智慧城市領域的標準化工作需求、現有ISO已發布和在制定的標準如何在智慧城市中應用實施、ISO與其他國際標準化組織之間的任務邊界和合作機制等。英國是召集人國家，中國等12個國家為成員國。智慧城市咨詢組于今年6月份召開了第七次面對面會議（也是最后一次會議），集中討論了9月向TMB提交的最終報告的編寫。我國專家作為智慧城市咨詢組核心成員，對報告中關于未來ISO智慧城市的發展架構提出了積極的建議。同時，我國還積極號召國際三大標準化組織聯合制定智慧城市基礎通用類的標準。
在ISO的另外一個分技術委員會——國際標準化組織/社區可持續發展技術委員會/智慧社區基礎設施分技術委員會（ISO/TC 268 SC1）中，中國擔任了副主席國家（主席國是日本）。該分技術委員會開展了智慧社區相關的標準化工作，負責研究制定TR 37150、TR37151技術標準報告。報告對當前智慧城市基礎設施的相關計量工作進行了回顧，并提出了未來標準的方向，對城市基礎設施產品和服務的技術性能計量進行了討論。該報告是智慧城市基礎設施領域的第一個國際標準文件。
國際電工委員會（IEC）。IEC于2013年5月在標準管理局（SMB）批準下成立了智慧城市系統評估組（SEG1），下設三個任務組（TG）及七個工作組（WG）。SEG 1旨在開展智慧城市標準化戰略、術語及評價現有標準化活動、參考架構、標準路線圖等方面的研究，并為IEC下一步在智慧城市、特別是與電子電工結合方面的標準化工作指明方向。SEG 1主席國為日本，中國和德國擔任副主席國。我國還同時擔任了SEG 1下設的8個工作組其中5個工作組的組長，分別負責開展智慧設施管理、城市規劃與仿真系統、智能家居、智能教育、評價等領域的研究工作，積極將我國相關標準化成果推向國際。目前，SEG 1即將完成研究任務，將于明年組建成立智慧城市系統委員會。我國已將智慧城市評價、城市管理及已有的由中國承擔的5個工作組的具體研究內容納入到未來系統委員會的職責范圍內，未來將積極承擔系統委員會的副主席及咨詢組組長的職位。
信息技術國際標準組織（ISO/IEC JTC 1）。ISO/IEC JTC 1（國際標準化組織/國際電工委員會第一聯合技術委員會）是國際上專門負責信息技術的國際標準化組織，由ISO和IEC聯合成立。2013年5月，工業和信息化部電子工業技術標準化研究院代表我國向ISO/IEC JTC 1規劃特別工作組提交了《中國關于JTC 1內智慧城市潛在標準工作的建議》提案，提出了JTC 1成立智慧城市研究組的建議。2013年11月，JTC 1正式成立了SG 1（智慧城市研究組），旨在分析智慧城市信息技術領域相關的標準化需求、提出具體的工作領域和工作方式，并明確如何將現有的信息技術標準用于全球智慧城市建設。SG 1的召集人和秘書均由中國專家擔任，成員來自美國、德國、英國、加拿大、日本、韓國、法國等16個國家。
目前，我國在推動SG 1完成第一年研究報告的基礎上，更進一步提出《智慧城市 ICT評價指標》《智慧城市ICT視角參考模型》《智慧城市領域知識模型》（與英國聯合）等3項新工作項目提案（NWIP），從而建議JTC1成立工作組開展智慧城市國際標準化工作。后續，我國將積極爭取新工作組的召集人和秘書的職位。
國際電信聯盟（ITU-T）。國際電信聯盟智慧可持續發展城市焦點組（ITU-T FG-SSC）于2013年2月成立，旨在從ICT角度提出智慧可持續發展城市路線圖、智慧可持續發展城市綜述及ICT所扮演角色、智慧可持續發展城市關鍵指標等方面的工作建議。西班牙為主席國，中國專家擔任副主席，同時兼任第三研究組的協調員。到目前為止，焦點組舉辦了五次全會，目前已開展了十七個技術報告編寫，中國專家牽頭了其中的六個報告，并參與了其他七個報告。
展望
當前，正值工業化與信息化融合發展、信息社會漸行漸近、全球經濟普遍低迷的歷史時期，智慧城市建設被賦予更多艱巨的歷史使命。隨著標準化工作的開展和深入，將逐步解決智慧城市建設中的資源共享、整合與業務協同的難題，從而有效促進城市范圍內數據融合共享、推動信息與智慧決策實現、提升城市居民的福祉，并最終帶動城市經濟與社會可持續發展，促進人與自然的和諧相處。
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