國外智慧城市的建設已經取得初步成果,并且集群效應對于經濟轉型也起到了重要的推動作用,同時在基礎設施、產業發展、社會管理、公共服務等方面為我國智慧城市建設提供了高價值的建設經驗。
移動信息化研究中心從基礎設施智能化、產業發展協同化、社會管理精細化和公共服務均等化四個角度分析了國外智慧城市實踐為我國提供的經驗。
一、基礎設施智能化
基礎設施是智慧城市的根基,基礎設施不足會導致城市基礎硬件老化、智能水平低、安全系數差,城市基礎軟件落后、升級難度高、對硬件支撐能力差等問題,所以基礎設施的智能化是建設智慧城市的一個重要關注點,對此,國外的實踐可以為我們提供以下經驗:
經驗一:環保設施自動高效
移動信息化研究中心認為,智慧城市基于信息技術、通信技術等科學手段,建設信息化環保設施(廢水治理設施、廢氣治理設施、廢渣治理設施、粉塵治理設施、噪聲治理設施、放射性治理設施等),既能促進市民節省能源消耗,又能對環境保護起到積極的推動作用。
這方面的例子是法國的拉羅謝爾市,2011 年 5 月起,該市開始使用新型智能垃圾桶,特點是采用電子芯片實時采集以及傳送數據,能夠減少垃圾二氧化碳排放量,防止垃圾亂扔導致的污染現象。
經驗二:能源設施綠色節能
移動信息化研究中心認為,城市化和工業化發展將會面臨能源系統的不穩定性、不充分性和不可連續性等問題,而以智能電網、智能電表為代表的智慧能源設施有助于城市在發展過程中解決能源方面的危機。
1.智能電網
采用智能電網的原因是,風力等可再生能源具備環保、清潔的屬性,但同時仍然存在地域分布差異大、采集連續性差等缺陷。「智能電網」可將可再生能源和分布式能源的發電融合到已有電網當中,提高傳統電網業務效率,豐富城市能源供給渠道。
英國倫敦、美國賓夕法尼亞州和瑞典斯德哥爾摩等城市和地區都采用了這種方法。
2.智能電表
智能電表能夠實現自動記錄時間點電量、遠程查表、及時查找并解決斷電問題等。政府可以借助智能電表實時數據制定可持續發展的能源方案,消費者能夠實時掌握各項用電數據,合理非配用電時段,提升斷電等問題解決速度。
韓國首爾、澳大利亞紐卡斯爾和法國里昂等城市采用智能電表促進電能節約。
3.智能電網建設
智能電網和智能電表的建設通過搭建實驗網絡,模擬測試技術與設備,或在小型城市實驗運營,提高智能電網建設成功率,并提升電力系統智能化、交互和自我修復的能力。
新加坡的裕廊島智能電網實驗中心和美國霍布斯的小城市實驗智能電網采用了這種方法。
經驗三:監控設施組網互聯
監控設施組網互聯是指在智慧城市建設中,在城市電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑等基礎設施中嵌入監控感應器(射頻識別、攝像頭、GPS、紅外感應器、激光掃描器等),將城市內物體的位置、狀態等信息捕捉后再經互聯網、移動互聯網等的傳輸以實現互聯互通,這樣可以建立起人與人、人與物、物與物的全面交互。
巴西的庫里蒂巴采用了這種方法,為公交車與交通指示燈安裝傳感器,通過公交車傳感器改變交通指示燈提升公交系統效率。
二、產業發展協同化
傳統城市的產業發展模式往往是先污染后治理,即先利用自然資源消耗和能源供給來滿足城市產業的發展,在造成污染后再尋求治理方案。但是智能城市產業發展的模式則是信息技術推動產業協同發展,實現產業融合跨邊界、業務協作跨時空、應用聚合跨領域。
經驗一:產業融合跨邊界
產業融合起始于服務業,后來才擴展至制造業和農業,最初是由于以信息技術為核心的高新技術使得產業之間的邊界模糊或消融,發展出新產業形態,從而推動經濟增長和價值增長。產業融合主要可以分為以下三類:
1. 重組型融合:相互獨立的產業通過統一標準進行融合的過程;發生于聯系緊密或者某一產業下的子產業之間。美國紐約州的電視網絡、互聯網與電話網絡的集約化建設和融合就屬于這一類。
2. 延伸型融合:通過產業延伸賦予原產業新功能,形成新的產業體系;發生于具有互補關系的產業之間。加拿大的溫莎埃塞克斯市的數據卡片確定員工責任劃分屬于此類。
3. 替代型融合:具備相似特征或功能的產業通過統一標準進行替代融合的過程;例如電子商務、互聯網金融等,新產業是對原產業的改進升級。泰國清邁的電子農民門戶屬于此類。
經驗二:業務協作跨時空
移動信息化研究中心認為,互聯網、移動互聯網的發展打破了企業內部以及產業鏈端于端之間協作的空間限制,提升了個人與個人、企業與企業、機構與機構的溝通效率,形成更有競爭力的虛擬經營實體。
此方面的實踐包括美國威徹特的業務協同平臺,通過網絡實時展示作品、進行視頻會議提升銷售效率。德國法蘭克福的機場協作決策也采用了業務協作,機場工作人員通過標準化的流程進行溝通協作,提升機場工作人員交換信息的便捷性、透明度、效率及精確性。
經驗三:應用聚合跨領域
應用聚合是指實現商業模式、服務、業態和市民體驗之間的聚合,提升城市核心競爭力,主要包括兩個方面:車聯網和智能建筑。
1. 車聯網是指車輛位置、速度和路線等信息構成大規模交互網絡,主要表現為通過 GPS、RFID、傳感器、攝像頭等裝置實現導航、通信音頻、視頻、輔助駕駛等各種應用聚合,以保障交通人員安全、維持道路通暢等目的。
美國底特律的局和駕駛技術將云計算聚合到汽車硬件當中,能夠將汽車實時數據上傳至交通安全管理云平臺,提高了司機駕駛安全性,相關機構也可以通過車流信息數據庫提高交通規劃的效率。
2. 智慧建筑是指系統、結構、服務、管理等方面基于住戶需求進行最優組合的建筑物。以現代建筑技術、信息技術、控制技術為技術基礎,實現通信、辦公、監控、消防等應用的聚合,達到安全、舒適、便利、節能以及信息交互及時等目的。
例如,英國倫敦的水晶宮利用光能供熱,回收利用工藝水,實時監控大廈數據,這種方法能夠充分利用可再生資源,提高能源使用效率。
三、社會管理精細化
現實世界和虛擬世界之間的界限趨于模糊,傳統社會管理方式無法適應,所以就產生了更精細化的管理模式,此方面的經驗包括網絡空間對物理空間映射、物理空間向網絡空間擴展、數字與物理社區協同治理。
經驗一:網絡空間對物理空間映射
網絡空間對物理空間映射是指智慧城市利用 GIS、GPS、RS 等地理信息技術,在網絡虛擬環境中搭建實體物理環境,將社會管理內容數字化,實現網絡空間對物理空間的映射。并通過移動互聯網等技術傳遞給市民,便捷市民生活。
國外對此的實踐包括美國杜蘭戈的地理信息系統將數據和信息與地理地圖整合,為市民提供交通、天氣、旅游等不同類型的地圖,能夠便捷市民交通出行、旅游等各方面生活,提升政府城市管理的準確度。
經驗二:物理空間向網絡空間擴展
物理空間向網絡空間擴展是指智慧城市利用移動智能終端、通過移動互聯網將現實物理世界中的管理方式延伸至網絡空間中,并借助網絡空間資源共享、實時交互、跨時空等特性對現有管理方式進行改進,建立新的服務型管理模式,實現虛擬世界現實化。
美國紐約政府在虛擬世界旅行服務管理職能,借助第三方互聯網平臺發布公告等,加強政府與市民以及市民之間的聯系,提高市民參與城市建設的積極性。此外,法國里昂的虛擬世界在線傳統的現實管理與服務,建立實時全程拼車信息服務平臺,減少私家車使用量,降低尾氣排放量,提升環境質量。
經驗三:數字與物理社區協同治理
社交網絡的實質是人類將物理社會中的社交活動轉移到虛擬網絡世界中,提升了物理實體社會中信息交互以及商品或服務交易的效率,且其虛擬化、多元化的特性又有助于幫助是物理實體社會解決治安問題。數字與物理社區統籌協作,為智慧城市培育出更好的發展環境。
美國紐約的城市犯罪活動互動地圖就利用了此技術,在谷歌地圖內標注出曾發生犯罪的位置,幫助市民和旅游人員規避風險,幫助政府相關機構打擊犯罪。
四、公共服務均等化
移動信息化研究中心認為,世界各國在工業化和城市化進程中都面臨著社會層面的危機隱患。而智慧城市通過一系列技術與模式創新,將寬帶網絡、金融、商貿、醫療、教育等公共服務均等化推向一個新的高度。
社會不公、市場失靈等社會危機會導致困難群體無法享受基本社會服務,從而引發矛盾,影響社會公平正義與和諧穩定。此時,就需要智慧城市來推動公共服務均等化,實現推進寬帶網絡服務普及、平衡商貿金融便民服務、促進教育醫療服務共享。
經驗一:推進寬帶網絡服務普及
在寬帶網絡服務領域存在的問題主要是網絡服務分配不均,僅有少數教育水平較高、經濟較富有的人愿意為網絡寬帶服務支付費用,因此就要面對兩項挑戰:確保全體市民對生活所需的網絡設施擁有平等的使用權以及確保在新技術、新應用出現時能夠持續獲得更新。這兩項挑戰也推動了兩項運營模式的產生:
1.特許經營:政府將整個城市的寬帶網絡經營權及服務系統轉讓給唯一家獨立的電信運營商。次模式適用于人口在 20 萬以下的小城鎮,特點是對低收入家庭提供免費寬帶服務,但在時間、流量、速度方面存在限制;對高收入家庭提供高質量的收費寬帶服務,提取利潤的一定比例用以補貼免費寬帶服務。
美國奧爾巴尼的 Wink 高速無線寬帶服務和 FreeNet 無線網絡服務是政府推出的收費和免費兩種無線網絡服務,旨在縮小貧富差距導致的網絡服務差距。
2.多家競爭:政府通過與電信運營商的合作來創造一個多運營商競爭的環境,讓全體市民能夠獲得真正實惠的寬帶服務價格。此模式適用于擁有 20 萬以上人口的中大型城市,能夠為低收入家庭提供低成本電腦和入網補貼。政府也會在公共圖書館,社區活動中心建設免費網吧供低收入人群使用。
美國紐約的寬帶服務進社區和寬帶服務進校園等計劃則通過升級學校、圖書館、娛樂中心、計算機實驗室等公共基礎設施,實現低收入群體寬帶服務的普及。
經驗二:平衡商貿金融便民服務
中小城市的商業網點數少且集中度差,并且商貿流通業態結構單一、流通現代化程度低,所以商貿業難以實現規范化和組織化發展。對于這一問題,發達國家和發展中國家的解決側重點有所不同。
1.發達國家的中小城市側重于通過電子商務改變傳統信息流、資金流和物流運作方式,從而享受與大城市平等的商貿金融服務。
如美國的威徹斯特縣,通過建立電子商務交易平臺,拓展消費者獲取信息渠道,彌補中小城市實體零售相對落后的短板。美國紐約的城市信息共享和互動平臺則通過智能屏幕連接消費者與小眾品牌,為小眾品牌提供宣傳及銷售機會,有利于培育電子商務環境。
2.發展中國家的中小城市則側重于網絡金融,采取短信轉賬與存取現金的形式實現金融服務普及。
如非洲的中小城市通過手機銀行進行匯款和建議,縮小大中小城市及鄉鎮件金融服務差距。
經驗三:促進教育醫療服務共享
當前很多農村人口大規模遷移至城市,卻無法享受平等的醫療和教育權益,形成城中村和貧民窟,從而激化社會矛盾,引發社會危機。而智慧城市可以通過教育、醫療等服務共享應對并解決社會危機。
1.教育服務共享(在線職業培訓、學位教育),通過互聯網獲得學習機會,并實現遠程教學,打破教育資源稀缺和地理位置限制的問題。
美國奧爾巴尼通過互聯網進行在線的職業教育培訓,幫助市民學習和增強技能,提高教育素質,增加就業機會。日本東京也讓教職人員通過網絡平臺向全球各地學員教授 MBA 課程,這打破了學位教育的地域局限性,為人們增加了學位教育機會。
2.醫療服務共享(在線會診、培訓),醫療人員通過互聯網對病人進行遠程會診,同樣可以實現在線醫療技能培訓。
美國克利夫蘭對居民開展在線會診并進行醫療技能培訓,從短期和長期兩方面提升億元對疾病的診療能力,解決優質醫療資源短缺問題。