至2017年5月,總體組推動了三十多項智慧城市基礎通用標準的立項與研究工作,已初步形成了智慧城市標準體系。下一步應結合新型智慧城市的發展需求和現實挑戰,統籌規劃標準的總體布局,并重點推動評價指標、分級分類等基礎性標準,信息服務、互聯互通、管理機制等關鍵環節標準的立項和研制,同時加快構建智慧城市時空大數據建設標準體系。
一 新時期的智慧城市升級
(一)城鎮化進入新的發展階段
在社會經濟新常態的背景下,城市建設由增量擴張向存量優化轉型,空間生產的主體由國家和集體向個人、企業和社會組織等轉變 。新型城鎮化把人的城鎮化作為核心,強調多元社會主體參與,優化城市綜合治理體系。城鎮化的側重點由物質空間向社會關系轉移,傳統的城市管理模式也正在向現代化的城市治理轉型。“十三五”規劃提出,加強社會治理基礎制度建設,構建全民共建共享的社會治理格局,提高社會治理能力和水平。在這樣的背景下,應以信息技術為支撐,通過城市管理的智慧化和多方參與的協同互動,從滿足人的多元需求入手,實現城市發展模式的演進。
(二)新型智慧城市:面向城市治理的轉型
一段時期以來,我國主流的智慧城市建設模式多由IT公司主導,以信息基礎設施等硬件為核心,背后體現了工具理性的邏輯 。技術中心論事實上給城市帶來了科技的異化,未能真正有效解決城市的治理問題。信息社會的建構應融合工具理性和價值理性的共同策略,真正實現讓技術為人所用,實現人本主義的智慧化發展。
在城鎮化發展新階段,智慧城市發展模式急需強調人本主義的價值觀,充分落實國家新型城鎮化政策,體現地方特色,創新政策機制,利用信息技術推動公眾參與和社會治理。在市場化進程中,新型智慧城市作為知識社會新一代創新環境下的城市形態,將以市民的福祉為根本出發點,通過信息開放、共享共治,有效處理城市公共事務,實現城市由生產管理向服務治理、由技術藍圖向綜合治理的轉變(圖1)。
二 新型智慧城市七大發展原則
古人云:“不謀萬世者,不足謀一時;不謀全局者,不足謀一域。”從全局出發,高瞻遠矚地為城市發展確定原則性的方向,是保證其科學發展和運營的必要前提。從系統論的角度看,原則具有頂層決定性和規范統一性,能為城市信息的互聯共享創造條件,打破城市智慧發展的制度性障礙。
雖然對智慧城市有著多重定義和解讀,但是筆者認為智慧城市建設的核心訴求就是綜合運用各種信息技術手段,解決城市發展過程中的各種問題,最終實現治理體系智慧化、科學化的城市社會。信息技術只是實現目標的工具,人們的注意力應更多集中到如何更好地發現和解決城市問題這一重點上,通過具體問題具體分析,逐步、漸進和合理地推動社會結構的優化與城市資源的整合。
筆者團隊在總結自身實踐和國內外智慧城市建設經驗的基礎上,提出以問題為導向、以數據為中心的新型智慧城市建設方法論,即以城鎮化新階段人的需求為根本出發點,在發現問題和解決問題兩個層面上,確定以人為本的七大發展原則,為新型智慧城市的設計和謀劃提供合理的依據與判斷標準(圖2)。
(一)發現問題:從問題出發,多元參與尋求路徑
要合理、高效地解決城市問題,首先需要準確地發現問題,其次要有良好的尋找解決方案的機制。智慧城市建設應以優化城市治理為要求,從實際問題出發,變目標導向為問題導向,而非為城市預設一個宏偉藍圖。從問題出發,有針對性地尋找解決之道具體包括以人為核心、全面感知、眾包和數據開放四個方面的內容。
原則一:以人為核心
“城市即人”— 人是城市的靈魂和城市發展的核心動力。我國智慧城市的建設應重視三個方面:①要以所有人為本;②要讓人參與;③要為后人著想。把人納入到城市多元協作、協商治理的體系中,讓人深度參與解決方案的制定過程,可以防止數字鴻溝(Digital Divide) 的拉大,促進智慧技術的人性化轉型,推動人和城市共同的智慧化進步。
(1)國際案例。
國際上智慧城市的建設均將以人為本作為最核心的原則。英國倫敦的智慧城市規劃 —《智慧倫敦2020》中的第一句話就是“倫敦市民是核心”(Londonersat the core),并指出要成功建成智慧倫敦,必須把市民和企業放在中心位置,以智慧技術手段推動治理優化,這樣才能驅動城市的創新(圖3)。
(2)國內案例。
國家級貧困縣阜平的《智慧阜平總體規劃》從時空多維度出發,通過新技術手段的介入,為人的全面發展提供支持。同時,運用互聯網平臺和大數據分析等現代信息技術,推動精準扶貧工作的開展。在智慧城市建設方面,該規劃并沒有過于強調智慧基礎設施的建設,而是強調采用靈活多樣的方式,聚焦民生,發展智慧醫療、智慧教育等服務,為傳統扶貧模式植入互聯網思維,以期切實改善貧困人口的生活,實現社會治理的優化(圖4)。
原則二:全面感知
英國經驗主義哲學家喬治·貝克萊有一句名言 —“存在就是被感知”;伊塔洛·卡爾維諾在《看不見的城市里》也曾描述到,“城市的信息總是藏在細節之中” 。隨著物聯網、云計算、大數據技術的廣泛應用和寬帶的“泛在”互聯,以及城市傳感技術的終端采集裝備不斷完善,智慧城市也開始逐步實現對城市環境更為直接和細致的全面感知,這些深度挖掘和綜合分析能力將為優化城市政府的公共服務與社會管理職能提供有力的技術支持。
(1)國際案例。
美國芝加哥的城市傳感器項目AOT(Array of Things)可以搜集城市環境的各種數據以及手機信號、行人流量和機動車等行為數據,進而為城市政策的制定提供依據。AOT類似城市的“健身記錄儀”,可以全面感知城市的各個體征參數,實時為城市的健康運行“把脈”。其具體的應用場景包括交通控制系統、車輛維護管理、智能電網、犯罪活動監控和其他公共服務,如通過實時監測機動車的流量,進行交通管制,加強車流控制,避免道路擁堵。此外,AOT在運行過程中充分尊重人的隱私,如傳感器能夠捕捉到人的行動,但在進行數據分析之后,圖像會被銷毀,僅僅留下積累的行動數據(圖5)。
(2)國內案例。
基于物聯網和互聯網的城市運行監測系列項目 —城市數據網格計劃,通過在 100 ~ 1000m 的網格中部署城市環境感知設備,形成城市環境感知網格;通過在路口和公共空間進行布設,與環境感知網格結合,形成城市行為感知網格。從硬件產品到平臺應用,項目研究團隊在示范項目中持續探索城市運行監測的技術方法路徑,構建人流、車流和環境的綜合動態數據系統與數據資源共享系統,并結合三維空間信息和可視化動態圖表,對區域整體運行態勢進行精細化監測與管理,極大地優化了城市存量街區的運營管理和規劃建設。
在北京德勝街道開展的第一次地理國情普查采集與應用系統建設 —首都核心功能區地理國情動態監測系統,是基于城市數據網格的一個示范項目。該項目在德勝街道各社區布設 40 臺室外環境質量傳感器、8 臺人員 / 機動車流量傳感器,通過2G網絡進行數據傳輸,并依托軟件平臺進行可視化展示與分析(圖6)。
北京西城區內的阜內白塔寺歷史文化保護區是北京舊城的典型樣本。白塔寺歷史文化保護區智能監測與管理系統研究與示范項目在白塔寺街區部署 30套 City Grid 一體化傳感器,實時監測數據通過運行分析支撐平臺、可視化運行監測與應用系統,為規劃分局、其他部門及公眾提供各類應用服務(圖7)。
原則三:眾包 —發現看得見的問題
公眾參與是城市治理體系的重要組成部分。正如簡·雅各布斯所言,“只有在所有人都參與建設的前提下,城市才能為所有人提供一些東西。”信息社會有力地提升了公眾的主體意識,在由互聯網引領的城市變革中,開源的軟件和數據、信息共享及眾包,為公眾介入城市事務帶來了新的途徑。ICT 技術可以促進電子參與(E-participation),促進公眾民主意識的增強,進而促進基于信息平臺的城市問題共同治理機制的形成,而多元共治的格局也將幫助城市形成完善、成熟的公民社會。
(1)國際案例。
SeeClickFix 是一個在北美流行的APP和網站,其利用移動設備的定位和拍照功能,為市民報告非緊急的公共服務設施特別是市政基礎設施的問題 (如道路井蓋丟失等 )。當市民發現需要修整的問題時,他們可以利用SeeClickFix在線提交問題,并通知當地城市管理部門。通過信息的及時溝通和有效互動,顯著地提高了政府解決基層公共服務問題的效率。在社交網絡Facekbook上,SeeClickFix也推出了應用程序,利用游戲機制(如當某個用戶完成某些任務后,會獲得Civic Points積分獎勵),鼓勵市民參與和互動。Facebook應用程序的廣泛應用,也提升了市民對城市事務的責任心。
(2)國內案例。
筆者團隊開發的深圳景觀建筑負面清單/建筑地圖平臺,是通過科技手段,在城市規劃公眾參與、城市發展評估、城市信息分享和城市問題收集等方面,對市民意見和建議進行收集、分析與互動。該項目構建了一個基于WebGIS的地圖服務平臺,以現有的空間信息數據為基礎,對地圖服務平臺進行應用擴展,建立深圳城市規劃信息互動平臺,將空間數據與市民參與課題進行有效整合,實現基于地圖的公共討論平臺。該平臺促進了深圳市民對于城市問題討論的深度參與,有助于市民從身邊的細節入手,借助信息平臺來實現利益訴求的表達(圖8)。
原則四:數據開放 —發現看不見的問題
大數據是智慧城市發展的重要基石,而開放數據有利于更好地發現城市中看不見的問題,挖掘出潛在價值。同時,數據開放也是政府體現公正透明、增進與民眾互信的有力手段,這間接為更好地與民眾溝通,解決城市問題創造了條件。我國需要加快數據資源共享開放,積極推動政務數據資源的互聯互通和共享,建設統一的大數據匯聚融合平臺,加快市級政務數據資源有序向社會開放,引導政務數據和社會數據的融合利用。
(1)國際案例。
美國各級政府共推海量政府數據共享平臺。2009 年,奧巴馬上任伊始即頒布了《透明與開放政府備忘錄》和《信息自由法案備忘錄》;同年,美國聯邦首席信息官委員會啟動了data.gov項目,作為所有政府信息的貯存庫。目前data.gov上公開的數據集已達191836個,主要涵蓋的數據群包括農業、商業、氣候、消費、生態、教育、能源、金融、衛生健康、政府、制造業、海洋、公共安全和科學研究等。
韓國智慧城市的建設注重積極推進公共數據的開放,通過市政府和手機應用,為市民提供高品質的信息服務,建立用于大數據分析的基礎設施,目標是建立讓市民滿意的智慧城市。其實施策略包括建立公共數據分類系統、開展公共數據需求調查分析、實施數據質量管理、促進市民和開發者的積極互動、支持開放數據的相關活動等。
(2)國內案例。
由北京西城—清華同衡城市數據實驗室推出的北京文化遺產APP,以新媒體手段推廣宣傳舊城文化遺產,并通過UGC方式與市民互動。該APP以“GPS·遺產定位”、“UGC·用戶參與生產遺產圖文資料”和“DATA·遺產參觀數據”為核心工具,既能幫助一般用戶尋找、發現和記錄北京文化遺產的參觀路線,又能幫助城市管理部門在數據基礎之上更好地保護和應用文化遺產。市民通過對文化遺產的保護狀況進行打分和評論,并上傳實時照片,形成了“城市文化遺產的大眾點評網”,極大地促進了舊城文物保護公眾參與和社會治理的創新(圖9)。
北京文化遺產 APP 是一款導覽軟件:①該APP為用戶在地圖上清楚、完整地標示出了所有北京文化遺產的地點( 包括國家級文物、市級文物和區級文物 ),不僅讓用戶對文化遺產的具體位置一目了然,還讓用戶對文化遺產的分布有了直觀的了解。②該 APP 具有十分便捷的路徑導航功能、街景功能,還能根據用戶的位置篩選出附近的文化遺產。③該 APP 對每個文化遺產都配有相應的圖片和詳細介紹,即使用戶足不出戶,也能對文化遺產有相應了解。同時,該 APP 支持實時拍照、發表評論等功能,可以促進用戶之間形成良性互動。④用戶能夠利用該 APP 中提供的微博、微信分享功能,分享文化遺產的相關信息,在社交網絡中進行傳播,加快文化遺產的宣傳速度,提高文化遺產的關注度。
(二)解決問題:多方協同,生成系統性解決方案
城市問題的解決方案,不僅僅涉及到技術問題,更涉及城市治理體系,需要多方協同參與,共同解決。城市問題解決機制的構建包括與利益相關方一起尋找解決辦法、建設城市數據集成與動態分析平臺、推動城市數據運營三個方面的內容。
原則五:與利益相關方一起尋找解決辦法
成功的智慧城市治理模式的構建,需要更多利益相關主體的參與。通過公私合作與多元參與,改變政府主導的單一建設模式,可以促進人與人之間信息的交流,并促進政府與公眾之間展開有效的合作,有助于“釋放”廣大市民的智慧,促進公眾參與決策,體現“智慧政治” 。智慧的城市規劃,應當建立不同利益方信息交流的平臺,對涉及多方利益的城市公共事務展開充分的討論,鼓勵各方對各自的利益進行表達,最后在綜合各方訴求后得出科學的解決方案。
(1)國際案例。
開放協同的多元參與是發達國家智慧城市建設的普遍模式。美國商務部國家電信與信息管理局 (NTIA) 針對社區發布了工具包,服務當地各類公民團體,促進構建公私合營的伙伴關系;合理評估各個利益相關方在社區智慧化發展中的貢獻,推動多方合作協議的達成。在美國舊金山,由舊金山市政府、市議會、市科技局、市長社區服務辦公室以及本地的非盈利組織 —舊金山規劃與城市更新協會(SPUR)等共同建立了ImproveSF社區問題解決平臺。社區組織或機構在該平臺的網站上創建社區項目,社區領袖在項目頁下闡釋問題,并借助信息平臺促進社區成員和相關利益集團對問題展開討論。通過向多方征集問題的解決方案,最后選出合理的方案并實施。
(2)國內案例。
在烏鎮總體規劃中,筆者團隊從互聯網小鎮的特色化智慧城市發展路徑出發,構建烏鎮智慧城市運營平臺,完善智慧信息基礎設施建設,構建烏鎮智能移動感知網絡,搭建大數據實驗室和線上烏鎮運營中樞,以實現優化政府治理、創新商業模式及鼓勵公眾參與的發展目標。
烏鎮公眾參與與協商平臺是以大數據和共享信息為基礎,建設的“感知—應用—管理—共享信息”的城市規劃、建設、管理公眾參與和協商平臺。該平臺匯集民智,尋求社會共識,構建尊重企業、市民及政府等主體的利益訴求表達機制,在微信端為社會各界提供了參與規劃的途徑。“烏鎮發布”公眾號設置了“烏鎮規劃公眾參與”菜單,為關注者提供了烏鎮概念性總體規劃內容,并提供了評論功能。規劃團隊和政府可以隨時獲取意見,并對規劃進行相應的調整(圖10)。
原則六:建設城市數據集成與動態分析平臺
城市數據集成與動態分析平臺是智慧城市的神經中樞,由數據收集、數據挖掘分析及智慧模塊組成,融合了城市地理空間尺度的GIS數據以及建筑尺度的BIM數據、城市人口數據和法人數據,并對各維度、各尺度的城市數據進行整合。共享數據庫的建立,可以打破信息壁壘,實現不同行業和部門間的信息暢通,統籌城鄉信息。當前,日益成熟的機器學習、深度學習等技術手段越來越多地被運用到城市多源數據分析與決策過程中,使城市數據集成與動態分析平臺逐漸具備了評價、預測和輔助決策功能,進而提升了城市的管理水平。
(1)國際案例。
荷蘭阿姆斯特丹的智慧城市數據系統通過數據和系統整合推動城市建設。其通過 11 個不同的控制中心來管理城市水、電、燃氣等主要基礎設施,實現了市政和交通基礎設施的智能化、自動化管理,有效保證了城市道路和管網等的安全、高效、穩定及可持續的運行。
在韓國首爾的智慧城市建設中,構建了首爾開放數據平臺 (Seoul OpenData Square,簡稱“SODS”)。SODS集成了城市管理、社會福利、文化、旅游、環境和安全等 33 個公共信息系統及 880 個數據庫,有效整合了各個部門的數據,并提供了輔助決策和在線服務。
(2)國內案例。
在烏鎮智慧小鎮建設中,烏鎮城鄉 CIM 平臺實現了各學科專業技術在不同空間層次上的集成、分析和協同,推動了傳統建造業向先進制造業轉化,并整合了智慧傳感網絡,為城市提供了系統全覆蓋的智慧管理和服務。通過城鄉 CIM 平臺整合數據運營,最終在烏鎮實現了智慧化公共體系建設,把不同部門分散的智慧城市單項技術變成集成技術。伴隨著內容的逐漸完善和豐富,城鄉 CIM 平臺將逐漸成為烏鎮智慧城市的運營管理平臺和最核心的智慧中樞(圖11)。
上海城市體征數據云平臺則是根據上海各個部門提供的現狀數據和規劃數據,以及合作的互聯網企業提供的人的行為數據,綜合形成的城市體征數據平臺。該平臺可以基于多源多維城市大數據集成分析,提出城市問題解決方案,實現對“城市病”從“循證醫學”到“精準醫學”治療的升級。例如,根據城市各空間單元的OD數量,標定各空間單元相關屬性標簽,初步刻畫其職住功能及功能強度;根據全天各時段空間單元內OD數量的變化曲線,挖掘各空間單元內人的出行特征,據此進一步標定空間單元功能(圖12,圖13)。
原則七:推動城市數據運營
如果對共享服務平臺整合的海量數據缺乏深度分析,那么數據挖掘則沒有意義。依靠開放數據,通過建立城市數據實驗室與城市數據研究院等,可以整合智慧城市的各個系統數據,以數據挖掘、分析、研發和運營為中心,推進商業應用、政策研究和科研創新的集成示范。城市數據運營將變靜態、物質性、階段性的智慧城市建設為動態、人本、全周期的智慧城市運營,對社會關系機制進行協同調控,并通過信息的雙向和多向反饋,實現智慧城市“自下而上”和“自上而下”的結合。
(1)國際案例。
世界各地的高等院校、科研機構、企業和政府廣泛開展了城市數據運營的合作,聯合成立了各種類型的城市數據實驗室。例如,美國MIT的建筑系成立了跨學科的感知城市實驗室(SENSEableCity Lab),旨在研究當代數字科技是如何影響人們日常生活及改變城市面貌的,其在海量數據的可視化和實時展示上進行了較深入的探索 ( 圖 14);美國哥倫比亞大學的建筑、規劃與歷史保護學院(GSAPP)成立了空間信息設計實驗室(Spatial Information Design Lab),以數據可視化為主要研究目標,通過多方的數據合作,對城市數據和空間信息進行深度分析。
(2)國內案例。
北京清華同衡規劃設計研究院技術創新中心與地方政府合作,共同建設了北京西城—清華同衡城市數據實驗室( 圖 15)、兩江新區—清華同衡城市數據實驗室和清華同衡海西城市數據實驗室等,聯合打造開放數據平臺。通過對共享服務平臺及各個應用系統收集的數據進行專業、深入的大數據分析以及各種應用的研發,為城市政府、企業和研究機構提供專業數據服務,促進與地方政府和數據企業、研究機構的合作,實現城市數據的采集、開放和研究的市場化應用。
數據實驗室的主要業務內容包括數據全程運營實驗,促進城市規劃的延伸和轉型;“政產學研”合作,對數據開放進行有效監管;開放平臺,吸引各類研究者和企業參與數據分析與產品研發;前端對接政府管理,為政府提供決策支持,后端對接市場,為公眾提供產品和服務;孵化信息技術產業和中小企業等。
三 啟示與建議
(一)發展啟示
新型智慧城市是在以人為本的城鎮化轉型期,內涵不斷豐富、理念不斷提升的智慧城市升級版,是城市管理和社會治理現代化的必然要求。通過提供開放、多元融合、全程式的服務,智慧城市的核心價值越來越體現出為居民提供高質量的生活(Quality of life)。合理制定智慧城市的發展原則,可以從原則上保證人性化的智慧城市頂層設計,為城市的規劃、投資建設與運營設立以人為本的門檻,保障城市的智慧化發展,不斷提升居民福祉。以問題為導向、數據為中心,遵循以上七大原則,將有效突破固有模式,促進創新要素的智能融合和應用,推動大眾參與城市管理,實現城市綜合治理的精細化和智慧化。
(二)相關建議
1.通過靈活多樣的模式,開展智慧城市建設
新型智慧城市建設與傳統的一刀切、標準化的城市建設不同,應采用彈性、漸進和多元化的模式,針對各地不同的情況,不拘泥于一套標準體系和項目標準,靈活多樣地開展建設。通過因地制宜的智慧城市建設,從多維度出發,以多元運作方式促進不同發展階段、不同空間尺度的城市空間管理體系與社會治理機制的動態融合,促進城市社會體制機制現代化的動態調整和管理。
2.通過技術集成,促進城市管理體系的復合集成
通過互聯網、物聯網和大數據等多重技術方法的集成,通過多元多維的數據分析,構建網格化智慧城市管理體系。特別是通過建設傳感器網絡,采用智能感知技術,提供全體居民行為與城市環境的海量數據庫,為更準確地分析和預測城市問題提供依據,幫助管理者對城市各元素進行深度分析和智能控制。
3.搭建多元主體交流平臺,促進協同治理
智慧城市技術的重要應用即為城市開放治理模式的創新提供支持。通過開放數據競賽,吸引社會各界力量參與城市數據分析和治理優化。通過SOLOMO 新媒體技術等的應用,開創“多對多”機制,鏈接公眾媒體和自媒體,使公眾與政府、公眾內部、政府內部能有頻繁的互動,從而搭建動態化、機制化的平臺,實現多元主體參與的協商共治。