智慧城市建设的内容与路径研究

摘要：介绍了智慧城市的背景、内容和途径，针对城市病治理问题、消耗、能源、交通、促进水的循环利用等做了系统的分析。解决城市病，空气污染、交通拥堵、噪声污染等问题，要从解决细胞入手，解决城市病本体，包括从集约化的城市化走向社会公平，利用“互联网+”解决智慧城市信息化；再循环利用方面达到节水节能，把城市分成网格，使城市更加精细。

关键词：互联网+；数字城管系统；大数据管理；城市绿色化；节能减排

DOI：1013939/jcnkizgsc201613003

一、我国智慧城市建设背景

从背景来看，习近平总书记在经济工作会议上强调了，要走集约、绿色、智能、低碳的新型城镇化发展道路。李克强总理也强调了“互联网+”行动，要把智慧城市建设作为城市建设重要内容。智慧城市是作为解决城市病、促进城市管理、提高城市治理能效的重要手段。

为什么这样确定智慧城市地位呢？新型城镇化是动力，转变传统工业化结构，农业现代化是基础，信息化是协调创新，新型城镇化是机会平台，绿色化是方向。这“五化”实现第一个阶段的目标就是“小康社会”。在这个过程中可以看到，从农业文明转向工业文明，到后工业文明，城镇化率不断提高。城镇化作为一种主要的推动力量，给国家的经济发展和社会进步带来了巨大的机会。但是，同时也要看到，城市有了非常严重的城市病。比如，交通拥堵、能源紧张、空气污染、水体污染、垃圾围城、噪声污染、用地矛盾、水资源短缺等。这意味着，在城市化过程中，城市还在“青壮年”就患上了“老年病”，需要从中、西医双方面进行统一治疗。所以，用智慧城市作为现代科学技术的主要发展方向，在城市工作中来解决城市病，解决城市的现实问题，破解城市发展难题，从而带动经济的发展，这是智慧城市建设中的重要背景。

二、智慧城市的定义和内容

可以看到，未来的城镇化需要内涵和质量上的提升。

（一）未来城镇化内涵与质量的转向

从全方面来看，有以下八个转向。一是，由过去的城市优先发展，转向城乡互补发展；二是，从高能耗建设或者高能耗的城镇化转向低能耗、低碳的城镇化；三是，从大城市扩张为主转向生态城和小城镇与大城市互相发展；四是，从盲目克隆国外建筑转向文脉传承；五是，由高环境冲击转向低环境冲击，要走一条低污染的发展道路；六是，由放任式机动化转向集约式机动化；七是，从大型、集中式，以工业文明为主导的基础设施建设转向小型、分散循环式的基础设施建设；八是，从少数人先富的方式转向社会公平。面临的任务非常严峻。在这样艰巨的过程中间，需要智慧城市来协调各方，共同解决这些问题。

（二）智慧城市的定义与内容

智慧城市的定义内容有很大争议。很多专家提出了“智慧城市”的定义，每一家的定义都不一样。国家五年前颁发的文件中，把智慧城市的定义分为这样三个方面。从城市管理者角度讲，促使城市“不得病”、“少得病”和“快治病”，保障城市健康和谐发展；从企业角度讲，利用智慧城市技术手段，提升企业自身运营效力，降低运营成本、提升竞争力；从百姓角度讲，让民众感受到智慧城市带来的“便民”“利民”和“惠民”，对政府有效监督。从这样三个角度来讲，智慧城市都发挥了各自的效应。

从手段上看，智慧城市通过全面感知、信息共享、智能解题。在城市规划、建设、管理、运行过程中采用信息化、智慧化、人性化等手段推进管理创新。

从内容上看，涵盖城市产业、民生、环境、防灾减灾、行政治理、资本配置等，涉及面很广。

从理念上讲，以智慧系统为“黏合剂”将集约、低碳、绿色、人文等新理念融入城镇化全过程。

从难度上讲，智慧城市建设最大的难点是通过信息共享、系统共生来消除部门“信息孤岛”和利益壁垒。所以我们的信息化经历那么多年以后，每个部门都自己搞一个系统，这种系统就成了各自的信息孤岛，这些孤岛应该通过智慧城市进行整合，形成共享的信息平台。

三、智慧城市建设的路径

智慧城市如何实现集约、智能、绿色、低碳发展呢？主要是通过“互联网+”进行推进。

从集约角度讲，提高城市资源的集约利用和城市的运行效率。用智慧城市的理念，智慧税务、智慧能源、智慧垃圾处理、智慧管网等。智能本身是通过城镇化的智慧化与精细化管理，使百姓的生活更加便利，而且百姓更加方便监督各种为民服务的机构。

从绿色的角度讲，智慧城市建设促进资源和能源的循环利用，恢复善待生态环境，通过智慧城市的办法对环境加以保护和建设，实行低冲击发展。

从低碳角度讲，通过降低能源消耗、推广可再生能源，使促进行为节能减排。通过测算，光是能源消耗的可释放，就能达到15%的节能和节水，是绩效最高的节约方式。

（一）推行数字城管系统

推行了10年之久的数字城管系统与智慧城市的关系，数字城管将让城市发展更加可持续，有效解决现代城市多部门服务和协调复杂性的矛盾。数字城管是城市管治的基础工程。数字城管是整个国家治理体系创新的最重要基础部分。同时，数字城管也是社会公平的公共品。

数字城管系统作为一种网格化的物理平台，不仅能将物联网的感知系统和视频监控系统精确叠加起来，而且又可发挥现场巡视人员实地拍摄检查并反馈分析的能力，是一种不断严禁的“人——机”复合平台。因此，可在已有数字化城管系统的基础上进一步优化扩充，作为智慧城市的公共平台。比如，一个井盖掉了，过去一定要等到小孩子掉进去了，有关部门才去追查到底是怎么掉的，这个周期平均13个多月。现在，进行了网格式管理，把所有的井盖都作为城市的部件记录在案，一旦这个井盖破了、掉了，在一个小时之内就会检测到，信息传递到系统，系统立刻就能发现这个井盖是属于哪个部门管辖，并把信息传给相关部门，相关部门立刻补上。再过一个小时，第二次巡视就能发现这个井盖到底有没有盖上，其中时间间隔是多少，把这个结果公之于众。为民服务的质量、行政效率，都可以体现出来。可以演变为互联网，在每个井盖上加一个装置，可以实时知道这个井盖是掉了还是破了，还是完好的。现有的网格式管理，使城市管理更加精细，形成一个智慧城市公共平台，这个公共平台通过采集数据，把原有的一些基础设施和容易发生的事件事先储存起来，进行预案现场化，极大地提高了相关部门对突发性事件和可能出现灾害的反应速度，提升各个部门的效率。

（二）大数据管理的链接

从大数据与数字城管系统来看，通过大数据管理，从人口24小时的分布与交通干线上手机位置的信息，就可以了解到整个城市交通的拥堵情况和发展演变的规律。通过大数据，从相关性角度来了解人口的流动，是原来的抽样调查难以完成的，它从整体上全面地反映整个人口就业在城市空间的流动，可以为人口的布局、交通拥堵、空气污染等各种各样的城市难题找到解决方案。大数据成为有力的武器和非常好的管理资源。从这扇门打开以后，许多原来传统城市管理难题的解决办法或者治“城市病”的途径都被找到了。

这看似复杂，其实很简单。智慧城市必须是从操作简单的政府与老百姓的投诉反馈机制，延伸到网格化、精细化的管理系统，再通过城市的公共信息平台，把云计算、大数据、物联网这三大信息加上去，使得整个城市的智慧管理系统不断升级，不断向前发展。所以说，智慧城市非常昂贵。有许多设备供应商希望基层政府购买他们的设备，建设“智慧城市”。这就相当于病人到医院里看病，医生不给开药，而让病人找药厂，药厂给病人开了一大堆药，抱回去吃，效果很差。在智慧城市建设过程中，发现很多地方的智慧城市建了没有用，因为它是设备商供应建设起来的，不堪一击。这样就把智慧城市的名声搞坏了，这是非常值得重视的问题。

（三）放大智慧城市的叠加效应

智慧城市有叠加效应，由专题性智慧向综合性智慧提升。比如，功能模块型、数据共享型、虚拟城市型、电子商务型，都是不同的专题，专门针对一种城市病，策划、治疗这个城市病的智慧城市，从治一种病发展到治多种病，最后针对疑难病症进行治疗。向交通拥堵、空气污染发出挑战，这样的智慧城市，可以认为是到了一个高度。一个非常著名的国外大公司，一进来就说“智慧地球”，地球比人类聪明多了，地球聪明起来，智慧城市就建成了。实际上是广告宣传语，为了卖设备，相当于病人到了医院，没看病就抱走了一大堆药，走偏了方向，浪费了钱。

（四）促进城市的绿色化与节能减排

智慧城市必须是围绕着促进城市的绿色化，把节能减排作为智慧城市的一个通用问题。联合国的数据统计，城市最基本的病：75%的能源是城市消耗的，75%的污染是城市排出的，75%的温室气体是城市引起的。如果说地球有病，城市是根源。大自然本身是绿色的，不要去破坏它。乡村也是绿色的，不是灰色的。通过智慧城市建设，把城市转变成绿色，这是长期的概念，这样智慧城市、生态城市，智慧的绿色交通，智慧供水、智慧能源城市，都是围绕着使城市绿色化，运用信息数据，运用“互联网+”。

1城市生态化改造

城市生态化改造，是需要城市建筑密度、人口密度适当提高，保持紧凑，防止出现美国的城市蔓延，绿色建筑达到80%以上，可再生能源占比20%以上，实现生物多样性。中国跟西方发达国家一个非常大的差别就是，西方一个农民消耗的能源比城市的人要多得多。而在中国，一个城市居民消耗的能源是农村的三倍，正好相反。原因在于，我国农村机械化运作水平很低，人多地少。整个城市化的过程，对资源消耗、能源消耗、空气排放、污染压力都非常大，要通过原有程序的生态化、绿色改造等来运营。

2城市交通与绿道建设

从全球的角度来看，交通排放的能耗气体占到整个能耗气体排放的1/3以上。随着汽车进入家庭，中国的交通发展非常快。但是，如果从城市建设的角度出发，硬件和软件相结合，采用交通导向的开发模式，使空间利用和交通紧密地结合起来，利用“智慧交通”改治拥堵的情况，通过城市发展的骨干交通的智慧化，轨道交通与大容量快速公交等，把城市交通的毛细血管，包括绿道、自行车道、人行道打通，使信息化与机动化协调起来，就能解决交通排放的废气，使交通的能耗减少。

3智慧水务建设

通过智慧水务建设来处理排水、污水、安全供水以及防洪防涝，建设智慧海绵城市。城市许多管网运行状况是不能改制的。智慧城市建设能够及时反映管网平时疏通的情况、堵塞的情况，水量大小等情况，确定哪些管网应该启动，哪些管网应该关闭。应该智慧地反映和适应城市的洪水，同时使城市的暴雨能渗到地下，和地下的水接通，使水地成为水库，城市可以像海绵那样吸收水。最近经济工作会议上，李克强总理提出，城市水源的问题，需要城市自行解决，以后大规模的调水要逐渐减少。水是可循环的，智慧城市要促进循环。过去对水资源的利用是做加法，人口和产业，利用加法。现在是乘法，也就是水利用一次，等于水资源增加了一倍，利用两次就增加了两倍，新加坡是水资源再利用的典范。海水淡化每吨5元钱，而污水再生一次是每吨25元钱，非常便宜，比任何长期调水的成本都要低。同时，这种供水的模式非常安全和可靠。所以说，要把海绵城市与智慧城市的建设相互促进。比如说，海绵城市建设中，把传统开发模式形成的洪水高峰大大消减，原有的管网，五年一遇的，变成十五年一遇、二十年一遇的，把综合管廊变成智慧管廊，把海绵城市变成智慧的海绵城市，把城市黑臭河道治理，中水回用，水务协同微循环都带动起来。

4智慧能源城市的建设

可再生能源与建筑一体化及建筑节能相结合，城市成为可再生能源的城市。

分布式能源和集中式能源有巨大的区别，集中式能源是一个独立的电场，如果这个电场遭到了袭击，整个城市能源就消失了。非物质能源是分散的。比如，屋顶的太阳能、周边的风、生物质发电等多种能源，整合成新能源网，必须通过互联网技术将其协调起来，共同为城市提供一个安全、保障又有弹性的系统。即使系统一两个节点出了问题也非常安全。它是弹性的，同时又是绿色的、可再生的。这就是一种互联网智慧城市的运用模式，称为智慧的能源城市。笔者曾领导一个团队在东北地区50万人口覆盖区域进行尝试，把能装上太阳能的屋顶都装上太阳能，共装了产电20千瓦的太阳能发电装置。如果在全国推广，若10%的屋顶实施可再生能源与建筑一体化工程，年发电量相当于再造一个三峡电站，应用潜力十分巨大。

5绿色小城镇建设

小城镇建设启动以后，可以推广新能源的应用、三网合一的信息技术，来回溯超市产品质量等，再推行水的小型化、低成本、无害化的饮水安全、污水处理和垃圾处理基础设施，这些在大城市里是难以推广的，而在小城镇可以推广，小城镇可以成为新技术的汇集地。

四、结论

智慧城市必须要应对很多问题。比如城市空气，PM25产生，可以说每天都不一样，每个季度、每个月、每一天都是不一样的。源头如此分散、如此多元化的污染源，必须要通过智慧的源头分析、现场的智慧检测、过程的控制，智慧的预警预报和智慧的系统反应，才能有效应对。不能简单地只看看天，再判断能见度多少。如果有效应对，就会使污染下降。

绿色建筑、绿色社区，城市的基础细胞是建筑和社区，如果把这些建筑与社区健康化、绿色化，再加上“互联网+”，能够解决很多问题。比如，每个绿色建筑都安装一个集成的传感器，把二氧化碳的浓度、VOC的浓度、温度、湿度、能源消耗、水的消耗都收集起来，传递于中心管理，横向比较，可以很方便地发现，哪些建筑的病最严重，哪几个细胞首先坏死。据调研发现，水消耗最高的建筑与最低的相差12倍，能源消耗最高的建筑和最低的建筑相差16倍。城市的病是由建筑的病，即细胞的病构成的。通过绿色建筑、绿色社区的智慧化管理，首先能发现所患的病是先天的还是后天的，有许多建筑的病是先天的，管子就接错了。所以，智慧城市是以中医的治理方式综合应答解决“城市病”不这样应答就是假的智慧城市。当然也要关注到，每个城市有自己的一种流行病，治疗方法要根据每个城市的具体情况。

智慧城市类型众多，但是从科学分类来讲，至少可以分为以下三种。

一是城市管理绩效提高型。即社会创新模式、创新机制的激励，大大提高了政府治理城市的成效。

二是节能减排型。城市发展绿色化，不仅仅使当代的城市宜居起来，因为我们城市不宜居主要是污染，主要是不绿色，为下一代留下什么。

三是市民生活便捷型。也就是说，市民生活不方便是因为城市有病，所以智慧城市必须要及时、有效地应对城市病，使老百姓生活得更好。前两种是政府必须事先做好顶层设计和实施规划的，并能为第三种奠定基础。

顶层设计的本质是“城市诊断”、看准“城市病”，再以智慧手段综合调理，从而逐步演进为复合式全功能智慧城市。只有这种智慧城市才是中国需要的，才是符合前文所讲的“五化”的方向，才能使老百姓生活得更好，使城市生活更美好，发挥城市的应有作用。要以最低的成本、最优质的服务使城镇化健康地、绿色地向前发展。

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（编辑：韦京）