智慧城市的愿景与架构

摘要： 当前城市发展面临着环境、经济、社会等方面的问题，其主要原因是城市未发展成为可自我调节并可 持续发展的系统。因此，未来城市发展必须走多种可持续发展相结合的道路。智慧城市的概念由此起源。国内外 政府都在积极参与智慧城市建设，但是尚缺乏智慧城市愿景、架构和模型的系统性思考，这阻碍了我国智慧城市 建设，亟需根据我国国情对其进行深入研究。首先，业界和学界对智慧城市愿景缺乏深入研究和共识。从根本上 讲，智慧城市愿景是指引智慧城市建设的根本前提，它决定了智慧城市的愿景和战略目标，进而影响智慧城市建 设中的人力安排与资源配置行为。针对这一问题，本文通过分析国内外智慧城市的研究的成果，以及走访国内部 分省市所获得的调研资料，提出具有中国特色的智慧城市愿景和战略目标， 即 实 现 “经 济—社 会—生 态 ” 的 全 面 可持续发展，以满足居民生活的安全感和幸福感。其次，学界缺乏对于符合中国国情的智慧城市架构的论述与阐 明。实际上，构建有效的智慧城市架构是实现智慧城市愿景的基础。有效的智慧城市架构有助于提高城市居民的 创造力，大学和科研机构的研发能力，将城市打造为学习和创新的沃土，实现智慧城市愿景。针对这一问题，本 文通过国外文献整理和中国情况分析相结合的方 式，提 出 了 符 合 中 国 国 情 的 智 慧 城 市 建 设 的 “三 层 四 柱 ” 架 构。 最后，现有研究在智慧城市建模方面存在缺口。实际上，智慧城市研究是一项系统工程，为了更好地理解系统结 构和特征，需要建模进行分析，从而理清和量化智慧城市建设过程中涉及关键要素及其之间的逻辑关系，从而为 实践提供工具。针对这一问题，本文提出了一个可供未来研究不断探索的模型。综上所述，本文针对现有研究缺 乏智慧城市愿景、架构和模型的系统性思考，阻碍了我国智慧城市建设的问题，通过多来源数据 （ 国外资料、国 内省市调研和资料收集） 相结合以助质性分析的方法，识别了智慧城市的愿景、架构与模型。一方面，弥补了现 有智慧城市战略研究较少且不系统的问题，有助于对智慧城市建设的研究，本文 2012 年在中国工程院二次会议上 宣讲，得到与会中外代表的赞许。； 另 一 方 面， 对 智 慧 城 市 建 设 提 供 了 方 向 上 的 指 引 和 战 略 结 构 上 的 建 议 ， 有 助 于建设智慧城市的实际工作。
根据对智慧城市本质的思考以及前期调研资料的梳理， 我们认为智慧城市一般特征如下：
第一，世界级城 市 发 展 的 长 期 战 略 思 考 与 短 期 规 划，包 括：
（ a） 长期的发展计划与目标； （ b） 中短期的城 市 规 划，尤 其 是 高 效 的 城 市 运 营 计 划 和 控制系统的建设。 第 二 ，宜 居 的 生 态 环 境 ，包 括 ： （ a） 绿色建筑； （ b） 可再生的能源资源、零废料的生产和服务系统、可 回 收的生产系统等； （ c） 智能的网络、通讯和交通系统。 第三，适合 于 个 人、组 织 和 产 业 的 创 新、创 业 与 投 资 环 境。 第四，世界级的医疗和卫生系统 以 及 对 空 巢 老 人 的 关 注 措施。 第 五 ，智 能 教 育 园 与 文 化 娱 乐 中 心 。 1. 4 智慧城市与数字城市、知 识 城 市、生 态 城 市、创 造 城 市， 创新城市间的关系 近些年来，关于未来城市的发展 方 向，有 过 很 多 争 论，如 数字城市、知 识 城 市、生 态 城 市、创 造 城 市、创 新 城 市 等。 从 根本上说，这些城市都试图通过信息 技 术 手 段 来 提 升 城 市 的 经济、政治 和 文 化 价 值［6］。 这 就 使 得 他 们 彼 此 之 间 界 限 模 糊 ，甚 至 被 错 用 滥 用 。 有学者认为智慧城市是一种整合 了 数 字 城 市、生 态 城 市 和智能城市的立体城市［1］。沿着这一思路并 扩 展 ，并 结 合 前 期调查资料来看，本 研 究 认 为 智 慧 城 市 概 念 是 对 数 字 城 市、 知识城市、生态城市、创造城市的一 种 整 合： 它 囊 括 了 数 字 城 市的技术架构、知 识 城 市 的 价 值 观、生 态 城 市 的 宜 居 环 境 和 创造城市的创 造 力，最 终 实 现 城 市 的 永 续 发 展。 可 以 说，智 慧城市是整合了数字城市、知识城市、生 态 城 市、创 造 城 市 之 上的城市功能 并 凌 驾 于 之 上 的 综 合 体 ，形 成 一 种 金 字 塔-星 状结构，如图 1 所示。相关内容将在第二部分详细展开。
收稿日期： 2012 -09 -13 基金项目： 浙商研究专项经费重大招标项目（ C65713） ； 浙商研究专项经费博士生项目（ C65726） 作者简介： 许庆瑞（ 1930 —） ，男，江苏省常州市人。中国工程院院士，教授，博士生导师，研究方向： 技术创新与战略管理。
—1—
许庆瑞等： 智慧城市的愿景与架构
念 已 经 演 化 为 面 向 市 场 ，注 重 的 是 城 市 建 设 的 软 实 力 。 值得一提的是，智 慧 城 市 概 念 的 兴 起 与 发 展，在 很 大 程
度上是被商业行 为 所 驱 动 ，而 非 政 府 行 为 本 身［6］。 近 年 来， 智慧城市演变为一种城市的标签行 为，即 大 肆 宣 传 智 慧 城 市 的概念、而忽视其概念内涵和本质［6］。构建一 些 先 进 的 网 络 基础设施、配备一 系 列 高 科 技 含 量 的 信 息 技 术，就 宣 称 其 智 慧属性的城市比比 皆 是，如 美 国 的 圣 地 亚 哥、加 拿 大 的 渥 太 华、荷兰的阿姆斯特丹和印度的班加罗尔 等［7］。 而 真 正 意 义 上的智慧城市应该是智慧的 、可持续发展的城市［1］。
1. 1 国际智慧城市发展现状 近些年来，在西 方 国 家，智 慧 城 市 的 概 念 在 其 城 市 发 展
战略与规划中扮演 了 越 来 越 重 要 的 角 色［6］。 一 些 城 市 开 始 涌入智慧城市的建设浪潮中［6］： 在美国，圣地 亚 哥 投 入 巨 资 ， 以期利用信息通信 技 术 打 造“未 来 之 城 ”； 在 加 拿 大，渥 太 华 积极开展“智慧首 都 ”项 目，以 期 提 升 政 府、企 业 和 其 他 组 织 对网络资源的使用 率； 在 英 国，南 安 普 顿 凭 借 其 智 能 卡 在 全 市普及的优势，欲成为 英 国 第 一 个 智 慧 城 市； 在 新 加 坡，“智 慧岛”的概念十余 年 前 就 被 提 出。 此 外，还 有 很 多 城 市 和 地 区都在积极打造智 慧 城 市，如 澳 大 利 亚 的 布 里 斯 班、印 度 的 班加罗尔等。1997 年世界智慧城市论坛就提出，在未来 将 有 50000 多的城市和地区会加入智慧城市建设的行列中［6］。 1. 2 关注焦点的转变
随着智慧城市概念的不断成熟，学 界 的 关 注 焦 点 也 在 发 生变化。从技术角度而言，研究重点 从 关 注 技 术 创 新 到 重 视 技术应用，从关注 后 台 处 理 到 重 视 前 端 服 务； 从 政 策 角 度 而 言，研究重点也从 关 注 公 司 主 导 模 式 到 重 视 市 民 主 导 模 式、 从关注市场价值到重视人文价值，从 关 注 行 政 部 门 的 经 济 效 益 到 重 视 自 由 民 主 的 政 府 建 设［8］ 。
1 智慧城市的发展与特征
目前，智慧城市的概念得到越 来 越 多 的 关 注。 针 对 智 慧 城市的概念与本质问题，我们从国内 外 典 型 的 调 查 资 料 和 研 究成果入手进行分 析，并 通 过 走 访 国 内 部 分 省 市 （ 如 表 1 所 示） 了解智慧城市建 设 的 相 关 情 况，试 图 总 结 具 有 中 国 特 色 的 智 慧 城 市 建 设 经 验 ，揭 示 智 慧 城 市 的 概 念 和 特 征 。
DOI:10.13587/j.cnki.jieem.2012.04.008 Vol. 26，No. 4
管理工程学报
Journal of Industrial Engineering / Engineering Management
2012 年 第 4 期
智慧城市的愿景与架构
许庆瑞，吴志岩，陈力田
（ 浙江大学管理学院，浙江 杭州 310058）
在起步阶段，无 论 是 学 术 研 究 还 是 政 府 的 实 践 行 为，都 将重点放在信息技术建设上［2］，欲通过技术手 段 实 现 城 市 经 济和政治效率 的 提 升。 可 以 说，这 一 阶 段 的 智 慧 城 市 概 念， 大多是技术导向型 的，属 于 智 能 城 市 范 畴，注 重 的 是 城 市 建 设的硬实力。此外，有两种驱动力使 得 智 慧 城 市 的 雏 形 逐 步 形成，一是以互联 网 为 首 的 信 息 技 术，二 是 城 市 的 区 域 创 新
上述四类转变，从 前 期 调 查 来 看，正 是 目 前 各 政 府 进 行 智慧城市建设所缺失的。目前，大多 数 政 府 进 行 智 慧 城 市 建 设在很大程度上是通过信息化建设为提升自身行政效率和 城市经济效益，未来可以将智慧城市 建 设 为 一 种 打 造 民 主 的
—2—
政府平台，关注 百 姓 的 安 全 感 和 幸 福 感 问 题。 这 样，智 慧 城 市建设解决的也不 再 是 经 济 问 题，还 涉 及 社 会 问 题、文 化 问 题 、环 境 问 题 等 。 1. 3 特征
结合国内外资料的调查和研究成 果，并 结 合 我 国 部 分 省 市智慧城市建设的 实 践 经 验 出 发，我 们 认 为，智 慧 城 市 是 整 合了数字城市、生态 城 市 和 创 新 城 市 的 立 体 城 市 概 念 （ 将 在 1. 5 部分进行详细阐述） ，并 囊 括 了 技 术 属 性 和 社 会 属 性： 通 过先进的数字技术将城市赋予智能 性，通 过 教 育 培 育 人 的 创 造力和智慧，通过 文 化 陶 冶 人 的 情 操，进 而 提 升 百 姓 生 活 的 安全感和幸福感。
关键词： 智慧城市； 愿景； 战略目标； 战略结构与架构 中图分类号： F273 文献标识码： A 文章编号： 1004-6062（ 2012） 04-0001-07
0 引言
当今城市发展 面 临 着 各 种 各 样 的 挑 战，如 环 境、食 品 安 全、能源、经济，交通和公共安 全 等。尤 其 是 进 入 21 世 纪 后， 生态 恶 化、粮 食 短 缺、能 源 匮 乏、金 融 海 啸、恐 怖 主 义 等 问 题 层出不穷。这类问题不断蔓延，主要 是 由 于 城 市 并 未 发 展 成 为可自我调节并可持续发展的系统［1］。因此，未 来 的 城 市 发 展必须走智能化、包容性和可持续发展的 道 路［1］。 智 慧 城 市 的概念也开始逐步萌芽。
表 1 国内调研情况介绍
Βιβλιοθήκη Baidu
调研时间 2012. 06 2012. 07 2012. 07 2012. 07 2012. 07 2012. 07
调研对象 浙江省经济和信息化委员会
杭州市城市管理委员会 杭州市经济和信息化委员会 宁波市经济和信息化委员会 宁波市 81890 求助服务中心 浙江省思创理德物联科技有限公司
系统［3］。前者是科技创新层面的技术因素 ，后 者 是 社 会 创 新 层面的技术经济因素。由此可以看 出，创 新 在 智 慧 城 市 发 展 中的驱动作用。
后来，智慧城市 的 概 念 逐 步 发 展，关 注 的 焦 点 不 再 局 限 于硬件设施的建设，更 注 重 城 市 的 人 文 和 教 育 环 境 建 设［4］， 即重视城市建设的软实力。持这一 观 点 的 学 者 认 为，硬 件 设 施建设是建设智 慧 城 市 的 基 础，但 要 想 保 证 其 可 持 续 发 展， 离不开人文、教育 和 社 会 资 本 在 其 中 的 作 用［5］。 举 例 来 说， 信息技术手段在智慧城市建设中的 作 用，不 应 仅 局 限 于 提 升 政府、企业和其他 组 织 提 升 其 工 作 效 率［6］。 更 要 的 是，它 能 为城市未来发展方向的民主讨论提供一种高效的教育和交 流平台［7］。这种交流平 台 可 以 帮 助 城 市 更 有 效 地 了 解 市 民 期望的智慧城市能为他们提供的服 务，并 将 这 种 信 息 反 馈 整 合到智慧城市建设的规划中。换句 话 说，这 时 的 智 慧 城 市 概