智慧城市顶层设计探讨[图]

0  前言

我国很多地区目前都在进行着智慧城市的实践，然而，现有的所谓智慧城市，都只是在城市内建设的某些智慧应用，如智慧教育、智能交通等，或者只在市内实现局部的智慧园区、智慧社区等，这些应用只是一个个的信息孤岛，不能实现不同应用之间的数据共享或应用穿透，距离全方位的智慧城市最多只能算作初级阶段。要想实现不同智慧应用的协同和穿透，必须有一套完整的顶层设计作为指引。试想一下，在一个条块分割的行政体系下，智慧城市推进如果没有一个整体性的顶层设计来指导，在实施过程中必然会遭遇各自为政、数据烟囱等信息化建设的老问题，增加智慧城市建设失败的风险。因此，住建部最近也表示，将高起点构架智慧城市的顶层设计，通过试点，探索、总结、提炼创新的城镇化发展模式。本文将尝试对智慧城市的顶层设计进行探讨。

1  我国智慧城市的宗旨

从最新出台的 “全球十大智慧城市”，例如维也纳、多伦多、巴黎、纽约、东京等城市来看，国外智慧城市的主要宗旨，是利用信息和通信技术（ICT）使城市生活更加智能，基本上包括以下内容：高效利用资源，实现成本和能源节约；改进服务交付，提升生活质量；减少对环境影响，支持创新和低碳。而在我国，对智慧城市的理解应该更加丰富。通过调研汇总，我们认为我国智慧城市建设的宗旨除了国外考虑的城市生活智能、低碳环保外，还重点考虑了促进政务能力的提升、推进产业发展等方面的因素。因此，可以用6个字来概括中国智慧城市的宗旨——“强政、兴业、惠民”。

在强政方面，鉴于我国的智慧城市规划和建设都是在政府主导下进行，因此智慧城市能否提高政府的行政、管理能力成为政府建设愿望的重要驱动力；同时一个充分信息化的政府在认知和管理水平上也更有能力推动智慧城市本身的建设。兴业方面，住建部副部长的讲话有一定代表性：“智慧城市是贯彻落实我国城镇化战略部署的具体任务，也是扩大内需、启动投资、促进产业升级和转型的新要求。”

2  智慧城市的顶层设计

顶层设计这一概念原本是一个系统工程学的概念，此概念强调的是一项工程“整体理念”的具体化。就是说，要完成一项复杂工程，就要以理念一致、功能协调、结构统一、资源共享、部件标准化等系统论的方法，从全局视角出发，对项目的各个层次、要素进行统筹考虑。

对于智慧城市的顶层设计，目前我国都还在尝试阶段，尚无发现一套成熟的顶层设计出现。总体来说，智慧城市的顶层设计，是一个城市战略层面的蓝图设计，是从全方位的视角，进行智慧城市总体架构的设计，对整个架构的各个方面、各种参与力量、各种正面的促进因素和负面的限制因素进行统筹规划和设计，力争达到网络、技术、产业与应用发展之间的统筹、协调，以便顺利地将智慧城市向前推进，增加城市发展的红利。

本文主要从以下4个方面论述智慧城市的顶层设计。

a） 以体制机制为保障，营造和谐发展氛围。

b） 以云平台为统领，牵引分布式智慧应用。

c） 以基础设施为依托，打造智慧城市根基。

d） 以先进技术为支撑，实现数据穿透和挖掘。

2.1  以体制机制为保障，营造和谐发展氛围

智慧城市的创建首先需要从城市的体制机制层面提供根本的保障，只有完善的管理机制，才能保障又好又快地建设智慧城市，才能营造和谐的智慧城市发展环境。智慧城市的发展环境主要包括适当的规范体系和评估体系、良好的信息安全体系以及和谐的智慧城市发展氛围。

2.1.1  智慧城市的生态环境概述

智慧城市的建设和发展是一个复杂而漫长的征程，它涉及到政府的相关部门，涉及到移动、联通、电信及广电等运营商，还涉及到国内外大量的硬件设备供应商、应用软件开发商、各种系统集成商以及相关的代维、渠道合作伙伴等等。在这个庞杂的生态环境里（如图1），各个合作伙伴都有不同的诉求或利益，如何统筹、协调管理好相关的合作伙伴，使智慧城市的打造能够有序进行，是必须首先考虑的问题。

政府作为智慧城市建设的主体，应该负起这个责任。而我国目前大部分城市的现实状况是，项目建设多头管理，包括发改委、经信委或科技主管部门等，都在推动智慧城市建设的不同项目。由于缺乏统一的主管部门，造成智慧城市顶层设计主体的缺失。因此在机制方面，建议采取如下措施。

政府要指定或组建统一的智慧城市主管部门，形成统筹智慧城市人、财、物、事的管理体制。只有这样，才可能达到网络、产业与应用发展之间的协同并进，营造良好的智慧城市发展氛围。

2.1.2  规范体系和评估体系

规范体系的建设是智慧城市实现信息共享和应用协同的基础，只有统一的且兼容性良好的规范体系作为标准，如良好兼容性的接口标准、统一的目录体系等，才能在各个智慧应用系统之上基于云平台搭建资源共享与交换中心，促进不同部门或行业之间的信息和应用穿透，推动信息资源向社会开放。

规范体系由总体标准和管理规范组成。总体标准包括术语框架和法律法规；管理规范包括质量管理体系规范、软件研制能力成熟度规范和软件项目管理规范等。智慧城市规范体系的制订，要依照《规范体系表编制原则和要求》（GB/T 13016-2009）中的有关规定，注重总体的分类合理和结构科学。既要注重与现行信息技术有关的国家标准、行业标准和国际标准的相互衔接，又要充分考虑智慧城市信息系统不断发展对标准提出的更新、扩展和延伸的要求。

另外，评估或考评体系也是智慧城市必不可少的部分。评估最主要的作用是用来测评智慧城市相关项目的目标实现度以及所产生的延伸效应。评估维度主要包括信息化基础、组织提升、公共效益和公众满意等方面。目前不少城市也在进行着这方面的尝试。

2.1.3  信息安全体系

智慧城市实现了各行各业各类数据资源的集中和充分共享，同时也带来了数据安全的风险，因此必须树立安全为本的观念，设立信息安全体系，设置信息安全的机构和队伍，充分考虑可能受到的干扰和攻击等因素，寻找智慧城市系统的安全参数和平衡点，实现对信息安全管理和应用。

信息安全体系应该以信息安全策略来统领（如图2）。以信息安全制度作保障，利用先进的安全技术作为支撑，例如设置信息加固和容灾系统，保证信息的安全可靠。

2.2  以云平台为统领，牵引分布式智慧应用

智慧城市的总体架构不完全统一，每个城市根据自己情况会有所差异。一般来说，其整体架构包括：感知层、基础能力层、服务框架层和业务运营层，如图3。

a） 感知层：主要利用物联网，在城市基础设施上设置传感器或监控器，组成感知网，采集城市基础数据，激活现有城市部件和生产生活功能部件。

b） 基础能力层：主要采用云计算技术，设置云平台，通过计算资源池、存储资源池等提供基础支撑能力，为上层服务提供信息共享，互联互通。另外，感知层采集的信息需要通过有线、无线的网络资源池向云平台传送。

c） 服务框架层：为相关应用提供最小服务颗粒，如支付服务、位置服务、终端服务等。通过标准服务接口，实现服务能力组装，同时为开发者提供开发环境和相应的服务支持。

d） 业务运营层：包括民生、产业、政务、城市管理等各个领域的业务部署，实现智慧应用及业务展现。本层的各个智慧应用子系统一般分布设置于城市的各个行业或部门。

从上述的总体架构可知，智慧城市的打造需要设置统一的、强有力的计算资源池、存储资源池等，为上层应用提供服务，这些资源池最好的实现方法就是云平台。云平台存储城市运行中方方面面的海量数据，并对数据进行筛选、归类、分析，同时为上层各种智慧应用提供快速、专家式的响应。智慧城市要需要以云平台作为统领，相关的智慧应用如智慧政务、智慧教育、智慧能源、智慧食品安全、智慧公共安全、智慧环保、智慧医疗、智慧交通等应用可在业务运营层面根据需求的轻重缓急分步分批建设，设置在云平台下。通过这样的分层建设，达到平台能力及应用的可成长、可扩充系统框架。

2.3  以基础设施为依托，打造智慧城市根基

这里所说的基础设施主要指信息基础设施。智慧城市需要感知城市每个角落发生的事件或状况，并且需要及时将这些感知的信息传送到云平台，这就需要以遍布城市的有线、无线网络基础设施为依托。智慧城市涉及的基础设施主要有：

a） 感知基础设施：主要指物联网，通过射频识别（RFID）、视频和移动终端等手段，采集城市基础数据，为智慧城市提供智能化、泛在化的信息感知。

b） 网络基础设施：主要指目前移动、联通、电信和广电运营商建设的“无线城市”、“城市光网”、“三网融合”等的网络设施，包括3G、LTE、Wi-Fi、超宽带等网络或技术，形成固定和移动的通信网络。

c） 云平台基础设施：主要指城市的云计算中心、IDC数据中心以及政府、行业的云平台，为智慧城市提供强有力的计算、分析和存储能力。

只有这些有线、无线基础设施对城市实现了良好的覆盖和通达，智慧城市才能具备感知城市的基础。

2.4  以先进技术为支撑，实现数据穿透和挖掘

智慧城市的打造是一项创新性的工作，几乎囊括了目前出现的所有先进通信、信息新技术或应用。而其关键主要有四项：移动互联网、物联网，云计算和大数据。各种技术或应用描述如表1。

随着智慧城市的发展，新的信息技术还会不断涌现，这些新技术将从不同角度丰富我们的智慧城市。

3  结束语

以上主要从4个方面对智慧城市的顶层设计进行了总体的探讨，对于每个城市来说，应在充分借鉴国内外相关顶层设计方法论的基础上，建立符合本地实际的智慧城市顶层设计。

另外，为了更好实现智慧城市惠民的宗旨，政府应积极开展宣传或培训，提升市民感知性，营造智慧城市氛围，例如积极举办各类宣传推广活动，充分盘点总结智慧城市建设阶段性成果，降低智慧应用的学习门槛，帮助市民更多地了解、体验和参与到智慧城市实践中来。多形式、多渠道长期性征集各方建议，提升互动性，激发民众创造性，形成全社会支持智慧城市建设的良好气氛。通过普及让市民们对智慧城市的生活产生向往，在使用中老百姓才会提出更多的需求，使得智慧城市真正服务于市民，呼应社会对智慧城市不同阶段、不同层次、不同方面的诉求，真正使人民共享智慧城市的成果 。

参考文献：

董颖，张克平. 物联网产业是“智慧无锡”与“感知中国”基石［EB/OL］. ［2012-12-27］. www.im2m.com.cn.