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智慧城市的基礎架構與應用探討

來源:網絡 
文章附圖

題解:國家新型四化-工業化、信息化、城鎮化、農業現代化-道路中專門提到信息化,究竟有何意義?住建部今年連續兩次發布智慧城市試點名單,共涉及到193個城市和地區,涉及4000億的市場規模。據世界銀行測算:一個百萬人口的智慧城市建設,當其達到實際應用程度的75%時,該城市的GDP在不變的條件下將能增加3.5倍。智慧城市究竟是什么?怎么做?數字城市,智能城市,智慧城市有什么根本區別?相關產業如何形成?在這個信息產業盛宴里我們究竟怎么參與和拓展?


由于智慧城市是一個巨系統,我先在僅僅通過信息化建設來展開,歡迎大家討論。主題是智慧城市中信息化領域,主要是4I+木桶+3類企業和產業思索。

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這 張圖完全展示了社會發展趨勢,就是經歷農業化,工業化和信息化,以及網絡化。美國農業和工業已經到達很高高度,所以大力發現信息產業,這就是 IBM,CISCO,FB等。其中對應關系也基本能夠看出,目前信息化是工業化后的又一個發展里程碑。目前的物聯網、云計算、大數據出現,奠定了智慧城市 的可實施性。OK,第一個問題解決了,就是信息化是工業化后必須之路,兩化融合不斷提出工業和信息化部門就是解決這個問題,下一部分我繼續給大家介紹城鎮 化的問題。


據 聯合國世界人口預測,2020年全球將有超過一半的人生活在城市,中國城鎮化率從1978年的19%已經上升到2012年的52.6%,但距美國1990 年水平還差距21.4%。中國城鎮化率2020年將超過60%,據測算,每提高1個百分點,直接消費可拉動GDP增長1.5個百分點;帶來的年投資達到 6.5萬億元;中國2012年GDP約為52萬億,2020年預計達到92萬億規模,城鎮化成為經濟發展的最大“發動機”。請見下圖:

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由于上面兩個條件,所以智慧城市概念不斷熱炒,由于是巨系統,所以還在完善,目前八部委在聯合做智慧城市指標體系。下面是政府報告中關于智慧城市的內容:

1. 十八大報告:2012年11月8日總書記胡錦濤十八大報告提出:“堅持走中國特色新型工業化、信息化、城鎮化、農業現代化道路,推動信息化和工業化深度融合、工業化和城鎮化良性互動、城鎮化和農業現代化相互協調,促進工業化、信息化、城鎮化、農業現代化同步發展?!?/p>


2. 國 家總理李克強2013年3月17日在政府任職工作中強調“以人為本來推進新型城鎮化建設”是新一屆政府的中國重點。2013年7月12日主持召開國務院常 務會議研究部署加快發展節能環保產業,促進信息消費,拉動國內有效需求,推動經濟轉型升級。在有條件的城市開展智慧城市試點示范建設。


3. 住建部在2013年2月、8月公布兩批國家智慧城市試點名單,分別90個和103個,共計193個城市。上海的浦東新區在第一批試點名單中。


其 中800億是第一批國開行支持,后續引入資金達到4000億。目前這些錢還沒有完全落實到申請單位。國家信息中心信息化研究部首席工程師單志廣透露,我國 提出智慧城市建設的城市投資規模預計超過1.1萬億元。有業內人士表示,未來10年智慧城市投資規模有望達到2萬億元。此外,據世界銀行測算:一個百萬人 口的智慧城市建設,當其達到實際應用程度的75%時,該城市的GDP在不變的條件下將能增加3.5倍。由于和高層關系良好,預計10年后啟動智慧中國,而 智慧中國落地單位肯定是地方政府,所以城市智慧化是目前要做的工作。


什么是智慧城市?


其 實智慧城市是IBM提出,我這里不說了,由于涉及到國家安全,現在政府統一認為不適合在中國建設。智慧城市涉及兩個方面,即智慧和城市,其實就是信息化和 城市化,或者城鎮化,最后落腳到城市,即城市是重點。諾貝爾經濟學獎得主 斯蒂格利茨提到:“中國的城市化和新技術革命是影響21世紀人類進程的兩大關鍵 性因素?!闭堃娤聢D:

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這 兩個領域可以說需要非常長的時間才能融合,所以智慧城市涉及到的問題非常多。首先是頂層設計,需要系統考慮“善政、惠民、興業”,解決市政府無法總體直觀 把握本地區城市信息化建設的問題:當前多數建設廠家為了城市信息化或者智能化建設而建設,沒有一體化從政務服務、產業支撐、民生服務,以及當地特色和建設 的長期性、可持續性考慮。要和本地區特色考慮,體現"一城一策"、聚焦“善政、惠民、興業”開展頂層設計和建設實施工作,充分體現“多用信息少用能源”, “多用信息少用管制”,“多用信息少受災害”,“多用信息多利群眾”的核心思想。目前很多地方把數字城市再拿出來說成智慧城市。就和企業信息化一樣,城市 信息化這需要經過數字化,智能化和智慧化三個階段。下面再用一圖說明三個概念區別:


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這張圖是我花費兩個月時間做出,一樣能夠解惑目前智慧城市亂像。


第一層:目前絕大多數都在數字城市階段。就是把最下面的建筑物等數字化,這就是我們說的感知,全面感知。感知分兩個領域,就是基礎感知和業務感知,感知后才是智能。如果要建設智慧城市,該層就是必須的,所以是基礎層。


第 二層:利用數據中心,云計算,大數據,達到智能,是數據層數據相互貫通,相互協作和共享。這解決了政府關心的第二個問題。解決各局委辦信息化建設總體效果 差、資金浪費、“信息孤島”問題:把握“量力而行,盡力而為,突出重點,講求實效”的十六字方針。當前各局委辦分頭建設的系統零打碎敲、多個指揮中心、一 根電線桿上多個部門的攝像頭這樣的情況比比皆是,不僅造成前后脫節、重復建設、資金浪費、整合困難,總體應用效果差,使得有限的資金沒有發揮應有的效益。 通過建設集約共享開放的“智慧城市云平臺”,系統化解決各局委辦分頭建設造成“信息煙囪”,“信息孤島”,通過云平臺集中式、統籌共享建設,可極大提高市 政府資金使用效率,大大緩解財政一次性投入的壓力。根據計算,可以節約費用達到70%


第 三層:所謂智慧,其實城市和信息化是不可能達到的,這是所有專家共識,智慧只有人才有,機器人最好也就是智能機器人。不用說目前信息化遠遠沒有達到,所以 必須是結合人的智慧,才形成第三層,就是政府關心的第三個問題。這個層面是把數字化的各個領域相互貫通,形成新的產業。比如旅游養老類似,是跨兩個領域, 這個我相信大家都清楚熊比特創新理論,這個層面就可以利用這個理論創造新的產業,我就不詳談了。


其實這個還沒有結束,我認為是一個循環過程,上面結束后,就倒轉過來,重新定義三層次。目前說的智慧城市頂層設計,主要兩個分類,一個是廣義,一個是狹義。請見下圖:

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總體是廣義智慧城市,其中右面是狹義的智慧城市定義,總體上遵從EA架構(enterprise architecture),這也是目前另外一個理解錯誤。我們接到很多智慧城市頂層設計邀請,都是狹義。


至此,上面講了智慧城市總體架構和三層區分,下面我說說4I,其實也是上面三層演化而來。請見圖示:


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突出數字,智能,智慧,產業,其中的數字層其實涉及到制造業比較多。傳感技術很多植入機械。


后面我再說說木桶結構,其實也是企業信息化演變而來。類似一個帶蓋的木桶,有底,有桶壁和桶蓋。底就是云平臺和云計算。壁就是國家制度,安全措施和運維體系,蓋子就是運營體系。這就是IOC,運營中心。應用就是里面的水,怎么放都行。如下圖所示:


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由于參與項目比較多,我說一下目前參與項目的模式,主要是PPP,其實用的是BOT,BT等。主要解決資金問題。


最后給大家說說地方政府關心幾個問題:第一就是頂層設計;第二是總體實施問題;第三是資金問題;第四是運營問題;第五是產業和品牌問題。


后 面是可能形成的信息產業分類,用我們公司專家北大教授的話來說,第一類就是智慧城市的頂層設計、系統建模這樣的咨詢公司。第二類是智慧城市的解決方案的承 包商,像中興這樣的,包括東軟等,都有可能成長為這樣的角色。第三類就是運維商,當然還有很多大大小小的企業,這會形成一個產業鏈。所以這已經是非常明顯 的,將來會成為企業為主體,這樣一個趨勢。


好了,由于內容太多,我就說這些,下面給大家看看新加坡的智慧交通圖片,是我去年考察時候拍攝的。


第一個是開放交通路口攝像頭的API,普通人都可以看交通情況:


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第二個是繁忙路段的扣費卡口:


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第三個是主要站臺的公交車情況:


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問題與討論:


智慧城市與制造業的關系:


“智慧城市”建設將形成對經濟轉型升級、產業結構調整的“催化效應”,加快經濟發展方式的戰略性轉變。對制造業來說,一方面,建設“智慧城市”需要海量的智慧 基礎設施、智慧產品、智慧技術和智慧設備等,這些都需要制造業企業的參與配套,由此,“智慧城市”建設會形成市場巨大、范圍很廣、鏈條很長的智慧制造產業 鏈,催生一批智慧制造產業;

另一方面,“智慧城市”建設將促使智慧技術向傳統制造業領域輻射滲透,給傳統產業植入智能化、信息化的“芯片”,加快開發智能 化、數字化、智慧化的新產品,從而推動傳統制造業的轉型升級。有基礎、有條件的相關制造業企業要抓住“智慧城市”建設帶來的歷史性機遇,加快由“一般制 造”向“智慧制造”轉型升級,搶占智慧制造產業的先機和高地。根據管理和技術咨詢公司博斯艾倫(Booz Allen)的研究,在未來25年內僅對全球的城市供水、供電和交通系統進行智能化改造,就需要投入40多萬億美元,這一數字差不多是全球所有股票市場上 所有股票的市值。另據IBM中國商業價值研究院的研究結果,未來中國僅在“智慧醫療”基礎設施方面的投入就將超過300億元人民幣,“智慧城市”建設派生 的智慧制造業市場之大由此可見一斑 。


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主要涉及三方面:就是傳統說的G2G,G2B,G2C。廣義智慧城市的概念,就是智慧城市是用人的智慧和先進的科學技術發展并管理好的城市,有四個要素,就是要以人為基礎,土地為載體,信息技術為先導,資本為后盾。


@宋同學:土地為載體?

@張志剛:目前一線城市可以智能化,智慧化還沒有到。二線,三線開始數字化,即城鎮化,或者就是城市,信息化和資本。其實每年各個地方也有千萬上億的投入,就 是零散,效果不好。第一階段是政府的管理類比較多,目前我們在一些地方開始園區,醫療,旅游,教育方面建設。旅游和醫療,以及和管理結合形成新產業。

@汪同學:探討一下,新加坡稅率那么低,還搞智慧城市,靠什么來還錢?

@張志剛:他們做信息產業輸出,政府出面到處拉企業在國外建設電子政務,本國主要是便民,提供了1000多項服務,5分鐘企業完成報稅。每個小企業都能實時查看以及給國家繳稅情況,國家提供相應政策給企業,所以很多聽見他們在說,我應該給國家做些什么,和我們拿些什么相反。

@路同學:95年參觀新加坡國家信息中心,非常強大的互聯互通,機場和港口是引以為傲世界級管控、服務、快捷和吞吐量。

@葉同學:我聽說寧波的公交車系統可以顯示下一班車的到達時間等等?

@張志剛:是的,這個是實際運作的時候要多考慮,成熟一個做一個。幾年前新加坡就有了,新加坡全國汽車一卡通,高速,小區都是。這就是信息化帶來的行政透明。

@汪同學:我覺得智慧城市的出發點從節省城市運營費用和維穩費用入手有前途!

@張志剛:這個也是政府關心的一點,我們建設的時候都解決了。所以目前一般建設二線市,以及一線的區為單位。


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