深入理解“智慧城市”

一、引言

城市本质可以表述为“通过基础设施和公共服务的集中供给，在空间、环境、能源等有限资源条件下实现生产效率和居民幸福感的提升的复杂功能网络平台”。
现实中，人们面临的所有城市问题几乎都可以归结为一个共同的痛点：解决有限的基础设施和服务能力与高速增长的需求之间的矛盾。交通拥堵、内涝、能源短缺、环境污染等体现了基础设施的动态服务能力和效率不足；住房供给、房价、教育医疗等公共设施问题体现了住房和公共服务的布局、供给量与服务水平不足。

在当下这样的大数据和人工智能时代，人类拥有了互联网和物联网，城市里面的每一个建筑、每一个人，甚至是每一块砖、每一滴水，都有了一个共同的具象的载体——数据。
智慧城市的实现，本质上说就是从采集数据、分析数据再到应用数据的过程。

二、智慧城市的概念

百度百科说，智慧城市（英语：Smart City）是指利用各种信息技术或创新概念，将城市的系统和服务打通、集成，以提升资源运用的效率，优化城市管理和服务，以及改善市民生活质量。智慧城市是把新一代信息技术充分运用在城市中各行各业基于知识社会下一代创新（创新2.0）的城市信息化高级形态，实现信息化、工业化与城镇化深度融合，有助于缓解“大城市病”，提高城镇化质量，实现精细化和动态管理，并提升城市管理成效和改善市民生活质量。

这个概念可能太过笼统和官方，我个人的理解是，通过“智慧城市”打造出来的城市就仿佛是我们的人体，城市里的每一个元素都可以对应成人体的器官，城市里的网络线路对应人体的神经，城市里的数据中心对应人体的大脑。器官负责采集数据，神经负责传递数据，大脑负责分析和应用这些数据。

三、现阶段的智慧城市

智慧城市的概念最早源于2018年IBM提出的“智慧地球”这一理念，2012年我国首批国家智慧城市试点名单出炉。几年的时间里，信息技术发展水平虽然突飞猛进，城市信息化进程也有了长足的发展，但是现在阶段仍远不能达到智慧城市标准的要求。

现阶段常见的产业模式是：通过物联网、传感器等技术对传统的城市公共品进行改造，使其具备共享化的低成本运营能力，并可以在运营过程中获得持续收益，例如共享单车。这种运营驱动的逻辑要求企业具备产品和运营的双重能力，并可以在产品设计阶段就植入可运营的技术要素。在运营过程中，产品整个生命周期都会产生大量的数据流，人力驱动的管理方式变成数据驱动。一方面，可以优化产品运营本身，降低运营人力成本和综合成本，并通过人工智能使产品运维效率不断迭代提升，改善用户体验；另一方面，城市中各种产品和系统运维的数据，汇聚到城市数据平台中，彼此交叉和结合，又可以去帮助优化其他系统；而所有系统的数据，则全面描述了城市本身的运行，通过城市级的决策支持系统，实现城市的科学规划和精细化管理。总的来说，从传统的一次性售卖或者租用的盈利模式，转为两个盈利阶段，一段是产品运营收益，一段是数据运营收益，后者将会越来越大以至于最终超越前者。

3.1 智慧交通

共享单车是城市信息化的一个非常典型的产品：相对于传统的政府公共自行车，物联网使单个车辆可以实时在线，可精确定位，并接受控制；用户不需要拥有车辆的所有权，可以随时获得使用权，并可以通过定位服务找到车辆使用，用后在目的地附近合法地点自由归还。摩拜单车既是设备商也是运营商，通过人工智能大数据平台，技术人员可以智能化决策调度车辆的时空分布（类似的，如果是汽车，甚至可以自动驾驶完成调度）；摩拜的采集的数据可以帮助其他城市进行各种城市规划和运营的分析和优化，提出包括步行系统、公交系统、街道设计、零售选址等系统的建议；还可以将摩拜的数据接入了城市的大数据平台，通过各种分析模型，形成城市级别的决策模型，对从宏观到微观的各种城市问题进行实时的问题分析和决策支持，实现精细化的城市治理。

共享单车之外，还有很多实时软件影响着我们的生活：“饿了吗”外卖的送餐路线、“车来了”公交到站时间提醒、“滴滴出行”这类出行平台，无一不是通过物联网感知和采集城市数据，再从宏观平台实现交通调度和规划，从而达到优化人类城市生活的目的。

3.2 智慧医疗

随着社会的发展，人们对健康和医疗水平有了新的要求。但是医疗资源大多都集中于大城市没，这就导致广大人民群众看病难、挂号难等诸多问题。智慧医疗的出现，基于先进的物联网技术，可以将居民的身体健康状况采集并发送到云端服务器。像感冒这样的小病 ，可以通过网络获取治疗 ，大可不必去医院看病 ，把更多的医疗资源集中到了病情更加严重的病患治疗上。还可以利用远程监护：对于已经接受了治疗 ，但仍处于监护期或康复期、需要医务人员监视的病患 ，可以通过佩戴可穿戴的电子设备 ，远程发送身体各项指标。这样 ，病患就可以回家接受远程监护，节省了医院的医疗资源，从而优化医疗资源结构，达到提高城市医疗水平的目的。

3.3智慧环境保护

智慧环保是互联网技术与环境信息化相结合的概念。
“智慧环保”是“数字环保”概念在智慧城市里的延伸和拓展。其主要依托物联网技术 ，在各种环境监控对象嵌入传感器和相应设备 ，然后通过大数据、云计算等技术整合环保领域物联网，实现政府部门对环境的监控和管理对于常规的环境污染（空气污染、水污染、固废污染、噪声污染等），智慧环保可以在环境质量监测、污染源监控、排污收费管理、污染投诉处理平台、环境信息发布门户网站等方面为环保行政部门提供监管手段，并及时获取环境信息，提高环境管理和环境保护的效率。对于比较危险的环境污染（如化学品污染、核辐射污染等，智慧环保的优势在于不需要监管人员亲自去调查污染，而是通过物联网技术，识别分析相关信息并整合到平台上，降低监管人员的伤亡风险。
各工业部门可以通过智慧环保系统，统计调查工厂、企业的废水、废气、废渣的排放数量，实时监控排放量，控制生产速度。这样可以有效避免因污染物排放过量或不合格所面临的罚单。

上述这几类融合了智慧城市概念的平台与传统可视化平台的共同区别是，海量的物联网设备和巨大的交易量，需要底层强大的实时数据汇聚处理和分析计算能力，前端除了解决大量并发数据的可视化以外，复杂的业务逻辑也对交互设计提出了很高的要求。类似平台支持的基于物联网和互联网的基础设施和公共服务乃至商业服务，将成为未来城市运营的主流模式。

四、智慧城市的未来发展

中美贸易战的打响让越来越多的人关注5G这个概念。为什么大家对5G有着不同以往的期待？就技术来说，5G几乎满足了关于无线通讯的一切想象，连续广域覆盖可高速移动、低时延高可靠、低功耗大连接、高容量。无线通讯的技术进步，无非围绕频率、带宽、功率和信噪比的一系列数学关系的优化，5G之所以和以往的升级不同，就是这次的频谱效率基本达到了香农定理的极限，如果没有基础理论的革命性的升级，5G之后的更新提速基本已经成为不可能。就现实来说，也许是因为这次升级看起来将要达到一些大家向往已久的临界点，会引发一系列质变，当然也会带来无穷的新商机，对城市的规划、建设、运营和管理的影响更会十分巨大。可以说，我们之前搞的所有关于智慧城市领域的创新，皆是5G时代开始的新城市革命的序章。智慧城市的未来发展，也必将需要5G这项关键技术。

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