鄭 偉 俞曉輝 桑育海

（中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司南京市分公司，江蘇南京 210000）

0 引言

進(jìn)入21 世紀(jì)，人類科技一路狂奔，計(jì)算和連接的能力突飛猛進(jìn)。物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新概念接連出現(xiàn)，推動(dòng)整個(gè)社會(huì)加速走向信息化、數(shù)字化和智能化。在這個(gè)過程中智慧工廠、智慧園區(qū)、智慧農(nóng)業(yè)等新概念開始層出不窮。城市作為人類文明的重要標(biāo)志，經(jīng)過數(shù)千年的發(fā)展，變得越來越龐大。大量的人口聚集，引發(fā)了交通擁堵、治安混亂、資源匱乏等眾多問題。作為城市的管理者，政府迫切希望借助信息通信技術(shù)來解決問題，延續(xù)城市的健康發(fā)展，于是智慧城市的理念應(yīng)運(yùn)而生。

1 智慧城市的含義及意義

近年來，智慧城市這個(gè)詞匯開始越來越多地出現(xiàn)在人們的視野，關(guān)于智慧城市的理解可以從兩方面入手。從廣義的層面理解，智慧城市是指借助信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的社會(huì)生活方式進(jìn)行革新，既包括個(gè)人，也包括企業(yè)和政府。社會(huì)的應(yīng)用是最寬泛的[1]。如購物消費(fèi)、家居生活、交通運(yùn)輸、公共安全、企業(yè)園區(qū)、教育醫(yī)療、生產(chǎn)制造、農(nóng)林種植等。狹義的智慧城市則是指借助信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)城市的有效管理，專指城市管理，也就是政府職能相關(guān)的領(lǐng)域，如公共安全、應(yīng)急管理、市政設(shè)施、環(huán)境治理、民生服務(wù)等。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的不斷深入，人類社會(huì)空前繁榮，其中最具代表性的就是全球城市化進(jìn)程不斷加快，城市的高速發(fā)展、人口的急速膨脹為城市治理帶來了巨大的挑戰(zhàn)。城市基礎(chǔ)設(shè)施跟不上、交通混亂擁堵、環(huán)境污染嚴(yán)重、公共安全事件頻發(fā)影響了城市的進(jìn)一步發(fā)展，也影響了居民的幸福指數(shù)。在這個(gè)過程中不少學(xué)者就提出了“無線城市”“數(shù)字城市”的理念，這些理念都可以理解為智慧城市的早期理念[2]。中國是人口大國，經(jīng)歷了幾十年的改革開放，城市的發(fā)展速度非?？?，面臨的城市治理問題也更加嚴(yán)重。所以，中國對(duì)智慧城市的需求非常迫切。

智慧城市的構(gòu)想對(duì)于高速發(fā)展的中國有重要意義，改革開放以來中國社會(huì)快速發(fā)展，在這個(gè)過程中大量的人口向城市聚集，為了滿足社會(huì)發(fā)展的需要，各地相關(guān)部門也開始嘗試智慧城市的建設(shè)，并取得了一定的成績。智慧城市的建設(shè)需要以通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，而中國有世界上最龐大的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，也有世界上最全的ICT 產(chǎn)業(yè)鏈，具有技術(shù)和人才儲(chǔ)備優(yōu)勢，建設(shè)成本相對(duì)較低。借助智慧城市的建設(shè)，各地政府對(duì)于城市的管理水平得到了全面提高，更重要的是智慧城市系統(tǒng)有效提高了城市居民的生活水平，得益于智慧城市對(duì)社會(huì)資源的整合，城市中出現(xiàn)了大量的勞動(dòng)崗位，可以說智慧城市的出現(xiàn)有效提高了我國的城市化水平。

2 目前智慧城市發(fā)展需要解決的問題

智慧城市的建設(shè)絕不僅僅是將城市的各類資源進(jìn)行簡單的整合，更重要的是要基于城市發(fā)展的需要，借助信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)行業(yè)以及傳統(tǒng)城市管理模式的革新，在這個(gè)過程中大量的計(jì)算成為了智慧城市建設(shè)必須要解決的問題[3]。城市的發(fā)展需要以社會(huì)生產(chǎn)為基礎(chǔ)，為了推動(dòng)智慧城市構(gòu)想的實(shí)現(xiàn)還需要對(duì)傳統(tǒng)的社會(huì)生產(chǎn)方式進(jìn)行革新，借助智能工廠、無人化商店等模式提高社會(huì)生產(chǎn)效率。隨著智慧城市的建立，城市管理部門每天要處理的信息量將會(huì)呈幾何式增長，傳統(tǒng)的人工難以對(duì)這些信息進(jìn)行有效的處理，全新的城市管理模式也成為了智慧城市發(fā)展中必須要面對(duì)的問題。

2.1 城市信息處理效率無法滿足智慧城市的發(fā)展需求

智慧城市的一大特點(diǎn)就是城市人口眾多，眾多人口聚集在較為擁擠的城市，必然會(huì)給城市基礎(chǔ)設(shè)施帶來沉重的負(fù)擔(dān)。以杭州為例，杭州現(xiàn)擁有數(shù)以萬計(jì)的紅綠燈且基礎(chǔ)交通設(shè)施已非常健全。傳統(tǒng)方式下，所有的紅綠燈遵循統(tǒng)一預(yù)設(shè)的程序進(jìn)行交通指揮，這種方式在近年來杭州車流量暴增的背景下暴露出了很大的弊端，很多時(shí)候會(huì)出現(xiàn)前方幾公里的紅綠燈已將車輛放行，當(dāng)前紅綠燈積壓的車流量排成長隊(duì)，造成這種情況的原因主要包括3 個(gè)方面。

首先，單個(gè)交通指揮終端各自為政，沒有形成統(tǒng)一的管理網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)紅綠燈按照自己內(nèi)置程序變燈，不會(huì)考慮自己周圍的協(xié)同設(shè)施矩陣，無法發(fā)揮協(xié)同作用；其次，交通指揮終端內(nèi)置程序死板，無法根據(jù)實(shí)時(shí)流量動(dòng)態(tài)調(diào)整。大部分城市的交通信號(hào)燈都是內(nèi)置定死的變燈流程，不會(huì)感知到當(dāng)前車流量動(dòng)態(tài)；最后，交通部門無法根據(jù)城市規(guī)模發(fā)展對(duì)交通設(shè)施做出合理預(yù)估，杭州近些年發(fā)展很快，交通部門人為預(yù)估基礎(chǔ)設(shè)施的合理度非常困難，在應(yīng)對(duì)極端情況下更是如此。造成這種情況的根源在于缺乏一個(gè)高效的計(jì)算平臺(tái)對(duì)城市的運(yùn)行情況進(jìn)行全面的模擬。

2.2 社會(huì)生產(chǎn)方式無法滿足智慧城市的發(fā)展需求

智慧城市的發(fā)展必然會(huì)造成人口的快速增長，為了滿足社會(huì)發(fā)展的需求，需要對(duì)傳統(tǒng)的社會(huì)生產(chǎn)方式進(jìn)行革新，以此提高社會(huì)生產(chǎn)效率。以傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為例，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要大量的人工和機(jī)械參與到農(nóng)業(yè)的耕、種、管、收4 個(gè)環(huán)節(jié)，最終的收成也十分依賴農(nóng)業(yè)技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)。這種生產(chǎn)方式顯然無法滿足智慧城市的發(fā)展需求。造成農(nóng)業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)方式落后的根本原因在于，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是一項(xiàng)需要同時(shí)對(duì)多項(xiàng)信息進(jìn)行處理的復(fù)雜模式，如土壤、水、肥、光照等因素都會(huì)影響到最終的收成，雖然傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式借助機(jī)械有效提高了生產(chǎn)效率，但很多信息的收集以及處理還是十分依賴人工，這嚴(yán)重限制了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的提高。隨著人們對(duì)智慧城市認(rèn)知的提高，人們發(fā)現(xiàn)通過將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)能夠有效提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。

2.3 城市管理模式無法滿足智慧城市的發(fā)展需求

為了滿足人們的發(fā)展需求，在城市發(fā)展過程中人們探索出了一條較為成熟的城市管理模式，這一模式有效提高了城市生產(chǎn)效率。城市管理模式的存在是為了提高城市的生產(chǎn)效率，在智慧城市中城市管理者每天需要處理的信息開始幾何式增加，傳統(tǒng)的城市管理模式下人工無法對(duì)城市信息進(jìn)行高效的處理。為了滿足智慧城市的發(fā)展需求，人們迫切需要探索出一套全新的管理模式，以實(shí)現(xiàn)對(duì)智慧城市的有效管理[4]。從AI 技術(shù)在圍棋領(lǐng)域戰(zhàn)勝人類開始，AI 技術(shù)開始走進(jìn)大眾的視野，在智慧城市管理中依托云計(jì)算技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，AI 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)智慧城市海量信息的快速處理，能夠有效提高城市管理水平。

3 借助云計(jì)算及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)智慧城市的構(gòu)想

智慧城市建設(shè)中出現(xiàn)各類問題的根本原因是：隨著社會(huì)的發(fā)展，傳統(tǒng)的人工模式已經(jīng)無法有效提高社會(huì)的生產(chǎn)管理效率，進(jìn)而造成的社會(huì)大眾與城市管理模式的矛盾。針對(duì)這一問題可以通過推動(dòng)信息技術(shù)在城市各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行解決，如通過云計(jì)算技術(shù)在城市信息處理中的應(yīng)用，能夠有效提高智慧城市系統(tǒng)對(duì)城市各類信息的自動(dòng)化處理能力；通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在城市生產(chǎn)中的應(yīng)用，能夠有效提高城市的生產(chǎn)效率；通過AI 技術(shù)在城市管理模式中的應(yīng)用，能夠有效提高城市的管理水平。

3.1 將云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于智慧城市的信息處理

所謂的云計(jì)算是一種計(jì)算資源交付模型，將各種服務(wù)器、應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)和其他資源進(jìn)行集成，并通過網(wǎng)絡(luò)以服務(wù)的形式為相關(guān)人員提供這些資源，云計(jì)算可以簡單理解為一種計(jì)算服務(wù)的提供方案，云計(jì)算不同于傳統(tǒng)的計(jì)算服務(wù)器，其容量更大，處理效率更快，而且覆蓋范圍更廣，還能夠根據(jù)業(yè)務(wù)需求的變化，調(diào)整對(duì)服務(wù)的使用[5]。還是以杭州的交通問題為例，當(dāng)?shù)剌^為完善的通信網(wǎng)絡(luò)可以將杭州地區(qū)所有的紅綠燈接入網(wǎng)絡(luò)，將整個(gè)杭州地區(qū)的交通信息匯集到一個(gè)智慧交通系統(tǒng)進(jìn)行處理，以云計(jì)算為底座的智慧交通系統(tǒng)可以充分利用云計(jì)算海量資源、彈性伸縮、高度并行等特點(diǎn)，結(jié)合歷史交通數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，預(yù)測未來一段時(shí)間城市交通流量情況，提前設(shè)計(jì)出合理的分流方案，下發(fā)到全市的信號(hào)燈協(xié)調(diào)指揮系統(tǒng)。隨著各路口攝像頭對(duì)實(shí)時(shí)流量的上報(bào)，大數(shù)據(jù)系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)校正已給出的指揮方案，反饋給協(xié)調(diào)指揮系統(tǒng)，并下發(fā)各終端。借助云計(jì)算能夠有效提高智慧城市的信息處理能力，能夠有效推動(dòng)我國智慧城市的發(fā)展。

3.2 將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于智慧城市的生產(chǎn)

所謂的物聯(lián)網(wǎng)就是指物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，從物聯(lián)網(wǎng)的含義不難看出物聯(lián)網(wǎng)的底層邏輯仍是互聯(lián)網(wǎng)，或者說物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸產(chǎn)物，借助物聯(lián)網(wǎng)個(gè)體能夠?qū)崿F(xiàn)與物品的信息交互[6]。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于智慧城市的生產(chǎn)環(huán)節(jié)能夠有效實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化，進(jìn)而提高智慧城市生產(chǎn)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)效率。以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為例，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，在種植前期可以借助土壤檢測儀、降雨檢測儀等設(shè)備對(duì)農(nóng)田的土壤、降雨量等信息進(jìn)行采集和匯總，農(nóng)業(yè)技術(shù)人員可以根據(jù)自然環(huán)境的變化選擇合適的農(nóng)作物進(jìn)行種植，在種植過程中可以借助農(nóng)機(jī)自駕儀以及農(nóng)業(yè)無人機(jī)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)田生產(chǎn)環(huán)節(jié)的高效管理，在農(nóng)作物生長過程中還可以借助熱成像技術(shù)對(duì)農(nóng)田的病蟲害情況進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測，并采取相應(yīng)的措施。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)是目前能夠提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的方式[7]。不僅僅是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，智慧城市社會(huì)生產(chǎn)的各個(gè)方面都可以通過引入物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的革新，全面提高相關(guān)領(lǐng)域的生產(chǎn)效率。

3.3 將AI 技術(shù)應(yīng)用于智慧城市的管理

AI 技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用能夠有效提高智慧城市的管理水平，所謂的AI 技術(shù)可以理解為一種特征工程，預(yù)設(shè)好特征，AI 技術(shù)通過函數(shù)逼近擬合特征函數(shù)，從而找到輸入和輸出之間的映射函數(shù)。在智慧城市管理中，人們可以預(yù)設(shè)某類事件的處置方案，AI 技術(shù)對(duì)所有接收的事件進(jìn)行特征掃描，對(duì)各類事件進(jìn)行分類，再對(duì)不同的事件給出不同的預(yù)設(shè)處置方案。將AI 技術(shù)應(yīng)用于智慧城市管理中能夠有效減少重復(fù)的工作，提高智慧城市的管理效率。

4 智慧城市在我國的發(fā)展

隨著信息技術(shù)在社會(huì)中的廣泛應(yīng)用，智慧城市已經(jīng)成為人類城市化發(fā)展的未來，在這個(gè)過程中云計(jì)算技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、AI 技術(shù)等各類信息技術(shù)都得到了充分的應(yīng)用。智慧城市的發(fā)展一般分為3 個(gè)階段。

第一階段，智慧化基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。主要包括物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)、云計(jì)算中心建設(shè)等，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，才能談智慧化的問題。從服務(wù)性來說，城市管理、城市公共設(shè)施、基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施的數(shù)字化最為關(guān)鍵；第二階段，智慧城市建設(shè)的融合階段。將不同領(lǐng)域的城市基礎(chǔ)服務(wù)信息實(shí)現(xiàn)互聯(lián)和互通，借以形成廣泛的城市服務(wù)；第三階段，智慧城市的內(nèi)生發(fā)展階段。實(shí)現(xiàn)更透徹的感知、更廣泛便捷的互聯(lián)互通、更深入的智慧化城市服務(wù)。

對(duì)于我國來說，應(yīng)將智慧城市建設(shè)作為我國信息化發(fā)展歷程的一個(gè)重要階段，并結(jié)合我國當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展歷程，正確地理解當(dāng)前智慧城市建設(shè)的深刻內(nèi)涵。2013年，中國已有上百個(gè)城市宣布建設(shè)智慧城市，覆蓋了東中西部地區(qū)。在不久的將來，人們將盡享智能家居、路網(wǎng)監(jiān)控、智能醫(yī)院、食品藥品管理、數(shù)字生活等所帶來的便捷服務(wù)。

5 結(jié)語

智慧城市作為一種全新的城市理念，其通過云計(jì)算及物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)在城市生產(chǎn)、生活、管理等各個(gè)方面的廣泛應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)的城市發(fā)展模式，給人們的生產(chǎn)生活帶來了全新的可能。各類信息技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用不僅能夠有效提高城市管理水平與生產(chǎn)效率，更重要的是能夠極大地提高全體居民的生活質(zhì)量，能夠有效地提高居民的幸福指數(shù)，可以說智慧城市是社會(huì)發(fā)展的必然。