十位院士對智慧城市的理解

          綠色、低碳、感知、智能、孿生，學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界孜孜不倦探索著城市的“未來模樣”。

          作為在智慧城市最前沿的一批研究學(xué)者，李德仁、王家耀、郭仁忠、周成虎、孟建民、鄔賀銓、高文、王堅、尹浩、吳志強，他們?nèi)绾慰创腔鄢鞘械倪^往？他們眼里，城市如何跨越過去幾百年的必然缺陷，構(gòu)建一套更科學(xué)的范式？他們又是如何勾勒城市的“終極”圖景？

          1、李德仁  院士：智慧城市建設(shè)是“一把手”工程，需要“運營腦”

          智慧城市=數(shù)字城市+物聯(lián)網(wǎng)+云計算，這是李德仁院士擬的關(guān)于智慧城市的公式。李德仁院士認為，智慧城市是基于數(shù)字城市、物聯(lián)網(wǎng)和云計算建立的現(xiàn)實世界與數(shù)字世界的融合，以實現(xiàn)對人和物的感知，控制和智能服務(wù)。智慧城市對經(jīng)濟轉(zhuǎn)型發(fā)展、城市智慧管理和對大眾的智能服務(wù)具有廣泛的前景，從而使得人與自然更加協(xié)調(diào)發(fā)展。

          在2019中國智慧城市科學(xué)發(fā)展大會上，李德仁表示：智慧城市是當今城市發(fā)展的新理念和新模式，是推動政府職能轉(zhuǎn)變、推進社會管理創(chuàng)新的新手段和新方法。借助物聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)等信息化技術(shù)，實現(xiàn)政府管理，經(jīng)濟發(fā)展、民眾生活模式轉(zhuǎn)變。

          因此智慧城市建設(shè)是一把手工程，需要根據(jù)每個城市特點，做好頂層設(shè)計和整體規(guī)劃，建立智慧城市運營中心和運營腦，讓城市智能起來。

          李德仁進一步解釋道，智慧城市需要一個基于云計算的運營腦來管理，由市級主管領(lǐng)導(dǎo)牽頭，成立智慧城市運營中心，任命城市運營官，下設(shè)聯(lián)席會議委員會和管理辦公室，管理四件事情：城市IT的運維中心、大數(shù)據(jù)中心、城市運行監(jiān)控和指揮中心、智慧服務(wù)中心。

           2、王家耀  院士：智慧城市建設(shè)是復(fù)雜巨系統(tǒng)工程

           2019年在首屆粵港澳大灣區(qū)地理信息發(fā)展高峰論壇上，王家耀院士表示，新型智慧城市建設(shè)是一個巨大的系統(tǒng)工程，涉及到自然、社會、經(jīng)濟、人文等方方面面。智慧城市是城市這個復(fù)雜巨系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化過程，是人的自然智能與計算機人工智能的深度融合，也是一個復(fù)雜巨系統(tǒng)，涉及到組織管理科學(xué)方法——系統(tǒng)工程。

          王家耀表示道：新型智慧城市建設(shè)首先要把握方向，智慧城市要尊重城市信息化發(fā)展的規(guī)律，絕不是三年兩年就能完成的，要規(guī)劃先行，示范引領(lǐng)。要打牢基礎(chǔ)，推動新一代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和時空大數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)，邊建邊用，注重實效，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。

          在王家耀院士看來，新型智慧城市由多個系統(tǒng)及其子系統(tǒng)組成，系統(tǒng)之間、子系統(tǒng)之間、系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間有著密切的關(guān)系。因此，新型智慧城市建設(shè)必須遵循系統(tǒng)科學(xué)理論和系統(tǒng)工程的方法，才能得到應(yīng)有的效果。  

          3、郭仁忠 院士：數(shù)字孿生城市成為智慧城市建設(shè)新路徑

          “智慧城市的價值應(yīng)該在通過防災(zāi)減災(zāi)、保障城市的安全健康運行來體現(xiàn)，而不是在突發(fā)事件中發(fā)揮的作用來體現(xiàn)?！?這是郭仁忠院士對于智慧城市的價值定義。

          郭仁忠院士看來，此前國內(nèi)很多城市所發(fā)布的智慧城市規(guī)劃，都是在“單點突破”，也可以稱之為階段性成果。但分頭建設(shè)產(chǎn)生了兩個問題，一是信息孤島問題，二是重復(fù)建設(shè)甚至低水平重復(fù)建設(shè)問題。而隨著分頭建設(shè)的持續(xù)深入，各領(lǐng)域之間的數(shù)據(jù)壁壘也將越來越高，未來打通之時也將付出更高的成本。因此智慧城市要有頂層設(shè)計，并且基礎(chǔ)設(shè)施要先行。

          由于城市是一個地理空間，需要進行實體城市的數(shù)字化表達，而所有城市對象（物件、事件）均具有位置（點、域、路徑），所有數(shù)據(jù)都是對對象的描述，所以城市問題是空間問題，必須表達空間關(guān)系。而數(shù)字孿生城市通過數(shù)字化表達方式把城市的空間完整的精準刻畫出來，把城市空間分析模擬優(yōu)化，再此基礎(chǔ)上來保證智慧城市的建造。

          同時郭仁忠院士表示，智慧城市是共建的概念，這里面其實有一個角色的問題，我們建城市的時候，城市的基礎(chǔ)設(shè)施，公共服務(wù)產(chǎn)品，總體上是政府提供。同樣智慧城市的基礎(chǔ)設(shè)施也應(yīng)該由政府當一把手來建設(shè)，政府投資。而企業(yè)則可以為政府提供數(shù)字智能化建設(shè)，發(fā)揮作用，貢獻力量。

           在智慧城市的運營中，也應(yīng)該有政府牽頭組織運營團隊，而這個運營團隊則也需要企業(yè)板與進來。

          4、周成虎 院士：智慧城市不僅僅是數(shù)字化，而是讓人與自然、社會更加和諧

          “城市就跟人一樣，是個生命體，讓數(shù)據(jù)多走路，讓老百姓少走路的提法，可能變成數(shù)據(jù)不孤獨了，人孤獨了。所以，我們要改變不僅僅是數(shù)字化、數(shù)化，而是讓人和自然、人和社會更加和諧。” 這是周成虎院士對于智慧城市的定義。

          周成虎院士指出，我國城鎮(zhèn)化率已達到55%以上，有7億多人口分布在600多個城市和2萬個建制鎮(zhèn)，預(yù)計到2030年還將新增4億城市人口。然而，由于城鎮(zhèn)化速度過快，現(xiàn)在眾多城市出現(xiàn)了諸如“鬼城”、“看海”等問題，產(chǎn)生了城鎮(zhèn)化速度與城市發(fā)展質(zhì)量之間的矛盾。解決的辦法之一就是建設(shè)智慧城市，因為大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)迅猛發(fā)展，給城市治理創(chuàng)新帶來的機遇。

          對于智慧城市建設(shè)，周成虎院士認為，首先必須理解智慧城市的精神戰(zhàn)略，智慧城市的拓展力和深度，其次需要考慮政府的投入產(chǎn)出，要關(guān)注老百姓，市民的問題，政府主導(dǎo)以人為本，這樣才有可能從歷史、現(xiàn)在和未來，從自然、人文社會經(jīng)濟，從投入產(chǎn)出這四個角度將智慧城市進行下去。

          其中有5個方面，在周成虎院士看來是必須關(guān)注的，1）產(chǎn)業(yè)升級；2）社會治理；3）生態(tài)環(huán)境保護；4）民生改善；5）基礎(chǔ)設(shè)施。只有這五個方面都關(guān)注到，我們才有使我們的智慧城市落到實實在在的。

          5、鄔賀銓 院士：城市管理者應(yīng)有功成不必在我”的規(guī)劃思路

          “智慧城市是具有很大發(fā)展空間的市場，我們很難預(yù)判什么時候能建成智慧城市、未來生活的智能化程度。因為，智慧城市的建設(shè)、智能產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用都是無止境的?！?日前，中國工程院院士鄔賀銓在接受媒體采訪時肯定了智慧城市建設(shè)在抗擊新冠肺炎疫情中發(fā)揮的重要作用，同時，對智慧城市未來發(fā)展提出展望。

          在鄔賀銓院士看來，智慧城市建設(shè)還需要進一步完善。首先，5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)深入發(fā)展，5G基站建設(shè)速度不斷提升。同時部分地區(qū)在智慧城市建設(shè)過程中過分追求高大上，但是并未真正發(fā)揮作用。而智慧城市建設(shè)是一個長期的過程，要有一定的耐心，不可能一步到位，城市管理者應(yīng)該有“功成不必在我”的規(guī)劃思路，智慧城市的最終目的是帶動城市發(fā)展，為百姓做實事。

          而對于智慧城市未來如何建設(shè)，鄔賀銓院士認為智慧城市不是簡單的產(chǎn)品買賣，更多的是服務(wù)，往往需要持續(xù)跟進，因此相關(guān)企業(yè)可建立一個能更好為智慧城市服務(wù)的團隊，針對出現(xiàn)的問題及時提供服務(wù)。

          其次，每個城市所處的區(qū)位不同，擁有的產(chǎn)業(yè)技術(shù)也不同，因此每個城市在建設(shè)智慧城市時不能直接照搬其他城市的經(jīng)驗，要根據(jù)自身產(chǎn)業(yè)特色等進行發(fā)展。鄔賀銓認為，智慧城市在發(fā)展過程中，要重視云的建設(shè)，要有政府數(shù)據(jù)平臺，因為這些可以為城市發(fā)展提供技術(shù)支撐。

           6、孟建民 院士：智慧城市處于拼圖階段

          “智慧城市建設(shè)正是基于人民需求、社會發(fā)展需要而提出的。”孟建民院士說道：“智慧城市建設(shè)，其實質(zhì)是利用先進的信息技術(shù)，實現(xiàn)城市智慧式管理和運行，進而為城市中的人創(chuàng)造更美好的生活，促進城市的和諧、可持續(xù)成長?！?/p>

          孟建民院士認為，智慧城市應(yīng)該是一個城市智慧化的一個過程，因為智慧城市很難用一個數(shù)字，一個標準來衡量。智慧城市其實在不斷的累計，不斷的進步，不斷的發(fā)展過程當中。

          孟建民院士表示，目前國內(nèi)的智慧城市都處于拼圖階段。所謂拼圖階段是從各個領(lǐng)域各個方面，都在研究推進智慧城市的一些細分的板塊和內(nèi)容，有些板塊已經(jīng)初具規(guī)模，有些還在模模糊糊還不成形。到了某個階段可能突然發(fā)現(xiàn)這個圖拼出來，智慧城市清晰形象顯示給大。

          而現(xiàn)在還處在城市智慧化進程當中，智慧城市還沒有成熟的清晰的過程。這也是一個好的過程，各行各業(yè)共同拼接，拼到最后就形成清晰完整智慧城市的圖形。 

           7、高文  院士：數(shù)字視網(wǎng)膜，讓智慧城市從“看清”向“看懂”進化”

           高文院士認為，在智慧城市中，城市大腦是不可缺少的一個決策支持系統(tǒng)，他的目的，就是把所有的傳感器，不管是頭像、視頻或其他方方面面聲音的，各種各樣的數(shù)據(jù)全都匯總到城市的語音系統(tǒng)，最后由計算得出一個結(jié)果，去驅(qū)動對應(yīng)的響應(yīng)，這個過程需要人工智能的幫助。

          高文看來，目前的城市大腦系統(tǒng)存在一定的問題。因為在城市目前的攝像頭中，每一個攝像頭執(zhí)行單一功能，要么編碼要么識別?！八晕覀冇X得，現(xiàn)在的系統(tǒng)不進化不演進是不行了，我們必須做人工的視覺系統(tǒng)。這樣使得現(xiàn)在單一功能的攝像頭盡快把它淘汰掉，換成多功能的，我們叫一多模式的攝像頭，一個攝像頭可以做編碼，還可以做識別等等。這就是數(shù)字視網(wǎng)膜，一個攝像頭可以既管編碼又管特征編碼，這樣既能做存儲同時也能做識別，從而對城市大腦前端視覺或者是視網(wǎng)膜提供最完整的支持?！?/p>

          而城市大腦的城市之眼應(yīng)該要克服存儲難，檢索難，識別難和功能多樣化四大難題?，F(xiàn)有的系統(tǒng)無法解決這四個問題，必須要走向智慧城市的城市大腦，整個傳感系統(tǒng)必須進化。這就是把單一功能的攝像頭升級演化成多功能的攝像頭，攝像頭在編碼的同時要能夠把所有的特征編碼提取出來，放在后邊進行識別，這樣后邊城市大腦的決策才有可能是準確的。

          高文表示，作為智慧城市的大腦，應(yīng)該包括比較好的數(shù)字視網(wǎng)膜的功能，這個功能應(yīng)該是一個復(fù)眼，不像現(xiàn)在很多單一眼組合起來的復(fù)眼，而應(yīng)該是一個功能集成，能集編碼和特征編碼為一體的聯(lián)合優(yōu)化的一套視頻和圖象感知系統(tǒng)。

          8、王堅 院士：沒城市大腦作基礎(chǔ) 智慧城市就是空談

          “智慧城市不是城市的未來，城市大腦是支撐城市未來發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施；人工智能不是智能技術(shù)的未來，機器智能可能更代表智能技術(shù)的未來?！边@是王堅院士做城市大腦所理解出的兩句話。

          在王堅院士看來，智慧城市建設(shè)首先應(yīng)該將城市大腦作為基礎(chǔ)設(shè)施平臺引入到城市建設(shè)當中。換句話來說，城市大腦對于智慧城市，就如同電網(wǎng)對與城市一樣，并不是一個方案，僅僅是一個基礎(chǔ)設(shè)施。同時，城市大腦也至少是電這個級別的基礎(chǔ)設(shè)施，會被很多其他基礎(chǔ)設(shè)施依賴，這也是它重要的地方。

          對于城市治理問題，王堅表示：過去我們對“城市”作為一個整體，或者說作為一個體系的認識是不夠的。實際上，城市是一個由許多個元素共同組成的多元主體。過去我們講智慧城市等這些概念的時候，到最后都會變成很局部的東西，比如智慧停車場、智慧窨井蓋、智慧樓宇……慢慢地，一個城市的完整體系就被碎片化了。所以每年都有新技術(shù)，但城市問題仍然越來越嚴重，這說明我們對城市的認識是盲目的。 

          理解城市大腦，首先就是要把城市看成一個完整的生命體，因為只有一個完整的生命體才能擁有大腦?！按竽X”最重要的功能是協(xié)調(diào)，之后才是去治理問題。就和人一樣，手腳各司其職，大腦把它們協(xié)調(diào)起來；城市大腦也把各司其職的部門系統(tǒng)協(xié)調(diào)起來，共同做好一件事。

          而對于城市大腦建設(shè)，王堅院士認為：真正的城市大腦建設(shè)應(yīng)該是讓我們的城市像一個真正的生命體一樣，隨著時間而成長，隨著處理的事情的增多而不斷積累經(jīng)驗，它的能力水平也在這個過程中不斷提升。也就是說，我們的城市，它自己有大腦，它自己會積累知識。比如我們每一個城市管理者的管理經(jīng)驗都會慢慢沉淀在城市大腦里邊，這個不會隨著管理者的離任而消失。那么，每個人的經(jīng)驗都會變成城市治理的經(jīng)驗，這個城市的治理能力就會逐步的提升。這樣的話，才是真正的智慧城市。

          9、尹浩 院士：物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動智慧城市發(fā)展 

          “智慧城市的特征，是利用先進的信息技術(shù)，實現(xiàn)城市智慧式管理和運行，進而為城市中的人創(chuàng)造更美好的生活，促進城市的和諧、可持續(xù)發(fā)展?！睂τ谥腔鄢鞘?，尹浩院士是這樣認為的。

          大數(shù)據(jù)對智慧城市建設(shè)而言當然很重要，但是數(shù)據(jù)的來源和采集更為根本，基于數(shù)據(jù)分析進行的反饋和控制才是目標所在，這就需要打造旨在實現(xiàn)萬物互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)。這些年來，不同的行業(yè)已經(jīng)開始了相應(yīng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程，形成了與物理世界（現(xiàn)實世界）相對應(yīng)的數(shù)字世界（虛擬世界），而將這兩者關(guān)聯(lián)和融合在一起的就是物聯(lián)網(wǎng)。

          “隨著數(shù)字形式和物理形式建立映射關(guān)系，當改變數(shù)字世界的映射狀態(tài)時，物理世界的對象也相應(yīng)會發(fā)生變化，反之亦然。這種情況一旦形成，就可以實現(xiàn)對萬物的程序化控制?！币扑枋龅那熬盁o疑是非常夢幻的，而這正是物聯(lián)網(wǎng)致力于實現(xiàn)的目標，因此，相關(guān)研究報告把物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)列為未來最具顛覆性的技術(shù)名單前三名甚至第一名。

          智慧城市建設(shè)離不開物聯(lián)網(wǎng)，它給城市各方面帶來重大變革。實踐上來看，物聯(lián)網(wǎng)成為各國智慧城市的核心基礎(chǔ)要素，在城市管理、節(jié)能減排、智慧交通等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。尹浩表示，就中國而言，一半以上在建的智慧城市應(yīng)用項目，如公共安全、交通、醫(yī)療、環(huán)保、地下管網(wǎng)、水務(wù)、教育，均依托物聯(lián)網(wǎng)。它們以自動感知為基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)采集為手段、智能控制為核心，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的綜合集成應(yīng)用。

          10、吳志強 院士：城市正在變成一個智能生命體

          “未來的智慧城市可以與人互動，未來的城市不再是一個只有道路、房屋、橋梁、河流的城市，它將是一個智慧生活的身體。

          吳志強院士說道，城市是一個機器，這是城市規(guī)劃在1933年提的，把城市分為居住、工作、交通、休閑，四大功能。四十年過去，在1973年的馬丘比丘憲章，人們認識到城市不僅是機器，還是有機體，現(xiàn)在我們提出城市是生命體的概念。

          對于智慧城市的規(guī)劃，吳志強院士表示，城市正從單體建筑，走向全系統(tǒng)運行管理。所有的智能建造，意識，構(gòu)建，全部整合起來，形成一個新體系。因此對于智慧城市規(guī)劃，則需要先知道各種的“城市流動”，根據(jù)流動，來確定空間的形，這是智慧城市的關(guān)鍵。 

而要實現(xiàn)這一規(guī)劃則要從5個方面入手：

1. 把BIM作為CIM的細胞——將建筑作為城市細胞

2. 城市物質(zhì)子系統(tǒng)建?！IM的工作底板，多種數(shù)據(jù)的導(dǎo)入

3. 城市時空數(shù)據(jù)的接入

4. 城市突發(fā)事件預(yù)警包括自然災(zāi)害、火災(zāi)、犯罪等等，能夠及時啟動應(yīng)急管理預(yù)案。

5. 城市藍圖模擬規(guī)劃專業(yè)的特征，是具有夢想。對藍圖的描繪，通過不同的情景方案，來應(yīng)對城市彈性與不確定性。