1 智慧城市的概念

1.1“智慧地球”概念的由来

2008年11月，IBM公司总裁兼首席执行官彭明盛首次提出“Smart Earth（智慧的地球）”的概念。2009年1月，彭明盛向美国总统奥巴马提出了“智慧的地球”的战略，建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。IBM公司希望“智慧的地球”战略能掀起“互联网”浪潮之后的又一次科技革命，是继大型机、PC、互联网之后符合“十五年周期定律”的第四次科技革命。IBM公司认为，随着新一代信息技术和网络服务的发展和应用，在未来，地球上所有的物品都有可能安装并应用智能技术，几乎任何东西都可以实现数字化和互联互通，进而能向整个社会提供更加智能化的信息服务。IBM公司预计，在人类社会发展中一些意义深远的事情正在发生：每个公民、企业、组织、城市、国家、自然系统和社会系统正在实现更透彻的感应和度量、更全面的互联互通，在此基础上人类将获得更智慧的洞察，实施智慧化的创新，从而为经济和社会发展提出了一条全新思路。由于这些技术的进步，地球将变得更小，变得更加“扁平”，也变得更加“智慧”。这就是“智慧的地球”所描绘的愿景。

1.2智慧地球是信息化的一个更高发展阶段

“智慧的地球”，是站在整个人类文明发展的高度上对于信息技术如何全面改进人类生活所提出的愿景，即如何通过更加“智慧”的方式让我们的生活更美好，这是全人类共同关注的发展之道。因此，作者认为智慧地球是信息化的更高发展阶段的目标。现阶段，人类在逐步实现数字化、电子化，在持续推进网络化和信息化，在推进信息化与工业化的深度融合，并逐步实现智能化，这都是迈向智慧地球的一个个阶段。未来几十年，人类将逐步进入信息化的更高发展阶段——智慧地球。目前，世界仍处于智慧地球的初级阶段，如表1。

表1 数字化、网络化、两化融合、智能化和智慧地球的不同特征

1.3智慧城市的定义

智慧城市，英文可以译为Smart City。简单地讲，智慧城市就是城市基础部件被赋予智能，通过网络实现互联互通，在此基础上，城市所有的事物、流程、运行方式都更深入地智能化，从而促进民众生活便利、促进经济发展与提升政府效率，增强城市竞争力、实现城市可持续发展的先进的城市发展理念。

2 智慧城市的组成要素、基本原则和数学模型

2.1智慧城市的五个基本要素

 

图1 智慧城市的架构图

 

2.1.1智能化的城市部件，它构成了智慧城市的“神经末梢”

城市的房屋、交通设施、电力设施、通信设施、地下管道等城市基础设施、汽车、手机、工具等城市基础零件，通过装备芯片、传感器、RFID等技术，实现物体“智能”化，建立局部的城市物联网。

2.1.2城市互联互通的信息网络，它构成了智慧城市的“神经网络”

新一代光纤宽度网络贯通城市和乡村，移动宽带网络覆盖城乡每个区域，所有城市部件被赋予IPV6的地址，通过传感器网络和物联网接入通信网、有线电视网络和互联网。

2.1.3基于云计算的城市新型业务应用平台，它构成了智慧城市的“中枢系统”

城市数据中心通过虚拟化技术实现基础设施的公共服务，城市各种计算平台、各个行业的应用通过云计算平台来提供随需而变的服务。云计算平台将成为21世纪先进城市的基本业务平台，智能物体构成云端，互联网构成云计算的网络基础设施，虚拟化的数据资源池构成了云计算的共享基础设施，业务流程、应用和服务都基于云计算平台以服务的方式提供，如政务云、商务云、医疗云、教育云等。

2.1.4城市的海量数据，它构成了智慧城市的“血液和养料”

城市各个业务系统产生了大量数据、信息和知识，包括城市空间、人口、法人、经济、金融、文化等基础数据，这些数据之间又相互关联，构成了城市海量数据、信息和知识资源库。

2.1.5知识型的劳动者，它构成了智慧城市的“细胞和生命元”

城市的劳动者是用知识和信息技术武装的智力劳动者，这些劳动者通过信息网络构成一个个知识网络，他们与云计算和物联网平台上的智能代理来协作完成城市的各种复杂工作。城市智力劳动者通过相互协作关系所建立起来的社会组织结构是扁平化的、基于社交网络进行协作的、学习型的、快速反应的智慧型组织。这些组织体现为智慧企业、智慧政府、智慧社区等。
 

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把数字城市和物联网结合起来的所形成的智慧城市将具备以下一些特征：

1）“智慧城市”是基于物联网的智能城市。物联网就是“物物相连的互联网”，其核心与基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络，它将网络用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，相互之间可以进行信息的交换和通讯。物联网的3个基本特征：①全面感知：即利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息；②可靠传递：通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去；③智能处理：利用云计算，模糊识别等各种智能计算技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。

2）“智慧城市”面向应用和服务。无线传感器网络是无线网络和数据网络的结合，与以往的计算机网络相比,它更多的是以数据为中心。由微型传感器节点构成的无线传感器网络则一般是为了某个特定的需要设计的，与传统网络适应广泛的应用程序不同的是，无线传感器网络通常是针对某一特定的应用,是一种基于应用的无线网络，各个节点能够协作地实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息，并对这些数据进行处理，从而获得详尽而准确的信息，将其传送到需要这些信息的用户。

3）“智慧城市”与物理城市融为一体。在无线传感器网络当中，各节点内置有不同形式的传感器，用以测量热、红外、声纳、雷达和地震波信号等，从而探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等众多人们感兴趣的物质现象。传统的计算机网络以人为中心，而无线传感器网络则是以数据为中心。

4）“智慧城市”能实现自主组网、自维护。一个无线传感器网络当中可能包括成百上千或者更多的传感器节点，这些节点通过随机撒播等方式进行安置。对于由大量节点构成的传感网络而言，手工配置是不可行的。因此,网络需要具有自组织和自动重新配置能力。同时，单个节点或者局部几个节点由于环境改变等原因而失效时，网络拓扑应能随时间动态变化。因此，要求网络应具备维护动态路由的功能,，才能保证网络不会因为节点出现故障而瘫痪。

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园区是城市的重要组成部分，其连接了产业发展与城市管理的各个方面。目前，我国国家级高新区、国家级经开区引领了我国园区的智慧化建设浪潮，已经初步形成“东部沿海集聚、中部沿江联动、西部特色发展”的空间格局。据赛迪设计统计，当前我国至少有34个国家级高新区正在有序推进智慧园区建设，占国家级高新区总数约32%；同时有29个国家级经开区正在规划、实施智慧园区工程，占比约16%。不难推测，智慧园区建设是智慧城市建设的领头羊，是智慧产业的孵化器，如何立足智慧园区建设推进智慧产业发展、满足城市管理需求成为当前研究的热点之一。

一、园区是区域经济发展的新引擎，是智慧化要素的集聚区

园区经济是加快区域建设、带动城域经济发展的龙头，是增强区域经济实力的战略平台。园区作为区域经济发展的新引擎作用主要体现在如下几个方面：首先，园区为区域产业发展营造了良好的环境，为推进“四化同步”目标的实现提供了重要的实操平台。其次，园区作为生产各要素的集大成者，有效改变了传统产业的“单兵作战”发展方式，强调实现区域产业耦合发展。第三，通过特色园区、专业园区建设打破传统的“小而全”、“大而全”的常规发展格局，依托资源优势、传统优势、市场需求逐步形成“特色产业化”、“产业特色化”的经济发展布局。第四，园区聚集了智慧政务、智慧交通、智慧物流等领域的专业人才、高端技术和丰富的管理经验，其在推进智慧园区建设、园区智慧产业发展等方面起到了非常明显的引领作用。

二、智慧园区建设逐步转变“单向作业”方式，推行“以建设带动产业，以产业促进建设”的建设模式

传统智慧园区建设以园区信息化基础设施配置、电子政务系统等建设为重点，关注公共领域管理与服务。随着园区入驻个体对信息化需求的提升，智慧园区建设逐步将政府需求、入驻企业需求以及公众需求结合起来。智慧园区建设也一改单向的信息化建设模式，开始关注智慧园区建设与园区智慧产业共同发展的互动模式。

智慧园区建设与园区智慧产业互动发展模式并不是一蹴而就的，它是一个系统性的工程。首先，在智慧园区规划阶段，智慧园区顶层设计既要包含信息化内容也要包含相应的信息化产业内容。其次，在智慧园区实施阶段，信息化基础设施建设依然是智慧园区建设的基本内容。这一阶段智慧园区建设将不再是单纯的外部资源采购，而是充分利用园区内已有企业信息化资源配备能力的同时适时通过招商引资等形式将外部信息化资源引入园区“扎根成长”。第三，当智慧园区初步建成后，其考虑的重点将不仅仅是园区信息化基础设施的完善，更多的目光将会转移到智慧园区建设与园区智慧产业互动发展。引入一批发展潜力大、市场前景好的智慧产业，逐步形成“智慧制造”到“智慧服务”一条龙园区产业格局，最终除了可以满足园区自身智慧化建设需求还可以实现智慧产品和服务的外部输送。

三、智慧园区为城市管理、智慧产业发展提供了技术、产业、管理模式等孵化平台

智慧园区的建设不是纯粹意义上的信息化手段装备过程，它是智慧技术、产业、管理模式的孵化过程。智慧园区已经成为产城融合发展的主要驱动力之一。

（一）智慧园区的建设过程是新技术探索与应用的过程

智慧园区的建设不是单一技术的叠加，它是新一代信息技术、云计算、物联网等领域内高、精、尖技术的聚集。各大园区在建设智慧园区时大多依据其园区发展实际，适时推进科技公共服务平台、智慧云数据中心、智慧城市（园区）运营服务平台、IT服务云平台等新技术研发服务平台建设。借助企业研发成果转换及园区智慧公共平台建设，园区在智慧政务、智慧交通、智慧物流、智慧安防、智慧环保、智慧楼宇、智慧金融等领域持续的推陈出新，为智慧园区、智慧城市建设提供坚实的技术支撑。

（二）智慧园区为园区智慧产业发展提供孵化平台

智慧园区是智慧产业的聚集区，智慧园区建设过程中带动了一批科技产业孵化器的兴起。各专业科技孵化器作为园区产业发展技术创新的重要载体，为园区通信、软件、移动互联网、光电、工业设计等领域内的中小企业、创新企业提供场地、技术、资金等专业支持。为降低在孵企业创业成本，各园区利用现代信息技术为科技产业孵化器搭建了7×24企业服务中心、全产业链的招商贸易促进中心、基于远程服务的创业培训中心、产业联盟技术服务中心。园区通过携手国内外在技术、产品领先的专业化公司实现产产联合（技术引进、联合中试、联合设计等）、与市场领先的专业化公司实现产业化联盟（共建利益实体、市场联合等）、与知名高校科研院所实现产学研联合（资源共享、联合中试、研发合作、成果转换等）为园区在孵企业提供专业孵化及综合配套服务。

（三）智慧园区为智慧城市建设提供经验借鉴

从行政权划分来看，园区是城市管理的重要组成部分，城市为园区产业发展提供空间、配套资源等支持，园区管理遵循城市管理的要求。从管理职能上来看，园区在某种程度上说是城市的简化版，也就是说园区管理既包含了产业发展方面的管理，也包含了公共行政方面的管理。因此，未来智慧园区的建设与管理将与城市化管理实现高度的融合。

产业园区通过产业发展核心要素聚集、关联产业的协同发展，实现产业规模效应。未来园区的功能将从传统的招商引资和管理职能向全方位的政府、产业及城市综合化服务转型，并逐渐建立园区内外主体之间的整合优势。未来城市发展与管理可以以智慧园区建设为牵引，拉动智慧城市建设，将智慧园区的管理职能融入到智慧城市的管理体系建设中去，实现智慧园区管理与城市化管理的高度融合，打造极具区域影响力的“智慧化”城市管理体系。

四、政府和企业需合力推进城市管理、园区建设、企业进步一体化发展

智慧园区在产城融合发展过程中的推动作用越来越明显，各级政府、企业有必要合力推进城市管理、园区建设、企业进步一体化发展。

（一）政府引导做好智慧园区顶层设计，为产城融合发展提供总体规划支持

智慧园区的顶层设计将决定规划的高度和边界，其包含园区信息化基础设施层、园区智能感知平台、园区应用支撑平台、园区信息化应用系统、信息化保障制度、信息化标准体系几个主要部分。通过智慧园区顶层设计可以有效理清智慧园区建设思路，为园区建设提供制度、标准等方面的支持，满足园区发展的超前性需求。

（二）智慧园区建设与智慧城市有效对接，整合建设资源推进产城融合发展

智慧园区建设要与智慧城市建设实现无缝对接，整合城市现有资源服务智慧园区，有效突破园区服务与产业发展的资源瓶颈与难题。智慧园区建设与智慧城市建设有效对接主要体现在如下三个方面：首先，基础设施整合布局。即智慧园区在基础设施工程建设要与园区所在城市设施融合，适度超前布局智慧城市的基础设施。其次，应用系统对接智慧城市。园区整体规划各类智慧应用，搭建企业级、产业链级应用平台，破除园区信息孤岛，积极与智慧城市对接，为城市管理、市民生活、政府服务等留足应用系统接口。第三，立足城市全面提升园区产业发展的智慧化水平。着眼于城市绿色循环发展，注重城市发展方式转变、功能提升同园区智慧产业发展相结合。

（三）以示范试点、重点突破来推动智慧园区建设进程，以智慧园区的先行先试为产城融合提供成熟经验借鉴

当前国内对于智慧园区的建设策略还没有一个统一的观点。另外，受智慧园区建设投资大、涉及面广、运行周期长等特性影响，国内大多数智慧园区建设还处于探索阶段。因此，智慧园区建设不能也无法一蹴而就，结合智慧园区的建设目标和概念模型，采取试点示范、重点突破的方式推进智慧园区建设工程。首先，选择具有良好信息化基础或便于实施和应用的园区局部区域先行示范部署，充分发挥重大工程的辐射带动效应，为下一步整个园区智慧化改造提供先试借鉴。其次，以点带面全面推进智慧园区建设工程。以局部区域成功经验复制到智慧园区建设的其他领域，逐步整合园区产业发展和园区管理多方面需求，初步实现产业快速发展与园区高效管理齐头并进。第三，有计划地将智慧园区建设的成功技术、经验转移到智慧城市建设工程中去。以智慧城市为基础，充分发挥园区的产业经济对驱动城市更新与完善服务配套的保障作用，以达到产业、城市、公众之间可持续发展的模式。

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自“智慧城市”概念提出以来，以智能化为特征的新一代信息技术在交通、能源、医疗和教育等领域的应用效果已经逐步显现，智慧城市也得到了更多的实践和认可，在我国由东向西形成了一股智慧城市建设浪潮，但是在热潮中也出现了一些问题，需要引起我们的注意。

一、智慧城市建设热潮背后的问题

“智慧城市”概念问世后迅速风靡全球，我国的地方政府对智慧城市建设也投入了相当的热情，北京、上海、宁波、无锡等地在智慧城市概念面世之后就相继启动智慧城市建设。截至2012年5月，据赛迪设计统计，全国345个地级市/州/盟/地区（不含港澳台）及直辖市中，有36个城市明确提出了建设智慧城市的目标与计划；而到了2013年3月，这一数字已经达到了199个，超过了全国地级以上城市数量的50%。但在全国范围的智慧城市建设热潮下，“不建智慧城市就会落后”的紧迫感让一些城市倍感压力，部分地区的智慧城市建设出现了一些问题。

首先，在我国“智慧城市”实践多处于概念、框架构建期，人们对“智慧城市”的理解更多还局限于物联网、云计算技术支撑的智能城市概念，部分地区将智慧城市建设、新一代信息技术应用当成解决所有城市发展难题的“万能药”，对智慧城市建设的长期性、复杂性的认识明显不足，存在着期望过高的风险。

其次，一些地方在规划和实施智慧城市过程中，不注重智慧城市顶层设计，也缺乏相关的管理、考核、监督机制，这使得智慧城市建设过程容易出现仅关注单个信息化项目、单个领域信息化建设的现象，对智慧城市统筹规划和总体架构把握不够，难以实现智慧城市建设平台化、集成化发展，从而在建设过程中形成新一轮信息孤岛。例如，长春偷车杀婴事件中，总投资1.4亿余元长春天网工程并未发挥作用。究其原因，虽然案发时长春市监控探头已有6万多个，但是不同城市之间的视频监控系统并未互联互通，案犯在不同城市间逃亡时，系统难以追踪其信息。

第三，一些智慧城市项目未经统筹规划及可行性论证，即盲目上马、仓促上马，建设过程重硬件轻软件，软件、信息资源开发利用的投入与硬件投入比例失衡，导致成效低下、资源浪费，出现了一些“形象工程”。例如总投资8.5亿元，全国第一个“监控合一”的某省污染源自动监控系统，在苯胺泄漏事故中失灵，这样不起作用的工程又说明了什么呢？

第四，一些地方的智慧城市重工程建设，轻制度、政策等环境建设，项目建设各自为政，导致整个智慧城市建设的统筹力度偏弱；一些项目缺乏运营和运维管理的长效机制，缺乏相应的配套政策和法制环境，使市场配置资源的基础性作用难以发挥，无法激发社会力量参与智慧城市建设的积极性和创造性，最终导致项目难以持续。

与此同时，部分智慧城市建设中还存在不充分考虑现有信息化基础、产业基础，不紧密结合城市发展特色，盲目贪大求全等问题。很大程度上，这些问题的产生源于智慧城市建设方向不清晰、建设目标不明确。

二、背后的问题正成为我国智慧城市建设的隐忧

金融危机的爆发使国内外城市经济、社会发展受到了严重挑战，在欧美，经济持续低迷、能源资源价格不稳、失业率上升。在我国，三十多年持续的经济高速增长后，传统三驾马车的作用日益减弱，城市在基础设施、民生保障、城市管理、经济转型、产业升级等领域面临一系列的挑战，需要用创新方法来解决这些问题。在此背景下，智慧城市应运而生。

如上所述，智慧城市热潮形成有其历史背景，但是，在这股热潮下智慧城市建设中还有一些更深层次的问题没有得到重视，成为我国智慧城市可持续健康发展的隐忧。

首先，地方政府对于智慧城市的重视、认识程度尚待进一步提升。据赛迪设计调研发现，真正把智慧城市建设作为一把手工程的城市数量非常少，我国相当一部分城市没有信息化专项资金，信息化建设长期处于弱势地位，即使是在智慧城市建设如此火热的今天，在智慧城市领域投入的资金仍然少之又少，很多城市的智慧城市建设还是停留在规划、宣传阶段，实质性的建设工作很少。因为在很多城市管理者眼中，信息化、智慧城市是一个需要持续投资、见效周期很长的事情，远没有抓招商引资、抓城市建设效果来得快。这导致了地方政府的信息化主管部门能掌握、统筹的信息化资金少、信息化项目少，缺乏抓手，智慧城市建设的全局管理、统筹协调的职能就弱，建设过程就容易出现上述各自为政、方向偏离等问题。

其次，国家层面的智慧城市统筹力度仍显不足，有待进一步加强。智慧城市建设的关键就在于打通行业、区域、部门之间的信息壁垒，提高社会管理效能和行政服务效能。但赛迪设计通过实地调研发现，数据共享、业务协同、集成服务仍是地方智慧城市建设过程中的最大难题，其核心问题是现有体制机制的限制。在地方智慧城市建设过程中，很多政府部门都表示愿意开放、愿意共享的态度。但是随着国家一些重大信息化工程的深入建设，相当多的数据并不在市级政府层面。而且，一些国家部委以信息安全为由，对系统对接、数据交换做了严苛的限制，地方政府对这种由上而下的约束往往束手无策。今年4月份由国家发改委、中编办、工信部等机构联合发布的《关于进一步加强政务部门信息共享建设管理的指导意见》，对于政务信息资源共享的方式、范围提出了意见和要求，并提出了要通过加强组织领导、监督考核等方式推动政务信息资源；工信部、国资委联合印发《2013年推进电信基础设施共建共享的实施意见》，对铁塔、杆路、基站、管道和室内分布系统等5项内容以及重点场所WLAN的共建提出了明确要求。但是相关文件在具体行业、区域的落地生效，还有待时间检验。

三、期待智慧城市建设健康持续发展

智慧城市建设所涵盖的领域与范围遍及城市社会经济的方方面面，是一项渐进的、分阶段、逐步实施的复杂系统工程，需要在建设过程中不断优化与完善。为了解决问题，化解隐忧，赛迪设计建议在智慧城市建设过程中，以下两方面需要持续强化。

首先必须进一步强化智慧城市顶层设计的规范、指导作用。在建设过程中，必须遵循顶层设计、总体规划、行动计划等上位规划的统一要求，坚持统一框架、统一标准、分头建设。加快出台《信息化促进条例》、《“智慧城市”工作领导小组工作制度》、《智慧城市建设重点项目与专项资金管理办法》等相关制度对顶层设计进行明确，以体制机制创新来加强区域间、城乡间、行业间的相互协调和配合，以集约共享为原则处理好各方面的问题和矛盾，充分整合网络基础设施、业务系统和信息资源，促进资源共享，最大程度提高智慧城市建设的效益。

二要加强智慧城市的宣传力度，提高各方认识程度。我们仍需要广泛宣传智慧城市建设的客观规律，以及其对城市发展的重要推动作用。尽快建立政府常规化培训机制，充分利用现有的企业中高层管理人才培训班、社区课堂等形式，建设智慧城市体验中心、展示中心，加强智慧城市新思想、新观念、新知识、新技术的宣传教育，加强对智慧城市建设的舆论引导，既要引起各级领导干部的注重，强化各级领导干部对智慧城市建设规律、建设模式等内容的再认识，又要引发企业市民全社会的对智慧城市建设的热情；既要避免出现贪大求全、急功近利的建设趋势，也要避免出现优柔寡断、难于创新的现象，形成全社会共同推动智慧城市建设的局面。

众所周知，信息技术手段的变革，对于行政体制机制的变革有着倒逼作用。随着智慧城市建设的深入广泛开展，相关技术、理念日益成熟，重实效、重服务的建设理念将会深入人心，统筹推进的体制机制也将日益优化，智慧城市建设将得到持续健康发展。

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一座智慧城市的基础设施能够打造一个政府、市民与企业和谐共处的生态系统。传统城市和政府是按业务、管理职责分别设定的，各个部门各司其职。在新一代城市政府向服务转型的过程中，都用“E-government”作为首要目标。不仅仅是实现电子化办公或者电子政务，而是通过“E”转型，而城市和政务部门成为以公民为中心的服务机构，以公民的需求和城市的实际运行状况来调整政府的业务。何为智慧城市？智慧城市主要表现在以下几个方面：

全面感测——遍布各处的传感器和智能设备组成“物联网”，对城市运行的核心系统进行测量、监控和分析。

充分整合——“物联网”与互联网系统完全连接和融合，将数据融合为城市核心系统的运行全图，提供智慧的基础设施。

激励创新——鼓励政府、企业和个人在智慧基础设施之上进行科技和业务的创新应用，为城市提供源源不断的发展动力。

协同运作——基于智慧的基础设施，城市里德各个关键系统和参与者进行和谐高效的协作，达到城市运行的最佳状态。

IBM为“智慧城市”勾画了蓝图：政府变成一个一站式的服务体制，面向市民将业务进行板块化。在城市发展中，经济发展和稳定是首要任务，公共安全、社会服务、教育、社保和市政建设分别构成最重要的板块。而形成整个板块的支撑层有法律框架、市政系统，以及赋予城市以“智慧”的信息基础架构。“智慧城市”意味着在部门之间共享协同作业，意味着改变等待服务请求为主动的连续的服务，意味着精简业务流程和降低服务成本，并在四个主要方面形成智慧的系统：

公共服务管理：虚拟的“一站式”政府服务平台；

交通管理：各种交通网络模式、服务提供商、车辆与用户的集成；

突发事件管理：实时数据分析，并对突发事件和灾害作出反应；

城市管理：监视并对城市事件（如盗窃、交通事故等）做出反应。

目前，智慧城市还没有统一的、具体的定义，一般认为智慧程式是以一种更为智慧的方法通过新一代的信息技术来改变政府、社区或公司和人们相互交互的方式，以提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度。通过城市空间信息基础设施与城市空间设施等的结合，使得政府、社区或企业、城市居民作出更明确的决策。而智慧的方法，具体表现在更透彻的感知、更广泛的交互、更深入的智能化三个方面。

更深入的感知：一方面通信设备的普及与便利化，信息的传输量成几何级数增加，使人们感知现实世界的信息更为快捷、方便与灵活；其次，RFID（无线射频识别）技术的广泛应用；再次，先进的传感器技术已经被应用到整个生态系统中，使人们对城市空间、自然环境和社会环境的感知更为便捷。

全面的互联互通：网络的普及、HSPA（调整分组接入）技术的应用、“三网融合”（电信、电力、电视）、“三瓶融合”（电视、电脑、手机），使数以万计的事物如汽车、家电、道路、管道甚至医药品和农副产品通过网络互联，让人们感知现实世界无处不在。

更深入的智能化：超级计算机的大量应用，人们可以通过它对现实世界的海量数据进行及时处理、分析和预测，并从中挖掘出新的规律，使人们对城市突发事件进行智慧的处理。

现代信息技术的大量应用，将是城市达到一个更高的智慧水平，是人们有机会以更完美和更高效的方式完成各自的任务，极大促进城市和社会的发展。

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大数据与智慧城市，都是“炙手可热”的两个名词，值得关注的是人们谈到智慧城市经常会提及大数据的概念。究竟该如何理解这两个概念以及二者之间的关系呢?

大数据，源自于互联网、物联网、云技术的发展，技术的进步产生了纷繁复杂的巨量信息。

如何让大数据为我所用是智慧城市的一个重要命题。中国工程院院士邬贺铨指出，智慧城市是使用智能计算技术使得城市的关键基础设施的组成和服务更智能、互联和有效。

大数据——城市的智慧源泉

大数据将遍布智慧城市的方方面面，它是智慧城市的智慧之源。从政府决策与服务，到人们衣食住行的生活方式，再到城市的产业布局和规划，直到城市的运营和管理方式，都将“智慧化”或“智能化”。

大数据为智慧城市建设提供强大的决策支持。在城市规划方面，通过对城市地理、气象等自然信息和经济、社会、文化、人口等人文社会信息的挖掘，可以为城市规划提供强大的决策支持，强化城市管理服务的科学性和前瞻性。突出体现在交通管理、医疗、社会安全等方面。

应用大数据将极大提高智慧城市政府部门的决策效率和服务水平。智慧城市的建设首先需要一个“智慧政府”，大数据使数据共享成为可能，政府各个部门的既有数据库可以实现高效互联互通，极大提高政府各部门间协同办公能力，提高为民办事的效率，大幅降低政府管理成本。

大数据将显着提升智慧城市人们的生活品质。大数据将极大地拓展民众生活空间，引领智慧城市大数据时代智慧人生的到来。大数据是未来人们享受智慧生活的基础，将改变传统“简单平面”的生活常态，通过大数据的应用服务将使信息变得更加广泛、使生活变得多维和立体。通过大数据建立家庭生活档案，智能化管理家庭日程事务、个人健康、安全起居以及外出购物。同时，大数据将使公共服务与个人生活间的结合更为紧密，在医疗卫生、教育培训、交通、安防等领域将为个人提升信息查询、内容分发、移动支付等应用体验，将人们的“简单平面”生活转向“多维泛在”，让智慧城市真正服务于民生。

政企合力——实现大数据与智慧城市互融

大数据对于智慧城市的重要性不言而喻，但是目前二者并没有实现互融互通，问题出现在哪里呢

高德三维事业部总经理赵珂告诉记者，大数据基本原则在于解决海量的数据的提取和整理有价值的信息。其中，最关键的是这些数据能做什么。在他看来，用数据为老百姓服务，这才是政府和企业应该共同关注的目标。

从数字城市到智慧城市，政府的建设模式已经在发生变化。赵珂称，政府在积极推动企业投资来建设智慧城市，政府的角色已经由之前的主导转变为引导，希望由企业自主参与智慧城市项目建设。这样更加符合市场经济的规律，可以给企业更多主动性。

对于企业来讲，从被动作业到主动寻求机会，需要的不仅仅是公司实力或者技术的储备，而是思想观念和经营模式的彻底改变。由之前的按时完成项目作业，到现在与政府合作共享，直接带来数据归属的改变，之前数据版权归政府，现在企业投资建设，数据和平台最终都属于企业，企业就会有充分的主动性来挖掘数据价值。

模式转变之后，政府和企业该如何合作完成对数据的挖掘呢？赵珂认为，首先应该确认的是数据一定靠各家的数据资源一起来做才能做好。随着开放度的提高，政府会同公众分享越来越多的数据，企业也会加深与政府的合作，来进行大数据的整合，最终的目标的就是尽可能挖掘数据价值为公众服务。

企业面对技术人才双重挑战

对于企业来讲，深入挖掘大数据需要技术和人才的双重准备。艾瑞首席分析师曹军波告诉记者，因为在营销、电商、电信、金融、旅游等不同的领域大家对数据的要求是有差异化的。挖掘数据，首先需要对数据进行清晰归理、对数据进行标签和一系列的分析。所以第一要能拿到可分析的数据，这些可分析数据第一步就很难。因为我们以前没有使用数据的习惯，历史上积累的数据很多是没办法使用的。

第二拿到可分析数据，进行多维度分析之后，还需要形成一个共同的标准。因为所谓大数据是多元的数据，全样本或者海量数据才能更好的帮助企业快速去分析或者获得。在这种情况下就要求有多个数据源，海量的数据有一些共同分析的标准和方法，这是第二步。在这一环节中需要各个行业内的人士或者企业在这方面进行一些标准上的沟通。第三层面是需要一些具有独特创造力的分析示教和思路，能够更快更好地分析出一系列的研究结果。

总之，大数据的处理要有很好的基础，这是一个很大的产业链，企业运营大数据的思想和方式，要从基础做起，有一个比较长的路要走。目前首要的问题是人才的紧缺，曹军波称，目前来讲，招大数据的人才，合适的一定找不到。大家都是在边做边学，很多都是从不同的行业背景里面加入进来的。跟早期的互联网一样，要去找现有的人员是很难的，更多的是在实际的企业需求之中，不断的需要快速的学习能力和基础数据本身的处理能力，这几方面都是很重要的，要现成的人才很难。

有业内人士表示，智慧城市建设不在于硬性指标，而在于软实力、软科学的提升，大数据的研发占据软实力重要的一环。只有充分开发数据背后的内容，才能提升城市的智慧程度，只有确立了“智慧来自大数据”的核心共识，我们推进智慧城市建设方能“四两拨千斤”。

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近年来，在物联网等具有海量数据需求的应用变得越来越普遍时，无论是从科学研究还是从应用开发的角度来看，掌握云计算技术已成为一种趋势。智能家居作为物联网应用的主要领域之一，自然离不开云计算。云计算的发展使用户无需关注复杂的内部工作机制、无需具备丰富的分布式系统知识及开发经验，即可实现大规模分布式系统规定部署，以及海量数据的并行处理。

Hadoop是目前较为成熟和应用较为广泛的云计算架构之一。Hadoop的核心思想是分布式并行处理。Hadoop技术中的关键技术是HDFS(分布式文件系统)和Map/Reduce(映射/规约)。Hadoop利用HDFS存储海量数据，利用Map/Reduce进行海量数据的计算。

文中首先介绍了智能家居与云计算的概念，接着针对传统的海量数据处理方法硬件成本太高，存在计算瓶颈的问题，在云计算理论的基础上针对智能家居中的门禁系统、温湿度系统、滴灌系统和照明系统搭建了基于Hadoop的数据处理平台。可以对大量传感信息进行分布式并行处理，并根据处理结果向底层设备发送指令以实现智慧化服务。

智能家居与云计算

1.1智能家居 目前通常把智能家居定义为利用电脑、网络和综合布线技术，通过家庭信息管理平台将与家居生活有关的各种子系统有机结合的一个系统。首先，需要在家居中建立一个通信网络，为家庭信息交互和传输提供必要的通路，在家庭网络的操作系统控制下，通过相应的硬件和执行机构，实现对所有家庭网络上的家电和设备的控制和监测。其次，智能家居系统需要通过一定的媒介平台，提供与外界的通信通道，以实现与家庭以外的世界沟通信息，满足远程控制/监测和交换信息的需求。

1.2云计算架构Hadoop Hadoop是一个分布式计算框架，可以在大量廉价的硬件设备组成的集群上运行应用程序，为应用程序提供了一组稳定可靠的接口，旨在构建一个具有高可靠性和良好扩展性的分布式系统。Hadoop的主要优点有：扩容能力强、成本低廉、效率高、可靠性高、免费开源及良好的可移植性。Hadoop项目包括多个子项目，但主要是由Hadoop分布式文件系统(HadoopDistributed File System， HDFS)和映射/规约引擎(Map/Reduce Engine)两个主要的子项目构成。

1.3分布式文件系统(HDFS) HDFS由一个名叫NameNode的主节点和多个名叫DataNode的子节点组成，是一种典型的主从式(Master/Slave)架构，这种架构方法可以通过主节点屏蔽底层的复杂结构，并向Client提供方便的文件目录映射。NameNode存储着文件系统的元数据，这些元数据包括文件系统的名字空间等，并负责管理文件的存储等服务，但实际的数据并不存放在NameNode，而是由HDFS中的DataNode来存放数据，然后由Client直接与DataNode建立数据通信。

此外，HDFS为了可靠地海量存储文件，各个文件以块序列的形式存储。为了保证故障容错，文件的块被复制。块的大小和副本的个数都可以配置。Name鄄Node控制所有的块复制操作，它周期性地接收来自集群中DataNode的“心跳冶回应和块报告。收到一个节点的“心跳冶回应表示这个DataNode是正常的。

1.4MapReduce分布式计算 MapReduce分布式计算主要是用来在数千部服务器上同时处理保存于GFS Clusters中高达几十TB甚至更多的数据。 MapReduce在温度值统计过程中的运作如下所述。 MapReduce的作用是对计算机集群上的大型数据集运行分布式计算，替大量数据做平行计算处理。MapReduce的整个架构是由Map和Reduce函数组成的，当程序输入一大组Key/Value键值对时，Map函数自动将原本的Key/Value分拆成多组中介的键值对，然后Reduce函数再合并具有相同Key的中介值配对，化简成最后的输出结果。

1.5智能家居云模型 智能家居拥有7大子系统，每一个系统包含了不同的终端，每一个终端都安装有传感器，传感器感知周围环境并产生大量数据。千千万万的用户会产生海量的数据，而云计算可靠的数据存储，强大的计算能力，低廉的运营成本使得它非常适合处理海量数据。于是每家用户都将通过网络连接到云服务中心，产生的数据均由云计算中心存储和计算处理。

开发程序设计分析 本平台针对智能家居中的几个典型应用：门禁、温度、湿度、光照等进行信息采集及分布式并行处理。启动程序后可以看到当前房间内的温度、湿度、土壤湿度、光强度，还可以通过对室内温度、湿度、土壤湿度进行设定来改变当前的状态。

2.1功能模块设计 根据需求分析可知，系统功能模块共分为四大部分，即门禁系统、温湿度系统、滴灌系统、照明系统。

门禁系统实现的功能是持卡人刷卡，产生持卡人的卡号，从事先设定好的数据库中查询是否有该卡号，如果有说明该用户为合法用户，门禁打开，并显示持卡人卡号、姓名、卡的类型，否则门禁继续保持关闭。 温湿度系统显示室内当前温度和湿度。当设定一个温度值后，空调工作，根据设定温度调整室内温度，直到室内当前温度达到设定值；当设定湿度值后，室内湿度就会根据所设定的湿度进行调整，直到室内当前湿度达到设定值。

滴灌系统显示当前的土壤湿度。当设定土壤湿度后，滴灌系统工作，调整湿度直到当前湿度为设定的土壤湿度。 在照明系统中，显示室内当前光强度。窗帘和电灯的状态受控于光照强度的大小。

智能家居云计算平台实现的功能主要是能够将产生的传感信息集中交给服务器处理，用户只需将传感器采集来的传感信息传输给服务器即可。服务器为计算机集群，这里使用三台电脑进行模拟。三台电脑对信息进行分布式并行处理，并根据处理结果对底层设备发出指令，以达到智能控制的效果。同时还要将各种传感数据和底层设备的状态写入数据库。

2.2逻辑结构设计

(1)门禁系统。 门禁状态一开始为关闭。当持卡人来刷卡时，获得持卡人卡号，查询数据库，判断卡的ID是否合法，如果ID不合法，则门禁保持关闭状态。如果合法则门禁打开，并且显示持卡人的姓名和性别。

(2)温湿度系统。 系统启动时首先要对温度进行判断。当前温度低于下限值，空调启动制热；当前温度高于上限值，空调启动制冷；当室内当前温度调整到舒适范围时空调自动关闭。系统同时显示室内当前湿度，通过“设定湿度冶按钮可以设置室内湿度，当前湿度会慢慢调整到所设置的湿度。

(3)室内滴灌系统。 滴灌系统的状态主要受控于土壤湿度。这里土壤湿度依然采用相对湿度。 系统开始运行时滴灌处于关闭状态，然后判断土壤湿度是否小于0.15，如果小于0.15，滴灌打开，喷水，土壤湿度开始上升，当土壤湿度达到预先设定的上限值时(0.4)，滴灌自动关闭。滴灌关闭后由于水分的蒸发，土壤湿度会逐渐减少。系统每隔1s对土壤湿度进行一次判断，如果土壤湿度少于0.15，则滴灌再次打开。如此反复。当然，土壤湿度的上限值也可以通过“设定土湿冶按钮进行设定。

(4)照明系统。 照明系统主要由窗帘和电灯两个部分组成。窗帘和电灯的状态会根据光照强度的大小以及当前时间自动改变。根据文献[1]将客厅照明的最低照明度定为临界值，即150Lux。

(5)智能家居云平台。 整个云平台采用五台电脑进行模拟，第一台电脑作为传感器和底层设备的模拟，用于产生传感信息。第二台电脑作为连接底层设备和服务器的网关，剩下三台电脑构成服务器集群，作为云处理中心，并与数据库相连，对传感信息进行分布式并行处理。服务器与客户端之间的通信使用Socket。

平台仿真

3.1门禁系统测试 运行程序后，门禁处于关闭状态。单击“生成ID冶按钮，会产生当前持卡人卡的ID号。然后单击“刷卡搜索数据库中已存在的合法ID号，合法来访者，门禁打开，并显示持卡人的姓名和性别。门禁打开5s后再次关上。如果ID号不存在，则门禁继续保持关闭状态，如图4所示。

3.2温湿度系统测试 运行程序后显示当前温度、湿度，以及默认的下限温度(18益)和上限温度(23益)。系统将当前温度与下限温度和上限温度进行比较，如果当前温度在人体舒适度范围18益~23益内，则空调继续保持关闭状态。当前室内温度低于下限温度时，空调打开，处于制热状态，直到当前室内温度达到舒适度的下限温度。当前室内温度高于上限温度时，空调打开，处于制冷状态，直到当前室内温度达到舒适度的上限温度。温度的上下限值可以通过设置按钮进行设定。 在“设定湿度冶旁的文本框中输入所要设置的室内湿度，然后按“设定湿度冶按钮，这时室内的温度就会慢慢改变，上升或下降，直到当前湿度达到所设定的湿度。

3.3滴灌系统测试 运行程序后显示当前土壤湿度，滴灌系统一开始处于关闭状态。由于土壤中水分的蒸发，土壤湿度不断下降。当土壤湿度降到0.15时滴灌自动打开，开始喷水。滴灌喷水后土壤湿度增加，直到当前土壤湿度达到设定值(默认值为0.4)，这时滴灌再次关闭。

3.4照明系统测试 运行程序后显示当前的室内光强度，如果是早晨七点到晚上六点，则窗帘打开，其他时间段窗帘关闭。电灯的状态不仅受时间段控制，也受室内光强度控制。如果是晚上十点到第二天早晨七点，电灯处于关闭状态。在早晨七点到晚上六点之间，电灯一般是关闭状态，除非室内自然光强度低于150Lux，晚上六点到晚上十点，电灯是打开状态的。

3.5云平台测试 将五台电脑建立连接并启动，第一台电脑用于模拟传感器和底层设备，第二台电脑作为连接底层网络和上层网络的网关，剩下三台电脑作为服务器集群(云计算中心)。第一台电脑产生传感数据后传给第二台电脑，第二台电脑作为网关将数据转发给服务器集群，服务器集群采用Hadoop计算架构对传感数据进行分布式并行处理，判断当前智能家居各系统的状态，并发出指令给底层设备，达到智能控制的效果。

结束语

文中在云计算理论的基础上针对智能家居中的门禁系统、温湿度系统、滴灌系统和照明系统搭建了基于Hadoop的数据处理平台。可以对大量传感信息进行分布式并行处理，并根据处理结果向底层设备发送指令以实现智慧化服务。此云计算平台是在Hadoop分布式计算框架的基础上采用三台电脑模拟服务器集群实现对海量数据的并行处理，有效解决了成本和计算瓶颈问题。

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未来20年，每十年全球温度将会升高0.2摄氏度。气候变暖已成为不容忽视的、直接影响全球生产和生活问题。

一些国家和地区已开始研究低碳交通的对策，例如，细化对不同排放标准汽车的分类管理，利用科技手段和税费制度进行碳排放的控制等。如欧洲的英国、瑞典、德国、意大利、挪威，亚洲的新加坡、东京、台湾、香港，以及澳大利亚等国家和地区通过设立低碳交通区、低排放区、绿色交通区、清洁示范区等，既保障了区域空气质量，同时鼓励使用清洁交通工具。

RFID(Radio Frequency Identification，无线射频识别)技术是起源于上世纪50年代的一项自动识别技术。RFID技术有着广阔的应用前景，智能交通、物流仓储、零售业、制造业、医疗等领域都是RFID的应用领域。

发展低碳交通大势所趋，利用RFID技术，通过开发电子环保标志系统，对汽车按不同排放标准进行分类控制管理，在此基础上设立低碳交通区，是当前国内“感知中国”大环境下的必然选择。

通过低碳交通区的建设，在城市中形成“高污染黄标车禁止通行、普通排放车限制或收费通行、零排放车自由通行”的城市交通格局，将会对促进淘汰高污染车辆、鼓励使用低碳排放的如油电混合动力车，特别是零碳排放的纯电动车等新能源汽车起到推动作用，同时还能有效化解城市拥堵问题，真正达到低碳交通、节能减排、改善空气质量的目的。

通过建立低碳交通旅游区、低排放示范区，在一定区域内基本消除车辆排放污染物，提高城市环境空气质量水平，特别是改善道路周边的空气质量。通过示范项目可鼓励更多市民购买和使用新能源汽车和低排放汽车，减少尾气污染带来的危害，保护生态环境。

低碳交通区系统主要由环保电子标志、车辆感知基站、环境监测基站和监管控制平台四个部分组成。

电子环保标志。采用900MRFID电子标志，这种电子标志包含车牌号、车型号、排放标准等车辆信息，并且具备唯一识别码，代替原有的常规纸质环保标志，并且与汽车形成唯一的对应关系。

车辆感知基站。采用双基识别技术(即视频+射频)，通过射频识别可实现对电子标签的非接触自动识别，能够远距离(最大15m左右)对高速行驶(180km/h)的车辆上的电子标志进行检测和读写;通过视频识别实现车牌识别、拍照取证，并能与射频识别结果匹配。

环境监测基站。建立在道路两侧，能够实时检测、预警城市路网的机动车污染状况。

监管控制平台。是低碳交通区系统的大脑，负责对传输过来的识别信息和环境信息进行智能分析，协同环保与公安业务处理平台，实现低碳交通区监管业务分析及处理。

RFID在低碳交通建设中的应用包括以下几部分：

1)应用于绿色智能交通系统的建设，实现治堵和治污双赢

拥堵与污染共生，越是拥堵，污染越严重，对人的危害越大。

通常情况下，车辆以20km/h速度行驶时的尾气排放量是40km/h时的一倍以上。以电子环保标志为载体，利用物联网技术，建立智能交通系统，对交通综合信息进行采集、组织、分析，根据道路拥堵状况进行交通调控，使路网上的交通流运行处于最佳状态，从而改善交通拥堵，降低机动车污染。据估算，能减少机动车污染物排放15%-20%.

2)应用于公交优先通行系统

电子环保标签可以满足信号自动采集的需要，为发展公共交通、坚持公交优先战略、建设公交专用道路和公交优先通行信号系统服务。通过提高公交运输速度，形成快速公交系统，从而提升公交出行率，降低私家车的出行比例，减少尾气排放。

3)应用于高污染黄标车和无标车限行执法

高污染黄标车是指排放标准达不到国Ⅰ的机动车，无标车是指未经环保年检或环保年检不合格无法领取环保标志的车辆。黄标车和无标车虽只占城市机动车总量的10%-15%，但排放的污染物却达机动车排污总量的50%.利用电子环保标志和物联网技术建立的区域限行系统，可以实现机动车信息系统、环保监管系统和道路通行系统的三者联网，从而实现车辆标志识别判断的唯一性，提高限行管理的准确性和高效性。

4)应用于不同排放标准车辆的通行控制

试行拥堵收费政策，设立低碳交通区。即在对黄标车和无标车设定限行区域的基础上，建立只允许新能源汽车、纯电动汽车、国Ⅴ以上汽车等免费通行的低碳交通区，其他国Ⅰ-国Ⅳ等汽车根据不同的排放水平分类收费通行。

5)应用于机动车上牌、年检、路检的环保核查

利用电子环保标志可以有效实现机动车上牌管理环保写入、公安读取的联网审核控制，确保上牌车辆100%环保达标;可以有效防止尾气年检换车检测等作弊;可以实现路检执法人员手持移动执法终端，远程查询车辆信息，现场查处黄标车、无标车、标志失效车、伪造、变造标志车的功能。

6)应用于交通污染智能监测在线调控系统

建立道路两侧环境空气和机动车污染监测体系，实时检测预警城市路网的机动车污染状况，结合智能交通系统，利用电子环保标志信息对车辆通行实施智能调控。

7)应用于全国机动车污染联防联控机制的保障

现有纸质标志完全依靠人工执法，由公安交警拦车、环保人员检查，执法成本高、效率低、执行难，建立全国统一标准和内容的电子环保标志制度，路检执法人员配置相关读写仪器或手持PDA(环保通、警务通)，可以实现各城市之间的标志互认，真正达到联防联控的目的。

8)应用于政府其它部门的信息共享

通过开发环保、公安、交通、城建等多部门的信息集成平台，实现电子标志信息快速共享，实现对车辆的城市综合管理，如交强险、自动收费计次等。

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出门在外，还在为停车、公交或是公厕而一筹莫展吗？

别烦恼，在杭城，这些难题智慧城管都可以迎刃而解。

夜幕降临，华灯初上，走在路上，有时候会看到一盏路灯光线暗淡，甚至忽明忽暗，怕它坏了影响出行？

也别担心，此时，杭州的智慧城管的系统都已实时掌握，立刻就能解决。

身边的城市管理小能手

什么是智慧城管？杭州的智慧城管究竟能给日常生活带来多大的便利？

它正是凭借现代数字信息技术诞生的快捷、高效的城市管理监督处置机制。现在，它逐渐成为城市建设最有力的秘密武器，越来越多的市民开始享受到它所带来的便捷，它也逐渐摆脱了“养在深闺人未识”的窘境。在你想象不到的许多领域里，它都发挥着重要的作用。

作为浙江省首批启动的智慧城市建设示范试点之一，目前，杭州的智慧城管公共服务平台、智慧城管集约化信息展现平台以及信息化的城市监管系统等各项服务，以配合网格化的城市管理模式。它还与“五水共治”、“三改一拆”等整治活动密切结合，大力推动了智慧应用与信息服务的普及。

可以说，“智慧城管”为实现“宜居、安全、便捷”城市建设目标提供了全新的模式。

城市智能“警报器”，智慧城管新招频出

随着智慧城管的应用日渐完善，许多让人耳目一新的城市监管的新招数也陆续推出，在看得见或是看不见的地方，潜移默化地影响着人们的日常生活。

“智慧城管”即依托此种信息技术优势，应用于城市基础设施管理中，在市民生活中扮演着“护航者”这一重要角色。

特色一：双管齐下治污水

细心的市民最近有没有留意到，身边的河道不再散发恶臭，变得干净清澈了；身边再也没有乱堆或是破损的窨井盖了，不用在出行时成天提心吊胆了。出门在外，优美的环境使人心旷神怡。这其实都是智慧城管的功劳，它双管齐下，从源头到防治，形成了一体化的工作模式。

如目前上城区试点了“智慧城管”市政设施现场管理系统，实现了对市政设施的实时管控。该系统主要利用物联传感技术及无线传输技术，实现前端数据的自动采集、监测、报警。窨井盖、排污口等设施上安装的无线传感设备，可实时监测排污数据与污水通道情况，及时发现并制止偷排、乱排等行为，从源头和通道上协助污水治理。通过对市政设施、城市家具的精细化管理，城管部门可以随时了解全区城市家具巡查和事件报告的动态，成功实现对整体信息的有效管理与整合。该系统的运用，有利于形成统一信息联动机制，建立市政设施现场的立体管理模式。

特色二：环保公厕能保障

外出游玩、购物，往往都要花上一天的时间，这时忽然“内急”怎么办？杭城的公厕虽多，但急起来还是找得手忙脚乱的。而且市民不喜欢卫生设施被破坏或是缺乏维护的公厕。有了智慧城管最新推出的智慧公厕管理系统，为您轻松解决以上困扰。

智慧公厕管理系统试点同样位于杭州市上城区。该系统针对公厕等公共设施管理中出现的设施被盗、破坏率较高、水电浪费较大、运维成本高、设施状况不清等问题，建立对公厕内部设施的实时监测，采集设施使用状况并针对偷盗等状况与值班人员实现报警联动。同时与公厕数字电表及数字水表对接，采集用水、用电量，实现对区域内公厕的综合管理及资源使用分析，减少水电资源漏损和浪费，增强“抓节水”工作的针对性和有效性。

日后，公厕都变得又环保又整洁，再也不用因为公厕设备陈旧而委屈自己了。同时节约成本，一举两得，这些全靠“智慧城管”。

特色三：城市管理执法“千里眼”

还在抱怨城管部门执法效率低？所谓“士别三日，刮目相看”，如今的智慧城管在执法方面的效率可是远远超出大家的想象。而且还是依靠大家耳熟能详的中国移动4G网络办到的，其作用不可小觑。

不久前，杭州市江干区首先试点了基于移动4G网络的智慧城管应急指挥视频监控系统。试点主要选取文晖大桥、艮秋立交、庆春立交等8个固定点位，配备25辆执法车辆和1条百兆带宽专用4G的视频监控系统执法车会在辖区内进行24小时巡逻，可通过高清摄像头把周边的道路情况和建筑情况实时传回监控中心，有效遏制各类违法建筑行为，巩固“三改一拆”行动已取得的成果，给大家一个和谐、文明、有序的杭城。

在拱墅区，正如火如荼地进行着智慧城管基于4G的移动单兵系统试点。试点所采用的设备都是国内一流，杭州市城管执法系统最先进的。系统分为便携式单兵监控终端、中心决策指挥平台两大组成部分，可以实时记录执法过程，指挥执法过程，快速调度就近资源，满足执法队员对于现场执法和应急指挥等方面的应用需求。也就是说，日后城管部门的执法效率和执法能力都能够得到相当大的提升，市民在生活中将会获得更大的安全保障。

特色四：夜间出行不用愁

夜间出行，马路上路灯损坏，觉得可怕？没关系，不等你爆料，杭州市智慧城管的智慧照明系统就分分钟解决问题。不相信？此中奥秘完全在于其采用的高科技手段。

照明系统利用多种无线宽带通讯技术和路灯监控节能手段，建设覆盖整个城市路灯监控节能和其主要区域的无线宽带信息网络系统，为政府提供针对路灯的高效节能减排措施。在原有的道路基础信息基础上，实现数据信息化、道路照明“五遥”；运用物联网、云计算、信息融合、网络通讯、数据挖掘，建设智能化平台；升华拓展智能化平台，实现信息自动化、监管精细化、职能协同化、服务多样化、决策智能化、执法人性化的智能管理平台；最后实现智慧照明。

也就是说，还没等你发现路灯坏了，城管部门早就已经掌握信息并展开修理行动了。同时，用户也可以通过该系统，利用随时随地所需的高速无线网络接入和互联网应用服务，查询数字城管的信息，实现实时数据交互。该系统主要保障了高效、节能减排的路灯网络系统，以方便市民夜间出行为首要目标，同时也为提升整个城市的品质与形象。

特色五：实时掌握水雨情

杭城的天气总是千变万化，对于市民来说，最关心莫过于恶劣天气中的出行问题。雨水泛滥时常造成道路交通严重拥堵，但对于智慧城管来说，这些都“不是事儿”。无论是台风季还是冰天雪地，杭州市的智慧城管应急系统，都能够轻松应对，表现出色。

该系统主要分为三个部分。视频会商系统, 在应急期间和重大活动保障期间可进行实时视频会商和协调指挥，也能召开日常工作会议，满足了平战结合的要求。决策指挥系统, 集信息采集、查询、分析、展示的一体化平台，共享多个部门的实时水雨情信息。涉及范围涵盖林水局、气象局、市水务集团等多个部门的水雨情信息，包括水位站点82个，雨量站点145个。同时，流媒体服务中心，包括视频监控系统和视频会议发布系统，视频监控系统整合了城管系统的自建视频共460路，接入了市公安局22000路的监控视频，能实时监视全市重要道路、桥梁、隧道、河道、部分小区的现场情况，第一时间掌握道路积水、河道闸站的雨水情况。也就是说，下雨天，你再也不用面临鞋袜、裤子全都湿透的窘境了。

同时，正在建设的排水设施管理信息系统将围绕“五水共治”基本目标，按照“平战结合、资源整合、分步推进、全市统一”的基本原则，排涝治污。同样力争在3年内，建成较为完善的杭州市排水设施智慧化管理体系，逐步实现“智慧排水”。

特色六：停车不再愁煞人

目前，“停车难”是很多有车一族的烦恼。

而智慧城管的停车诱导服务平台就能有效缓解困扰广大市民的“停车难”问题。该平台可提供完善的停车诱导服务，诱导范围扩大至全市范围内向社会提供服务的停车泊位。城管委力争在三年内建成全市统一、动静结合、手段丰富的“全市一盘棋”停车服务诱导。未来，对车位的实时监控将逐渐落实到每一个停车点。届时，市民可以凭借对应的应用，获得周边道路以及其他任何想要查询的地点附近的车位信息，包括停车地点名称、车位空闲情况、收费价格、距离等信息。

“贴心城管”手机APP问世，开启“全民共管”时代

数字化的城市管理时代并非远在天边，而是早已近在眼前。其实，智慧城管所带来的便利，现在每一位杭州市民都可以实实在在体验到。

今年4月3日，一款名为“贴心城管”的手机APP应用面世。该应用提供Android和iOS等系统的手机客户端，市民可以用多种方式免费下载使用。只需要轻轻点击一下手机屏幕，就相当于拥有了一个为杭城市民量身打造的“大管家”，非常方便。

截至10月1日，“贴心城管”APP拥有注册用户24603人，市民累计通过该平台反映城市管理问题4000多件。内容包括为市民提供诸如找车位、找公厕、修车、补鞋等各类服务，累计请求近300万次。平台有效地解决了市民生活中的种种不便，真正做到与市民生活“零距离”，兑现了“贴心城管”的承诺，让市民放心生活。

同时，这一平台的发展也大大加速了杭州城市管理部门服务的转型，加强了与市民间的深度互动，真正开启了“全民共管”的时代。平台通过数据公开，提供一揽子的便民信息服务等手段，创新沟通方式，增进与市民的沟通与了解，加速了社会管理信息化建设，并改进了政府提供公共服务方式。

另一方面，智慧城管集约化信息展示平台的发展，改变了当前数字城管偏重发现和解决问题的现状，进一步加强了对数据的分析和研判，为城市管理业务决策与指挥调度提供有力保障。对数字城管、数字执法、行业监管等城市管理全方位数据的集成展现，同时围绕队伍管理、四化工作、行业监管等不同主题建立专题平台，有利于横向与纵向不同层级间的高效信息联动。

未来：一中心四平台，立体化便民服务

市城管委透露，目前，智慧城管所带来的便民服务已经开始渗透到杭城的方方面面，在不久的将来，平台的全面完善与推广将指日可待，真正实现“让市民更放心，让城市更美好”的目标。

记者了解到，杭州智慧城管未来将实现“一中心四平台”。

何谓“一中心四平台”？就是通过建设一个指挥中心，构建智慧城管日常运行管理平台、智慧城管公共服务与互动平台、智慧城管应急指挥平台、智慧城管政策研究分析平台，逐步实现数字城管向智慧城管的转型升级，通过智慧设施管理、智能决策支持、便民利民服务“三位一体”建设，强化城市的综合管理和服务。

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先来看几个数据：2007年全球城市人口首度超过人口总数的50％；过去的一个世纪，全球的百万人口城市从20个增加到450个；中国每增加1％的城市化率，就意味着有超过千万的农村人口迁移到城市。可见城市化是全球经济发展的显着特征，而中国的发展将比全球的平均速度更快。

普遍存在的问题

快速的城市化推进对信息行业的发展是一个很大的契机，但快速的城市化本身也面临着两个非常现实而又棘手的问题。第一，城市化发展面临的困惑，如交通拥堵、环境污染、能源短缺、突发公共安全事件等等。这就要求城市管理者有精确的管理与提前预警的措施和手段，用信息化、智能化、物联化的基础设施作为解决城市问题的支撑。此外，城市的管理现在是以行政管理为基础、条块分割的制度，而面向未来强调的是协同管理与协同服务。也就是说，城市的管理制度与管理理念也在发生着变革。例如，突发的大暴雨，气象、水利、交通、城管的信息可以实现完全共享，这就给政府在交通、应急、城管等方面的决策提供完整的基础信息，从而实施最优化、最精准的决策。

由此可见，城市化会给信息化带来巨大的发展机遇。城市化问题的解决与城市管理的升级，都需要信息化作为支撑。因此，只有利用城市的信息化智慧化手段来不断地推动城市长效发展，才能解决城市化带来的这些负面问题，从而实现可持续发展、节能减排、精细动态的城市信息化管理——这就是智慧城市的根本发展模式。

但是，我国在智慧城市的建设中还普遍存在一些问题。首先是一次性投资效益的问题。很多城市的物联网建设是自上而下的运动式推动。虽然城市管理者为智慧城市物联网的示范投入了资金，希望一劳永逸。但很多这样的系统也只能在一些很局限的范围内使用，同时这些项目又缺少持续的投入计划与管理支撑，导致许多城市基础项目投入使用一段时间后，未能发挥预期的效果。第二是自下而上的建设模式问题。智慧城市的建设计划往往由各个承建单位自己投入资金建设，于是对每个子模块的认知，完全取决于各个单位对物联网认知的水平。由于缺乏专业性，低水平的建设屡有发生。而建设水平参差不齐，难以承接整个规划的高度。这种模式缺乏前瞻性考虑，对未来整个系统的承接、应用的整合不利。第三，规划的完整性问题。现在很多智慧城市的规划缺乏具有前瞻性的可实施目标。国外在智慧城市的建设与规划中，除了信息基础建设外还有配套管理职能的表格，这种管理职能和信息基础设施相配套的方案设计，才可能达到最佳的整体效果。第四，协同标准化的问题。各单位承接的项目涉及到各行各业，统一在物联网的体系架构下时，会出现标准化与开放协同的问题。这需要可实施的端到端的标准架构，而且必须考虑面向未来的应用聚合演进设计。第五，运营的可持续性问题。整个体系架构必须是可运营和可管理的。其中对于整个感知层的可运营与可管理，是整个系统最大的短板。最后一点是业界提及最多的垂直应用的模式。当前的孤岛式应用带来的问题是管理效率低下。在面向未来的模式中，应打破垂直式的应用，以利于后继应用的整合，实现整体与应用联动的全局布局的效率。

“开放”上的“智慧”

所以，大唐电信对于智慧城市发展的要点建议是：一、前瞻性的考虑；二、整体的设计；三、在可控的模式下实现自上而下的建设的管控；四、考虑全局应用架构的有效规划。一定强调辅以管理职能、运营职能的对应升级。

为此大唐电信提出了“开放式架构”的智慧城市整体方案。开放式架构智慧城市整体方案主要分为三个层面。第一个层面是整体体系架构设计。主要是把整个网络中的智能处理、计算能力分布到三个层面上：包括感知层，网络层和应用层。通过三层的智能分布与相互关联，实现整个系统的能力均衡部署，构成一个明确的、标准的、面向未来可自由扩展的开放式的体系架构。并在此架构基础上提供一个弹性的业务环境——可以自由地添加、删除业务，业务之间可以联动和协同。第二个层面是整体应用的布局，总共分为四大类：智慧城市管理领域；智慧市民服务；智慧的宜居设施；以及智慧城市的标志性产业等。在规划智慧城市物联网体系的时候把这几个方面考虑进去，就可以实现城市信息化的整体布局。第三个层面是运营管理的设计。通过统一的平台，可以在业务层面解决业务和资源运营管理的问题；在网络层面解决网络的抽象和资源的管理，以及应用的策略、控制等问题；在终端层面，除了终端和网关的管理，还应把管理的手段延伸到感知层，通过对一些传感器的管理，真正实现整个体系架构从业务到网络、到终端、到感知的、端到端的可运营、可管理的设计。所以，大唐电信智慧城市的整体解决方案，是带有三层智能化的、开放式架构，并可以弹性扩展的整体物联网解决方案架构。

当然，任何架构都需要演进，智慧城市的物联网架构也不例外。基于上文提到的核心“三层智能化”架构，大唐电信可为智慧城市建设提供一个长期演进，并且可平滑演进的方案。大唐电信建议，智慧城市信息化发展过程可以分为四个阶段。

首先是重点项目先行阶段。在此阶段，不同城市有不同的信息化重点方向选择。主要特征是独立和垂直的系统建设。当前我国大部分城市的信息化建设都处于此阶段，如果从起始阶段就采用“三层智能化”架构，后继的长期建设就具备了平滑演进的能力和集约化的先发优势。第二阶段是单向信息整合阶段，通过应用层的“城市运营管理中心”部署，为城市管理者提供整合的综合性信息呈现。第三阶段是应用聚合协同阶段，这一阶段通过同属大类业务的整合，实现一定范围内业务的聚合和协同，通过业务支撑平台扩展和共享即可实现。第四阶段是开放式应用和一体化架构阶段。此阶段核心关注的是无线业务的部署和承载，这需要在关键技术上有所突破。此阶段另一个核心就是一体化架构和支撑任意业务的聚合交叉和交互，并可实现更复杂的场景操作，包括泛在设备即插即用、上下文感知、群移动性、跨域协作、多模接入和聚合重构等。应该说到此阶段，面向e社会的4A模型就已经实现了。

回顾整个城市智慧化的演进过程，可以看到“三层智能化”架构具备最好的可演进性和长期规模化应用部署的集约性。当然还需要强调三点：一是全面有效的城市规划支撑是必须的基础，不仅是信息基础设施，还有城市管理的升级；二是城市智慧化的发展，尤其是当信息化大规模部署的时候，云计算是一个必须的前提；三是必须认识到，城市的智慧化必然会影响到城市民生、城市品牌和城市投资环境等，进而可以带动城市的长期可持续发展。

大唐电信在智慧城市物联网发展战略上的思考和实践可总结为：通过物联网优化的发展模式，以及城市的精细规划，解决城市信息化发展的瓶颈；通过三层智能化和三个层面整体布局的智慧城市物联网解决方案体系架构来实现城市的智慧化发展。未来大唐电信将采取矩阵式的长期发展策略，核心关注点有三个：一是并重关注应用服务与核心产品的提供；二是关注整体解决方案的提供；三是关注物联网应用架构的实践和面向未来融合性体系架构的探索。

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目前我国正处在快速的城市化进程中，城市规模不断扩大，在促进经济、社会、人文发展和拉动国家整体发展水平上都起到非常重要的作用。然而，随着城市环保、节能、交通、产业转型等压力上的日益增加，亟需新的城市发展模式与管理工具来提升城市发展水平。伴随着信息技术的快速发展与广泛应用，“智慧城市”的概念呼之欲出。越来越多的城市在“十二五”规划中提出了把建设智慧城市作为转变发展方式，所以未来智慧城市建设将在我国掀起一轮新的高潮。智慧城市作为信息技术与城市建设的完美结合，涉及技术众多。文章主要论述了我国智慧城市的技术基础，并根据我国当前的环境分析了智慧城市应用的局限性与技术瓶颈，从而提出了创新技术才是创建智慧城市的关键。

文化物质的积累、科学技术的进步都是伴随着城市而逐渐演变的，而城市大发展的动力慢慢变成智慧的成果，就是大众人民可以不间断的享受创新技术带来的服务与产品，目前智慧城市的建设已经得到了国家的重视和各个政府的大力的推动，越来越多的智慧城市将呈现在民众的面前，所谓智慧城市是指根据科学合理的城市发展理念，根据最新一代的信息技术，在泛在互联网和信息全面感知的基础上，实现人、物、城市功能系统之间无缝连接与协同联动的智能自感知、自优化，从而对民生、环保、公共安全、城市功能、商务活动等多种城市需求做出智能的响应，形成具备可持续内生动力的安全、便捷、高校、绿色的城市形态。智慧城市实现的是城市系统的优化升级，使城市各系统根完善、更智能、更协调、更发达，使城市中的人和物更智慧、更和谐，使城市中的人生活更幸福。

1 智慧城市三大技术基础

智慧城市的建设需要技术创新、民众意识、政府管理等各方面共同作用，而其中技术创新是建设智慧城市的基石。“信息”是智慧的核心，因此“信息技术”是支撑智慧城市的核心技术。

1.1 通信技术广泛化让智慧城市拥有了神经系统

一个人要将看见的、听见的、触摸到的各种信息传递到大脑，需要有遍布全身的神经系统。对于智慧城市来说，拥有这样的神经系统，是实现智慧的最根本要求。泛在的通信网络就像城市的神经系统，只有有了它，信息才有可能通达。

1.2 互联网技术的普及，让智慧的能力贴近普通民众

在有互联网技术以前，信息处理只是聚集在少数专用机房里的大型计算机设备的事情，和普通的民众关系不大。虽然信息可以传递，但信息传递的范围有很大限制，远不能到达城市的末梢。互联网技术从根本上改变了人类获取和处理信息的方式，使得任何一个普通民众都能够随意获取和产生信息，智慧的能力只有真正贴近了普通民众，智慧的城市才有可能实现。

1.3 嵌入式技术的发展，让智慧的能力扩展到物

从技术层面来看，“智慧城市”是以网络信息为基础的城市信息体系，其智慧能力的差别来自于对信息获取能力的差别，智慧的城市不仅需要更多的人能够随时获取和产生信息，城市里的各项基础设施也需要能够进行信息的自动采集、动态监管。从技术角度来看，就是各种各样的设备需要具备独立运算和联网的能力，嵌入式技术的发展使得这些成为可能，因此嵌入式技术是智慧城市的技术基础之一，它使得智慧的能力从人扩展到物品。

2 智慧城市的应用局限性与技术瓶颈

2.1 智慧城市应用局限性

目前的智慧城市应用大多是一些处理数据采集和数据传输的简单场景，简单数据采集和数据传输模式虽然有一定的领域，但碰到一些复杂的领域就无法应对了。在我们的现实世界中，还有很多复杂的情况，需要不同类型节点协同进行智能计算的应用领域。而且这些简单的数据采集和数据传输只能简单的局限于对数据的安全性、实时性和可靠性的要求均不高的领域，万一出现数据被盗用、篡改等情况，也不会造成很严重的后果。但对于一些数据错误、丢失、延时，将会造成重大损失的领域，如：医疗手术控制、火车交通控制、大型机械设备运转控制等，由于拘束的限制，这样的领域物联网都还没有触及。目前智慧城市典型应用中，设备一般在较为适宜的环境下工作，而现实环境中则会有相当一部分的应用要求设备工作在相当恶劣的环境下进行操作，甚至有些特殊行业的设备可能面临极端高温和低温、瞬间温度剧变等极端恶劣环境，而目前我们的传感器技术尚无法达到这点。我国目前智慧城市应用已初见规模，但是最多也不过数千个节点共同工作，还远远没有达到数万、数十万、数百万海量节点规模，伴随着节点规模的增加，节点、网络的接入能力和数据处理能力要求将呈指数级增加，故对节点组网速度、节点管理、协议高效性、数据并发等技术特点提出了全新的要求。

2.2 智慧城市技术瓶颈

以上分析的智慧城市应用存在的局限性，很大程度上都是由于技术瓶颈所引起的。解决技术瓶颈、才能打破局限，扩展需求，将使智慧城市具有更加广阔的发展空间。目前我们主要存在四方面的技术瓶颈。其一，传感器技术瓶颈。如何推出更小、更强、更便宜的传感器。智慧城市发展首要是大量布置各种传感器，使这些传感器与物品紧密地结合在一起，成为物品的一部分，因此传感器不仅要微型化，而且这样微型化的节点不但要拥有相当的处理能力，还需要能耗低，然而这样小型高性能的传感器目前只能用于尖端的领域，尚无法大规模应用。其二，通信网络技术瓶颈。如何做到既大容量又高性能。智慧城市中很多的应用都将是无人干预的自动操作，其与人的通信行为有很大的不同。从规模上来看，可能要面对上千万、乃至上亿的海量节点，规模将远超过原有的通信规模。其三，平台处理技术的瓶颈。如何做好海量感知信息的处理和管理。如何及时处理海量感知信息，是智慧城市发展面临的另一个技术瓶颈，随着智慧城市建设的深化，需要综合运用云计算等技术推进平台处理技术不断发展，解决海量数据的存储、归类、处理、检索需求才能打破这种局限。其四，安全性技术瓶颈。如何应对更为复杂的物联网安全问题。目前阶段，信息的安全问题其实并未引起足够的重视，其实安全问题是智慧城市发展中要解决的关键问题之一，它将直接决定智慧城市的发展前景。 　　3 创新技术推动城市化进程

3.1 大力推动感知技术的发展

智慧城市首先需要通过感知世界来获取信息，感知技术的发展是智慧城市发展的前提，感知技术其实包含了两种不同的技术：传感器和无线传感网。感知技术需要不断向着高性能、低能耗、微型化、低成本方向发展，才能为实现各种智慧城市应用提供丰富的想象空间，扩大智慧城市应用的范围。传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。无线传感网（WSN）是由部署在一定区域内的大量传感器节点组成的，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织的网络系统。其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。无线传感网核心技术主要集中于网络拓扑控制技术、多跳可靠数据交互技术、信道资源调度技术、物理层技术、协同计算与处理技术、分布式信息感知技术等。无线传感网以其智能化、低功耗、自组织的特性提供了全新的智能化通信、控制手段，是目前大范围、低成本获得传感信息最有效的解决办法。其中无线传感网关键技术包括：射频识别技术（RFID）、IEEE 802.15.4、Zigbee/Zigbee Pro技术、Z-Wave技术、Wireless-

HART技术、蓝牙技术、NFC技术。

3.2 推动网络能力增强

在当前智慧城市的初级阶段，物联网应用数量尚不大的情况下，现有网络基本可以满足物智慧城市的通信要求，但各种问题已经开始逐步显现；随着智慧城市发展的深化，物联网业务数量扩大，网络必将产生巨大压力，甚至也可能进一步影响到现有的人与人的正常通信。因此需要对通信网络的适应性进行研究，在现有网络的基础上，研究和开发适应和满足智慧城市通信特征的网络能力改进，以及与之相适应的通信网络运维体系，主要的研究内容包括以下几个方面：网络层业务特性管理、网络资源分配机制、网络性能优化机制、灵活的QoS体系、灵活的网络安全能力、移动性管理机制。其中IPv6技术与云计算机技术就是其中的主要技术，IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写，它是IETF（Internet Engineeri-

ng Task Force，互联网工程任务组）设计的用于替代现行版本IP协议IPv4的下一代IP协议。它具有更大的地址空间，IPv6中IP地址的长度为128位，并加入了对地址自动配置的支持；IPv6的地址分配遵循聚类的原则，对IP包结构进行了简化，提升了路由转发效率；增强了对组播及流控的支持，增加了对网络层的数据加密，并对IP报文进行校验，增强了网络的安全性；可以较好地满足物联网海量节点、高安全性等应用特点的需求，是物联网网络技术的发展方向。云计算将网络上分布的计算、存储、服务构件、网络软件等资源集中起来，基于资源虚拟化的方式，为用户提供方便快捷的服务，它可以实现计算与存储的分布式与并行处理。云计算的主要特征主要有这几个方面：以高度可扩展的弹性方式交付服务；利用因特网技术和方法来开发和交付服务；资源虚拟化及资源的自动管理与配置；可实现海量数据的分布式并行处理；低成本并对用户透明。

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2.2智慧城市所遵循的基本原则

老子说“道法自然”，自然界是最智慧的，万千世界都按照某种规律在运行，比如，自然界遵循万有引力定律，就有着生命之水的运行轨迹。人类一直在探索着自然的奥秘，在这个探索过程中，人类逐步掌握了发现和利用这些规律的方法和手段，也变得越来越智慧。自然有自然的规律，城市有城市运行的基本原则，作者认为智慧城市的运行也遵循信息化的一些基本原则。

2.2.1消除信息不对称的原则

信息是一种资源，客观上存在着信息的不对称。“智慧”的本质就在于消除信息不对称，信息缺乏的一方通过发现和挖掘信息，拥有和共享信息，并通过信息的再加工来产生新的信息财富，实现智能的决策，最终实现“智慧”。消除信息不对称，把信息匮乏方转变为信息富有方是智慧城市发展所遵循的一个基本原则。

2.2.2信息的资源替代原则

信息是一种基本社会资源，和土地、资本、劳动力等资源一样，并且信息具有对其他基本资源的替代作用，能够有效弥补和替代其他社会资源的有限性。城市发展的核心问题是如何解决城市资源有限和城市需求无限的这个基本矛盾。发展智慧城市一个原则是通过信息资源的引入和发掘，来替代其他资源的投入和消耗。

2.2.3信息资源供需平衡原则

信息资源本身也是有限的，新的技术手段和方法要设法解决信息资源供给和需求之间的矛盾，实现供需平衡。新一代信息技术的引入，本质上是通过信息技术生产能力的提升来解决信息资源供求矛盾，例如物联网引入，通过物体智能化，解决了人脑和电脑的有限计算资源与无限的物理世界感知需求之间的矛盾；云计算的引入，通过虚拟化和资源池，解决了有限的计算存储资源与无限应用服务需求之间的矛盾；互联网的引入，通过信息联网，解决了信息资源有限占有与信息无限需求之间的矛盾。

2.3智慧城市的基本数学模型

将智慧城市的基本原则作用于智慧城市的基本要素，智慧城市的数学模型可以定位为：

SC=f1(x1,x2,x3,x4,x5)+ f2(x1,x2,x3,x4,x5)+ f3(x1,x2,x3,x4,x5)，其中：

SC：智慧城市

f1: 消除信息不对称的原则

f2: 信息的资源替代原则

f3: 信息资源供需平衡原则

x1：智能化的城市部件

x2：城市互联互通的信息网络

x3：基于云计算的城市新型业务应用平台

x4：城市的海量数据

x5：知识型的劳动者

3 智慧经济的基本特征分析

发展经济的最终目标是人人享有财富和幸福。城市发展智慧经济的首要目标是解决信息不对称，引入信息资源来实现对耗竭型资源的替代，推动信息资源的供需平衡，促进实现人人享有信息、财富和幸福，实现共同富裕。

研究世界经济近三百年的发展历史看，经济发展始终遵循一条主线，即供求关系所决定的自由市场经济与政府宏观调控行为的辩证统一与相互博弈。随着信息化和工业化的深度融合，市场经济的“无形的手”可以数字化、信息化、显性化，国家宏观调控也更加科学化和理性化，信息化成为自由市场经济和国家宏观调控之前的一座桥梁，它们之间的界限开始模糊化。因此，通过发展智慧经济，能够减少信息不对称，实现市场供需信息的对称和平等，能降低交易成本，最终体现在人人平等享有信息、财富和幸福。

企业信息化也正在进入综合集成和深化应用的阶段。在企业价值链的各个环节，信息被采集、传递、共享和统计分析；在供应链的上下游企业之间，信息被分享和传递；信息也在企业与用户之间被分享和传递。因此，对企业商业活动的所有参与者，信息不对称逐步被消除，交易成本大幅降低，运行效率极大提升了，企业的决策更迅捷了，企业也更加“智慧”了。随着企业信息化的深入，信息资源能够逐步替代企业的人力、资本、土地等资源投入，减少了企业总体拥有成本，实现了企业的转型和升级。

互联网经济的真正价值在于实现互联网上人人信息平等。如何让人人在享受信息平等基础上，去享有更多的幸福，这是互联网商业模式的本质。掌握了这个规律，互联网企业就能欣欣向荣，违反了这个规律，企业就可能无疾而终。例如，搜索企业谷歌、百度，让人们通过简单的搜索框就能够找到他所需要的任何信息，在让人们享受信息平等的同时也成就了世界级的互联网企业。电子商务的本质特征也在于实现交易双方的信息平等。阿里巴巴通过虚拟的电子商务交易市场，构建起了商家彼此信息联系的一个场所，从这个角度看，阿里巴巴为消除信息不对称、减少实体店的资源投入做了很大贡献。但阿里巴巴做得并不彻底。为了盈利，阿里巴巴仍然在制造信息的不平等，通过诚信通，花了钱的企业主就能被拥有信息优先的权力，没花钱的企业主就只能被漠视，因此，阿里巴巴的生意仍然不是最智慧的。

智慧经济的最终目的就是实现人人生而信息平等，实现人人享有财富，共同富裕。满足了这个基本条件，才能算作智慧的经济。未来，面向智慧经济的信息基础设施应该是保障经营业主的信息平等，而不是利用手中的特权，人为制造信息的不平等。企业信息化的最终目标也是实现经营过程的透明化，实现员工信息平等、部门信息平等和决策层的信息平等。因此，部门之间的信息壁垒必须被打破。员工之间的信息必须被共享。当然为了安全和保密的原因，必然要限制信息的自有，增加了成本，最终要牺牲组织的效率和效益，但这是不得不做的牺牲。

4 智慧型政府的基本特征分析

政府社会管理与公共服务的目标是促进社会和谐，推动民主和民生。发展智慧型政府的目标是如何通过解决信息的不对称来促进实现人人平等，体现人人当家作主。

政府行政管理过程中形成了层次分明的上下级机构，各个部门之间职责的划分也存在很多交叉，影响行政效率最大的问题就在于权责利益所带来的上下级之间、部门之间的信息不对称，这造成了政府服务中的拖沓、扯皮和官僚主义；而且，政府行政服务中的效能低下，信息不公开，也为腐败滋生创造了环境。智慧型政府将通过多渠道的政府信息门户提供公开透明的政务服务信息，通过一站式审批系统实现部门之间信息的沟通和协作，通过社会管理信息系统实现管理精细化，通过电子监察系统实现政务服务流程的透明监管，通过建设一卡通、信息亭等服务渠道，将便民服务延伸到公民身边。因此，智慧型政府的本质是消除行政部门和老百姓之间的信息不平等，让人人平等地享有信息权利。

5 建设智慧城市的建议

5.1循序渐进

智慧城市是城市信息化的更高阶段的发展目标，目前很多城市仍处于智慧城市建设的初级阶段。因此，建设智慧城市要遵循其阶段性特征，循序渐进地推进。

5.2科学发展

建设智慧城市要遵循消除信息不对称、信息的资源替代原则和信息资源供需平衡原则，统筹建设策略，科学发展和建设智慧城市。建设智慧城市，要按照经济和社会发展的基本规律，遵循智慧经济和智慧型政府的本质特征，倡导人人生而信息平等的理念，为百姓争取更多信息权利，为信息服务普及化作出更多贡献。

5.3市场导向

每一次技术变革的成功，都在于它有广泛的市场基础，在于它有成功的商业模式，在于它能造就世界级的企业。PC技术的变革，把计算机带到了每个人的身边，形成了巨大的IT市场，打造了IBM、微软和INTEL等公司；互联网的技术变革，把人与人连接在一起，形成了巨大的互联网市场，打造了雅虎、谷歌、阿里巴巴等世界级的企业。今天，以物联网和云计算为特征的技术变革，让我们能够享受无处不在的智能服务，也必将依赖于其是否有成功的商业模式，是否能够形成巨大的市场，是否能打造世界级的企业？仅仅依靠政府的投资，其生命力必然是有限的。智慧城市的建设和发展一定应以市场为导向，遵循市场的规律。