一文读懂智慧城市发展趋势：未来30年淘金创业商机

作者： 曾志宏

Original: 美国国家城市发展联盟

城市化进程滚滚向前，全球城市人口在2050年将高达70%。可持续的城市发展，是21世纪人类社会面临的最严峻的挑战之一，未来城市中，我们的安全状态如何？我们的交通状况怎样？我们的空气，水和食物是否干净卫生？我们的医疗卫生教育会更好还是更坏？我们其他更多的基础设施是否还能为我们舒适的服务？所有这一切，都需要一个更加智慧更加聪明效率更高的城市，让我们的未来还能舒服自由的度过余生，让我们的孩子也有足够的生存空间。请和我一起来看看美国国家城市联盟的报告（节选）：智慧城市趋势

一图看懂智慧城市内容

现在每个消费者，产品和基础设施越来越多感知周围的世界，并利用云的计算和存储能力，越来越多与其他设备和人进行通信，这种应用就叫物联网。 智能设备和共享平台越多，产生的消费者偏好和习惯的数据就越多。 但这对城市意味着什么呢？ 智能城市正在使用相同的技术连接其不同的公用设施，基础设施和公共服务网格，从而生成实时汇总数据。并可能自动分析数据，这可以帮助更有效地管理整个城市，未来的城市是一个互联的城市，设备以恒定的数据流相互通信，向公众和市政当局提供实时信息，甚至提供解决方案。

下面示意图，囊括了智慧城市的大部分方案和设施

----看不清楚？是的，我也看不清楚，不过，请容许在下给您一一道来：

•交通拥堵传感器

智能交通系统使用传感器来检测交通模式中的拥堵和瓶颈。 他们还依靠相机来加强速度和检测交通违规。 通过这些工具，可以收集城市DOT（Development Oriented Transit）的实时信息，从而使移动网络系统更安全，更高效。

•水和废水监控器

监测设备可以检测泄漏以及水压的变化，以确定水基础设施是否正常工作。

•停车APP和自助终端

应用程序与智能停车计时器协调，以通知驾驶员哪里有停车位。

•道路桥梁监控系统

传感器监控桥梁的结构稳固性，并告知城市工程师任何问题。

•自动驾驶

自动驾驶汽车将人员往返于城市内，为其他人提供游乐设施，并在其所有者忙于工作或其他活动时进行交付。无人机用于检查难以到达的区域。

•垃圾处理传感系统

传感器检测城市周围的容器中的垃圾量，以便卫生工作者可以最大限度地提高其路线效率。

•城市照明系统

LED灯具有天气适应性，当需要更换灯泡时，通信会自动发送到公共设施工程部。

•火灾监控系统

传感器监控容易发生火灾的公园和林区的情况。 传感器还可以检测建筑物中的火灾并在紧急情况下向火灾部门发起呼叫并可能自动采取措施。

•能源监控体系

可以监控发电厂的安全性，并向城市官员通报能源流量。

•太阳能板监控系统

可以监控太阳能电池板以确定它们提供多少能量以及是否需要维护

•智能物流和运输

列队的卡车有效地将货物从港口运送到最终目的地。 智能库存系统可告知操作员何时在不同地点之间运输货物。

•公共交通管理系统

公共交通和城市车辆在需要维修或更换时与其所在地机构进行通信。

•无人机

无人机用于检查难以到达的区域，用于执法和保险，农村救护车，基础设施检查和环境监测。 商业用途包括精准农业，航空摄影，以及在不久的将来，包裹递送。

•监控摄像

摄像机通过监控公共安全人员不经常光顾的区域的活动来确保安全， 可以监视不对公众访问的区域，以防止未经授权的人员进入和离开。

•公共安全监控系统

公共安全官员可以佩戴身体摄像头，捕捉他们与城市居民之间互动的镜头，以确保双方的安全

•可穿戴设备及检测系统

城市可以构建智能手机和可穿戴式检测传感器，以便人们可以成为互联网生态系统的活跃部分，并与城市进行沟通。

•宽带基础设施

可靠的互联网生态系统是将物联网固定在一起的纽带。

智慧城市案例分析

•芝加哥

芝加哥已经明确地智慧城市的原则。 正如市长Rahm Emanuel所说，芝加哥希望成为“世界上数据驱动最多的政府”。

旨在实现这一愿望的一项举措是物联网数组（Array of Things，AoT）项目。 AoT是一个传感器网络（称为节点），将安装在路灯交通信号灯上，它们将测量温度，气压，光，振动，一氧化碳，二氧化氮，二氧化硫，臭氧，环境声强度，行人和车辆交通，以及表面温度。计划在2016年夏季安装四十二个节点，到2018年底将部署500个节点。

该项目是雄心勃勃的。它旨在以足够的细节提供数据，帮助工程师，科学家，政策制定者和居民共同努力使芝加哥更健康，更宜居，更有效。然而，传感器网络与更健康，更有效的城市生活之间的联系是一个悬而未决的问题。该项目的直接目标是收集数据，将其汇总到中央服务器，并公开发布。项目负责人查理·卡特莱特认为，向公众提供这些数据将激励人们创造“利用这些数据的各种应用程序。”

政策

芝加哥一直在为其智慧城市发展奠定政策基础。 2012年，市长伊曼纽尔发布了一项行政命令，确定了该市的开放数据政策。该命令旨在通过向居民提供他们参与政府，解决问题，促进社会进步和经济增长所需的信息。为了公开数据，订单需要创建和维护在线数据门户（与用于AoT数据的门户相同）。这个执行命令为管理通过传感器项目生成的数据奠定了基础。它建立了透明度和开放政府作为城市的关键承诺。它还描述了数据应公开的内容，时间和方式，并制定了报告要求以增加市政问责制。制定这些政策后，该城市将更有能力与智能城市传感器项目合作。

AoT还必须制定一些自己的政策。例如，隐私政策详细说明了如何管理和保护具有个人身份信息（PII）的数据。 PII不会公开，但可能包含在用于校准和测试机器的数据中。但是，任何此类数据都将存放在安全设施中，并且访问权限将受到限制。

行政

该项目由阿贡国家实验室，芝加哥大学和市政府之间的合作实施，得到了其他大学和私营公司（如AT＆T）的投入和支持，这些公司将提供无线网络传输数据（见图1）。该项目的资金部分来自国家科学基金会的310万美元赠款，这是白宫智慧城市发展投资的一部分。包括阿贡国家实验室在内的研究上投入了100多万美元，而芝加哥创新交易所又投入了15万美元。

芝加哥大学和阿贡国家实验室将成为该计划的运营商，负责节点的设计，开发，维修，更换和支持，同时该市将提供监督，政策指导和一些技术支持。由市政府创新与技术部（DOIT）专员和芝加哥大学城市计算与数据中心主任共同主持的行政监督委员会（EOC）将负责监督该计划。还将有一个安全和隐私小组（SPG）向EOC和科学评审小组（SRG）提供建议。因此，城市和非政府行为者之间的伙伴关系不仅仅是资金，而且还包括实际支持和监督。

开放数据政策也促成了芝加哥的SmartData项目，旨在“分析和汇总数据，识别趋势和解决问题的预测。”重要的是，DOIT创建的分析仪表板和与该市所有部门共享的是开源，并可用的到任何感兴趣的城市。 Bloomberg Philanthropies向该项目提供了100万美元的赠款，其明确目标是向其他城市传播。

社区参与

对隐私的关注不仅限于项目经理。还存在社区如何响应监控其社区的传感器的问题。电子前沿基金会高级副局长Lee Tien将传感器项目比作加强监控，并想知道如果警方要求提供违反这些信息的要求时，这些隐私政策将会产生多大的力量。项目经理意识到这些问题可能是一个问题。作为其治理文档的一部分，他们已经在可能放置节点的任何区域中包含了社区外展的规定。

该市的智能社区计划包括数字扫盲和推广计划，该计划提高了宽带采用率和互联网使用率，包括在该市九个主要是非洲裔美国人的就业搜索和拉丁裔低收入和中等收入社区。在2008年之间（当时该计划已实施）和2013年，该倡议中的邻居看到互联网使用量增加了13个百分点。

•旧金山

旧金山是一个世界性的旅游目的地，拥有世界上一些最大的金融机构，被称为创新和技术之城。

2011年，旧金山被宣布为美国和加拿大绿色城市指数以及北美清洁技术之都的最环保城市。与其他城市一样，旧金山的领导人希望让这座城市更安全，更便宜，更公平，并减少其排放量。不幸的是，旧金山过去十年的人口急剧增长使得生活费用上升到了全国最昂贵的地区之一，并使该市的基础设施和治理工作变得紧张。出于这个原因，旧金山在引入可持续，创新和雄心勃勃的战略方面处于领先地位。

为了实现这一目标，旧金山致力于利用技术使建筑运营更加高效，减少能源使用，简化废物管理系统，改善运输系统，所有这些都有助于绿化城市。该城市的目标是到2020年实现零浪费，到2030年实现无碳排放，满足与交通相关的需求

政策

为了实现零浪费目标，旧金山在通过一系列立法方面表现出极大的政治决心，其中包括“废弃日期决议”，“强制性回收条例”以及“加强回收和资源保护之市长行政命令”。该市还提供使用开源软件和开放数据模型的在线工具，以提供本地化和准确的结果.为了补充这些政策，该市与志同道合的组织合作开发新计划并创建回收和堆肥文化。

为了实现旧金山到2030年实现无碳化的目标，该市实施了一整套激励计划，以改善新建筑和现有建筑的性能。各种技术应用程序有助于增强这些程序。例如，旧金山能源地图是一个跟踪整个城市的太阳能和风能设施的工具。居民或企业可以访问该网站，查看其屋顶的太阳能效率并获得折扣。同样，城市建筑计划使用软件平台帮助建筑节省能源。该在线门户网站向业主，经理和租户介绍其建筑的性能，并提供最有效的能源效率策略，帮助他们降低公用事业成本。

Muni Forward是一个全面了解旧金山交通的项目。考虑旧金山街道上的公共交通工具，以及改进的技术和基础设施，旧金山的目标是获得更安全，更可靠交通。 Muni Forward正在用新的信号替换旧金山的交通信号，这些信号可以检测到即将到来的Muni火车或公共汽车，并保持绿灯，允许运输车辆更快地到达下一站，减少交通堵塞，提高可靠性。

这些只是旧金山如何通过利用技术改善其公共服务而成为智慧城市领导者的一些例子。没有城市的开放数据平台，这些智慧城市计划都不可能实现，旧金山OpenData。旧金山OpenData是该市的开放数据门户网站，并且是2009年推出的官方开放数据计划的产品. DataSF是该市政府数据的一站式网站。开放数据立法要求城市部门在DataSF上提供其权限下的所有非机密数据集。 DataSF使用运输数据进行改进运输需求和通勤时间，并帮助实现温室气体减排目标。该平台还为Muni公共汽车或火车通勤者提供应用程序，让通勤者购买Muni门票并计划他们的旅行。

行政

旧金山的智慧城市计划雄心勃勃，需要公共机构与私营和非营利部门之间建立强有力的合作伙伴关系。凭借其强大的领导力，该市正在尝试收集务实和有效的政策改革。旧金山市交通局（SFMTA）和旧金山环境部在该市的智慧城市计划中发挥着重要作用，并在实现零碳等环境目标的同时实现了改善旧金山交通的跨领域目标。该市计划分阶段实施Muni Forward，以优化融资并最大限度地减少服务中断。 2014年11月4日，旧金山选民批准了A号提案，其中包括1.5亿美元的资金用于设计和建造Muni Forward项目。预计未来的资金来自其他来源，总资金为2.3亿美元。

社区参与

该市的开放数据政策强调了提高政府效率和公民参与的社会和经济效益. 公开数据是城市与社区互动的好方法。 SFMTA主动征求社区意见，并广泛和明显地分享其计划，数据和成功案例。 SFMTA使用其交互式性能仪表板进行收集， 回顾并跟踪其在实现其战略计划中概述的目标和目标方面的进展。 SFMTA还使用“资本改进”地图来通知整个城市的项目和计划。该机构认为，社区参与使城市员工能够更好地了解零浪费和无碳计划的障碍和挑战，创建或调整计划，并为未来做好计划。

李市长的领导支持旧金山的可持续发展目标，发展城市的清洁技术，交通，能源，废物，建筑环境和其他行业，以实现最大的效益和环境效益.由于实地有如此多的智慧城市计划和城市在技术上的声誉创新，旧金山是智慧城市发展的全球领导者并不令人惊讶。

•新德里，印度

新德里是印度北部最大的商业中心。 德里人口在过去十年中迅速增长，2016年达到1,860万，预计到2020年再增长40％。

在这种加速城市化的速度下，政府面临着巨大的压力，需要提供交通，水，电和廉价住房等公共服务。在过去的二十年里，德里的城市面积几乎翻了一番，导致平均通勤时间从8.5公里增加到10.4公里。远程城市居民依赖汽车，导致交通拥堵，温室气体排放增加，空气污染和公共卫生状况不佳。如果没有城市的正确设计和规划，现有的拥堵，交通，污染和安全问题只会转移和恶化。

印度政府历来推动各种城市发展计划，例如1979年的中小城镇综合发展计划（IDSMT）和2005年的贾瓦哈拉尔尼赫鲁国家城市更新计划（JNNURM）。由于经济，技术或政治原因，只有少数地方政府能够采取足够的措施来实施最佳实践并在城市实现这些目标。

政策

经过40多年对铁路公共交通系统的研究，德里地铁公司（DMRC）成立于1995年，并于1998年10月1日开始建设. 德里地铁项目成为世界上第一个获得认证的铁路项目，用于减少联合国温室气体排放的碳信用额。为了提高列车系统的效率，DMRC于2010年与Google India（通过Google Transit）合作，通过谷歌地图，通过移动设备向乘客提供免费列车时刻表和路线信息。到2016年下半年，DMRC计划为其270万名乘客提供免费的高速宽带互联网。然后，通勤者将能够访问有关火车位置，进站和目的地的实时信息，并在不同的线路之间导航。德里政府于2016推出一项共同移动卡，这将允许乘客访问地铁列车，德里运输公司巴士和集群巴士。德里地铁是逐步采用智能城市系统的城市交通系统的典范。

在新德里市议会智慧城市项目实施的同时，德里发展局（DDA）推出了一项土地汇集政策，以解决德里的主要挑战之一：适合市议会提出的关于不断增长的人口的合理住房以及奠定基础设施以实施智能城市ICT技术拨款。除了规范土地汇集政策外，DDA还致力于通过允许民众在线监控其基础设施项目来实现问责制和透明度。

行政

中央政府批准了一项48,000千万卢比（78亿美元）的预算，用于五年期间（2016财年至2020财年），印度100个指定城市的智慧城市计划。预计州和地方政府将平等地匹配中央政府的资金。根据智慧城市使命声明和指南（2015），印度的目标是促进提供核心基础设施并为其市民提供体面生活质量的城市，清洁和可持续的环境以及智能解决方案的应用。重点是人口集中地区的可持续和包容性发展，为其他有兴趣的城市创造可复制的模式。

在100个城市中，NDMC（New Delhi Municipal Council）获得了中央政府的赠款，通过技术应用促进城市服务的有效管理。这些服务包括供水，卫生，住房，废物管理和城市交通。 NDMC向新德里居民咨询他们智能城市的要求，并计划开发智能公交车站，智能自行车道，基于传感器的智能停车场，电子监控，包括违反交通的电子车票，自动下水道清洁机和地理位置。其他项目包括提供Wi-Fi接入点，空气质量传感器，噪声污染传感器和翻新Gole市场。

社区参与

新德里的智慧城市计划尚处于初期阶段。任务指南规定，每个城市都需要制定一个智能城市规划，其中包括区域开发提案和泛城计划，使用智能解决方案提供城市服务。在NDMC的智慧城市项目之前，DDA实施土地汇集政策似乎很自然。这种方法为NDMC提供了融入数字解决方案的基础设施，同时为NDMC居民提供了合适的住房。

新德里的智慧城市计划是印度整体智慧城市计划的一部分，该计划利用了联合国的可持续发展目标（SDGs）。普华永道的一份报告指出，“智能可持续发展城市的支柱与拟议的联合国可持续发展目标（SDG）完全一致，而且可持续性与印度'100智慧城市'计划的整合接近，与可持续发展目标的联系。“在莫迪总理的要求下，亚洲开发银行（亚行）承诺支持城市发展部开发智能城市，亚行原则已同意拨出10亿美元用于向智慧城市项目提供贷款，世界银行可以提供高达5亿美元的长期贷款。

推荐使用方法

•管理者应该明白自己的目的/效果

数据收集本身并不是目的。为了有用和相关，需要对其进行分析。然后，该分析产生的信息可以将实际应用程序驱动到公共问题。城市应该考虑他们希望主动解决的公共问题以及收集的数据如何帮助解决这些公共问题。此外，对公共问题和数据收集的评估应从现有城市综合计划，愿景和行业规划文件中得出。

信息通信技术的改进使数据收集变得更加容易。在一些案例城市中，数据收集的简易性似乎激发了城市对智能计划的投资，而没有明确规定他们寻求实现的举措。城市面临的挑战不是收集或传播数据的技术挑战 - 它是一个组织的挑战。城市需要考虑新数据将如何影响公共政策以及使用数据需要哪些管理能力。

•应该和大学，非营利机构和私人机构合作

我们的许多案例中城市都与非政府部门合作。与芝加哥的物联网一样，这些伙伴关系可以跨越各个部门，包括广泛的参与者。城市甚至可以与其他城市合作开展智慧城市计划。

伙伴关系为城市提供了许多好处。它们为城市提供了可能无法获得的资金和专业知识。许多公共问题都很复杂，而且任何单一组织都无法解决这些问题。合作伙伴关系还允许城市分担发展风险，这对于智能城市技术不断发展且经常未经检验的性质尤为重要。

此外，值得重申的是，智慧城市的发展应该受到城市需求的驱动，而不是自上而下，智能城市因避免“将城市变成大型跨国公司的数字化市场”。所以，自下而上，民主发展可以避免这些问题中。

•城市应该持续寻找/开发智慧城市的最佳实践

智能技术存在很多差异。一些城市和大学正在开发自己的先驱传感器，如物联网节点。其他人正在寻求大型私营企业提供ICT解决方案。技术的多样性对感兴趣的城市提出了挑战。

虽然尚未完全实施，但美国商务部的一部分国家标准与技术研究院（NIST）正致力于智慧城市发展的框架. 该框架旨在解决两个主要问题：互操作性和可移植性跨城市的ICT发展，以及对标准架构原则的需求。他们的目标是足够标准化，系统可以跨城市集成，而不会成为进一步创新的障碍。

不断了解智能开发领域的新发展和创新也将有助于城市管理设计技术发展的路径，像NIST这样的框架可以影响城市实现智慧城市发展的方式，帮助他们避免被限制在他们最初投资的专有技术，确保这些技术可以与新技术集成.

利用ICT技术改善城市的可持续性和公平性是一个具有巨大潜力的强大理念。然而，这些野心应该通过现实主义来缓和。城市应批判性地研究智能城市技术。城市也应该注意智慧城市发展所伴随的组织挑战。随着ICT技术的到来，功能孤岛，跨部门合作的挑战以及政治僵局不会消失。然而，如果能够承认并克服这些挑战，那么智慧城市发展不仅可以提高城市的效率，问责制和透明度，还可以留下创新和协作的组织遗产，这将继续改善地方治理。

作者BIO：曾志宏1638881963wechat：北科大毕业，新加坡国立大学MBA，服务于GE，Rolls-Royce，JCI，Whirlpool，目前为技术和行业推动者，及网络自媒体写手，关注和研究物联网，绿色物流，工业4.0，人工智能，区块链，智慧城市等领域技术和应用。