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月排行总排行院士说丨互联网+与新型智慧城市的几个思考点
本文是根据王家耀院士在中国（郑州）第三届新型智慧城市高峰论坛的PTT及录音整理。王家耀院士依据当前现状对国内外新型智慧城市提出五个思考：如城市信息化发展的基本规律是什么？智慧城市的“根基”在哪里？智慧城市“智”在哪里？新型智慧城市“新”在哪里？新型智慧城市如何建？给出了新型智慧城市建设启迪，供参考。
一、“互联网+”与大数据
日公布的《十三五规划纲要》中提出，实施网络强国战略、实施“互联网+”和大数据战略及行动计划，分别在第三篇第十七章，第四篇专栏6（智慧农业），第五篇第二十三章及专栏8，第六篇第二十六章、第二十七章和第二十八章及专栏9，第八篇及专栏13（智慧城市）……，都提到了“互联网+”、大数据、智慧城市、智慧农业、智慧交通，等等。
1.“互联网+”
本质：“互联网+”本质上是互联网、物联网、云计算等新兴信息技术在各行各业“全工作流”、“全产业链”、“全价值链”中的深度融合集成创新应用，使之成为现代制造业、生产性服务业发展的新动力。
现在“互联网+”已经开始融入各行各业。可以说，我们这个时代已经就此打上了“互联网+”的烙印，中国已经开启了“互联网+”时代的大门，将引起一场科技革命和产业变革。
（1）跨界融合。+，就是跨界，就是变革，就是开放。创新驱动，传统的资源驱动方式→创新驱动发展。重塑结构，打破原有的社会结构、经济结构、地缘结构、文化结构、管理模式。尊重人性，互联网力量之强大最根本的是源于对人性最大限度的尊重，对人体验的敬畏，对人的创造性的重视，真正体现“以人为本”。
（2）开放生态。“互联网+”本身就是开放的，重要的是化解掉过去制约创新的环境，真正实现“大众创业、万众创新”。连接一切，这是“互联网+”的目标。
4.时空大数据
指大数据与地理时空数据的融合，即以地球为对象、基于统一时空基准，活动于时空中与位置直接或间接相关联的大数据。这样界定时空大数据是基于两个事实；一是，人类生活在地球上，人类的一切活动都是在一定的时空（时间和空间）中进行的，而所有数据都是人类活动（社会、生产、生活……）的产物；二是，从可视化角度讲，所有大数据只有当其与地理时空数据集成后，才能直观地为人们提供大数据的空间概念。
时空大数据的本质：时空大数据揭示了几乎所有大数据都是在一定的时间和空间中产生的与位置直接或间接相关联的，大数据本质上就是时空大数据，它是现实地理世界空间结构与空间关系各要素（现象）的数量、质量特征及其随时间变化而变化的数据集的“总和”。
时空大数据的价值和意义：集大数据的价值意义与地理时空数据的价值意义于一体，任何规律的得出，任何决策的做出，都必须依据一定时间、确定地点（地区）的大数据，即地理时空大数据。全球已经进入（时空）大数据时代，企业决策过程正由程序驱动变为数据驱动；（时空）大数据已成为制造业创新的动力，我国54%的制造业正在应用数字化工具推动转型升级。
二、“互联网+”与新型智慧城市的五个思考
思考一：城市信息化发展的规律是什么？
同任何事物的发展都要遵循一定的规律一样，城市（镇）信息化发展也是有一定规律的。分别为：
数字化：将城市各部门、行业信息的传统物理媒介（纸质表格等）转变成计算存储的数字系统，从而提高城市各部门、各行业“个体”的效率。
网络化：把分散的城市各部门、行业的数字化要素、单元和系统连接起来，形成各部门、行业互联互通的城市信息流系统，从而提高整体效率。
智能化：对已有的城市信息流系统进行深入分析，找出其中的瓶颈或可以优化的环节，用人工智能技术加以解决，提高自动化和智能化程度。
思考二：智慧城市的“根基”在哪里？
根据城市信息化发展的“数字化—网络化—智能化”规律，智慧城市的“根基”是数字城市。如同有了“人流”、“物流”需要高速公路一样，有了“数据流”、“信息流”才需要“信息高速公路”（网络），要素在“信息高速公路”跑得又快、又好、又安全，就需要智能化。
1.“数字城市”是“智慧城市”的根基
数字城市是城市信息化发展的初级阶段的产物。它是以城市信息基础设施（网络、数据）为支撑，采用GIS、RS、GNSS及计算机技术，以可视化方式再现城市“自然、社会、经济”复合系统的各类资源的空间分布状况，对城市规划、建设和管理的各种方案进行模拟、分析和研究的城市信息系统体系。
2.数字城市建设存在的问题
一是信息获取手段单一，缺乏动态更新，导致实时性差，“数字城市”与“现实城市（物理城市）”不够一致，影响感知城市的真实性。
二是未能充分利用城市网络基础设施，各部门业务信息系统未联网，信息不能共享。
三是城市空间信息系统异构现象突出，系统之间不能互联互通互操作，无法协同运行和解决重大复杂问题。
四是数据的多源异构问题突出，导致无法提供一致性的地理空间数据服务。
五是“数字城市”应用服务效果不够明显，政府、企业、公众的“获得感”不强。
思考三：智慧城市“智”在哪里？
智慧城市它是通过互联网把无处不在的被植入城市物体的智能化传感器连接起来形成的物联网，实现对物理城市的全面感知，利用云计算等技术对感知信息进行智能处理和分析，实现网上“数字城市”与物联网的融合，并发出指令，对包括政务、民生、环境、公共安全、城市服务、工商活动等在内的各种需求做出智能化响应和智能化决策支持。简单地说，智慧城市就是让城市更聪明，本质上是让作为城市主体的人更聪明。
透彻感知：无处不在的智能传感器，对物理城市实现全面、综合的感知和对城市运行的核心系统实时感测，实时智能地获取物理城市的各种信息。
全面互联：通过物联网将无所不在的智能传感器连接起来，通过互联网实现感知数据的智能传输和存储。
深度整合：“物联网”与互联网系统完全连接和融合，将多源异构数据整合为一致性的数据——城市核心系统的运行全图，构建智慧的数据基础设施。
资源共享：在智慧城市云平台上，实现数据即服务（DaaS）、软件即服务(SaaS)、平台即服务（PaaS）、基础设施即服务(IaaS)、知识即服务(KaaS)。
协同运作：基于城市智慧信息基础设施（网络/网格、数据），使城市的各要素、单元和系统及其参与者进行和谐高效的运行，达到城市运行的最佳状态。
智能服务：在城市智慧信息设施基础上，利用云计算这种新的服务模式，充分利用和调动现有一切信息资源，通过构架一个新型的服务模式或一种新的能提供服务的系统结构，对海量感知数据进行并行处理、数据挖掘与知识发现，为人们提供各种不同层次、不同要求的低成本、高效率的智能化服务。
激励创新：鼓励政府、企业和个人在智慧信息基础设施上进行科技和业务的创新应用，寻求新的经济增长点，为城市经济社会发展提供源源不断的动力。
智慧城市建设状况：据说，截至2015年底，我国智慧城市建设的数量已达到386个，其中省级和副省级智慧城市建设达到100%，地级市建设智慧城市达到74%，县级城市建设智慧城市达到32%，取得了一些进展，但也暴露了许多问题，主要表现在：
一是盲目跟风，无明确目标；
二是协调不够，各自为政；
三是试点过多，流于形式；
四是体制机制缺乏创新；
五是信息安全考虑不够。
思考四：新型智慧城市“新”在哪里？
新型智慧城市的提出：根据智慧城市建设中暴露出来的问题，亟待加强顶层设计、统筹规划、科学引导、有序推进。正是在这种情况下，国家发展改革委、中央网络办等25个部委于2016年5月联合成立了新型智慧城市建设部级协调工作组。主要职责如下：
第一，研究新型智慧城市建设过程中跨部门、跨行业的重大问题，协调各部门研究新型智慧城市建设的配套政策。
第二加强对各地区新型智慧城市建设的指导和监督。
第三，建立监督考核机制，组织各部门制定统一的智慧城市评价指标体系，协调发布智慧城市年度发展情况。第四，协调组织开展对外交流合作。
什么是新型智慧城市：是适应新型智慧城镇化建设，以信息化创新引领城市发展转型，全面推进新一代信息通信技术与城市发展融合创新，加快工业化、信息化、城镇化、农业现代化融合，提高城市治理能力现代化水平，实现城市可持续发展的新路径、新模式、新形态。要点：
*着眼点：新型城镇化的着眼点是“人”，“幸福度”、“获得感”成为城市发展模式转型和关注民生幸福需求的取向。
*转型：资源驱动发展→创新驱动发展。
*办法：互联网+”与大数据等新兴信息技术与城市发展融合创新。
*目标：提高城市治理能力现代化水平，实现城市可持续发展。
新型智慧城市建设任务：
*大力实施“互联网+城市”行动。
*加强体制机制创新和城市资源整合。
*推进工业化、信息化、城镇化、农业现代化融合创新。
*着力解决“城市病”（交通拥堵、环境恶化、洪涝灾害等）和民生领域（医疗健康服务、教育、就业、住房等）的问题。
*构建无处不在的惠民服务体系和透明高效的政府治理体系。
新在哪里：新理念：创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念；服务化理念，一切为了服务，一切都是服务；以人为核心，成为新型智慧城市的基本价值取向；新思维：“互联网+”思维，（时空）大数据思维；认识互联网、适应互联网、使用互联网；一切靠（时空）大数据说话、凭（时空）大数据决策。新方法：系统科学与系统工程方法，把新型智慧城市建设作为一个复杂巨系统工程。
数字城市→无线城市→智慧城市→新型智慧城市：建设数字城市相当于有了“车”、车上有了“货”；车要开动，货要流动，因此必须网络化（无线城市），相当于建设高速公路（信息高速公路），有了信息高速公路数据才能流动；但高速公路上也会产生各种问题（信息不能高效、有序、可控流动，信息不能共享、出现信息孤岛），必须有新理念、新思维、新方法，这就要建设智慧城市；新型智慧城市同智慧城市并无本质区别，只是更加强调智慧城市建设与工业化、信息化、城市化、农业现代化的融合发展。
数字城市是城市信息化的初级阶段，无线城市（网络化）是桥梁或纽带，智慧城市是城市信息化的高级阶段，新型智慧城市是新型城镇化条件下智慧城市水平的进一步提升。
思考五：新型智慧城市如何建？
1.指导思想层面：
把握方向，尊重城市信息化发展的客观规律，是一项长期战略。规划先行：在充分调查研究的基础上，着重搞好新型智慧城市的顶层设计。示范引领：制定示范（试点）城市选择的条件，确定示范城市要解决的问题。边建边用：找准切入点，急用先建，逐步推进。注重实效：坚决杜绝“面子工程”、“形象工程”，坚持“以人为本”。统筹协调：贯彻习近平主席在中央城市工作会议上的讲话中提出的“五个统筹”。
2.技术方法层面：实施“6+1”工程
（1）构建一个开放的体系架构，强化共用，整合通用，开放应用。
（2）构建一张天地一体化的城市信息服务栅格网，夯实新型智慧城市建设基础。城市信息栅格网是以栅格化信息网络为依托，集城市信息获取、处理、应用于一体，并和管理平台、数据中心、应用平台连接在一起，实现信息资源、网络资源、计算资源和存储资源的全面共享和协同工作，通过城市信息在栅格化信息网络内部的可控、有序、高效流动，为管理平台、数据中心和应用平台提供即插即用、按需分发、柔性重组、协同运行的城市信息建设的新模式。
（3）栅格技术为智慧城市提供崭新的运行环境。其一，城市时空信息获取、处理、服务的一体化运行环境，时空信息处理的实时化、处理的智能化、应用服务的网络/网格化环境。其二，信息整合，实现多源、异构时空数据集成、融合与同化的环境，提供全球一致、陆海一体、无缝连续的一致性时空信息服务。其三，资源共享环境，实现SaaS、KaaS、PaaS、DaaS、IaaS等。其四，协同工作(协同解决问题)环境。其五，分布异构地理信息系统集成环境。其六，构建一个基于城市信息服务栅格网的通用功能平台，实现各类信息资源的调度管理和服务化封装，支撑城市管理与公共服务的智能化。
（4）服务分类：目前的服务分类标准，国外有ISO19119的服务分类标准、OGC的服务分类标准。国内的研究成果有《网格地理信息服务概论》的分类方案。
（5）服务描述：服务必须用某种标准化语言进行描述，这种经过标准化描述的服务才能在服务代理进行注册，才能被发现，才能被调用。目前，描述服务的标准化语言有：对于网络服务（WebService）、WSDL、对于网格服务（GridService）、GSDL。
（6）服务模式。基于网络服务(WebService)的地理空间信息共享与空间数据互操作；基于网格服务(GridService)信息资源共享与协同解决问题(协同工作)；基于云计算的时空信息服务；基于网格集成与弹性云的“混合式”时空信息服务；基于位置的地理信息服务；建立一个开放共享的数据体系，形成一致性的数据集（时空大数据中心），进一步提升城市治理的科学性和智能化水平（一致性数据服务）。一致性数据集。核心是解决多源异构时空大数据的集成、融合与同化问题。
时空大数据中心：根据城市组织结构特点，采用时空大数据中心和分中心的模式，这与后述的组织管理模式相适应。时空大数据分析与挖掘：基于一致性时空大数据和时空大数据中心，进行统计分析和数据挖掘，以提升城市治理的科学性和智能化水平。
（7）构建一个高效的运行指挥中心，实现城市资源的汇聚共享和跨部门的协调联动，为城市高效精准管理和安全可靠运行提供支撑。静态虚拟组织是指固定存在的虚拟组织，主要执行地理空间信息资源发布功能，或称之为资源发布虚拟组织。动态虚拟组织是指用于资源共享及使用的虚拟组织。动态虚拟组织随建随销，是面向具体任务的虚拟组织。静态虚拟组织以资源为中心，动态虚拟组织以任务为中心，两者配合，构成了资源共享生命周期管理的主体。
（8）建立一套统一的标准体系，保证新型智慧城市规范、有序、健康发展。统一的标准体系是至关重要的，是新型智慧城市规范、有序、健康发展的重要保证。现状：国外地理信息的标准和网络/网格（栅格网）服务的标准基本已成体系。例如：服务分类标准、服务描述标准、服务注册标准、服务提供者、请求者与服务代理之间的通信标准、网络/网格化自服务标准。现状：国内地理信息的标准已基本成体系，网络/网格服务标准基本上空白更谈不上形成体系。例如：参考ISO19119和OGC标准制定我国地理信息标准、网络/网格服务标准基本采用国外的。智慧城市建设标准体系各地都有研究，但未形成国家的、公认的标准体系。
3.理论、技术、产品体系层面
（1）理论体系。围绕时空大数据科学理论体系、时空大数据计算系统与科学理论、时空大数据驱动的颠覆性应用模型探索等开展重大基础研究，构建时空大数据基础理论与方法体系。地理时空信息的本质、结构、描述、分类和表达。地理时空信息发生、解译与反演、提取、重构和作用机制。地理时空信息运动过程中的熵增、熵减、误差、不确定性以及感应与行为机制全球统一时空基准理论。多模式时空综合认知理论。多模式时空信息传输理论。多源异构地理时空信息的集成、融合与同化理论。
（2）技术体系。采用政产学研用相结合的协同创新模式和基于开源社区的开放创新模式，围绕时空大数据存储管理、时空大数据智能综合与多尺度时空数据库自动生成及增量级联更新、时空大数据清洗、数据分析与挖掘、时空大数据可视化、自然语言理解、深度学习与深度增强学、人类自然智能与人工智能深度融合、信息安全等领域进行创新性研究，形成时空大数据技术体系，提升时空大数据分析处理能力、知识发现能力和决策支持能力。
*高精度GNSS的全球化和时间系统的精准化技术。
*地理时空信息智能感知（时空大数据获取）技术。
*地理时空大数据分布式存储与管理技术。
*地理时空大数据并行智能处理技术。
*地理时空大数据挖掘与知识发现技术。
*地理时空大数据快速可视化技术。
*地理时空信息智能服务技术。
*地理信息“获取（传感网）→处理（生产）→应用（服务）”的“一体化”技术。
（3）产品体系。围绕时空大数据获取、处理、分析、挖掘、管理、应用等环节，研发时空大数据存储与管理软件、时空大数据分析与挖掘软件、时空大数据可视化软件等软件产品与软硬件集成产品和多样化数据产品，提供时空数据与各行各业大数据、领域业务流程及应用需求深度融合的时空大数据解决方案，形成比较健全实用的时空大数据产品体系。一是改变传统地理信息产业思维方式，强化网络思维、“互联网+”思维、“互联网+GIS”产业思维；二是强力推进地理信息“获取（传感网）→处理（生产）→应用（服务）”的“全产业链”流程，彻底改变目前“三大环节”脱离的传统作业模式；三是在“互联网+”时空大数据背景下，真正实现地理信息“处理（生产）”由着重信息源一端向着重信息深加工一端转移，着力地理信息产品的多样化、个性化、定制化
（1）按照城市信息化发展的基本规律，数字城市是智慧城市、新型智慧城市的根基，数字城市是基础、是城市信息化的初级阶段，智慧城市、新型智慧城市是城市信息化的高级阶段，由数字城市到智慧城市是我们应该遵循的。
（2）无线城市（网络化）是数字城市发展的需要，是由数字城市到智慧城市的桥梁或纽带，无线城市（网络化）的技术水平越高、应用越普遍、应用效果越好，智慧城市建设越顺利。
（3）新型智慧城市建设是针对智慧城市建设存在的问题和新型城镇化的需求提出的，要坚持创新、协调、绿色、开放、共享的理念，坚持习近平主席在中央城市工作会议提出的“一个尊重”和“五个统筹”的指导思想。
（4）新型智慧城市建设能促进新型城镇化、信息化、工业化、农业现代化的深度融合发展，这是新型智慧城市建设必须采用人类自然智能与人工智能深度融合（对话）的结果。
（5）坚持新型智慧城市建设“以人为本”的基本价值取向，满足人的需求是新型智慧城市建设的出发点和落脚点，以人为本（核心）的基本价值取向决定了新型智慧城市建设必然是城乡一体化。
参考文献：略
原标题：关于互联网+与新型智慧城市的若干思考
来源：新产经
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