智慧城市的基础架构与应用探讨

2018-02-23

题解:国家新型四化-工业化、信息化、城镇化、农业现代化-道路中专门提到信息化,究竟有何意义?住建部今年连续两次发布智慧城市试点名单,共涉及到193个城市和地区,涉及4000亿的市场规模。据世界银行测算:一个百万人口的智慧城市建设,当其达到实际应用程度的75%时,该城市的GDP在不变的条件下将能增加3.5倍。智慧城市究竟是什么?怎么做?数字城市,智能城市,智慧城市有什么根本区别?相关产业如何形成?在这个信息产业盛宴里我们究竟怎么参与和拓展?


由于智慧城市是一个巨系统,我先在仅仅通过信息化建设来展开,欢迎大家讨论。主题是智慧城市中信息化领域,主要是4I+木桶+3类企业和产业思索。

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这 张图完全展示了社会发展趋势,就是经历农业化,工业化和信息化,以及网络化。美国农业和工业已经到达很高高度,所以大力发现信息产业,这就是 IBM,CISCO,FB等。其中对应关系也基本能够看出,目前信息化是工业化后的又一个发展里程碑。目前的物联网、云计算、大数据出现,奠定了智慧城市 的可实施性。OK,第一个问题解决了,就是信息化是工业化后必须之路,两化融合不断提出工业和信息化部门就是解决这个问题,下一部分我继续给大家介绍城镇 化的问题。


据 联合国世界人口预测,2020年全球将有超过一半的人生活在城市,中国城镇化率从1978年的19%已经上升到2012年的52.6%,但距美国1990 年水平还差距21.4%。中国城镇化率2020年将超过60%,据测算,每提高1个百分点,直接消费可拉动GDP增长1.5个百分点;带来的年投资达到 6.5万亿元;中国2012年GDP约为52万亿,2020年预计达到92万亿规模,城镇化成为经济发展的最大“发动机”。请见下图:

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由于上面两个条件,所以智慧城市概念不断热炒,由于是巨系统,所以还在完善,目前八部委在联合做智慧城市指标体系。下面是政府报告中关于智慧城市的内容:

1. 十八大报告:2012年11月8日总书记胡锦涛十八大报告提出:“坚持走中国特色新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化道路,推动信息化和工业化深度融合、工业化和城镇化良性互动、城镇化和农业现代化相互协调,促进工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展。”


2. 国 家总理李克强2013年3月17日在政府任职工作中强调“以人为本来推进新型城镇化建设”是新一届政府的中国重点。2013年7月12日主持召开国务院常 务会议研究部署加快发展节能环保产业,促进信息消费,拉动国内有效需求,推动经济转型升级。在有条件的城市开展智慧城市试点示范建设。


3. 住建部在2013年2月、8月公布两批国家智慧城市试点名单,分别90个和103个,共计193个城市。上海的浦东新区在第一批试点名单中。


其 中800亿是第一批国开行支持,后续引入资金达到4000亿。目前这些钱还没有完全落实到申请单位。国家信息中心信息化研究部首席工程师单志广透露,我国 提出智慧城市建设的城市投资规模预计超过1.1万亿元。有业内人士表示,未来10年智慧城市投资规模有望达到2万亿元。此外,据世界银行测算:一个百万人 口的智慧城市建设,当其达到实际应用程度的75%时,该城市的GDP在不变的条件下将能增加3.5倍。由于和高层关系良好,预计10年后启动智慧中国,而 智慧中国落地单位肯定是地方政府,所以城市智慧化是目前要做的工作。


什么是智慧城市?


其 实智慧城市是IBM提出,我这里不说了,由于涉及到国家安全,现在政府统一认为不适合在中国建设。智慧城市涉及两个方面,即智慧和城市,其实就是信息化和 城市化,或者城镇化,最后落脚到城市,即城市是重点。诺贝尔经济学奖得主 斯蒂格利茨提到:“中国的城市化和新技术革命是影响21世纪人类进程的两大关键 性因素。”请见下图:

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这 两个领域可以说需要非常长的时间才能融合,所以智慧城市涉及到的问题非常多。首先是顶层设计,需要系统考虑“善政、惠民、兴业”,解决市政府无法总体直观 把握本地区城市信息化建设的问题:当前多数建设厂家为了城市信息化或者智能化建设而建设,没有一体化从政务服务、产业支撑、民生服务,以及当地特色和建设 的长期性、可持续性考虑。要和本地区特色考虑,体现"一城一策"、聚焦“善政、惠民、兴业”开展顶层设计和建设实施工作,充分体现“多用信息少用能源”, “多用信息少用管制”,“多用信息少受灾害”,“多用信息多利群众”的核心思想。目前很多地方把数字城市再拿出来说成智慧城市。就和企业信息化一样,城市 信息化这需要经过数字化,智能化和智慧化三个阶段。下面再用一图说明三个概念区别:


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这张图是我花费两个月时间做出,一样能够解惑目前智慧城市乱像。


第一层:目前绝大多数都在数字城市阶段。就是把最下面的建筑物等数字化,这就是我们说的感知,全面感知。感知分两个领域,就是基础感知和业务感知,感知后才是智能。如果要建设智慧城市,该层就是必须的,所以是基础层。


第 二层:利用数据中心,云计算,大数据,达到智能,是数据层数据相互贯通,相互协作和共享。这解决了政府关心的第二个问题。解决各局委办信息化建设总体效果 差、资金浪费、“信息孤岛”问题:把握“量力而行,尽力而为,突出重点,讲求实效”的十六字方针。当前各局委办分头建设的系统零打碎敲、多个指挥中心、一 根电线杆上多个部门的摄像头这样的情况比比皆是,不仅造成前后脱节、重复建设、资金浪费、整合困难,总体应用效果差,使得有限的资金没有发挥应有的效益。 通过建设集约共享开放的“智慧城市云平台”,系统化解决各局委办分头建设造成“信息烟囱”,“信息孤岛”,通过云平台集中式、统筹共享建设,可极大提高市 政府资金使用效率,大大缓解财政一次性投入的压力。根据计算,可以节约费用达到70%


第 三层:所谓智慧,其实城市和信息化是不可能达到的,这是所有专家共识,智慧只有人才有,机器人最好也就是智能机器人。不用说目前信息化远远没有达到,所以 必须是结合人的智慧,才形成第三层,就是政府关心的第三个问题。这个层面是把数字化的各个领域相互贯通,形成新的产业。比如旅游养老类似,是跨两个领域, 这个我相信大家都清楚熊比特创新理论,这个层面就可以利用这个理论创造新的产业,我就不详谈了。


其实这个还没有结束,我认为是一个循环过程,上面结束后,就倒转过来,重新定义三层次。目前说的智慧城市顶层设计,主要两个分类,一个是广义,一个是狭义。请见下图:

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总体是广义智慧城市,其中右面是狭义的智慧城市定义,总体上遵从EA架构(enterprise architecture),这也是目前另外一个理解错误。我们接到很多智慧城市顶层设计邀请,都是狭义。


至此,上面讲了智慧城市总体架构和三层区分,下面我说说4I,其实也是上面三层演化而来。请见图示:


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突出数字,智能,智慧,产业,其中的数字层其实涉及到制造业比较多。传感技术很多植入机械。


后面我再说说木桶结构,其实也是企业信息化演变而来。类似一个带盖的木桶,有底,有桶壁和桶盖。底就是云平台和云计算。壁就是国家制度,安全措施和运维体系,盖子就是运营体系。这就是IOC,运营中心。应用就是里面的水,怎么放都行。如下图所示:


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由于参与项目比较多,我说一下目前参与项目的模式,主要是PPP,其实用的是BOT,BT等。主要解决资金问题。


最后给大家说说地方政府关心几个问题:第一就是顶层设计;第二是总体实施问题;第三是资金问题;第四是运营问题;第五是产业和品牌问题。


后 面是可能形成的信息产业分类,用我们公司专家北大教授的话来说,第一类就是智慧城市的顶层设计、系统建模这样的咨询公司。第二类是智慧城市的解决方案的承 包商,像中兴这样的,包括东软等,都有可能成长为这样的角色。第三类就是运维商,当然还有很多大大小小的企业,这会形成一个产业链。所以这已经是非常明显 的,将来会成为企业为主体,这样一个趋势。


好了,由于内容太多,我就说这些,下面给大家看看新加坡的智慧交通图片,是我去年考察时候拍摄的。


第一个是开放交通路口摄像头的API,普通人都可以看交通情况:


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第二个是繁忙路段的扣费卡口:


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第三个是主要站台的公交车情况:


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问题与讨论:


智慧城市与制造业的关系:


“智慧城市”建设将形成对经济转型升级、产业结构调整的“催化效应”,加快经济发展方式的战略性转变。对制造业来说,一方面,建设“智慧城市”需要海量的智慧 基础设施、智慧产品、智慧技术和智慧设备等,这些都需要制造业企业的参与配套,由此,“智慧城市”建设会形成市场巨大、范围很广、链条很长的智慧制造产业 链,催生一批智慧制造产业;

另一方面,“智慧城市”建设将促使智慧技术向传统制造业领域辐射渗透,给传统产业植入智能化、信息化的“芯片”,加快开发智能 化、数字化、智慧化的新产品,从而推动传统制造业的转型升级。有基础、有条件的相关制造业企业要抓住“智慧城市”建设带来的历史性机遇,加快由“一般制 造”向“智慧制造”转型升级,抢占智慧制造产业的先机和高地。根据管理和技术咨询公司博斯艾伦(Booz Allen)的研究,在未来25年内仅对全球的城市供水、供电和交通系统进行智能化改造,就需要投入40多万亿美元,这一数字差不多是全球所有股票市场上 所有股票的市值。另据IBM中国商业价值研究院的研究结果,未来中国仅在“智慧医疗”基础设施方面的投入就将超过300亿元人民币,“智慧城市”建设派生 的智慧制造业市场之大由此可见一斑 。


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主要涉及三方面:就是传统说的G2G,G2B,G2C。广义智慧城市的概念,就是智慧城市是用人的智慧和先进的科学技术发展并管理好的城市,有四个要素,就是要以人为基础,土地为载体,信息技术为先导,资本为后盾。


@宋同学:土地为载体?

@张志刚:目前一线城市可以智能化,智慧化还没有到。二线,三线开始数字化,即城镇化,或者就是城市,信息化和资本。其实每年各个地方也有千万上亿的投入,就 是零散,效果不好。第一阶段是政府的管理类比较多,目前我们在一些地方开始园区,医疗,旅游,教育方面建设。旅游和医疗,以及和管理结合形成新产业。

@汪同学:探讨一下,新加坡税率那么低,还搞智慧城市,靠什么来还钱?

@张志刚:他们做信息产业输出,政府出面到处拉企业在国外建设电子政务,本国主要是便民,提供了1000多项服务,5分钟企业完成报税。每个小企业都能实时查看以及给国家缴税情况,国家提供相应政策给企业,所以很多听见他们在说,我应该给国家做些什么,和我们拿些什么相反。

@路同学:95年参观新加坡国家信息中心,非常強大的互联互通,机场和港口是引以为傲世界級管控、服务、快捷和吞吐量。

@叶同学:我听说宁波的公交车系统可以显示下一班车的到达时间等等?

@张志刚:是的,这个是实际运作的时候要多考虑,成熟一个做一个。几年前新加坡就有了,新加坡全国汽车一卡通,高速,小区都是。这就是信息化带来的行政透明。

@汪同学:我觉得智慧城市的出发点从节省城市运营费用和维稳费用入手有前途!

@张志刚:这个也是政府关心的一点,我们建设的时候都解决了。所以目前一般建设二线市,以及一线的区为单位。


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