10位院士眼中的智慧城市

隨著杭州宣布打造全國(guó)新型智慧城市以及廣東政務(wù)云3億元大單的“空降”，智慧城市的話題一直處在新基建浪潮的旋渦中心地帶。

一方面，北上廣深杭、雄安、濟(jì)南、海南都盯上“智慧城市第一城”的金字招牌，試圖通過新基建政策加持，推動(dòng)一把手工程迅速著陸； 

另一方面，新冠疫情突發(fā)后智慧城市的表現(xiàn)，讓城市管理者、居民看到工具的高效性與工具的有限性，尋求更易落地、更具人文關(guān)懷的新的治理方式。

綠色、低碳、感知、智能、孿生，學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界孜孜不倦探索者城市的“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(jiān)、尹浩、吳志強(qiáng)，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？

01李德仁  院士

智慧城市建設(shè)是“一把手”工程，需要“運(yùn)營(yíng)腦”

智慧城市=數(shù)字城市+物聯(lián)網(wǎng)+云計(jì)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(rèn)為，智慧城市是基于數(shù)字城市、物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算建立的現(xiàn)實(shí)世界與數(shù)字世界的融合，以實(shí)現(xiàn)對(duì)人和物的感知，控制和智能服務(wù)。智慧城市對(duì)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展、城市智慧管理和對(duì)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(guó)智慧城市科學(xué)發(fā)展大會(huì)上，李德仁表示：智慧城市是當(dāng)今城市發(fā)展的新理念和新模式，是推動(dòng)政府職能轉(zhuǎn)變、推進(jìn)社會(huì)管理創(chuàng)新的新手段和新方法。借助物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)政府管理，經(jīng)濟(jì)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(gè)城市特點(diǎn)，做好頂層設(shè)計(jì)和整體規(guī)劃，建立智慧城市運(yùn)營(yíng)中心和運(yùn)營(yíng)腦，讓城市智能起來。

李德仁進(jìn)一步解釋道，智慧城市需要一個(gè)基于云計(jì)算的運(yùn)營(yíng)腦來管理，由市級(jí)主管領(lǐng)導(dǎo)牽頭，成立智慧城市運(yùn)營(yíng)中心，任命城市運(yùn)營(yíng)官，下設(shè)聯(lián)席會(huì)議委員會(huì)和管理辦公室，管理四件事情：城市IT的運(yùn)維中心、大數(shù)據(jù)中心、城市運(yùn)行監(jiān)控和指揮中心、智慧服務(wù)中心。

02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(gè)巨大的系統(tǒng)工程，涉及到自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、人文等方方面面。智慧城市是城市這個(gè)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(jì)算機(jī)人工智能的深度融合，也是一個(gè)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(dòng)新一代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)，邊建邊用，注重實(shí)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(gè)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。 

03 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(jià)值應(yīng)該在通過防災(zāi)減災(zāi)、保障城市的安全健康運(yùn)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(duì)于智慧城市的價(jià)值定義。

郭仁忠院士看來，此前國(guó)內(nèi)很多城市所發(fā)布的智慧城市規(guī)劃，都是在“單點(diǎn)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(gè)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(shí)也將付出更高的成本。因此智慧城市要有頂層設(shè)計(jì)，并且基礎(chǔ)設(shè)施要先行。

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

同時(shí)郭仁忠院士表示，智慧城市是共建的概念，這里面其實(shí)有一個(gè)角色的問題，我們建城市的時(shí)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(dāng)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(xiàn)力量。

 在智慧城市的運(yùn)營(yíng)中，也應(yīng)該有政府牽頭組織運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)，而這個(gè)運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)則也需要企業(yè)參與進(jìn)來。

04  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(huì)更加和諧

“城市就跟人一樣，是個(gè)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(dú)了，人孤獨(dú)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(huì)更加和諧?！边@是周成虎院士對(duì)于智慧城市的定義。

周成虎院士指出，我國(guó)城鎮(zhèn)化率已達(dá)到55%以上，有7億多人口分布在600多個(gè)城市和2萬個(gè)建制鎮(zhèn)，預(yù)計(jì)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?yàn)榇髷?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(jī)遇。

對(duì)于智慧城市建設(shè)，周成虎院士認(rèn)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(huì)經(jīng)濟(jì)，從投入產(chǎn)出這四個(gè)角度將智慧城市進(jìn)行下去。

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

05  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(chǎng)，我們很難預(yù)判什么時(shí)候能建成智慧城市、未來生活的智能化程度。因?yàn)椋腔鄢鞘械慕ㄔO(shè)、智能產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用都是無止境的。”日前，中國(guó)工程院院士鄔賀銓在接受媒體采訪時(shí)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(shí)，對(duì)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(jìn)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(shí)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(gè)長(zhǎng)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(dòng)城市發(fā)展，為百姓做實(shí)事。

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

其次，每個(gè)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(gè)城市在建設(shè)智慧城市時(shí)不能直接照搬其他城市的經(jīng)驗(yàn)，要根據(jù)自身產(chǎn)業(yè)特色等進(jìn)行發(fā)展。鄔賀銓認(rèn)為，智慧城市在發(fā)展過程中，要重視云的建設(shè)，要有政府?dāng)?shù)據(jù)平臺(tái)，因?yàn)檫@些可以為城市發(fā)展提供技術(shù)支撐。

06  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(huì)發(fā)展需要而提出的?！泵辖裨菏空f道：“智慧城市建設(shè)，其實(shí)質(zhì)是利用先進(jìn)的信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)城市智慧式管理和運(yùn)行，進(jìn)而為城市中的人創(chuàng)造更美好的生活，促進(jìn)城市的和諧、可持續(xù)成長(zhǎng)?！?/p>

孟建民院士認(rèn)為，智慧城市應(yīng)該是一個(gè)城市智慧化的一個(gè)過程，因?yàn)橹腔鄢鞘泻茈y用一個(gè)數(shù)字，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來衡量。智慧城市其實(shí)在不斷的累計(jì)，不斷的進(jìn)步，不斷的發(fā)展過程當(dāng)中。

孟建民院士表示，目前國(guó)內(nèi)的智慧城市都處于拼圖階段。所謂拼圖階段是從各個(gè)領(lǐng)域各個(gè)方面，都在研究推進(jìn)智慧城市的一些細(xì)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(gè)階段可能突然發(fā)現(xiàn)這個(gè)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(jìn)程當(dāng)中，智慧城市還沒有成熟的清晰的過程。這也是一個(gè)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。 

07  高文  院士

數(shù)字視網(wǎng)膜，讓智慧城市從“看清”向“看懂”進(jìn)化”

高文院士認(rèn)為，在智慧城市中，城市大腦是不可缺少的一個(gè)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(jì)算得出一個(gè)結(jié)果，去驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的響應(yīng)，這個(gè)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?yàn)樵诔鞘心壳暗臄z像頭中，每一個(gè)攝像頭執(zhí)行單一功能，要么編碼要么識(shí)別?！八晕覀冇X得，現(xiàn)在的系統(tǒng)不進(jìn)化不演進(jìn)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(gè)攝像頭可以做編碼，還可以做識(shí)別等等。這就是數(shù)字視網(wǎng)膜，一個(gè)攝像頭可以既管編碼又管特征編碼，這樣既能做存儲(chǔ)同時(shí)也能做識(shí)別，從而對(duì)城市大腦前端視覺或者是視網(wǎng)膜提供最完整的支持。”

而城市大腦的城市之眼應(yīng)該要克服存儲(chǔ)難，檢索難，識(shí)別難和功能多樣化四大難題。現(xiàn)有的系統(tǒng)無法解決這四個(gè)問題，必須要走向智慧城市的城市大腦，整個(gè)傳感系統(tǒng)必須進(jìn)化。這就是把單一功能的攝像頭升級(jí)演化成多功能的攝像頭，攝像頭在編碼的同時(shí)要能夠把所有的特征編碼提取出來，放在后邊進(jìn)行識(shí)別，這樣后邊城市大腦的決策才有可能是準(zhǔn)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(gè)功能應(yīng)該是一個(gè)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(gè)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)。

08  王堅(jiān)  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(jī)器智能可能更代表智能技術(shù)的未來?！边@是王堅(jiān)院士做城市大腦所理解出的兩句話。

在王堅(jiān)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(tái)引入到城市建設(shè)當(dāng)中。換句話來說，城市大腦對(duì)于智慧城市，就如同電網(wǎng)對(duì)于城市一樣，并不是一個(gè)方案，僅僅是一個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施。同時(shí)，城市大腦也至少是電這個(gè)級(jí)別的基礎(chǔ)設(shè)施，會(huì)被很多其他基礎(chǔ)設(shè)施依賴，這也是它重要的地方。

對(duì)于城市治理問題，王堅(jiān)表示：過去我們對(duì)“城市”作為一個(gè)整體，或者說作為一個(gè)體系的認(rèn)識(shí)是不夠的。實(shí)際上，城市是一個(gè)由許多個(gè)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(shí)候，到最后都會(huì)變成很局部的東西，比如智慧停車場(chǎng)、智慧窨井蓋、智慧樓宇……慢慢地，一個(gè)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(yán)重，這說明我們對(duì)城市的認(rèn)識(shí)是盲目的。 

理解城市大腦，首先就是要把城市看成一個(gè)完整的生命體，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)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(duì)于城市大腦建設(shè)，王堅(jiān)院士認(rèn)為：真正的城市大腦建設(shè)應(yīng)該是讓我們的城市像一個(gè)真正的生命體一樣，隨著時(shí)間而成長(zhǎng)，隨著處理的事情的增多而不斷積累經(jīng)驗(yàn)，它的能力水平也在這個(gè)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(huì)積累知識(shí)。比如我們每一個(gè)城市管理者的管理經(jīng)驗(yàn)都會(huì)慢慢沉淀在城市大腦里邊，這個(gè)不會(huì)隨著管理者的離任而消失。那么，每個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)都會(huì)變成城市治理的經(jīng)驗(yàn)，這個(gè)城市的治理能力就會(huì)逐步的提升。這樣的話，才是真正的智慧城市。

09  尹浩  院士

物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)智慧城市發(fā)展 

“智慧城市的特征，是利用先進(jìn)的信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)城市智慧式管理和運(yùn)行，進(jìn)而為城市中的人創(chuàng)造更美好的生活，促進(jìn)城市的和諧、可持續(xù)發(fā)展?！睂?duì)于智慧城市，尹浩院士是這樣認(rèn)為的。

大數(shù)據(jù)對(duì)智慧城市建設(shè)而言當(dāng)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(jìn)行的反饋和控制才是目標(biāo)所在，這就需要打造旨在實(shí)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(shí)世界）相對(duì)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(dāng)改變數(shù)字世界的映射狀態(tài)時(shí)，物理世界的對(duì)象也相應(yīng)會(huì)發(fā)生變化，反之亦然。這種情況一旦形成，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)萬物的程序化控制?！币扑枋龅那熬盁o疑是非常夢(mèng)幻的，而這正是物聯(lián)網(wǎng)致力于實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，因此，相關(guān)研究報(bào)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(shí)踐上來看，物聯(lián)網(wǎng)成為各國(guó)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(guó)而言，一半以上在建的智慧城市應(yīng)用項(xiàng)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(dòng)感知為基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)采集為手段、智能控制為核心，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的綜合集成應(yīng)用。

10 吳志強(qiáng)  院士

城市正在變成一個(gè)智能生命體

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

吳志強(qiáng)院士說道，城市是一個(gè)機(jī)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(rèn)識(shí)到城市不僅是機(jī)器，還是有機(jī)體，現(xiàn)在我們提出城市是生命體的概念。

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

而要實(shí)現(xiàn)這一規(guī)劃則要從5個(gè)方面入手：

把BIM作為CIM的細(xì)胞——將建筑作為城市細(xì)胞

城市物質(zhì)子系統(tǒng)建模——建立CIM的工作底板，多種數(shù)據(jù)的導(dǎo)入

城市時(shí)空數(shù)據(jù)的接入

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(shí)啟動(dòng)應(yīng)急管理預(yù)案。

城市藍(lán)圖模擬規(guī)劃專業(yè)的特征，是具有夢(mèng)想。對(duì)藍(lán)圖的描繪，通過不同的情景方案，來應(yīng)對(duì)城市彈性與不確定性。