第一部分数字经济时代的智慧城市

第1章大数据赋能城市建设和经济发展

1.1 城市病与城市信息化机遇

城市是人类文明的标志之一，是人们经济、政治和社会活动的中心。城市化的发展水平是衡量一个国家和地区社会组织程度和管理水平的重要标志。我国正处在城镇化快速发展的阶段，城市化进程不断推进，城市规模不断扩张，致使人们日益扩大的需求与城市日益有限的供给之间的矛盾越来越大，例如，城市环境日益恶劣；居住空间日渐拥挤；道路交通拥堵不堪；食品安全问题频发；工业废弃物难以降解等，不断危害人们的身体、心理健康，限制生活水平的提高。城市发展进入“瓶颈”期，传统的解决方式已经无法应对这些全新的问题，亟须开辟崭新的思路。

1.1.1 城市化带来的挑战

在原始社会，人类住在山洞或树上，靠采集和狩猎获得基本生活资源，随着生产经验的不断积累，人类逐渐熟悉了动植物的习性，开始通过种植粮食和驯养动物来获取生活资源，种植业和畜牧业逐渐形成，农业生产随之产生。农业的出现使得人类的居住点逐渐固定，出现了集聚形式的居民生活点，这就是城市的雏形。

随着人类社会的不断发展，城市规模逐渐扩大，形成国家，城市逐渐成为政治统治中心，也成为人类文化发展和经济发展的聚集地。到了近代，随着工业革命的兴起，城市发生了巨大的变化，大量劳动力聚集到城市，人口的膨胀迫使城市化飞速前进。根据联合国人类住区规划署统计，1970年世界城市化水平只有37%，而2000年为47%，2007年已有33亿人生活在城市，超过了全球人口总数的50%，预计到2030年，世界城市人口比例会增至60%（50亿人），至2050年这一数字将升至70%，全世界三分之二的人口将居于城镇。

城市化是指人口和产业活动在空间上集聚和乡村地区转变为城市地区的过程。当社会生产力发展到一定阶段，人口从农村向城镇集聚，农村人口转化为非农村人口，农村地区逐渐演变为城镇地区，从而城镇数量增加，城市化逐步发展。在世界范围内，城市化率在不断地提升，我国的城市化进程发展更为快速，20世纪70年代末时我国城市化水平只有14%，1999年达到29.5%，2002年到2011年，我国城市化率以平均每年1.35个百分点的速度发展，到2012年首次突破50%关口，达到51.27%，2014年我国城市化率达到了54.77%。城市化率从20%到60%，英国和德国用了大约100年，美国用了近60年，日本用了近50年，而我国仅用了35年。2019年10月在中国城市发展高峰论坛发布的《城市蓝皮书No.12》公布：2019年我国城市化率已提升到60%，城市人口增至8.3亿。

高速的城市化发展，在带来了蓬勃经济发展的同时，也为城市发展带来了巨大压力，目前全球所面临的城市问题逐渐凸显出来，并且越来越多，由于我国城市化发展较为快速，这种压力在我国显得尤为突出。随着人口不断地涌入城市，所需的各类资源已经超过城市的承载能力。最初城市通过不断扩张物理空间来提高承载水平，盲目地向周边摊大饼式地扩张，致使大量耕地被占，大面积原始环境被破坏。这种简单粗暴的城市扩展方式非但没能有效解决人口的高度集中带来的问题，反而滋生了越来越多的问题，如人口膨胀、住房紧张、交通拥堵、环境恶化、就业困难、资源紧缺等，这些就是近年来所说的“城市病”。这些“城市病”将会加重城市负担、制约城市发展、引发市民身心疾病等。

城市化是社会发展的趋势，在“城市病”频发的过程中，城市管理者逐渐意识到，城市性能的提升不能仅仅依靠硬件基础设施数量和科技含量的提升，更需要不同种类硬件基础设施之间的协调工作和适当社会资源的有效建立，尤其是在信息化时代，更加需要各种不同的现实社会信息来为城市治理提供数据支撑和智力支撑。要根本解决“城市病”问题，就需要用新的模式、新的理念和新的技术来探索和实践。

1.1.2 智慧城市的应运而生

城市的飞速发展，以及人们认知的不足，使得城市在迅速扩张中出现了各种问题。于是人们对以往的城市发展模式进行反省，并提出“可持续性发展”的理念。但是采用何种方式方法能够满足当代人不断提高的物质、文化需求，又不对后代人满足其需求和能力构成危害，是摆在城市管理者面前的一个新问题。信息技术的飞速发展和广泛应用，使得大数据、互联网、物联网等技术深入影响人们的生活，使得人们逐渐认识到充分利用这些技术也许可以走出一条可持续的城市发展之路。

在目前的信息化时代，基于信息技术的各种应用不断出现，电子商务、物流管理、位置服务、GIS（地理信息系统）服务、微博、微信、网络视频、远程医疗等，信息技术的发展催生的这些应用在慢慢地改变着人们的生活方式、交流方式，也改变着社会服务的提供方式。这些变化促使人们对城市服务提出了更高的要求，作为城市主要管理者的政府在实现这样的对外服务的同时，又催生自身基于信息化服务要求上体制机制的创新。通过不断地实践，人们发现，通过提升ICT（信息与通信技术）在监管、决策、服务提供、信息共享等方面广泛和深度的应用，加速信息流通、提高共享水平，普及大数据分析，本身就是实现集约、低碳、环保、可持续发展的有效途径。以信息技术为代表的科技进步，提供了城市发展和进步的新思路，于是一种新型的城市建设模式——智慧城市，在各个国家的不断摸索中诞生了。

智慧城市是运用新一代信息技术促进城市规划、建设、管理和服务智慧化的新理念和新模式，是城市信息化发展的高级阶段，是对城市可持续发展理念的有效支撑。2009年，“智慧城市”概念第一次被引入我国，引起了我国政府的高度重视，多部委组织开展智慧城市关键技术的研究和城市试点工作，2012年，在党的十八大提出到2020年全面建成小康社会的奋斗目标后，我国智慧城市建设全面铺开。

国家发展改革委提出，“十三五”期间，我国将推出100个新型智慧城市试点。智慧城市建设是一个渐进的过程，建立在城市信息化、数字化发展成果的基础上，可看作数字城市发展的高级阶段和更为友好的模式。我国智慧城市经历了数字城市、无线城市两个萌芽阶段，目前全国至少有270个城市正在推行数字城市建设，并已投入使用。数字城市是实体城市的虚拟映射，通过把遍布城市各处的信息采集系统按城市的坐标进行逻辑关联，实现城市全部信息的有机整合，数字城市在推动政府管理创新和提高政府科学决策水平、提高城市信息化水平和树立良好的城市形象、开拓信息产业新领域和推动经济社会发展、促进全社会的文明进步和改变公众工作学习生活方式等方面，确实起到了很好的作用。但是由于体制和技术的双重原因，造成“数字城市”具有垂直化和条块化强，扁平化和融合化弱的特点，既有的“数字城市”是各个孤立的单向数字模块如同积木般搭建起来的呆板工程，信息不能共享，系统之间不能有效联动，制约了城市信息化的进一步发展。而真正的智慧城市需要实现数字和数字、数字和人的多向智慧互动，使各个智慧模块结合成为一个有机整体，需要展现“系统中的系统”特质。其核心内容有两点：一是以数字化的方式对所需信息的充分获取和广泛传递，二是对所得数字化信息的及时的智慧处理与普遍应用。因此，“智慧城市”需要打破行业、区域等壁垒，使城市运转的所有环节实现信息互联互通，再及时将处理分析好的信息结果反馈到各个环节，有效指导城市高速、高效地顺利运转。这样一来，城市的每一个环节都是一个能够及时反应的智慧模块，如“智慧交通”“智慧能源”“智慧通信”等，所有的智慧模块又构成一个有机整体，交流互动、协同工作。

实现“数字城市”向“智慧城市”转变的关键就是大数据技术。大数据技术的出现使得“智慧城市”的核心内容的建设成为可能，推动“数字城市”成功地向“智慧城市”跨越。利用大数据技术能够对整个城市的所有构成单元——包括城市里的每一个居民进行不间断的信息跟踪和采集，借助跨模块大数据平台和区块链技术快捷有效地将所有采集到的单元数据进行整合分析，跟踪了解整个城市的运行情况，实现管理控制中心能够针对各种突发情况及时反应、迅速处理，使整个城市的运行总体保持着良好的状态。再进一步，通过成熟可靠的大数据算法对采集整理到的城市大数据进行挖掘分析，甚至可以前瞻预判城市的运行态势，提前反应，通盘调度城市相关运行环节，在潜伏期就消除可能的突发情况，从而保证城市的优质运行态势。城市大数据智慧控制中心还能够同城市里的每一个行为主体进行数据互动，为之提供方便可靠的数据服务。每一实体在每一环节都为智慧城市无偿提供大数据，智慧城市又反过来回馈给每一实体在每一环节便利的大数据服务，通过数据互动，整个城市成为一个智慧互动的有机整体。

1.1.3 大数据城市发展的新引擎

世界是信息的，世界的本质是数据，一切皆可以数字化。信息革命正是源自这一世界观的革命，一切数字化意味着可以用数字来描述世间一切事物的运动与变化，一切数字化让世界变成可以计算的数据海洋，“人在干、数在转、云在算”正在成为人类生活的普遍形态。全面数字化的世界产生了多维度的海量数据，改变了我们信息的获取方式、生活方式、工作方式和学习方式，将我们带入一个“可计算、可预见”的，被称为“大数据”的时代，在这个新时代，人们开始用数据看待事物的变化，用数据来管理世界，用数据来改变生产和生活方式。

数据出效益，数据成为新的生产资源，是新竞争优势的源泉。大数据是观察社会的显微镜、监测自然的仪表盘，大数据的实质是预测，通过预见到的事物变化或情绪的移动方向来提升资源效率、改善人类生活。大数据开启了人类从数据看世界的新思维，形成了透过数据发现规律和趋势的竞争新工具，把我们带到了将数据当作生产资源的新时代。它让数据爆炸所带给我们的困扰和压力转化为生产动力，让数据转化为生产资源，让人类从劳动生产率转向知识生产率。同时由于数据容易存储、可分享、可重复使用和拓展维度使用，因此数据具有直接使用效率高、创维使用效率高和关系改进效率高等多重好处，可以说数据已然成为当今社会最重要的生产资源。

就经济而言，如果善于收集、使用数据，让大数据产业发挥“侦察兵”功能，挖掘、匹配市场需求，为工农业导航，那么我们就能在提高实体效率的基础上创造软财富、新价值，直到实现C2B（消费者对企业）的个性化制造，避免生产与使用中的不可见因素、让产品在使用中产生更多的派生性价值等，最大限度地提高资源效率、缓解资源约束。

就社会服务、治理而论，大数据技术让人类获得了真正了解自身和社会如何演变所需要的数据。政府如能通过数据收集与分析，提高做决策和预见趋势的能力，既能提升金融、交通、能源、健康、非政府组织等社会基础设施的运行效率，又能为日常活动提供最优运行方案。同时如果政府善于利用网络数字技术，利用数据开放、公共服务数字化等现代手法服务社会、服务群众，依托便捷、高效的服务提供能力和政民互动性，可极大地提高政府对群众的黏度。政府如能运用与公民之间交互所生成的数据来改善治理结构，就可以让每个人的声音都被听到，从而建立起一种民主的知识型社会，开创政府大数据治理的新局面。

对国家而言，对数据的掌握和利用已成为维护和建立国家竞争优势、完善国家公共治理体系的关键。在数字化时代，国家竞争力已部分体现为一国拥有数据的规模、质量及运用数据的能力。纵观大数据技术对于经济转型、社会治理创新的预期效果，如果我们善于在低成本的数字世界管理高成本的物理世界，做到“用数据说话、用数据决策、用数据管理、用数据创新”，做好数字世界的“彩排、预演”日常工作、保留工作机动性，做到在方方面面加快信息的流动，减少物质资源的流动，那么大数据技术必将提升资源效率、助力治理体系和城市治理能力的现代化，大数据将成为加快城市发展的新引擎。