大数据背景下的智慧城市发展研究

大数据背景下的智慧城市发展研究

——以山东省青岛市为例

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摘要

随着大数据时代的到来，信息环境进一步与物质环境交织在一起，相互作用，对人类社会和城市的影响越来越广泛。城市规划者要理解这些影响给城市规划带来的潜在机遇和艰巨挑战。由于大数据具有数据量大、种类多和更新快的特点，城市规划者需要把握大数据时代的发展机遇，在克服挑战的同时，以思辨的态度对待质疑。

在大数据的背景下，以科技和创新为特征的智慧城市建设成为全球城市竞争的制高点。据不完全统计,目前全球超过200个城市在谋划智慧城市建设,国内几乎所有的一、二线城市均把智慧城市建设提上议程。

但是智慧城市建设仍然是一个崭新的领域,在建设的途径和方法上没有成熟的“范式”可以借鉴。本文运用文献研究法、对比分析法和实践与理论相结合的方法,在深入分析智慧城市的概念、内涵和基本特征基础上,提出了智慧城市建设的原则、主要内容及建设途径的选择,并以青岛市为例,开展了智慧城市建设途径选择的实证研究。

关键词：大数据；智慧城市；问题与建设方法；青岛市

目录

第1章绪论 (3)

1.1研究的背景和意义 (3)

1.2研究的主要方法和研究内容 (3)

第2章智慧城市介绍 (4)

2.1智慧城市的概念 (4)

2.2智慧城市的基本特征 (4)

第3章智慧城市的建设分析 (5)

3.1智慧城市的建设原则 (5)

3.2智慧城市的建设内容 (5)

3.3智慧城市的建设途径 (6)

第4章青岛市智慧城市建设的问题和解决办法 (7)

4.1建设条件分析 (7)

4.2建设智慧城市的问题 (8)

4.3建设智慧城市的对策 (8)

参考文献 (9)

第1章绪论

1.1 研究的背景和意义

进入21世纪，以大数据、数据活化为代表的数据科学与技术开始受到人们的广泛关注。以数据为中心的研究方法与技术理念在信息、生物、能源、医药、社会学等不同的学科领域都得到了广泛应用与认可，并促成了大量科研成果的诞生.以信息技术为支撑的数据分析与研究方法正深刻地改变着传统科学探索的工作方式，成为人类科技发展与知识获取的一种新兴模式.

在城市信息化浪潮与数据科学崛起的共同推动下，智慧城市在全球范围内成为下一代城市化发展的新理念和新实践。智慧城市是一种以新一代信息技术为基础，通过对城市各部分数据进行动态监测、分析、整合和利用，实现对城市生活环境的透彻感知、城市资源的全而调控、城市中各个部分协调配合、城市方方而而便捷运作、人和城市之间和谐共赢等目标的新型城市形态.世界各国尤其是欧、美、日、韩等发达国家和地区都在积极开展相关的理论研究与技术探索，发掘城市的数据资源，研发城市智慧应用系统，开展相应的城市试点.在我国，从中央到地方也都在积极探讨发展和建设智慧城市。

青岛是我国最早开放的城市之一,2010年,人均GDP超过1万美元,处于各大城市的前列。但是青岛也和其他发展较快的城市一样,面临着一系列"难以为继”的问题:土地资源难以为继、能源水资源难以为继、人口重负难以为继、环境承载力难以为继,如果继续走以自然消耗换取GDP的粗放型发展路径,青岛的发展用不了多久就会难以维持。同时,物联网、云计算技术和智慧地球的发展引起了社会各界的广泛关注,认为这将引发第三次IT产业化的浪潮。青岛正是在自身发展遇到瓶颈和IT产业突发猛进的背景下提出了智慧城市建设,希望把握新一轮信息基础发展的新机遇,缓解城市问题,继续保持城市竞争力。

智慧城市建设的内容涉及基础设施、管理服务、生态环境、公共服务等各方面,智慧城市为解决城市问题应运而生,也将为构建和谐社会发力。他的建设对于城市的发展会起到如下积极的作用：智慧城市建设将带动城市经济的发展、智慧城市建设将提升城市的管理服务水平、智慧城市建设将促进资源环境的可持续发展。

1.2 研究的主要方法和研究内容

本文研究的主要方法有：文献研究法、比较分析法、理论研究和实证研究相结合。

本文研究内容:介绍了研究的选题背景、研究意义、研究方法,提出智慧城市的概念、内涵和基本特征, 分析智慧城市建设的原则、内容和途径，最后依据理论基础针对青岛的现状分析其建设智慧城市的问题和策略。

第2章智慧城市介绍

2.1 智慧城市的概念

从狭义上讲,智慧城市是通过物联网、互联网等通信技术构建的一个存在无处不在的感知的“智”城。植入智能传感器的城市单个物体通过互联网连接起来,形成一个无处不在的可以被追溯的物联网,实现对物理城市的全面感知。然后基于云计算等技术对感知到的大量信息进行智能处理和分析,并发出指令,对包括环境、政务、民生、公共安全、商业贸易、城市服务等在内的各种需求做出智能化响应。因此在智慧城市发展的初期,不少人认为智慧城市是物联网加上互联网的结果,但是技术上的智慧城市只能叫做智能城市,而非真正意义上的智慧城市。

从广义上讲,智慧城市是看待城市的一种新角度、新思维,是城市治理的新模式。它将原本被分别考虑的人、能源、交通、商业、通信等城市单体看成一个系统,并利用新一代的互联网、物联网和云计算等信息技术,把城市中的物理基础设施、信息基础设施、商业基础设施和社会基础设施连接起来,使城市的各个城市要素成为相互促进的整体。对城市各个要素信息的整合,促进决策的科学化、合理化,使城市治理模式由传统模式向更科学化、民主化方向转型。

2.2 智慧城市的基本特征

（1）充分感知。利用传感器、无线射频识别标记、GPS、监控摄像、数码相机和各类手持终端等智能传感设备,随时随地的感知、捕获、测量和传递信息的设备、系统或流程,实现对城市运行各个系统的实时感知。

（2）深度整合。信息的深度整合是智慧城市与数字城市的最根本区别。在智慧城市的运行中,信息通过各种形式的高速和高带宽的通信网络工具进行交互和多方共享。将数据整合为城市核心系统的运行全图,使城市参与者实时监控自然环境和城市运行状况,从全局分析解决问题。

（3）激励创新。智慧城市建设能够激励个人、企业与政府发挥聪明才智,在原有的基础设施、产业基础和信息化应用等之上进行科技和服务创新,促进城市健康持续发展,为城市提供不竭的动力。

（4）协同运作。智慧城市基于智能的基础设施,整合分析海量跨地域、跨行业和跨部门的数据信息,使得政府、企业、个人和各种组织与城市系统之间的关系重新定义,从过去单向的“生产一消费”、“管理一被管理”、“计划一执行”模式转变为多维和新型的协作关系,并将特定的知识应用到特定的行业和场景,制定特定的解决方案,更好地支持决策和行动,达成城市系统协调运作的最佳状态。

第3章智慧城市的建设分析

3.1 智慧城市的建设原则

（1）智慧并行。“智”是技术上的先进,是对信息资源深度开发和利用的能力,是对城市运行状况的动态全面的掌握,是对信息资源便捷的交换与共享,是实现城市各系统更强的互相协调;“慧”是赋予城市人的情商,重视人的需要。城市是给人建的,也是给人用的,所以智慧城市也应该是一座人会用的城市。因此在智慧城市建设的途径选择时“智”和“慧”要协同发展,利用技术提高城市的“智商”,关怀人的需要来提高城市的“情商”。

（2）以人为本。以人的需求为更本出发点,以个体推动社会进步,以人的发展为本,实现面向未来的数字包容,让城市中的人类生活更美好。智慧城市建设必须以民生为导向,把社会公共服务事业和民生事业作为智慧城市建设的出发点和落脚点,促进社会公共服务的均等化。

（3）突出特色。智慧城市的建设不可以千篇一律,每个城市都有独特的个性和侧重点,要以解决城市发展和管理核心问题为导向,密切结合城市的实际情况,避免模版化、通知化的设计。智慧城市建设需要从本地的现状出发,从市民的实际需要出发,从城市未来发展战略出来,建设特色鲜明、先进适用的智慧城市。

（4）循序渐进。发达国家的智慧城市建设是IT技术升级的结果。但是中国目前信息基础设施与发达国家相比还有较大的差距。因此,在宽带普及率低、带宽不够的国情下,我国的智慧城市建设途径选择时要避免盲目发展、口号过大,必须按照每个城市信息技术的发展情况量力而行,循序渐进。

3.2 智慧城市的建设内容

（1）智慧城市建设的技术基础

智慧城市的兴起是在城市信息化的原有基础上发展的,因此智慧城市技术包括了一般的感知、网络通信、微电子、计算机、嵌入式系统、微机电等技术领域。但是智慧城市是城市信息化的进一步发展,有着自己特性技术云计算技术和物联网技术是其中的关键技术。

云计算是一种超大规模、虚拟化、易扩展、低成本、按需提供的网络服务的交付和使用模式，云计算有助于智慧城市建设的服务化，为智慧城市的物联网建设提供了技术支持，符合智慧城市绿色节能的目的。

物联网是继PC、互联网、无线信息技术之后的第四次科技革命。权威咨询机构Forrester预测,2020年世界上物对物互联的业务与人对人通信的业务将达到30:1。

物联网因此被称为下一个万亿级的通信业务。物联网是智慧城市建设的基础设施,包含了感知层、网络层和业务应用层。物联网是智慧城市建设的基础之一。通过感知层、网络层和业务应用层与互联网结合形成了一个巨大的网络,实现了实现物体与物体、人与物体的连接与互动,实现了资源的合理利用,提高了生活的效率。

（2）智慧城市建设的层次构架

基于对智慧城市概念的理解，概括出智慧城市的层次可以由信息感知与传输平台、数据管理与服务平台、信息共享与服务平台、经济管理与服务系统、决策支持与服务系统以及运维保障体系等六个部分构成。

（3）智慧城市建设的应用领域

智慧城市建设的内容从基础设施再到社会经济包罗万象。IBM作为世界上致力于智慧城市建设的最主要企业,在对智慧城市解决方案中认为智慧城市的应用应与城市所面前临的困境相结合,因此提出了智慧交通、智慧公共事业、智慧水资源、智慧建筑、智慧公共安全、智慧管理和城市智慧中心这六大应用体系。但是无论如何界定“产业应用的信息化”、“生活应用的便捷化”以及“管理服务的科学化”将是智慧城市建设的三个目标,智慧产业、智慧生活和智慧管理是智慧城市的主要应用。

3.3 智慧城市的建设途径

从建设重点角度分为基础设施建设型、产业发展型、管理服务型。

（1）基础设施建设型

基础设施建设型途径就是以提高城市信息基础设施为目标,城市内各类感知设备广泛,城市光网和宽带无线移动通信网络高速通畅、云计算系统、物联网技术成熟的一个无论何时何地都能被感知的城市。完善的通信基础设施是智慧城市建设的基础和前提条件,因此基础设施为主要手段的智慧建设途径一般为智慧城市的初级阶段。以政府自建自营为主,对城市的整体基础设施进行改造升级,规模较大。

（2）产业发展型

产业发展型路径就是以高新信息技术产业为导向,以形成智慧产业链和智慧产业集群为核心的建设途径。产业发展型途径以政府政策为导向,地区原有产业为基础。因产业发展型一般会形成产业的集聚,所以常以产业园区的形式形成产业集群,规模相对集中。

（3）管理服务型

管理服务型包括两个方面,一方面是针对政府管理而言,利用智慧应用使城市公共管理功能更精细、更民主、更科学;另一方面是对民众服务而言,指的是利用智慧应用,解决普通市民的衣食住行、医疗保障、子女教育等问题,使市民生活更便利、更舒适的建设途径。管理服务主要以人为出发点,需要提供精确、高效、便捷的服务,因此通过服务外包的形式将业务专业给专业团队和机构,得到效益的最大化。

第4章青岛市智慧城市建设的问题和解决办法

4.1建设条件分析

（1）信息化基础。青岛信息化建设起步早,建设成效明显,为青岛市智慧城市建设奠定了坚实的基础。目前青岛己建成了以高速光缆为核心、以数字微波和卫星为辅的大容量、高质量、高速率、安全可靠的公众骨干传输网;建成了覆盖全市的高速城域宽带网。

（2）创新资源。2011年,青岛科技研究与试验发展经费支出占GDP的比重约为2%;专利申请量47582件,授权量37342件;人才总量109.1万。2012年,被评为“中国大陆创新能力最强城市”。较高的创新文化特质和较强的科研能力,为青岛智慧城市建设提供智力支持。

（3）产业实力。传统产业技改升级。“十一五”期间累计完成技改投入1300亿元、创建了 100多家国家、省、市级CAD/CAM/CIMS应用工程示范企业,并启动国

家重点成果推广计划“CAD/CIMS”项目,成为“CAD/CIMS”试点城市。高耗能制造行业利用信息技术,改进生产工艺,节能减排效果明显。

（4）智能应用。青岛市在智慧产业、公共服务等方面已经有了一些成功的智慧城市应用示范。但2011年上半年,大连、青岛、厦门的软件业产值分别为356亿元、167亿元、175亿元,而青岛只有68亿元,反应了软件产业还有待加强。

（5）市场前景。由于独特的地理位置和历史原因,青岛一直是我国改革开放的前沿阵地,外向向型经济发达。开放的环境和市场为青岛智慧城市建设创造了良好的外部条件,有利于吸引智慧城市建设需要的技术、外资和人才。

4.2 建设智慧城市的问题

智慧城市理念为青岛未来城市发展展现了一幅美好蓝图，然而作为一种以科技为核心推动力的城市发展战略，要顺利开展智慧城市建设将面临一些问题。

（1）“十二五”期间“智慧城市”建设成为青岛追捧的新目标，但从已经出台的规划看，对“智慧城市”的理解和操作还停留在技术层面，对上层架构鲜有触及。智慧城市的关键在于信息的共享、资源的更有效利用以及城市管理的精细化，如果不能在制度上有所创新、在组织架构上有所突破，智慧城市就只是一个概念炒作而已。

（2）物联网等核心技术缺乏标准。目前物联网技术在高频领域主要沿用国际标准，但在关键的超高频领域，标准仍由国外组织控制。青岛市如果照搬这个标准，未来将要支付大量的专利费用，大大增加企业的成本。

（3）行业人才匮乏。国外凭借几十年的发展，在物联网领域积聚了大量人才，而青岛的物联网发展时间较短，技术创新型人才较为匮乏，需要政府和企业加大人才的培养力度。

（4）青岛市“智慧城市”建设中最迫切的难题为城市信息资源共享不够，政府、部门间业务协同不强，实现信息化便民、惠民的目标不明确。信息化管理运营体制和机制尚未健全，尤其缺少运营准入标准，部门信息互不共享等现象普遍存在。

（5）应用深度和广度不足。尽管物联网技术已在青岛市相关领域得到初步应用，但应用面不够广、规模不够大、应用层次偏低，进展缓慢，尚未形成以应用促产业的发展态势。

4.3 建设智慧城市的对策

目前青岛提出“世界眼光、国际标准、立足本土优势”建设现代化国际青岛的目标，必须率先构建“智慧城市”，始终在城市信息化方面走在前列，必须大力提升城市信息化应用水平，积极运用新兴网络和信息技术，推进城市管理和公共服务信息化，着力提升城市智能化水平。

第二，研究制定发展物联网产业的政策措施，制定智慧青岛工作方案，组织力量制定智慧青岛建设近期、中期和长期发展目标，明确具体方向，编制加快发展物联网、建设智慧青岛路线图，落实有效措施。

第三，强化政策引导，加快产业集聚。在财政资金安排上重点在物联网规划、平台建设、应用示范、产业发展、人才培养等方面加大投入。在符合用地政策的前提下，优先安排物联网产业重点建设项目用地。将物联网产品和示范工程列入政府采购目录，在财政性资金采购中予以倾斜支持。

第四，建立健全目标责任考核体系和激励机制，细化目标任务，明确责任部门，定期通报各项目标任务的进展情况，加快健全重大项目的监督管理机制，加强对重大项目的立项、招投标、资金使用、项目验收、效果评价等环节的监督管理，有效考察、监测和评估“智慧城市”建设各项任务的实施进度。

第五，有重点的突破物联网发展的关键技术问题，解决需求与技术不成熟的矛盾，既需要技术与市场整合，还需要市场规模化应用。注重用市场吸引和带动物联网产业链上下游企业的聚集，形成产业集群，使信息资源共享不但成为业务协同的基础，更是信息化交流传播的最终目的。

第六，加快建立物联网人才培养体系。由于企业是物联网产业发展的动力和实践者，高校和科研院所是物联网产业发展的支撑者和引领者，专业培训机构是物联网产业发展的润滑剂和助推器，四者需相互支持、相互配合，共同推进建设合理完善的物联网人才培养体系，形成以企业为主体。

参考文献

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