智慧城市可謂是當下最受關注的熱門話題之一。在全球城市化背景下，環(huán)境污染、交通擁堵等“城市病”日益嚴重，人們渴望通過建設智慧城市解決這些棘手的問題，使人與自然更加協(xié)調發(fā)展。當前，中國的智慧城市建設還處于起步階段，為了更好地理解智慧城市，《中國信息界》記者專門采訪了中國科學院、中國工程院院士李德仁，請他為我們講解何為“智慧城市”，以及要如何建設智慧城市。
《中國信息界》：當前中國正處于城鎮(zhèn)化的重要階段，特別是在城鎮(zhèn)化進程中，更衍生出了人口超千萬的超大城市。您認為，中國城鎮(zhèn)化過程中主要遇到了哪些問題？
李德仁：城鎮(zhèn)化不僅是中國也是當今世界上最重要的社會、經濟現(xiàn)象之一。21世紀初，全球人口的半數(shù)以上生活在城市地區(qū)，并且這種趨勢仍在加劇，每年超過6000萬的人涌入城市，平均每周超過100萬人�，F(xiàn)在，城鎮(zhèn)化的步伐還在加快，隨之而來的是大都市和城市群，這在人口密集的亞洲表現(xiàn)得尤為明顯。根據聯(lián)合國的預測，全世界358個百萬人口城市中的153個出現(xiàn)在亞洲；27個人口超過千萬的“超級城市”中有15個在亞洲。作為全球人口最多的國家，中國在城鎮(zhèn)化過程中衍生出人口超千萬的超大城市是必然的，然而，很多問題也隨之而來。
城鎮(zhèn)化進程中涌現(xiàn)出了各種“城市病”，例如異常脆弱的基礎設施、日益加劇的交通擁堵、不斷惡化的生態(tài)環(huán)境、進城務工人員的蝸居生活……，這些都是城鎮(zhèn)人口快速增長中出現(xiàn)的問題。
特別是那些人口超千萬的超大城市面臨的問題尤為嚴峻，這些問題主要集中在以下幾個方面：第一，當前超大城市地面沉降問題日益凸顯。我國現(xiàn)在有超過50個城市發(fā)生地面沉降，地面沉降是一種嚴重的自然災害，會危及到城市基礎設施的安全；第二，極端條件環(huán)境下城市災害頻發(fā)。超大城市的發(fā)展改變了土地利用性質，當城市不透水面占75%以上后，55%的降水需要靠地表徑流來排，可以說，不透水層變化從根本上改變了降水再分配。由此帶來的影響我們都已經深刻感受到了，近年來城市特大暴雨頻發(fā)，如2016年汛期的武漢，24小時降雨達到550mm，甚至有了“夏天來武漢看海”的說法。災害頻發(fā)給老百姓的生活帶來很多不便，甚至會危及到生命，對城市的經濟也造成了巨大的損失；第三，交通擁堵問題突出。中國和國外城市特別是超大城市現(xiàn)有的交通系統(tǒng)存在著很多問題，高峰期交通擁堵、停車難、公共交通出行難、交通管理難……城市交通發(fā)展面臨著交通安全和通行效率的雙重挑戰(zhàn)；第四，城市能源問題。大城市現(xiàn)有能源系統(tǒng)也面臨著挑戰(zhàn)，綠色能源生產不可持續(xù)，能源使用效率低；第五，超大城市進城務工的農民，由于工資低、生活條件差，會帶來城市污染，也會造成貧富懸殊問題。
上述這些“城市病”需要通過智慧城市來幫助解決。智慧城市對經濟轉型發(fā)展、城市智慧管理和對大眾的智能服務具有廣泛的前景，從而使得人與自然更加協(xié)調發(fā)展。
中國為什么要抓信息化、智能化？因為現(xiàn)在中國的城鎮(zhèn)化只有53%，還在發(fā)展中。我們之前城鎮(zhèn)化比西方國家落后，到了信息化時代我們要趕上來。中國在總體上是后發(fā)的，有后發(fā)優(yōu)勢，需求大、投資大，抓手就是“智慧城市”，利用信息化的網絡空間和物聯(lián)網、云計算技術，把現(xiàn)實城市中人、車、物的活動智能化、科學化的管理起來。我們的目標就是低碳、綠色、可持續(xù)發(fā)展。
但是，我們也必須認識到，智慧城市不是萬能的。諸如地面沉降、空氣和水環(huán)境污染、城市地面不透水層、超大城市中的蝸居、基礎設施跟不上城市的發(fā)展等問題，是智慧城市無法解決的。只有同時抓好現(xiàn)實城市的設計、規(guī)劃和基礎設施建設，落實黨中央關于城市發(fā)展的一系列政策，才能使智慧城市落到實處。
《中國信息界》：您提到了智慧城市，可以說，建設智慧城市是使城鎮(zhèn)化走得更好、更快的路徑，但目前中國智慧城市建設仍處于起步階段，很多人甚至還不了解什么是智慧城市。您認為，怎樣的城市才能稱之為“智慧城市”？
李德仁：“智慧城市”，我給過一個定義：智慧城市=數(shù)字城市+物聯(lián)網+云計算。為什么呢？數(shù)字城市是一個網絡空間、虛擬空間，在這個數(shù)字城市里面，我們把城市的東西裝到互聯(lián)網上去，這時候可以在網上看到城市的信息、實體。但是僅僅這樣還不行，因為它沒有跟現(xiàn)實城市關聯(lián)，要通過物聯(lián)網把現(xiàn)實城市和數(shù)字城市關聯(lián)起來，物聯(lián)網就是將各種城市人流、物流信息實時往上輸送。但這又出現(xiàn)了一個問題，物聯(lián)網有上億個傳感器，每個傳感器很小，沒有計算功能，是個傳感器，傳感器收上來的數(shù)據是需要計算、分析和控制反饋的，所以云計算出現(xiàn)了。物聯(lián)網和云計算是一對孿生兄弟。
到了物聯(lián)網時代，構成一個虛實結合的網絡物理空間，叫做CPS，這個CPS可以在網上做一切事情，通過實時分析、計算、感知、認知和反饋實現(xiàn)智能化，這是大家要了解的一個全新概念。
一個城市的管理，到了智慧城市階段，市長，市各個職能部門都可以輕松一點了，他們是做優(yōu)化的工作，下一步改善環(huán)境的工作、城市的運控管理，就可以讓城市云計算中心來完成，這就是我們對智慧城市的理解。也就是說，智慧城市運營中心就像人的大腦一樣，自動和實時地感知現(xiàn)實城市中人、車、物的各種狀態(tài)和變化，以及城市的各種狀態(tài)變化，由云計算中心處理其中海量和復雜的計算與控制，為經濟發(fā)展、城市管理和公眾提供各種智能化的服務。
具體來講，智慧城市要掌握三大技術，這三大技術才能構成智慧城市。
第一個技術是“數(shù)字城市”空間信息技術，就是把這個城市所有相關的空間數(shù)據、非空間數(shù)據等采集過來。但中國的數(shù)字城市電子地圖是保密的，所以國家測繪局確定了三條路線服務：元數(shù)據目錄管理、政務網數(shù)據、公眾網數(shù)據，分為保密與開放級數(shù)據來提供使用。“天地圖”就是在這方面服務的，代表中國政府發(fā)布數(shù)據，其內容會越來越好。如果把“天地圖”跟谷歌相比較，中國的數(shù)據比谷歌的更好，中國的“天地圖”數(shù)據中，鄉(xiāng)村數(shù)據比較多，點擊率到了9億。
第二個技術是物聯(lián)網，實現(xiàn)人與人、人與機器、機器與機器的互聯(lián)互通。專家預測，到2020年全世界物聯(lián)網傳感器將達到10萬億個，無處不在�，F(xiàn)在我們在國家推行“天網”，例如海上巡洋或作業(yè)時，數(shù)據能夠通過衛(wèi)星在軌處理，實時回傳、及時做出反應，如果能在10秒鐘完成，這就完全支持了實時需要，我們稱之為空間信息網絡化。
第三個技術是云計算。為什么要有云計算呢？因為傳感器只能傳輸，不能存儲、處理數(shù)據，所以需要無處不在的、社會化、集約化、專業(yè)化的動態(tài)可伸縮虛擬化的云計算信息服務�；ヂ�(lián)網資源配置經歷了客戶機/服務器、瀏覽器/服務器、服務器井噴、服務器托管到虛擬服務這么一個變遷過程。
我認為，城市職能可分為生存繁衍、經濟發(fā)展、社會交往、文化享受四個部分。智慧城市職能是城市職能的延伸和發(fā)展，即實現(xiàn)智慧安防、智慧制造、智慧交通、智慧教育等等，也就是在上述四個方面提供智能化。
《中國信息界》：那么，您認為如何才能建設好智慧城市呢？其中，政府應該發(fā)揮怎樣的作用？企業(yè)又該如何參與？
李德仁：智慧城市建設是“一把手”工程，需要根據每個城市特點，做好頂層設計和整體規(guī)劃，建立智慧城市運用中心和運營腦，組織實施。智慧城市需要一個基于云計算的運營腦來管理，可以由市級主管領導牽頭，成立智慧城市運營中心，任命城市首席運營官，下設聯(lián)席會議委員會和管理辦公室，管理四件事情：城市IT的運維中心、大數(shù)據中心、城市運行監(jiān)控和指揮中心、智慧服務中心。
運營中心的職能包括：參與和審核智慧城市的頂層設計；規(guī)劃和審核各行業(yè)信息化發(fā)展的總體目標、框架、任務、運營管理機制等；相關政策法規(guī)與標準的制定；負責城市信息資源整合與共享；城市運行的集中監(jiān)控；多部門協(xié)同與指揮；促進面向社會的大數(shù)據開放應用、服務與交易體系的形成……
基于開放的云架構構建智慧城市運營中心，核心是公共信息云服務平臺，形成智慧城市中的大數(shù)據生態(tài)鏈，基于大數(shù)據共同實現(xiàn)城市運行監(jiān)控和智慧調度。智慧城市時代的IT合作是圍繞大數(shù)據的合作——數(shù)據采集、加工、存儲、清洗、挖掘、決策、控制與利用服務。
這些技術的實現(xiàn)當然離不開企業(yè)的參與。武大吉奧就開發(fā)了這樣一個實時GIS平臺—GeoSmarter，這是智慧時代的一個地理信息軟件，實現(xiàn)了實時數(shù)據接入、實時數(shù)據分析和推理、動態(tài)數(shù)據管理，提供動態(tài)信息服務，最終實現(xiàn)感知、認知和行動的一個大腦感知識別的過程。
基于云計算的智慧城市怎么運營？武大吉奧做的智慧城市運營中心，我把它給很多城市的市長演示，很受歡迎�，F(xiàn)在華為和武大吉奧正在合作把這個運營中心推廣到全國上百個城市，希望推廣到地市級以上的、縣以上的城市。
智慧服務中心，要做好三件事情：第一，面向公眾生活的智慧服務平臺；第二，開放給企業(yè)的應用服務平臺；第三，政企合作的大數(shù)據交易平臺及運營公司。這樣一來，政府治理的模式將從管理走向服務，傳統(tǒng)的政府IT信息化架構將被“云-端”互動的智慧城市所取代。
運營中心就是智慧城市的心臟或大腦，因為它是城市大數(shù)據的資源池，城市物聯(lián)網的樞紐，城市運營監(jiān)控與指揮中心，城市運營數(shù)據的全面感知，實現(xiàn)跨部門、跨區(qū)域、跨系統(tǒng)的高效協(xié)同與應急響應，面向社會企業(yè)和公眾的服務平臺可以降低城市信息化建設與運維的成本，最大程度降低政務成本、提升城市效率。歐洲在這方面做得很好，歐洲各部門應用大數(shù)據以后，行政管理費用降低了2500億美元。
政府真正實現(xiàn)“基于實證的事實”的政府治理，以及可視化、可控化、智能化、可預測及可量化評估與持續(xù)優(yōu)化的城市運行模式。企業(yè)也可通過大數(shù)據重組生產資源，改良商業(yè)模式，獲得更大效益。同時，智慧服務貫穿老百姓“出生、醫(yī)療、教育、就業(yè)、婚育、養(yǎng)老、殘疾、殯喪”等人生過程，提升城市居民幸福感。這就是我們建設智慧城市的目標。
以武漢市為例，其充分利用云計算、大數(shù)據等技術，參照國內外已開通的政府公開數(shù)據服務平臺，結合武漢市的應用特點和具體的需求，形成了簡稱“六個一”的公開數(shù)據服務平臺，含48個部門，700余種服務數(shù)據。按照“一套標準、一朵云、一個中心、一張圖、一站式、一種模式”原則，將各部門數(shù)據傳送至數(shù)據監(jiān)控管理中心，進行大數(shù)據挖掘，實現(xiàn)公共服務。
總的來說，智慧城市的大數(shù)據問題帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)，我們需要抓好技術創(chuàng)新和攻關研究，才能拉動數(shù)字服務和產業(yè)發(fā)展，更好地實現(xiàn)“互聯(lián)網+智慧城市”的各種智慧應用。
