智能城市的兴起

    文|布鲁诺 • 贝尔森

　　随着城市化进程的加剧，未来成功之城需要实现两大目标：从可持续的角度管理资源，并创建有吸引力的经济与社会环境，使市民、企业与政府能够在此生活、工作和互动。

　　一百年前，仅有1/7的世界人口生活在城市。如今，世界一半的人口在城市生活，而这一比例每年都在稳步上涨。随着越来越多的人选择在大城市定居，城市发挥着日益重要的作用——包括技术、企业、政权形式、资源消耗、生活质量等。

　　城市提供大量个人与职业发展机遇，同时鼓励创新、刺激经济发展、提高生产力，因此，人口的聚集对人类产生积极影响。但是与此同时，大规模的城市化进程也带来过度拥挤、碳和废气排放、不可再生能源的大量消耗等风险。因此，城市及其政府部门，以及推动城市经济发展的企业与市民，都对人与环境的有效管理肩负着重大责任。

　　从可持续的角度进行资源管理的需要与另一大目标不谋而合：即创造良好的经济与社会环境，使市民、企业与政府能够在此生活、工作和互动。

　　事实上，城市对市民与企业的竞争，就好比企业对用户的争夺。因此，城市的整体吸引力，以及为市民、企业提供的体验等发挥着日益重要的作用，这体现在许多重要特征中：城市服务的价值、政府的稳定性、经济与就业机会、教育、环境质量、文化与艺术资源、高等教育机构与其它成人教育机会、住房、安全、社区服务，以及城市的开放性与多元性等等。

　　在鼓励环境管理的同时提高经济与社会吸引力的双重目标是发展智能城市的核心任务。如果您所在的企业在城市开展业务，或与城市打交道，那么在为城市智能化助一臂之力的同时，您也能从中获益。

不只是技术

　　“智能化”对城市意味着什么？一个重要方面是：城市越来越多地利用所谓的智能技术提供服务，在城市基础设施中嵌入智能功能，在降低成本的同时提高服务效率。

　　这一技术可广泛运用于城市服务的各个方面，从监控发电、优化水电使用、到城市道路建设上建立开放式收费系统等。除了这类由远程信息处理技术和无线射频识别标签支持的物流网技术外，其它重要技术还包括：提高能源生产与传输的智能电网；智能软件与服务；以及所有相关城市、市民与服务相联的高速通信网络。这些都属于城市的整体技术环境，即埃森哲所指的“智能基础设施”。

　　但同时，城市在这些技术的使用和整合上面临严峻挑战。城市遗留的陈旧系统经常成为整合的障碍。旧系统一般以专用、封闭的基础架构与技术为基础。久而久之，信息系统各自为阵，因此维护成本极高；一个部门内的信息系统无法与其它部门的系统有效整合。其负面影响体现在成本过高、服务缩水、基础架构不够灵活、无法适应未来发展需要。

　　但是，光从技术角度出发无法使城市获得长足发展和足够的吸引力。整合方面的挑战不光来自技术问题；还包括城市整体服务和能效：包括自然资源管理、交通、写字楼与居民楼、健康与安全、废物管理、教育、文化、旅游以及公共管理等。

　　换句话说，城市的各个方面都需要整合，只有这样才能创造宜居的环境。重要的是，这包括城市的组织结构，以及规划与管理方式。世界领先城市正积极创新，提高城市服务系统的智能化水平（见反面补充报道）。但是，真正领先的城市却不只满足于一次性的项目；他们希望在更开放的环境中更有效地协调技术、服务与管理。

碳中和

　　要更好地理解智能城市的优势与挑战，我们来看看阿姆斯特丹的例子。这座城市制定了一项雄心勃勃的计划，希望制定并实施可持续的、经济高效型项目，减少城市的碳排放，使阿姆斯特丹成为宜居、宜业型城市。

　　该计划有三大环境目标：以1990年为基线，2025年CO2排量减少40%；到2025年，20%的能源来自可再生资源；到2015年实现碳中和。

　　这些目标的实现需要结合包括智能电表、电动车辆和智能建筑设计等在内的各种技术和方法。这些技术有助于提高交通、居民、商业，以及政府大楼的建造与管理的能源效率。埋在城市地下的则是智能电网，它利用信息与通信技术将各大电网进行互联，以更稳定、安全和便宜的方式供电，同时减少碳排放。

　　通过分阶段实施这一项目，阿姆斯特丹不断总结经验，并开展试点工程，逐步开展实施该计划。

　　阿姆斯特丹首先开展了一项为期两年的计划，计划分三个阶段完成。第一阶段的工作于2009年启动，主要包括智能电表的安装和“气候街”创新项目——位于阿姆斯特丹著名的Utrechtsestraat购物与饮食区，主要特色是：可持续的废物回收、节能街灯以及在消耗电能的同时还可以发电的环保电车站。城市管理者通过智能电表监控气候街的能耗情况，并将结果反馈给商家。

　　阿姆斯特丹及开展类似项目的城市所面临的一大挑战在于：如何整合各部门的水、电、交通与建筑等各项服务。此外，还需整合城市各部门的技术能力；包括通信与数据、传感控制、以及面向客户的硬件与应用方案等。

　　这类技术能力是实现城市智能化的重要内容，它们使城市最大化地减少碳排量，实现与就业、投资与旅游等其它政府管理部门的有效协调。

　　随着阿姆斯特丹等城市开始新型智能城市的建设，采用更为开放的技术和管理方式就显得至关重要。智能城市的合理设计、运作和管理不仅需要技术的支持，还应包括战略、人、流程等内容。

　　真正的智能化城市是一个建立在开放代码和界面之上的可扩展的互操作平台，这是它最重要的特色。这一基础架构利用开放式技术和结构，意味着城市的各个服务领域都可进行界面的创建与维护。

　　该平台将所有重要服务都集成到一个智能系统。即各个领域与服务都可通过中央枢纽进行更有效的互动。

　　我们来看看这种互操作性是如何提高智能交通管理方案效率的。一些领先城市最近利用开放式收费系统实现对交通的有效管理。感应设备有助于减少交通堵塞（还减少了碳排放），并通过堵塞定价法创收。

　　例如，斯德哥尔摩和伦敦设置一些特别区域，对驶入市中心的车辆征收交通拥堵费。新加坡则更进一步，推出动态道路付费项目，根据不同时间段的道路使用情况调整收费标准。

　　但为了使其发挥实效，这些交通管理项目必须与城市物流、公共交通与应急服务等部门实现有效协调。因此需要在汽车上安装相应技术设备，将它们统一到智能网络中。这样，开放式平台才能发挥作用。

　　该平台还加强了迅速增加新服务，或扩展现有服务的能力。灵活开放的界面使数据交换更为便捷，并在平台上添加了新的服务和内容等应用方案。

　　例如，欧盟许多政府及私营部门正合作开展车路协同系统（CVIS）项目。

　　该项目旨在开发新技术，使车辆与道路基础设施以及车辆与车辆之间实现通信互联，共享交通路况信息。该项目还影响着开放式平台的扩展，可随时安装新的应用程序，正如智能手机安装新程序那样方便。

　　该开放式平台还使城市服务更精益化。它将基础设施能力作为服务内容，根据城市的特殊需求，将所有相关服务整合到由互联网驱动的设备中。它通过减少前期投入和收取使用费用以削减运营和维护成本等方式，减少了城市服务的成本。

　　结果，这一开放式的智能基础架构有助于解决方案的开发和实施，与封闭式系统相比，前者的应用程序的开发与操作更为高效，而成本却相对低廉。

　　只有在整个国家或地区以协同方式开发和实施智能技术，才能真正发挥智能技术的效用。欧盟委员会新能源和可再生能源及能源效率创新部门主任玛丽•唐纳利特别强调了这一事实。唐纳利所在的部门正计划并实施智能城市与社区计划，以及欧洲智能能源计划，希望实现“20-20-20”目标：减少20%的温室效应气体；将能源效率提高20%；将可再生能源的使用率提高20%。

　　任何技术开发都需要对能源管理流程进行正确分析，唐纳利认为：“对各地能源流程的分析还没有完全展开，但这是必要之举。如果你没有制定能源管理流程并对其进行有效控制和管理，以明确协同作用并改善管理流程，那么你很难实现具体目标。”

有效互联

　　例如，地方能源网系统是欧洲面临的一大问题。人口聚集地区一般都是国家中心。与此相反，太阳能或风能等可再生能源往往在偏远地区开发。唐纳利表示：“因此，我们应该建立有效的电网和流程，随时获得需要的能源。我们应该实现有效互联，使欧盟的能源供应更为有效。”

　　城市本身的联系也日益紧密，相互合作应该得到进一步加强。例如，为筹备2010年在坎昆召开的《联合国气候变化框架公约》第16次缔约方会议（COP 16），由全球40个大城市组成的“世界大都市气候先导集团”（简称C40）认为他们在解决全球碳排放问题中发挥关键作用，因此联合要求在气候谈判席上获得一个席位。

　　该平台能够联合政府及私营部门实现更有效的协作与创新，这是它最重要的优势。这类协作对智能城市目标的实现起着非常重要的作用。

盟约法

　　例如，唐纳利促成一项“市长盟约”协作项目——市长同意签署协议，到2020年其所在城市的二氧化碳排放量至少减少20%。唐纳利认为：“盟约法在欧洲取得了极好的效果。目前有大约2500名市长签署了协议，以实现可持续发展的目标。”

　　另一个相关项目CONCERTO特别针对欧洲大约60个希望实施智能基础设施方案的社区，旨在提高建筑设计的能源效率和可再生能源及相关领域的能源开发效率。这些社区目前正在试点开展各种可再生能源项目，其经验正被广为借鉴。智能城市与社区项目将这些举措提升到城市层面，除了能源领域，它还包括交通和信息通信技术等问题，鼓励城市采用全面创新的方法进行城市规划。

　　唐纳利谈到：“这一方法突出表明：在创建既具可持续性、又具环境吸引力的过程中，不能抽象地看待新技术的开发和使用。它需要集思广益、互相学习，还需根据市民和商业的要求采取相应措施。做到这些，建设智能城市的热情将空前高涨。”

　　建设、管理智能城市的另一个重要方面在于利用基础设施的开放性特征，与市民沟通并为他们提供教育——正如横滨气候变化政策指挥部总干事信时雅人所说，有助于改善环境变化的“社会系统”。信时雅人认为，不能仅仅满足于基础设施的建设，还需要让人民参与其中。

　　在实施回收与减废计划的过程中，横滨深刻认识到民众教育的重要性，并取得显著成效。2003年，横滨启动了名为G30的计划 ——“G”代表gomi，日语中表示废物的意思，希望到2010年实现减少30%的可燃废弃物的目标。G30计划获得了极大成功，横滨提前5年实现了既定目标。

　　在G30成功的基础上，2008年横滨开展了CO-DO30计划，该计划集合了大量市民环境教育项目，期望到2005年将人均温室气体排量减少30%以上。CO-DO30的名字与G30计划自然契合，事实上来源于日语“codo”一词，代表“行动”，象征着横滨对减碳、成为“环境建设城市”的承诺。

　　项目管理人员还发现，“codo”与英语“code”一词（意为“准则”）发音相近。因此，他们反复强调该项目旨在将“codo（准则）”变成一种“mode（方式）”。换句话说，横滨希望其市民不是被动地接受准则，而是主动地改变自己的行为方式。

　　信时先生说：“我们希望在横滨创造这样一种环境：市民对二氧化碳的减排是出于主观意愿，而不是仅仅因为受到法规的约束。”

　　横滨对市民的宣传教育还包括儿童节能挑战项目，这一暑假计划鼓励小学生进行创造性思维，成为更优秀的环境管理员。去年，在横滨市12万小学生中，3.2万名3到6年级学生参加了该项目（占目标人群总数的25%）。另一项计划——横滨生态校园（或称YES）参与的学生人数增加了32000多名。此外，超过81个非政府组织参与其中，对学生进行能源意识教育，加深他们对气候变化所带来的风险的认识。

　　横滨的成功秘诀何在？这归功于极强的领导力以及与市民共存的承诺。信时先生指出，“我们的政府工作人员参加了11000多次市民互动会议，介绍该计划，亲自邀请市民加入废物回收计划。”鉴于该项目的成功，横滨于2010年获得世界银行生态经济城市(Eco2城市)的殊荣，该奖项主要表彰那些具有良好的生态和经济环境的城市。

　　智能城市的可持续性和吸引力是其区别于其它城市的显著特征。其环境项目不仅是一项道德义务。可持续性能产生积极的社会影响，还是创造宜居环境的要素——有利于城市、市民与企业的健康和可持续发展。

　　每一座城市都各有特色，因此，对于打造智能化城市所需的能力，并没有唯一“正确”的方式。但是，根据城市独特的地理、经济与政治环境设置发展起点却是常见的起步方式。城市可根据不同项目的预算成本、影响和利弊权衡对各种不同情况进行评估，并开始对发展项目的技术、战略、流程、培训、管理等方面进行规划。

　　由于城市影响着地球的健康发展，智能城市计划与每个人休戚相关，无论这些市民身处何地。如果城市有志于采取重点突出、有成本效益的行动，从而在所有服务中嵌入智能因素，那么就应该建立相应的基础——不但能满足于当下提供智能服务所需的开放、智能化的结构，并且能够在未来随着城市需求的增长不断拓展服务内容。

　　真正领先的城市不仅仅满足于一次性的项目；他们希望在更开放的环境中更有效地协调技术、服务与管理。

　　智能化城市最重要的特点之一是拥有一个可扩展的互操作平台。城市的各个服务领域都可进行界面的创建与维护。

　　只有在整个国家或地区以协同方式开发和实施智能技术，才能真正发挥智能技术的效用。

　　城市之间的联系日益紧密。他们一致认为要利用自身影响力在解决全球碳排放问题中发挥关键作用。

　　横滨的成功秘诀何在？这归功于极强的领导力以及与市民共存的承诺。

可持续性和吸引力

　　智能技术和环保规划使今天的领先城市进行大量创新活动，以增加其持续发展的能力和眼球吸引力（见正文）。这些创新活动贯穿于智能城市服务的各个方面。下面举几个例子。

住房与写字楼

　　为减少建筑施工及楼宇运营对环境的负面影响，一些城市正通过建筑改造和建筑认证方式降低能耗；他们还利用智能电表和智能建筑技术优化使用能源。

　　例如，芝加哥计划到2020年对40万户住房实现能源改造——即通过安装新的照明系统、更换旧窗户、使用其它方式减少碳排放等措施，提高房屋的能源效率。2004-2008年间，得益于办公楼的改造工程，芝加哥节约了600万美元的能源费用。智能建筑还需要为业主和企业控制水电的使用。阿姆斯特丹、悉尼和芝加哥等城市一直在测试先进的智能电表，使用户随时了解用电情况和电费信息。

　　建筑规范、标准和认证是打造智能建筑需要考虑的其它问题。许多城市正对新的建筑与改造项目提出了更高的能效规范和标准。例如，首尔的目标是：到2030年所有新建筑都获得绿色建筑认证。新加坡则希望，到2030年，80%的建筑都获得由政府建设局建筑管理学院颁发的BCA绿色建筑能效等级认证。

自然资源管理

　　在自然资源的基础供应方面，许多城市正着力降低能源的碳强度，增强能源供应与运输网的可靠性和能源效率。

　　传统发电厂的能源效率仅为33%；2/3用于燃烧发电的自然资源（多数为天然气和煤）在发电和输配电过程中被浪费。通过发展集中发电能力，城市可大大减少能量损耗。例如，悉尼市计划兴建分布式电站网，希望到2030年，悉尼70%的电力需求将通过冷热电三联产系统供应，三联产是将天然气、废气转化成电、热、冷能的系统。

　　更多地依赖于可再生能源——尤其是水力和风力——也发挥着重要作用。截止到2010年，100多个国家制定了可再生能源发展目标，相比2005年增加了45个国家。许多国家计划到2020年可再生能源在能源结构中的比例达到15%—25% ，但许多地区早已提前完成目标。例如，在圣保罗州，56%的能源消耗来自可再生能源。

健康与安全

　　创新的信息与通信技术正逐渐改变城市向市民——尤其是老人和行动不便的居民——提供远程医疗服务的能力。例如，台湾的远程医疗试点项目正探讨远程护理服务（尤其是针对老年人的服务）的好处。该项目主要依赖医疗数据传输实现，这些医疗信息主要从社区医疗中心、病人家庭和养老院采集。

　　该项目还利用了一些新技术，为部分病人提供血压、血糖测量设备，以及类似于电脑功能的电视机顶盒，用于向远程医疗服务中心上传测试结果。中心的注册护士对这些结果进行分析，并提出护理建议。该项目的一大优势在于，病人可以足不出社区、甚至足不出户就能获得基本的医疗服务。

教育与文化

　　智能城市的教育与文化包括公立与私立教育系统，特别是新技术支持下的教育系统。它还包括城市的文化娱乐设施，包括音乐、剧院、体育、旅游和其它休闲活动。但是，智能城市的教育体系中还有一方面同样不容小觑，那就是通过宣传教育，让市民了解他们的行为能够提高城市的可持续性，创造更为健康的环境。

　　一些城市在让市民了解、参与城市的可持续性目标方面处于领先地位。例如，墨尔本各级政府通过统一的系统和模式与地方社区合作，共同解决可持续发展方面的挑战。墨尔本也因该项目而荣膺2010年李光耀世界城市奖，该奖项两年颁发一次，旨在表彰在打造生机勃勃、宜居和可持续的城市环境方面有卓越贡献的个人和组织。

如何建设智能城市

　　在进行智能城市的发展规划时，需特别考虑以下要素。

　　鼓励建立新的领导方式和管理结构

　　城市与企业管理者应积极倡导智能城市的理念，在与市民及客户交流的过程中，让他们了解建设智能城市的困难和取得的成就。城市管理者需要业务合作伙伴的信任和支持，反过来也需要支持企业的发展。

　　联合利益相关各方的力量

　　为成功实现智能城市的远景，城市管理者应充分考虑城市机构、私营部门合作伙伴，以及市民等各方利益和目标。例如，横滨市民的积极参与就是一个绝好的例子，他们不是被动地接受环境法规，而是自觉改变自身行为，为实现共同目标而努力。

　　汇聚各方能力，推动开放性智能化基础设施的建立

　　城市的信息官员应开始探索建设开放性智能化基础设施的核心技术和理念。与实施智能城市方案的技术商和系统集成商的交流有助于建立知识和经验基础，使智能城市项目的开展更为顺畅。

　　试点项目——即针对交通或能源管理等特殊服务领域，在有限范围内开展的风险可控的项目——能促进智能基础设施的建设，帮助城市互相借鉴各自成功的经验。

　　建立顺应未来挑战和机遇的财政模式

　　标准的基础设施融资模式往往无法有效应对创建智能城市的挑战，因此，城市应建立新的融资模式和方法。例如，储蓄型模式——即利用智能电表等日益成熟的技术节约资金——可为智能基础设施各领域的技术研发提供资金。

　　在多数情况下，公私合作制需要为必要的基础设施投资注入资金，恢复城市活力。例如，1990-2009年间，为实现智能城市的目标，欧盟共完成了1400多项公私合作项目，资本价值约达3500亿美元。

　　城市可促进政府与私营部门的合作，以建立新的业务和经营模式，也有助于合作模式的改善，这一方式需要各部门摆脱个人单打独斗的模式，建立协调合作。部门之间的有效合作有助于协调各方利益，同时平衡各方风险。