陈清泉

中国工程院院士、英国皇家工程院院士

世界电动汽车协会创始及轮值主席

图丨由作者提供

智能化十分重要，是智慧城市的推动力。怎么才能够产生智能化？要产生智能，就要把人文世界、信息世界和物理世界深度融合，这就是我今天和大家交流的重要核心内容。

智慧城市需要创新驱动

习近平总书记指出，发展是第一要务，创新是第一动力，人才是第一资源。创新要了解创新的要素，我认为创新有三大要素：

第一，创新需要理念，理念是创新之魂；

第二，创新需要要创意，创意是创新之源；

第三，创新需要人才，人才是创新之本。

同时，创新需要有好的氛围，这里面包括自由、开放、合作、包容，公平的市场竞争，完善的知识产权保护，网络和大数据的支持。最后，创新需要思维创新。

要提倡多维度的思维，多维度思维最重要的就是要有环形思维、综合思维。今天我们不但要有数学模型，也要用大数据和区块链，我们不单要能够分析因果关系，也要能够分析相关关系，我们还要有闭环思维、循环思维。

我们面临百年未有之大变局，在变局和疫情交织之际，全球经济正在走向艰难的复苏之路。世界政治经济格局面临深刻的变革，国际环境更加严峻复杂，探寻新的全球治理体系与经济复苏新动力是国际社会的共同任务。

率先复苏的中国经济将面临后疫情时代的国际竞争压力，中国正在将经济发展目标从增速优先转向兼顾安全与公平，提出诸多具有中国特色的发展理念，发展基于中国经验的治理思路，共同富裕，平台监管，公平竞争。

从长远来看，如何积极应对人口老龄化，强化科技创新与产业链和供应链的韧性，理性稳步推进“双碳”目标的落地，都是构建新发展格局、推动高质量发展的重要着力点。

党的十九大报告在论述加快建设创新型国家时，提出了“智慧社会”的概念。2019年4月8日，国家发展改革委正式发布《2019年新型城镇化建设重点任务》，明确提出要优化提升新型智慧城市建设评价工作，指导地级以上城市整合建成数字化城市管理平台，增强城市管理综合统筹能力，提高城市科学化、精细化、智能化管理水平。

智慧城市，概括来讲就是宜居宜业。宜居，即这个城市的老百姓健康舒适的生活。宜业，也就是这个城市企业经济兴旺发达。具体来说，包括智慧的产业、智慧的服务、智慧的人文、智慧的生活等等，其中与老百姓生活最为息息相关的智慧应该主要包括交通、电网、物流、医疗、食品、医药、环保、水资源、气象、企业、银行、政府、家庭、社区、学校、建筑、楼宇、油田、农业等方面，给人类带来健康舒适的生活。

智慧城市是城市中的流程和资产配备了数字技术。通过这种方式，我们获得了大量数据，可用于优化事物或发现城市元素之间的协同作用。此外，智慧城市将以前未连接的事物连接起来，理想情况下，我们将其用于有价值的事情。

我们用它来让城市更高效、更方便、更安全。值得注意的是，这些人不仅与城市及其所有流程互动，而且还共同拥有资产。因此，我们必须获得许可或共识才能为事物配备数字技术并使用潜在的私人信息。

最后，我们必须从做智慧城市项目的第一刻起就让人们参与进来，让他们分享想法，也让他们分享他们的担忧。否则，我们将无法获得智慧城市所需的认可和参与。

能源革命对建设智慧城市的意义

能源革命的任务内涵就是要可持续、可靠、可负担，解决方案包括低碳化、智能化、终端能源电气化与氢能化。

中国要实现能源革命，比外国更加艰难。

主要原因有：

• 第一，这是由中国的能源结构决定的。如图1所示，根据国家统计2019年的数据，中国的能源结构57.7%要靠煤炭，而外国平均只有27%。
• 第二，中国的经济还在发展，而发展需要能源，需要排放，所以我们现在还处于爬坡到碳达峰的阶段，目标在2030年达到碳达峰，2060年实现碳中和。

图1

全球和中国的能源结构 (2019）

Global and Chine se Energy Structure （2019）

纵观其它国家，欧盟在上世纪80年代就碳达峰了，美国和日本分别在2007年和2008年实现碳达峰。所以，我们的任务更加艰巨，我们需要创新。

汽车革命对能源革命至关重要，汽车革命或出行革命主要的内容是电动化，这也是汽车革命的上半场，汽车革命的下半场就是智能化、网联化和共享化。

2020年11月国务院办公厅印发《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》，目标2025年新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的20%左右。

出行革命和产业变革有很多技术方向，如电动化、高能效、可再生能源、高效能源回收、传感技术、增强虚拟现实、新药物新医药。我们要把能源、数据管理、人和医药、基础的材料或物理联系起来，发展车联网、物联网、数据安全、高速通讯、智能表面、智能材料、非物质化多功能表面等等。

我刚才讲了汽车革命现在从上半场走向下半场，上半场核心技术是轻量化的车体、动力总成一体化、高性能的安全电池包。根据中国汽车工业协会公布的数据，从2009年到2020年，中国汽车产销量连续十一年世界第一，从政策到技术到市场，积累了很多经验。但是汽车革命的下半场是智能化、网联化、共享化。它的核心技术是汽车芯片和操作系统，在这样的趋势下，中国需要采取更多措施，才能继续引领世界。

表1

减排减碳目标：美国与欧盟国家政策情况

表1是美国和欧盟出台的扶持新能源汽车的政策和激励机制，根据国外数据网站EV Sales Blog公布的统计数据，2020年欧洲新能源乘用车销量超过136万辆，从区域上看已经超过中国销量。

革命需要“四网四流”融合

随着汽车革命的深入，汽车所包含的软件和硬件越来越复杂，这不是一个企业、一个行业所能覆盖的，需要跨界融合。科技方面以自立自强为主，加强国际合作。经济方面以国内大循环为主、国内国际双循环相互促进。面向“双碳”目标，则要加快新能源汽车发展，实现智能化、网联化赋能新能源汽车。

重点讲一下智能化的重要性。什么是智慧能源？智慧能源首先要有智能系统，有了智能系统以后，就可以把废弃的能源变成有用的能源，并且在能源的生产和消费当中促进碳中和。

举个例子，我提出“四网四流”融合机制——“四网”就是能源网、信息网、交通网、人文网，“四流”就是能源流、信息流、物质流、价值流。利用这个机制，在能源上可以破解以下四大矛盾，分别是：化石能源和可再生能源的矛盾；集中式能源和分布式能源的矛盾；一次能源和二次能源的矛盾；电力能源和化工能源的矛盾。

在电网里面，“四网四流”的融合很重要。电网、天然气网、煤炭等各种能源网络要进行融合。

在发电时，太阳能发电、风能发电、传统的煤电等等进行优势互补：因为风能和太阳能是间歇性的，时多时少，当太阳能和风能充沛的时候而电网不能消纳，就利用太阳能和风能电解水来发电，也就是把能源流变成物质流，需要的时候氢能和氧气结合，通过燃料电池又可以发电。

在能源和消费当中有时候产生了二氧化碳，有时候产生氢气，我们可以用氢气来捕捉二氧化碳，因为氢气和二氧化碳结合就是甲烷，就是合成能源。也就是说利用“四网四流”的理论和实践，可以产生智慧能源，把没有用的变成有用，同时促进碳中和。

什么是智慧交通？智慧交通首先要有智能系统，有了智能系统以后可以构建低碳、安全、高效、舒适的交通系统，这里面车、路、城的协同很重要，通过交通能源信息的融合，可以促进碳中和，降低能源强度，降低排放强度。

什么叫智慧制造（智能制造）？智能制造和传统制造的主要区别在于传统制造是物理系统，也就是人操作机床，但是智能制造是物理系统和信息系统的结合，也就是把新一代信息技术和先进制造技术结合，人和机床之间多了一个信息系统，这样使得制造绿色化、智能化，并且在制造当中可以降低能源强度和排放强度，促进碳中和。

什么是智慧城市？智慧城市要建立智能系统，有了智能系统以后，这个城市就宜居宜业、居民安全、健康舒适，经济与企业发展。并且在这个过程中可以通过知识图谱促进这个城市的碳中和。

在智慧城市里面，人文网指的是先进的思想、先进的政策、先进的法规和先进的经验，它是知识驱动的；信息网是数据驱动的；还有能源网和交通网。这些都是城市里面主要的经济基础。

融合“四网四流”实现智能化

以上是智能化的重要性，如何实现智能化呢？2012年，我在德国做研究时所发表的论文，就是关于找出人的行为与能源和信息的关系，后来北京低碳清洁能源研究院进一步在我的理论基础上开发能源操作系统，现在有好些城市和地区也要落地该能源操作系统。

实现智能化最主要的就是要人文世界、信息世界和物理世界结合，我们要能够从数据变信息，信息变知识，知识变智能。可以参考数字孪生的概念，数字孪生即能够在信息世界看清楚物理世界的东西，也就是说可以把数据变信息，但是这个不够，要用人文网的协助进一步融合孪生，把信息变知识。再进一步把知识变智能，还要靠人文网的协助，使得知识不断更新，使数据智能化，有了智能化的数据就可以应用到能源、交通、制造、城市等领域。

所以我提出 “四网四流”融合的理论和实践， 只有“四网四流”，才能够充分发挥数字生产力，通过“四网四流”我们可以把汽车革命、能源革命和交通革命联动起来，而“四网四流”的关键是融合，即人文世界，信息世界和物理世界的融合。

通过融合可以得到设备的共享，提高设备的利用率，把没有用的变成有用的。而融合的关键就是通过人文网来知道融合中的动态因果关系和复杂的逻辑关系，知道了这个以后就可以开放能源操作系统，产生的效果就是提高经济效益、提高环保效益。2020年12月，中国电机工程学会发布了《四网四流融合产业发展白皮书》。

我再总结一下“四网四流”的哲学思想，实际上是1+1大于2，上层建筑和经济基础的互动关系。“四网四流”的科学理论就是探索出能源、信息和人的行为的互动规律。而“四网四流”的工程实践就是要根据能源信息和信息技术相结合，开发能源操作系统，采用端边云的结构，把人工智能和能源结合起来。所以我总结，只有“四网四流”才能够全方位全力推动数字经济。

我曾经说过：在上个世纪，我们专注于物理世界的进步。本世纪初，我们专注于网络信息世界的发展和数字化的复兴，网络信息世界创造了新的价值，提高了我们的生产力，也改变了我们的生产关系。但是我们应该进一步运用颠覆性思维，将物理世界、信息世界和人文世界深度融合，有效地将数据转化为信息，信息转化为知识，知识转化为智能，来解决复杂的问题。

我们要建设智慧城市，仅仅依靠技术并不能解决复杂的问题和迎接新的挑战。建设智慧城市需要建立智能化，必须将人文世界、物理世界和信息世界深度融合。

最后用我常说的共勉，我们需要有六个眼睛全方位环顾四周。

第一个要把眼睛放在前面，要有前瞻性的思维；

第二个把眼睛放在后面，要吸取历史的教训；

第三个要把眼睛放在上面，要有综合的思维；

第四个要把眼睛放在下面，可以落地；

第五个要把眼睛放在右边，看看美国和欧洲；

第六个要把眼睛放在左边，看看日本和韩国。

这样才能无处不晓，无所不知。眼睛英文叫做eye（音与I同），所以第一对eye就是要Inspiration激情，第二对eye就是要Imagination想象力，第三对eye是Innovation创新，第四对eye是Integration集成，第五对eye是Implementation实现，最后我们需要投资和融资，需要Investment。

利用这六个“eye”，我们要善于分析新经济（数字经济）、风险投资、资本市场、企业、公共政策这五者之间的密切联系和互动关系，以更好地促进城市智能化。

编辑│舒湘蓉

文章根据作者在“亚太智慧城市合作与发展”

研讨会上演讲内容整理

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