李鹰

北京大学数字中国研究院教授

广东省数字广东研究院常务副院长

很高兴有这个机会跟大家交流一下智慧城市的发展。我主要从智慧城市的理念、数字经济的时代发展、智慧城市新趋势三个方面给大家汇报和介绍一下智慧城市的总体情况。

智慧城市的理念

智慧城市的定义很多，国际组织和中国各个部委都对智慧城市做了很多分析和理解，北京大学数字中国研究院童庆禧院士认为：智慧城市是在数字城市的基础上充分运用和发挥现代信息技术、智能技术，如互联网、物联网、云计算、大数据、5G、低功耗广域网（LPWAN）、区块链、虚拟现实（VR和AR）、遥感、GIS/BIM/CIM、社会感知，特别是迅速发展的人工智能（AI）等技术的功能和作用，使城市在经济、金融、工业、商业、农业、环境、生态、节能、文化、教育、医疗、城管、交通、生活、出行，特别是应对突发事件等方面更加科学、合理、快捷、高效，逐步智能和智慧起来。

我们可以用拟人化的思路快捷地理解智慧城市。从人来理解智慧城市的关系主要由三个方面构成：

第一要有无处不在的感知系统；

第二要有全面覆盖的网络系统；

第三是要有科学决策的思维和大脑。

（1）无所不在的感知系统

智慧城市并不是凭空而来，而是随着工业化的进程，城市开始高密度的聚集而出现。随着城市的高密度聚集，管理也越来越复杂，需要更好的管理。一个人的决策和管理能力，一天能够管50个人已经是非常了不起了，超过50个人以上通常需要依靠设置相应的组织架构来进行管理。

同样，城市高密度聚集以后，复杂度非常高，进行决策的时候，依靠传统的思维和一般的认知是不够的，需要引入智慧城市。所以智慧城市是伴随着工业革命，电气化的出现而诞生的。电气化不仅给我们带来了能源和管理的变化，更多给我们带来了控制的变化，这个控制就是电气能够产生自动化的控制，最早的智慧城市就是从电气化到智能化的过程。

从全球看，荷兰、日本、美国、韩国等多个国家的智慧城市建设得不错，但它们真正典型的应用都没有超过8平方公里。所以，在自动化、电气化控制的智慧城市可能在一个工厂或在交通或在市政方面用得很好，但很难解决大规模的应用问题，只能解决一些局部的问题或系统的问题。

（2）全面覆盖的网络体系

随着科学技术的进步，智慧城市发展到了第二个阶段，叫做便利化互联的阶段。

城市越聚集，吸引力越大，人口密度就越高。大城市把周边城市的资源都吸引过来，这叫马太效应。这种高密度的聚集带来更大的环境问题以及人的健康问题，也就是众所周知的城市病。

所以，第二个阶段的智慧城市的发展要务是解决城市病。即如何使人能够更聪明去管理城市，更好地生活在这个城市，更好地工作，更好地创新创业。上世纪，在医疗、环境等等方面已进行了很多智慧城市的开发和应用，在解决城市病方面取得了一定的成效。

网络是由芯片到模板到集成电路，逐步往下发展，到了现在甚至在未来基本上是往两个极端发展，一个是大规模的计算或云计算、数据中心，另一个是小规模的小型化的个人手机和智能穿戴设备。在新一轮网络体系下的智慧化管理离不开这两个基础的单元。

随着互联网的出现，诞生了一句话：“网络是平的”。因为通过互联网很容易把同样的系统和同样的技术进行复制和快速的覆盖。由于迭代和覆盖的成本是非常低的，所以就带来了这个行业在纵向上的快速应用，比如说交通系统，能够快速用一个模型、一个网络进行覆盖和渗透，不仅是在这个城市，还可以在其他地区和城市进行覆盖和渗透。

2009年，美国IBM公司在中国召开“智慧城市”讨论会，引起了社会各界的极大关注。同时IBM提出智慧交通的理念，即在智能交通的基础上，融入物联网、云计算、大数据、移动互联等高新IT技术,通过高新技术汇集交通信息，提供实时交通数据下的交通信息服务。之所以首选在交通上进行开发应用，是由于交通是一个城市的骨干，它能支撑整个体系的布局，很多地方的城市规划就是交通规划先导。互联网的出现，增加了人文的因素，因此需要实现由智能到智慧的转变。

网络化的问题也是存在一定的局限性。随着计算机、互联网的出现，系统大多是纵向的建设，基础设施之间的互联互通以及和顶层的联系不够。如何建设一个更加综合、更加全面的模型，就需要发展智慧城市的第三个阶段：数字化智慧城市。

（3）科学决策的思维和大脑

数字化智慧城市又分有两个阶段，第一阶段是数字化的城市模型阶段。2021年住房和城乡建设部办公厅印发《城市信息模型（CIM）基础平台技术导 则 》 ， 旨 在 实 现 从 BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）到CIM（City Information Modeling，城市信息模型）的发展，理想上是不错的，能够把现实世界作为一个模板，再在物理世界、数字世界上建立一个模型，再把各种各样应用的东西按照现实世界的位置、角色和分工装到模型里去。

我也是对这个思路关注了很久，因为我早年也是参加过这方面的工作，现在BIM和CIM建设还存在问题。我们现在也是看到，如果把所有的东西都模型化装到计算机里面，第一个面临的问题是超出计算机负荷，现在计算机的计算能力、显示能力和驱动能力不足以承载这样的模型。

特别因为图比数字、文字维度高了很多，所以对计算机的运算、图形处理的能力、表达能力都增加了很多维度要求，也增加了复杂度和困难度。广州现在正进行BIM和CIM的实验，但是把整个广州的模型装进计算机，也会超出了计算机的负荷。

第二个问题，把复杂的模型完成，它也只是一个冷冰冰的模型，而现实的整个城市里，每天都在变化，可能每个物质都有不同的维度，靠一个模型系统也装不完。

第二阶段是数字驱动智慧城市的发展，即全联网、大数据和人工智能阶段。全联网是国家信息化专家咨询委员会常务副主任周宏仁以及一些专家联合提出来的，全联网当然不只是互联网，还有物联网，还有人联网，是多维的、全维的。

有了这么多的网络，这么多的传感实时感测它的状态，最后需要有一个高效的大数据的处理技术和模型技术，而且更重要的是要有人工智能的决策和分析的能力，这就使智慧城市上升到3.0或4.0的重要阶段。

只有在大数据、人工智能这种全维网的支撑下，整个城市，人们的生活、工作方方面面才能够有机地串起来。当然智慧城市的总索引模式是什么？大家还在 探索，可能不是BIM，也不是CIM，也不光是一个互联网收索引擎或自动化电气化开关，而是一个更加综合、更加全面的人工智能或者元宇宙智慧城市门户。因为城市是广大和多元的，局部的智能或某一个方面的智能，都达不到综合智慧的目标。

数字时代为什么是当今的发展方向

数字中国的发展并不是这两年才提出的，总结数字中国的发展，最早是在2000年习近平总书记在福建工作的时候提出的 “数字福建”的建设。

2007年，北京香山工作会议深入讨论了“数字中国”的框架体系、理论支撑和关键技术等有关问题，并提出了“数字中国”行动计划。汪洋出任广东省委书记的时候，也提出“数字广东”的建设， 2009年成立了广东省数字广东研究院。

2015年，习近平总书记在第二届世界互联网大会的开幕式上作出建设“数字中国”的提议，倡导“发展分享经济，支持基于互联网的各类创新，提高发展质量和效益”。2018年，中国国际信息中心发起成立数字中国研究院。

当然，“数字中国”体系里面内容很多，包括数字政府、数字经济，数字人文、数字生态，其中最重要的一环就是智慧社会。智慧社会里面智慧城市就是重要的载体，也是最主要的建设内容。所以我们今天在这里讨论智慧城市也是非常有历史意义和未来前景的。

另一方面，粤港澳大湾区智慧城市群的建设，也是当前国家和地区的重大战略布局。其中，香港和澳门也做了很多部署：香港发布了《香港智慧城市蓝图》，澳门则把智慧城市作为经济社会转型的重要推动因素。近年来，他们在这方面有很多的投入和发展，我们也参加了部分咨询和交流。

大湾区包括智慧城市的应用和创新便民服务离不开政府，也离不开全社会和老百姓的共同参与，但是在这里面很重要的因素是企业和投资机构，他们对智慧城市这几年的发展作出了不少的贡献，有的先驱已经成为“先烈”了，有的还在不断发展、不断创新。

以下几个企业在技术创新、模式探索、综合服务等方面有很多成功的案例。

第一个是腾讯，腾讯在广东省委、省政府的部署下，与联通、移动、电信三大运营商成立了数字广东公司。之前每个政府部门都自己做自己的系统，腾讯把数字政府全部通过微信和网络的技术融合了，实现各个部门互联互通。广东省“数字政府”省市一体化安全运营平台项目就是腾讯云WeCity智慧城市方案。腾讯也跟其他城市在谈智慧城市试点方面的工作。

第二个是华为，利用芯片和网络的技术，提出了“1+1+N”的战略，即一个数字平台，一个城市大脑，还有N多个应用。而且它认为智慧城市的应用还是要沉在下面，要把下面的各种传感、各种应用结合起来打通才能堆出一个金字塔。华为提出智慧城市的马斯洛的模型，这与腾讯自上而下的智慧城市建设不同，华为是从基层往上发展。

第三个是佳都。佳都在这方面也是做了很多很好的工作，当时围绕亚运会，摄像头进行监管。利用这个机会，佳都把AI、人脸识别等技术应用于智慧城市建设，将网络体系、感知体系做了很好的集成。后来又结合轻轨、结合轨道交通，包括便民的市政服务做了很多的工作，以IDPS（完善的基础设施Infrastructure、完备的数据采集Data、智慧的计算平台Platform、弹性的系统服务System & Service）作为四个核心软件的引擎，搭建了智慧城市的全栈式解决方案的模型，为各种行业在佳都的基础上不断应用、不断推广。

现在元宇宙炒得很热，把人们精神世界对美好城市的愿景与现实世界场景通过虚拟现实和虚拟扩展来构造智慧城市，可能很令人特别是年轻人感兴趣来构造未来城市，当然，目前这里的企业和技术还不太成熟。

智慧城市新趋势

从数字城市引领智慧城市下一轮的发展上，有三个方面是未来发展的重要趋势。

（1）信息基础设施对智慧城市的作用

好的城市要有基础设施，好的智慧城市、数字城市，需要信息基础设施。所以我们国家也制定了计划，在原来传统的城市基础设施之外，提出新的七个新型基础设施建设，分别是5G 基建、特高压、城际高速铁路和城市轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能、工业互联网等七大领域。

从预算上看，新基建是投资和拉动经济增长最快的一个部分。基础设施不光只是做基础，而且要做应用。一定要把基础在解决实际问题中发展，不是为了技术、信息，不是为了数据而数据，而是要解决现实的问题。

数字化治理有两个很好的例子，而且它的应用可能会改变我们城市治理和管理的模式。首先就是疫情管控，现在整个城市管理已经实现模块化和单元化，每个小区的出动可能都是三个人联合的，有防疫部门、公安、街道，这种管理和治理模式，做到了扁平化和社会化。现在疫情的出现让我们的管控已经从原来的纵向垂直管控变成了区块化精准追踪和社会多元化协同防控的模式，这也是智慧城市治理的变化。

另一个例子，就是数字化和网络化的城市能源管理。能源是城市运行非常核心的资源，因为智慧城市的运行没有能源是不行的。随着现代城市的发展，电力已经从原来的计划供给或按申请供给，变成市场化或定制供给、定制使用。电网最近马上要出新的政策，企业可以跟电网协商用电类型，如何用电以及电力价格，就更加精准，更加人性化，更加智慧。既不浪费，又能够用到好处，能够让它发挥最大的价值，这就是智慧的价值。

（2）智慧城市需要空天地一体化

城市的发展不光是一个城市表面的问题。以前人们关注城市的地下、地表，现在还要关心到城市的空间，甚至外部空间对城市的影响和关联。城市要做到时空一体化，才能做到全面智慧。人类社会经济发展也是这样，以前是农业社会陆地的竞争，后来进入工业社会海洋的竞争。

现在21世纪是太空的竞争，空天地一体化非常重要，也是很多投资和建设，包括现在的发展要考虑的问题。下面是一个地球的现实城市，上面就是虚拟空间的孪生城市，要把这个时空关联起来，才能做到全面的智能。如果城市智能是延时的、不准确的、模糊的，需要靠人的传统模式和习惯，就不够智慧。

国家这几年也是大力发展空天地一体的技术，从产业布局，把卫星作为空间基础设施，也做了很多投资。智慧城市必须要有更好的监管、更好的服务、更多的互动，甚至进行推演，哪些决策在现实中可能带来不好的影响，以帮助在现实中做出更好的决策，这个跟企业和老百姓的生活都是息息相关的。

（3）人工智能为实现城市智能赋能

既有大规模的数据、海量的现实物体和网络，又能够进行实时控制，最重要的是决策能力。人工智能能够为决策提供依据，虽然收集信息很重要，表达信息也很重要，但是最后计算能力、模型构造才是真正体现智慧水平的关键所在。

关键在于，人工智能离开了数据和网络也是一个空壳，最后的决策一定是三者高度的融合。有很多专家对人工智能进行了很多分析，因为人工智能出现以后，面对的数据要素是重要的要素，生产关系是很重要的关系。以前两个人不认识，要签个协议必须要有法人、必须要有法律。

区块链可以做到大家互相不认识也可以发生同样的关系，生产关系也在产生变化。所以，在新的要素上会重构一个更加有序、更加精准、更加规范的社会，这其中，人工智能是很重要的。通过人工智能，能够把复杂性的问题全面综合起来，解决了城市高密度以后的问题。

首先，大家对智慧城市要有共同的理解。我们希望智慧城市不只是在广州做好就行，广州的人去深圳也能够享受到同样的智慧，去到新加坡、澳大利亚也能感受到像回家一样的感觉。

其次，智慧城市在发展过程中有共同的市场。最近有专家提出了粤港澳大湾区共同市场的建设，将香港和澳门纳入统一营商环境和市场规则的共同市场，开放生产、贸易、服务、劳动力、数据等要素，实现城市圈的自由流动。

因为智慧城市其中一个很大的问题就是投资太大，很多企业的投资效益能不能收回取决于投资规模。如果投资发展智慧城市产生了好的效益，智慧城市就发展起来了。但是，如果我们的投资只是解决局部的问题，不能很好地规模化复制，那么基础设施和市场培育的千亿级别的投入，还是巨大的瓶颈。

所以，我在这里也借这个平台的机会，提出一个建设智慧城市共同体的建议，希望我们在智慧城市的建设中发挥更好的促进和推动作用。

最后，总结一下我的发言。

第一，智慧城市一定是城市化发展进程的需求引领。

第二，技术是整个智慧城市发展历程最大的驱动因素。

第三，应用效益和规模化实现非常重要，政府、企业和社会的大规模持续性投入，才能支撑智慧城市的综合集成和迭代完善。

图｜由“亚太智慧城市合作与发展”研讨会提供

文章根据作者在研讨会上演讲内容整理

编辑│舒湘蓉