智慧城市顶层设计总体框架研究时间： 2015-07-29信息来源：甄峰 秦萧 作者：wl_admin 责编：
摘要：智慧城市建设已经成为推动我国新型城镇化建设、促进城市可持续发展的重要战略。论文在对智慧城市概念与内涵等进行分析的基础上，指出了智慧城市建设要从全局和公共利益及需求出发，去制定科学、理性的顶层设计方案。论文提出了一个更加综合的智慧城市顶层设计框架，即包含数据平台层、业务应用层、空间规划层、实施保障层的四层次框架体系。
关键词：智慧城市;顶层设计：框架
0 引言
无线通讯、GPS、无线射频、物联网等技术的结合所带来的从有线连接到无线接入的重大进步，以及高速铁路的普及，带来了地理空间的剧烈转型。之前的基于信息技术的数字城市框架正向一个融技术、经济、社会、空间于一体的智慧城市演变(甄峰，翟青。等，2012)。关于智慧城市的理解，1990年代早期的概念是信息城市和数字城市，强调了信息技术进步及其应用基础上的城市信息化及其形态与功能的变化。之后在2000年之后，西方学者提出了智能城市的概念，突出了技术进步尤其是信息技术进步对城市基础设施整合效率的提高。相比而言，智慧城市是基于物联网(Internet of Things)、云计算(Cloud Computing)等新一代信息通信技术而提出的，其内涵更为丰富与翔实。Giffinger、Fertner(2007)等人认为智慧城市包含六大主要维度：智慧经济、智慧交通、智慧环境、智慧居民、智慧生活以及智慧管治。“智慧城市”作为策略决策，同时强调了科学技术、社会资本以及环境资本对提升城市竞争力的重要作用(Shapiro J M，2003;Dirks S，Keeling M，2009)。 IBM(2009)认为“智慧城市”是运用先进的ICT技术，将人、商业、运输、通信、水和能源等城市运行的各个核心系统整合，从而使整个城市作为一个宏大的“系统之系统”，以更为智慧的方式运行。近几年来，伴随着信息技术的进步及对技术主义的反思，学术界关于它的讨论不断向本质、外延等两个方向深化，主要涉及到智慧城市为何得到发展(Winters J V，2011)、如何理解智慧城市计划与构建智慧城市总体框架(Alawadhi S，Aldama-Nalda A,Chourabi H，2012)以及资源配置等诸多相关议题。
中国的信息化始于20世纪80年代，经过了工业等部门信息化、领域信息化和数字城市建设，信息技术逐渐在国民经济各领域及城市各部门中开始了较为广泛的应用。2000年之后，伴随着大规模信息化基础设施建设的基本完成，城市信息化开始进入全面应用和快速发展的新阶段(甄峰，2004)。信息化应用不仅促进经济增长效率和质量的提高，产生了新的商业模式和发展空间，更是通过人的信息化重构了城市社会网络和社会空间。据中国互联网信息中心(CNNIC)最新统计，2014年6月底，全国网民数量已达6.32亿人，互联网普及率已达46.9%，使用手机上网的网民比例增长到83.4%。可以说，新一代信息技术加速了信息化的广泛和深入应用，在这样一个背景下，建设智慧城市也就成为了必然的选择。同时，我国城镇化正进入体制变革的“深水区”，由“不完全城镇化”转向“完全城镇化”过程中，城市问题会进一步爆发，人的城镇化也成为关注的核心问题。党的十八大报告提出“坚持走中国特色新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化道路”，同时中央经济工作会议也提出“积极稳妥推进城镇化质量，走集约、智能、绿色、低碳的新型城镇化道路”。由此可见，与传统的城镇化模式不同，新型城镇化更加注重城镇发展质量，更加强调信息化对提升城市经济发展、公共服务的巨大作用。
从这样一个时代背景来看，智慧城市为我们提供了一个解决问题的出路，但从实现城市可持续发展这一目标来讲，智慧城市的建设更多地变现为一个持续更新、可升级的发展过程和手段。不仅仅是部门和领域信息化的深入，而是依托和借助信息化，促使城市社会、经济、环境、空间及管治全方面、多尺度地互联、互通与互动。在当前智慧城市建设的高潮时期，尤其需要冷静地去思考，从全局观视角出发，做好智慧城市的顶层设计，协调整合好各方面的资源，从而避免仅仅从信息化建设或者投资商机的狭窄角度去理解和建设智慧城市，真正实现智慧城市的科学规划、有序建设和高效管理，做到让政府、企业和市民都满意。
1 智慧城市建设和顶层设计的方向
近日，经国务院同意，发改委、工信部、科技部、公安部、财政部、国土部、住建部、交通部八部委联合发布《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》(以下简称《意见》)，以贯彻落实《中共中央国务院关于印发<国家新型城镇化规划(2014-2020年)>的通知》(中发[2014]4号)和《国务院关于促进信息消费扩大内需的若干意见》(国发[2013]32号)有关要求，促进智慧城市健康发展。其中，明确提出了要科学制定智慧城市顶层设计。
1.1 当前城市发展面临的问题与智慧城市建设诉求
城市问题是伴随着城市发展而出现并持续存在的。改革开放以后，中国的城市开始进入一个新的发展阶段。随着城市化步伐的加快，大量乡村人口涌入城市，也就在这一时期，中国城市开始面临着西方国家曾经面临的诸多城市问题，尤其是快速城市化带来了交通拥挤、环境恶化、房价上涨、公共安全等方面的问题。能否解决好这些问题，关系到能否保障城市可持续发展战略决策的全面落实。而这些问题的解决，除了行政、市场等手段，技术解决方案也发挥着重要的作用。智慧城市的提出，则让我们看到了利用信息技术解决城市问题的愿景。
信息化建设在中国已有30年左右的历程，多年来一直致力于信息技术的应用与开发、信息产业的发展和信息网络基础设施建设等，取得了明显的成效。电子政府的推进，以及信息技术在城市基础设施建设、管理、运行等领域的应用，极大地提高了城市管理的效率，也方便了城市居民的工作与生活。但在信息、资源整合与创新等方面，收效并不大，部门和条块分割仍然在发挥着关键性的作用。近几年的智慧城市建设，围绕“集约、智能、绿色、低碳”的理念与目标，国家住建部出台了相应的标准与设计指南，有效地指导了智慧城市的建设。就城市层面而言，虽然也致力于解决互联互通、资源共享等，但是由于缺乏科学的顶层设计，导致信息孤岛、重复建设、资源浪费以及政绩工程等问题普遍存在。一些城市甚至将建设智慧城市作为拉动房地产炒作的机会。这些显然已经违背了智慧城市建设的初衷。总体来看，目前全国的智慧城市发展还停留在概念炒作的初级阶段，相关规划主要围绕城市政务、产业、交通、社区、民生、市政等各个方面的信息基础设施建设或应用进行，强调云计算、物联网、大数据等新一代信息技术支撑下的城市智能管理，忽视了城市规划在智慧城市发展过程中的引领作用。
1.2 智慧城市顶层设计要考虑的重点问题
智慧城市是以知识经济、资源集约配置为目标，将人文主义、技术主义相结合，从而形成综合城市居民与ICT技术共同“智慧”、具有可持续发展意义的城市建设模式。当前国内智慧城市顶层设计存在着明显的问题，尤其是信息化规划和城市规划之间缺乏沟通与融合，以及重信息化项目而缺整体统筹。此次《意见》提出，政府要从城市发展的战略全局出发研究制定智慧城市建设方案。同时，也要从城市的需求出发，考虑智慧城市规划和建设的方向。
1.2.1 以智慧城市建设促进城市可持续发展
智慧城市建设不是目标，而是一个不断实践的过程。在当前阶段，智慧城市建设对于中国城市化与城市发展具有重要的时代意义。2014年，中共中央、国务院印发了《国家新型城镇化规划(2014-2020年)》，明确并强调了将智慧城市作为提高城市可持续发展能力的重要手段和途径。据此可以理解，智慧城市是未来国家解决城市问题的重要抓手，这就要求智慧城市规划与设计必须改变传统城市规划以政府既定城市发展目标为原则的编制模式，转变为以解决城市问题为导向、以服务城市发展主体为根本的智慧化综合发展手段。
1.2.2 构建多规融合的城市协同规划体系
目前，我国的城市发展是在多种规划指导(国民经济与社会发展规划、环境保护规划、土地利用规划、城乡总体发展规划、信息化发展规划、投融资规划等)和多部门领导(发改部门、国土部门、规划建设部门、环保部门、信息化部门、城投部门等)下进行的，由于受行政管理体制的影响，现有规划已经出现了诸多问题，例如规划体系错乱、规划编制各自为政、规划内容交叉重叠、规划成果局限空泛、规划实施滞后低效等，严重制约了城市的健康发展。因此，以“集约、智能、绿色、低碳”为主导发展理念的智慧城市建设，必须构建智慧化的规划体系。具体来讲，就是在现有的法律法规、行政体制和工作框架下，理清各类规划之间的联系和区别，加强与国民经济和社会发展总体规划、主体功能区规划、相关行业发展规划、区域规划、城乡规划以及有关专项规划的衔接，做好统筹城乡发展布局。找出规划急需要协调的主要领域或内容，并进一步汇总落实到城市空间规划来调整城市的发展方向和目标，从而建立定位清晰、上下衔接、层次分明、智慧高效的城市规划体系。
1.2.3 制定步调一致、统筹协调的智慧城市建设思路与路径
智慧城市是一个复杂的系统，重在资源整合基础上的能力创新和可持续发展。Hall(2000)认为未来城市发展需要依赖信息通讯系统科技集成的视野，来重新思考政府、商业、学术界以及社区的关系，即智慧城市视野。因此，需要跳出信息化建设的框架，以城市问题为导向，从而制定步调一致、统筹协调的智慧城市建设思路与路径。在战略制定和计划实施时要充分发挥政府的主导和协调作用，把信息化建设转置于统一领导、统一规划与统一行动之下，从而有效地避免部门之间各自为政与重复建设，提高整个社会的资源利用效率。在城市发展理念上，在城市建设和管理模式上，要贯彻网络和整合，推动电子支付信息平台建设，打破政府行政部门之间的信息孤岛，建立统一的电子政务和移动政务平台。对于城市管理来讲，改变原有的条块分割、层次分明的管理体制，构建一个城乡一体、部门整合、空间优化的发展思路，实现资源的共享与高效利用，满足现代市场快速化、多样化、广泛化的要求，适应时代发展。智慧城市顶层设计需要充分考虑城市居民、企业等建设主体的意愿，深入了解其生存现状、发展需求、活动规律，正确评估制约城市发展存在的关键问题，科学制定城市发展各方面的解决目标和方案(政策、管理、经济、社会、环境等)，最终通过“智慧化”的空间资源分配和安排来增加城市发展主体的满意度。同时，还需要与国家或区域宏观发展方向和政策相结合，使得地方智慧城市建设符合国家或区域发展需求，从而提升城市发展的综合竞争力和可持续能力。
1.2.4 通过公共信息平台建设实现信息整合与数据共享
要有政策层面的城市数据开放策略，建设信息共享平台，激发应用创新。信息技术，特别是以大数据、云计算及物联网为核心的新一代信息技术的出现，加速了城市与区域的产业重构和空间重组，使得城市生产与居民活动范围持续扩大、类型更加复杂，并通过大量而复杂的网络或信息设备数据的形式表现出来。但是，现有城市与区域规划主要借助以地理基础数据为核心的信息平台进行空间发展现状及潜力分析，存在数据体系不完善、关联度不够、获取成本较大、动态性不强及不精确等诸多问题，难以对人口增长、城市蔓延、交通拥堵、城市环境恶化等重大问题做出及时、精细的响应，急需构建一个包含传统统计或勘测数据、网络数据、信息设备数据等的多元大数据管理平台，从而科学指导信息技术影响下的城市与区域发展。利用这一公共信息平台，突出为人服务，深化重点领域智慧化应用，提供更加便捷、高效、低成本的社会服务;要明确推进信息资源共享和社会化开发利用、强化信息安全、保障信息准确可靠以及同步加强信用环境建设、完善法规标准等的具体措施。
2 智慧城市顶层设计框架构想
智慧城市顶层设计是针对智慧城市建设，从全局的视角和公众利益出发，进行总体架构的设计，对整个架构的各个方面、各个层次、各种参与力量、各种正面的促进因素和负面的限制因素进行统筹考虑和设计。目前全世界的智慧城市建设还处在摸索过程中，急需全面整体的技术模型来规范软件、接口、体系标准等关键要素。作为智慧城市的建设主体，城市政府应充分借鉴发达国家电子政务顶层设计的方法论，制定符合本地实际的智慧城市顶层设计方案。
2.1 顶层设计原则
2.1.1 满足城市发展主体需求
“智能城市”与“智慧城市”的主要区别就在于对城市发展主体的关注角度不同，前者强调城市各行业或空间的智能化信息基础设施建设，以先进的技术或设备来干预城市主体(政府、企业及居民)的生产和生活方式，最终目的是实现城市的高效发展：而后者则是从城市发展主体自身需求出发，借助信息化手段来辅助安排城市的居住、产业、交通、商业等各类功能空间，目的是为了使城市变得更宜居和宜业，最终实现城市可持续发展。因此，在国家提出“以人为本”的新一轮城镇化发展目标和以建设智慧城市来解决城市问题的发展战略背景下，智慧城市的顶层设计必须要从传统追求城市发展速度与总量的思维模式中转变过来，更加关注城市发展主体自身的需求，围绕这个核心来组织和优化城市各类功能空间，并制定相应的政策制度和保障措施。
2.1.2 发挥信息技术和大数据的基础作用
智慧城市发展的本质体现在“高效”和“人本”两个关键词，是城市发展的一种高级阶段。“高效”主要表现在政府办事效率的提高、企业生产成本的降低居民日常生活的便捷等方面，实现这些目标都需要通过大规模和共享性城市信息基础设施的建设来实现城市实时监控与管理，且强调传感设备、视频监控设备射频识别设备、互联网络、通话网络等信息设施的科学选址和布局。“人本”主要表现在对城市发展问题和城市发展主体需求的分析，这就要求在智慧城市规划、建设及管理的各个环节都应充分发挥大数据的作用，通过位置、文本、视频语音、情感等大数据的挖掘和模拟，掌握城市居民关注热点、活动特征及与土地利用的关系，从而制定智慧化的需求解决方案。
2.1.3 注重基于职住平衡的城市空间整合
现有国内智慧城市建设较多注重基础设施网络和信息系统的建设，对智慧城市空间组织和发展的关注较少。与传统城市规划相比，智慧城市设计有助于重构传统空间观，建立更为综合、丰富的“智慧”空间观。城市空间的科学整合是实现智慧城市顶层设计想法的关键途径，且集中体现在“混合、集约、高效”的城市各类空间的营造方面。这就要求城市的发展需要更加关注空间的科用效率问题，科学处理居住与就业之间的关系，以产城融合为主导模式来打造城市居民生活圈。一方面，提倡紧凑发展理念，合理优化和布局城市交通、生态环境、社区等功能，综合利用城市空间;另一方面，有针对性地打造空间整合性较强的产业体系(例如地方根植性较强的文化产业)，科学规划产业链，并制定相关政策来满足不同群体的住房和就业需求、吸引和培养专业人才。
2.2 顶层设计框架体系
智慧城市的空间是由众多不同级别的子细胞(空间)组成，且每个子细胞内部具有相对完整的城市功能要素(产业、空间、交通、生态、文化、景观、社区等)，并与其他子细胞密切联系，从而形成极其复杂但又有一定联系规律的复合有机体。其中，公共信息服务平台是智慧城市运行和管理的核心，而面向城市主体需求的功能空间整合则是智慧城市实现的关键。本文主要从数据平台、业务应用、空间规划及实施保障四个层面进行智慧城市顶层设计，即在网络设施、多网融合、数据中心及公共信息平台建设的基础上，以满足居民需求和实现城市内部空间整合为出发点，重点从产业与空间、交通与出行、生态与环境、文化与景观、社区与服务等城市功能来构建智慧城市发展的总体框架，并注重各城市功能信息管理子平台的建设、功能间的协同整合及空间方案的智慧布局，最终通过区域合作模式、评价标准、人才政策、运营平台、融资机制、信息安全等方面的安排来保障智慧城市顶层设计的有效实施(图1)。
2.2.1 数据平台层
包括网络设施、多网融合、数据中心及公共信息平台四个方面。网络设施是智慧城市运行的监控工具和数据来源，主要通过传感器、摄像头、GPS、无线射频标签、二维码等联网信息设器来感知城市中各类要素(人、建筑、空气、水等)的运行状态，捕获城市规划、建设及管理所必备的多元大数据;多网融合则是指整合城市互联网、电信网、广播电视网、政务网、移动互联网等各类信息网络，从而实现对多元数据一体化和规模化传输，提高数据传输效率和数据间的关联性;数据中心为各类数据提供预处理和存储空间，统筹建设人口、产业经济、交通、生态、地理信息(GIS)等基础信息数据库，并扩展建设各项专题数据库，从而建成多态势、多维度、多类型的感知大数据仓库：公共信息平台是智慧城市建设的核心，是实现城市信息整合和数据共享的载体，通过对数据库中结构化和非结构化数据(文本、图像、视频、语音等)的挖掘与分析，发现城市存在的若干问题，并为政府、企业及居民的关注热点与日常需求提供信息资源服务或定制式决策终端系统，从而支撑城市内部各种功能空间的智慧高效运行。
2.2.2 业务应用层
在面向满足城市发展主体需求的公共信息平台建设基础上，重点关注城市产业与空间、交通与出行、社区与服务、文化与景观及生态与环境等主要功能的大数据应用，并通过对应信息子平台的建设来科学研究和智慧管理城市各类功能空间。其中，产业与空间智慧化建设强调城市产业要素的优化配置、智慧产业体系构建(特别是互联网金融、电子商务、智慧商贸等智慧服务业体系打造)、城市综合功能空间或主题空间(联合办公空间、第三空间等)的打造及产业与功能空间的整合发展;交通与出行智慧化建设侧重依据居民工作、购物、娱乐、医疗、教育等日常活动来组织城市公交体系、停车场站、步行慢道系统等交通设施，并围绕城市综合交通换乘节点来打造居民出行圈;社区与服务智慧化建设一方面发挥信息技术和大数据在邻里关系重构、社区智能服务、居家便捷生活等方面的重要作用，另一方面则关注政务办公、市政管网及民生领域的智慧化管理和服务;文化与景观智慧化建设突出信息技术应用于地方传统文化挖掘、文化产业体系}勾建、文化空间打造及城市主题景观设计等方面的技术路径;生态与景观智慧化建设强调城市宜人绿化空间营造、绿色节能建筑推广、环境实施监测环境事件应急治理等方面，且绿化与环境信息管理平台建设是关键。
2.2.3 空间规划层
智慧城市发展的每一个目标最终都是通过空间资源的分配和布局进行落实，由于信息技术的进步加速了知识、技术、人才、资金等的时空交换，流空间逐渐成为区域、城市以及居民活动的主要载体，传统以场所空间为研究对象的城市空间规划体系已经不适应智慧城市空间发展的要求，需要重新构建新的空间规划体系。首先，智慧城市空间规划需要建立在多规融合基础之上，以“数据、业务(体系)、系统(机制)”三大协同为抓手，找出各类规划急需解决的共同问题。一方面，关注国民经济与社会发展规划、城乡规划、土地利用规划等城市总体层面的规划协调问题，利用大数据找出规划急需协调的主要领域和规划要素，提出城市空间发展的总体要求;另一方面，对产业、交通、社区文化、生态等城市各类子空间进行智慧协同规划，重点通过对居民活动和需求大数据(位置数据、文本评价数据、图像数据视频数据等)的挖掘与分析，评价城市各类空间的发展质量，研究城市土地利用的实际效率，预测未来空间增长的趋势和规模，进而科学布局信息基础设施、协调优化城市各类空间布局。
2.2.4 实施保障层
智慧城市建设还需一系列政策或措施进行支撑和保障，包括区域合作模式、智慧城南评价标准、人才政策、运营平台、融资机制、信息安全等方面。跨部门和跨区域的合作模式建立可以保障城市与外部区域的联系，合理制定城市空间发展方向并建立区域信息基础设施和共享平台;智慧城市评价标准制定则通过指标体系和标准的设定，实施评价智慧城市的发展状况和存在问题，并提出城市进一步提升的领域和方向;人才培养关注智慧城市规划、建设和管理三个方面专业人才资源的储备问题，既要引进科技领军型专家，更要培养地方性操作层面人才：运营平台建设需要以促进入才集聚、增强城市创新能力为目标，合理精简行政管理层级、积极促进社会力量参与城市管理，例如建立智慧城市管理委员会、智慧城市产业联盟等;融资机制的建立可以依托对城市经济运行数据的系统分析了解和预测城市资金流的具体类型、规模、风险及流向变化，选择政府、企业及社会资本在智慧城市发展过程中发挥作用的最佳组合模式;信息安全保障更多强调在城市多元信息共享基础上，制定有效界定和保护政府、企业及居民私密信息或产权的规则、制度及政策，从而实现智慧城市的安全运行。
3 缩语
智慧城市的核心目标是城市的可持续发展，而要实现这一目标就需要一个科学、理性的顶层设计来引导和支撑.城市是人的城市，智慧城市的建设说到底也是为了让城市居民更加健康、宜居智慧地生活。因此，需要从城市整体的角度去看待“智慧城市”这一命题，在充分考虑新一代信息技术的应用基础上跨越技术主义的藩篱，以人文主义来充实与提升智慧城市的实质。
智慧城市顶层设计对于实现引导智慧城市的建设、促进城市问题的解决和人本城市的发展至关重要。论文站在多学科融合的角度，从全局和公众利益出发，对智慧城市顶层设计进行了探讨，提出了设计的原则与整体框架，以期能够指导城市问题的解决和促进城市可持续发展目标的实现。城市规划行业.在城市发展理念、资源配置与产业布局及基础设施规划与建设等方面一直发挥着重要作用，面对智慧城市建设的大趋势需要主动迎接挑战，对城市规划方法、体系和内容等方面进行合理而适度的调整，以便在智慧城市顶层设计中发挥更重要的作用。当然，城市发展是一个持续的过程，内外要素都在不断变化，这就需要一个开放的、逐渐推进的顶层设计，以保障其科学性。
参考文献：
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