大數據背景下的智慧城市

陶旭駿

【摘 要】對智慧城市及大數據的內涵、大數據對于智慧城市的作用以及當下政府在智慧城市建設中存在的問題進行探討，在借鑒國際智慧城市發展經驗的基礎之上，對智慧城市發展過程中的重點、難點問題提出客觀的建議。

【關鍵詞】大數據 智慧城市 電子化 G2G模式 G2C模式 G2B模式

1 引言

智慧城市這個詞匯起初來源于IBM的“智慧地球”。對智慧城市的理解為：以五大基礎數據庫（人口、法人、宏觀經濟、地理信息、綜合信息）為支撐，利用“通信網、物聯網、互聯網”等通信電子技術，搭建統一規劃的城市智慧信息共享平臺，定義并標準化中心平臺與各個業務部門的業務模型和通信接口，最大限度地整合基礎建設資源，充分共享城市智慧信息，為政府、企事業單位、市民提供便捷的信息服務。即智慧城市是基于龐大數據基礎與統一平臺的生態系統，具備信息共享、系統協同以及智能應用的特征。

在城市的發展過程中，新技術創新從局部開始促使相應管理制度和體系的變革，改變了城市的基本形態，實現了城市化由工業社會向信息社會的轉變。而社會形態的改變反過來又促使技術的進一步成熟，具體如圖1所示：

城市發展不斷轉型升級，信息化水平逐漸提高，與城市發展相適配，實現城市資源共享和協同工作，這正是城市達到智慧的標志。信息化與城市化融合的產物是城市發展到一定階段的必然結果。

城市運營會產生大量數據，大數據也支撐著智慧城市的建設和發展。大數據來源于城市發展的方方面面，特別是在政府對城市管理的過程之中，如公共管理、電子政務、監控系統、社會保障等，并且伴隨著城市信息化基礎設施的健全和完善，數據的深度和廣度隨之拓展，使得各種類型的數據都變得可收集、可感知。

大數據的真正價值來源于對數據的有效分析和使用。大數據的運用包括3種主要方式：一是對過去與現狀的把握；二是發現內在規律與模式；三是對未來的預測和優化。無論是哪一級別的運用，實際上都是對數據的智慧處理，最終都可以服務于數據生產部門，從而成為智慧城市的具體實踐。

由于數據能夠反映城市運行以及政府管理的內在規律，并具有一定的預見性，可以為決策提供支持，因此正逐漸成為城市發展的重要資產，對數據的洞察力也被視為各類政府管理的核心競爭力之一。

大數據的使用過程包括生產與集聚、共享與管理、分析與發現、應用與服務這幾個環節。正是由于大數據的多樣性和產生頻率決定了其管理和使用方式不同于以往。

在技術領域，關鍵是要實現從數據挖掘到提供決策的過程。如智慧城市中的物聯網技術便不能基于單個事件（單個觀察或傳感器的讀數）來觸發活動，而是需要利用專業系統和數學模型，對觀察到的數據進行過濾、匯聚和數據挖掘，并參考歷史數據和相關性數據，進行分析推理，給出決策或預測。

在管理領域，則要保障數據可以有效共享和流通。現在單一條線的數據已經被大量的收集與分析，而大數據則是利用多樣化數據的交叉分析導出結論的過程，因此共享是有效利用大數據的基礎。城市的智慧化發展需要把各個部門多樣性的數據調動起來，通過交叉分析、建模的過程，催生出新的服務與應用，從而服務于城市的管理與運行。

2 智慧城市領域大數據的運用場景舉例

（1）政府效能效率方面

從交通調度到事故管理，從電力預測到社區經濟預測，從臨床診斷到公共衛生監控，城市各領域的智慧化都要依賴于數據共享、統一調度和分析挖掘。

如在交通管理領域，交警部門掌握了全市交通事故的事故原因、事發地段甚至肇事車輛類型等數據，同時擁有實時的路況數據，汽車廠商通過車內智能系統，掌握了車輛行駛中的位置、狀態以及踩剎車次數等數據。

管理者可以在對各個渠道的數據進行準確提煉和構建合適的交通預測模型后，有效模擬未來交通運行狀態，驗證技術方案的可行性。在部分海外先進城市的智能交通解決方案當中，交通部門能夠通過相關大數據的分析全面和實時地掌握車流分布、出行規律、交通壓力等信息，并且進行整體性的規劃設計，包括設置城市道路卡口、公交線路優化、城市交通監控、市民出行提示、群體出行分析、停車指引、路線引導、道路改置建議、道路收費系統等，緩解“行車難、停車難”的城市通病。這些數據如果能結合氣象部門的天氣數據、路政部門的道路養護信息以及汽車保險數據，可能會得到新的應用。

（2）企業智能化決策方面

在城市運行中扮演著重要角色的電力系統同樣存在著數量大、類型多、價值高的“電力大數據”。包括電力生產涉及的運行工況參數、設備運行狀態等實時生產數據、現場總線系統所采集的設備監測數據以及發電量電壓穩定性等方面的數據和電力企業運營和管理數據（如交易電價、售電量、客戶信息等）。一方面，整合電力行業各環節的大數據，可以實現以用電需求預測為驅動優化資源配置，協調電力生產、運維、銷售的管理，提升電力企業經營管理水平；同時，電力數據是重要的經濟先行數據，還可以作為一個地區經濟運行的“風向標”，成為投資決策的參考依據。

美國加州大學洛杉磯分校的研究者根據大數據理論，將人口調查信息、電力企業提供的用戶實時用電信息與地理、氣象等信息全部整合，設計了一款“電力地圖”。該圖以街區為單位，可以反映各時刻的用電量，并可將用電量與人均收入、建筑類型等信息進行比照。通過完善“電力地圖”，能更準確地反應該區經濟狀況及各群體的行為習慣，輔助投資者的決策，也可為城市和電網規劃提供基礎依據[1]。

（3）提高居民生活水平方面

在醫療數字化的過程中，醫院成了大數據產生的重要來源，醫院的病歷、影像、遠程醫療等都會產生大量的數據。通過精確的分析，具體可以應用在臨床診斷、遠程監控、藥品研發、醫療詐騙防控等方面。

日本政府將從2015年開始，利用診療費用明細表中的龐大數據來控制醫療費。明細表中的數據能夠顯示患者在醫療機構到底接受了怎樣的治療。政府將對這些數據進行分析，以計算出醫療費中的浪費成分，并讓各地方政府設定控制醫療費的具體數字。政府制定了在2025年前削減5兆日元（約合487億美元）醫療和護理費用的目標[2]。endprint

美國疾控中心通過公開多種不同的醫療方案，幫助病人作出更明智的決定，從而選擇性價比更高的治療方案。僅僅這一醫療臨床決策系統一年就能減少1 650億美元的醫療支出。公共衛生部門可以對覆蓋全國的電子病歷數據及社區居民的醫療數據進行分析，用于流行病與慢性病調查、趨勢分析和預警，為進一步制定防治、干預計劃提供了有力的參考依據[3]。美國疾病控制和預防中心等機構還與谷歌合作，根據網民的搜索內容，分析全球范圍內流感等病疫傳播狀況，谷歌的判斷與疾控中心的判斷是一致的。

將大數據運用于支撐政府效能效率、輔助企業智能化決策、提高居民生活水平3個方面，可以極大地提高城鎮化質量、促進城市管理和服務智能化發展，提升整個城市的智慧化水平。

3 智慧城市相關的國家戰略

隨著經濟的發展，中國逐漸進入了城市化的加速發展階段，根據中國社科院發布的數據，目前中國的城鎮化率已經達到了53.73%[4]。新型城市化不僅是人口的空間集中和城市的增長過程，更是城市社會關系發生轉變的過程。建設智慧城市對實現我國經濟增長方式轉變、創新驅動和轉型發展有著重要的促進作用。

2014年3月國務院出臺了《國家新型城鎮化規劃（2014～2020年）》，將智慧城市作為城市發展的全新模式，要求大力推進智慧城市建設。根據工信部電信研究院預測，“十二五”期間智慧城市建設總投資或將超過1.6萬億元[5]。

《國家新型城鎮化規劃》中對智慧城市建設的要求包括：統籌城市發展的物質資源、信息資源和智力資源利用，推動物聯網、云計算、大數據等新一代信息技術創新應用，實現與城市經濟、社會發展的深度融合。強化信息網絡、數據中心等信息基礎設施建設。促進跨部門、跨行業、跨地區的政務信息共享和業務協同，強化信息資源社會化開發利用，推廣智慧化信息應用和新型信息服務，促進城市規劃管理信息化、基礎設施智能化、公共服務便捷化、產業發展現代化、社會治理精細化。增強城市要害信息系統和關鍵信息資源的安全保障能力。

4 智慧城市發展中面臨的主要問題

為了更好地抓住這一發展機遇，需要清楚地認識到并避免智慧城市發展中常見的問題：

（1）頂層設計和全面規劃

智慧城市是基于城市化與信息化的產物，因此智慧城市的建設需要與城市現有的發展水平相結合以及需要與當地的整體規劃、經濟產業、人民生活的實際情況相結合。既不能將智慧城市的發展目標設定為各方面都完美無缺的理想世界，也不能盲目模仿跟風而脫離城市原本的發展路線。

世界各地在推進智慧城市建設時出現了缺乏統籌規劃、部門各自為政、甚至盲目建設的現象。雖然并不缺少頂層設計，但如果智慧城市建設不能緊密地符合城市整體發展規劃的需求，那么往往會難以執行。

（2）數據無法有效溝通的問題

信息資源無法整合共享、互聯互通，部門間的平臺各自獨立無法協調以至于形成“信息孤島”的現象成為我國智慧城市建設中普遍性的制約因素。從技術上來說，這一現象形成的原因在于不同部門、不同行業之間的后臺數據結構標準不同，且在建設和使用時條塊分割。從管理上看，數據源于不同的管理部門，各部門職能分擔的同時也分隔了組織內原本應該統一的信息數據，同時信息安全問題也在一定程度上成了信息公開的影響因素。

當前各地區的人口、法人、宏觀經濟、地理信息、綜合信息等基礎數據庫的建設和管理現狀表明，不少城市的智慧城市規劃對于如何解決數據的共同管理模式問題并沒有提供實際的指導，仍然面臨著重復建設和投資浪費的問題。如果這種局面繼續擴展，將大大增加智慧城市建設失敗的風險。

（3）缺乏統一的推進組織與運營管理機制

智慧城市建設與運營對現行城市管理體制提出了挑戰。目前政府的條線化管理模式造成在智慧城市建設方面也是把任務和項目分配到各個委辦司局，沒有統籌協調的部門和機制，跨部門共享和業務協同僅僅是紙上談兵。可見，“信息孤島”實際上是“管理孤島”的映射，是缺乏全局管理的體現。

智慧城市建設的涉及面非常廣泛，包括信息通信產業管理、城市交通、醫療衛生、教育、社區管理服務等諸多領域。目前，從地方的智慧城市規劃來看，主要由信息化主管部門和城市規劃建設部門推動智慧城市的發展。信息化主管部門主導的好處在于，智慧城市建設能夠有效地整合新一代信息技術的應用，能夠將現有的信息化管理資源融入其中，不足之處是信息化應用難以落實到城市規劃建設管理的具體業務項目上，而城市規劃建設部門主導的優劣勢則正好與此相反。很多地方智慧城市的建設往往都缺乏運營和管理的長效機制以及相應的配套體制和法制環境，無法激發社會力量參與智慧城市建設的積極性和創造性，最終將導致智慧城市建設難以持續推進。

5 政府統一建設管理智慧城市信息平臺

是重要手段

（1）政府內部應實現信息數據共享體制，消除“信息孤島”

在智慧城市建設過程中，最基礎并且最重要的一點是要打破各個部門間的信息壁壘，進行信息系統的整合，讓已有的數據互通起來。想要解決這一問題，需要形成一整套數據共享體系，建設優質的信息系統平臺。建立信息數據共享機制示意圖如圖2所示。

（2）通過統一平臺開放信息數據，實現G2G、G2C以及G2B模式有效利用

通過政府搭建的統一信息平臺，可對政府內部、企業及民眾提供相應的服務，充分體現政府收集信息數據的價值。

對政府內部，統一平臺可以提升政府內部部門間的業務效率；對民眾，通過平臺對收集的信息與數據進行分析，可提供交通擁堵信息等便民服務，還可以實現政務網上辦理，為民眾日常生活提供便利；對企業，通過發布可信度較高的數據信息，為企業的商業決策及今后的發展提供幫助。政府數據公開、分析利用的3種模式如圖3所示：

6 建立綜合統籌機制協調智慧城市建設endprint

推進是重要保障

（1）首先需要搭建專業推進智慧城市建設的統籌機構

智慧城市建設推進必須由專門機構進行統籌管理、運營。整體事業的推進需要協調各個部門配合、落實，同時統一信息平臺必然需要專業化組織機構進行管理、運營（可交由第三方）。在管理實施過程中，既要考慮各部門自身情況，也要通盤考慮全局，達到突破條線的本位主義和畏難情緒的效果；掌握信息的專業性以及政策、法規，判別信息公開的種類及范圍。

（2）對內建立政府內部信息共享機制，從業務電子化做起

建立各部門、各組織機構之間的數據共享機制，將數據信息統一存儲在數據中心，有利于統籌機構全面掌握全市信息。同時，實現各部門之間以及部門內部之間的業務往來電子化，將政府內部業務手續簡單化，提升運作效率。

（3）對外實施政務網上公開，為民眾提供電子政務服務

建立指定政務網上公開、辦理機制。實現網絡政務服務受理，進行政府相關服務網絡預約及受理；開放政府數據網上公開，使民眾可在網上查看、收集法律認可范圍內的數據信息。在專業機構的統籌下實施對內外數據運用、公開具體舉措示意圖如圖4所示：

7 結束語

智慧城市建設并非簡單的技術問題，它是城市管理發展的必然趨勢。大數據是智慧城市的重要技術，最大的難度并非來源于技術的建設和應用，而是管理體制的變化。其中最為困擾的是數據來源和數據運用是在割裂的各部門之間進行的。在現有的條線化管理體制下，統籌和協調的水平在智慧城市建設中將起到決定性的作用。政府建設智慧城市需要明確目的、確立可達成的現實目標、建立強化統籌規劃和統一運營的機制。

參考文獻：

[1] 吳學忠. 電力行業如何應用大數據[N]. 人民郵電報， 2013-07-01.

[2] 李昊天. 日本擬用大數據控制醫療費[N]. 參考消息， 2014-08-20.

[3] R Douglas Scott II. The Direct Medical costs of Healthcare-

Associated Infections in U.S. Hospitals and the Benefits of Prevention[Z]. 2009.

[4] 中國新聞網. 國家統計局：2013年中國城鎮化率為

53.73%[EB/OL]. （2014-01-20）. http：//www.chinanews.com/gn/2014/01-20/5755331.shtml.

[5] 工業和信息化部電信研究院. 2013十大關鍵詞專家點評：智慧城市[EB/OL]. （2014-02-27）. http：//www.miit.gov.cn/n11293472/n11293832/n15214847/n15218234/15925243.html.endprint

推進是重要保障

（1）首先需要搭建專業推進智慧城市建設的統籌機構

智慧城市建設推進必須由專門機構進行統籌管理、運營。整體事業的推進需要協調各個部門配合、落實，同時統一信息平臺必然需要專業化組織機構進行管理、運營（可交由第三方）。在管理實施過程中，既要考慮各部門自身情況，也要通盤考慮全局，達到突破條線的本位主義和畏難情緒的效果；掌握信息的專業性以及政策、法規，判別信息公開的種類及范圍。

（2）對內建立政府內部信息共享機制，從業務電子化做起

建立各部門、各組織機構之間的數據共享機制，將數據信息統一存儲在數據中心，有利于統籌機構全面掌握全市信息。同時，實現各部門之間以及部門內部之間的業務往來電子化，將政府內部業務手續簡單化，提升運作效率。

（3）對外實施政務網上公開，為民眾提供電子政務服務

建立指定政務網上公開、辦理機制。實現網絡政務服務受理，進行政府相關服務網絡預約及受理；開放政府數據網上公開，使民眾可在網上查看、收集法律認可范圍內的數據信息。在專業機構的統籌下實施對內外數據運用、公開具體舉措示意圖如圖4所示：

7 結束語

智慧城市建設并非簡單的技術問題，它是城市管理發展的必然趨勢。大數據是智慧城市的重要技術，最大的難度并非來源于技術的建設和應用，而是管理體制的變化。其中最為困擾的是數據來源和數據運用是在割裂的各部門之間進行的。在現有的條線化管理體制下，統籌和協調的水平在智慧城市建設中將起到決定性的作用。政府建設智慧城市需要明確目的、確立可達成的現實目標、建立強化統籌規劃和統一運營的機制。

參考文獻：

[1] 吳學忠. 電力行業如何應用大數據[N]. 人民郵電報， 2013-07-01.

[2] 李昊天. 日本擬用大數據控制醫療費[N]. 參考消息， 2014-08-20.

[3] R Douglas Scott II. The Direct Medical costs of Healthcare-

Associated Infections in U.S. Hospitals and the Benefits of Prevention[Z]. 2009.

[4] 中國新聞網. 國家統計局：2013年中國城鎮化率為

53.73%[EB/OL]. （2014-01-20）. http：//www.chinanews.com/gn/2014/01-20/5755331.shtml.

[5] 工業和信息化部電信研究院. 2013十大關鍵詞專家點評：智慧城市[EB/OL]. （2014-02-27）. http：//www.miit.gov.cn/n11293472/n11293832/n15214847/n15218234/15925243.html.endprint

推進是重要保障

（1）首先需要搭建專業推進智慧城市建設的統籌機構

智慧城市建設推進必須由專門機構進行統籌管理、運營。整體事業的推進需要協調各個部門配合、落實，同時統一信息平臺必然需要專業化組織機構進行管理、運營（可交由第三方）。在管理實施過程中，既要考慮各部門自身情況，也要通盤考慮全局，達到突破條線的本位主義和畏難情緒的效果；掌握信息的專業性以及政策、法規，判別信息公開的種類及范圍。

（2）對內建立政府內部信息共享機制，從業務電子化做起

建立各部門、各組織機構之間的數據共享機制，將數據信息統一存儲在數據中心，有利于統籌機構全面掌握全市信息。同時，實現各部門之間以及部門內部之間的業務往來電子化，將政府內部業務手續簡單化，提升運作效率。

（3）對外實施政務網上公開，為民眾提供電子政務服務

建立指定政務網上公開、辦理機制。實現網絡政務服務受理，進行政府相關服務網絡預約及受理；開放政府數據網上公開，使民眾可在網上查看、收集法律認可范圍內的數據信息。在專業機構的統籌下實施對內外數據運用、公開具體舉措示意圖如圖4所示：

7 結束語

智慧城市建設并非簡單的技術問題，它是城市管理發展的必然趨勢。大數據是智慧城市的重要技術，最大的難度并非來源于技術的建設和應用，而是管理體制的變化。其中最為困擾的是數據來源和數據運用是在割裂的各部門之間進行的。在現有的條線化管理體制下，統籌和協調的水平在智慧城市建設中將起到決定性的作用。政府建設智慧城市需要明確目的、確立可達成的現實目標、建立強化統籌規劃和統一運營的機制。

參考文獻：

[1] 吳學忠. 電力行業如何應用大數據[N]. 人民郵電報， 2013-07-01.

[2] 李昊天. 日本擬用大數據控制醫療費[N]. 參考消息， 2014-08-20.

[3] R Douglas Scott II. The Direct Medical costs of Healthcare-

Associated Infections in U.S. Hospitals and the Benefits of Prevention[Z]. 2009.

[4] 中國新聞網. 國家統計局：2013年中國城鎮化率為

53.73%[EB/OL]. （2014-01-20）. http：//www.chinanews.com/gn/2014/01-20/5755331.shtml.

[5] 工業和信息化部電信研究院. 2013十大關鍵詞專家點評：智慧城市[EB/OL]. （2014-02-27）. http：//www.miit.gov.cn/n11293472/n11293832/n15214847/n15218234/15925243.html.endprint