智慧城市建設融合策略實施

樂利鋒

摘要：目前，我國智慧城市建設處于摸索嘗試階段，關于智慧城市建設的理念、思路及方式還未成熟，因此首先分析智慧城市有機統(tǒng)一體和融合理念的內在關系，然后基于融合理念，從資源、技術、平臺及商業(yè)模式四個角度，提出了智慧城市建設實施可遵循的四種融合策略，最后從對智慧城市效果評估角度，提出融合指標評估體系建設的建議。

關鍵詞：智慧城市 融合策略 資源融合 平臺融合 商業(yè)融合

1 引言

智慧城市的發(fā)展理念從根本上來說是將城市中物的智能與人的智慧結合起來，使城市具備自管理、自適應和自調節(jié)的能力，也即“智慧”的能力。與人的“智慧”類似，智慧城市也必須具備自然健康的有機系統(tǒng)以及敏捷的思維、行為能力，即智慧城市是個有生命的統(tǒng)一體：它在具有完善的基礎設施的前提下，能夠廣泛地匯集社會各方面的信息資源，進行分析處理，從而形成完備的數據資源。在完善的數據資源基礎上，通過運用物聯(lián)網、云計算等先進的信息技術，建設統(tǒng)一的應用平臺系統(tǒng)，城市能夠實現高效、智能地運轉，并協(xié)助城市管理者做出科學的決策，提高城市的管理水平和服務能力。整個運轉過程產生的數據資源又可被城市所感知，進一步促進數據資源的完善和處理能力的提升。

顯然，智慧城市效率和效能的提高取決于各個組成部分的功能優(yōu)化以及相互之間的協(xié)作能力，這就是智慧城市這個龐大系統(tǒng)工程的內在融合。智慧城市建設需要“共建、共享、開放、共贏”，需要內在的不同的融合策略支撐，而這些正是融合運營理念的具體表現，因此本文接下來將對智慧城市建設融合策略實施進行研究。

2 融合策略分析

智慧城市不可能由單個行業(yè)推動、單種技術支撐、單個系統(tǒng)服務及單方投資、建設及運營。它是一個生命體，通過其內部的結構、功能、流程等相互作用，融合成一個自然成長的有機體。如圖1所示，這個有機體持續(xù)成長離不開資源、技術、平臺及商業(yè)四方面自我融合及共同融合。對于智慧城市建設，資源融合是前提，技術融合是手段，平臺融合是保障，商業(yè)融合是動力。資源融合推動技術融合，技術融合實現平臺融合，平臺融合保障商業(yè)融合，商業(yè)融合實現了智慧城市的可持續(xù)發(fā)展。

2.1 資源融合策略

我國的智慧城市建設涵蓋了眾多行業(yè)，包括政府信息化、公檢法、交通、衛(wèi)生、城市管理等部門，還有參與建設的電信運營商、業(yè)務提供商、咨詢服務商、軟硬件提供商。但是，目前我國的信息化建設仍以“豎井”式開展和部署為主導，部門仍舊以本系統(tǒng)為單元建設相對獨立和封閉的信息系統(tǒng)，這就形成了一個個的信息孤島，信息資源的巨大價值無法以有效的方式被挖掘和利用。在這種建設環(huán)境下，各部門創(chuàng)造的信息不能被及時共享或交換，城市功能無法高效協(xié)同聯(lián)動，智慧城市也就無從智慧。例如，一個人從出生到去世，會在城市公共部門（如醫(yī)院、戶籍、學校、人事、保險）留下信息蹤跡，但由于信息不能共享，類似于保險金、補助金、工資等資源被虛假占用。因此，越來越多的智慧城市建設參與者和受益者不斷向政府或者行業(yè)要求消滅信息孤島，實現信息資源高度融合。信息資源融合不是一蹴而就，需要循序漸進，要通過以下三個方面著實推進：

（1）數據要開放，尤其是政府數據實現開放

數據資源是智慧城市建設的靈魂，其中政府及行業(yè)數據資源是城市運作情況的晴雨表。政府開放數據的目的是推動信息公開及獲取平等，形成一個社會廣泛參與和受益的生態(tài)圈。城市是個邏輯概念，它可能跨地域、跨領域，政府可利用“眾人拾材火焰高”原理，采取多點分布、分工協(xié)作、集中匯聚的方式來完成數據采集與提取。

比如文獻[1]中所提到的，美國聯(lián)邦政府推出的Data.gov數據開放方案，通過Data.gov網站公開美國聯(lián)邦政府全部行政部門在運營管理過程中產生的有潛在價值的、可供再次開發(fā)利用的、涉及18個行業(yè)的數據集，同時為大眾提供與數據相關的各類統(tǒng)計工具及基本分析軟件。此舉成為美國乃至全球范圍內開放數據實踐的標志性成果。

（2）數據要標準，尤其是數據結構實現統(tǒng)一

數據標準是數據流動及共享的前提，數據的應用、類型、來源都是大不相同的，“智慧城市”的數據資源體系就是將其進行規(guī)范、整合后形成的平臺。

圖2列舉了基礎的技術數據“元數據”。這是一種非常受到信賴和認可的方式，將數據進行標準化、規(guī)范化建設。為了實現異構海量數據共享和融合，需要將不同存儲形式的數據轉換為統(tǒng)一的、結構化的、標準的智慧城市元數據形式，從而為建立一體化城市數據共享平臺以及進一步的信息融合交互平臺提供基礎。針對不同的數據類型，可以主要采用兩種技術方法：對結構化數據（主要是數據庫存儲的數據）可以直接采用映射技術方法將數據轉化為標準的智慧城市元數據形式；對于非結構化數據（如視頻、音頻、圖片、圖像、文檔、文本等形式）可以采用嵌入數據標注標簽的方法將非結構化信息數據轉化為標準的結構化元數據。通過異構數據標準化過程，可以實現智慧城市系統(tǒng)對各類數據源的無縫對接，從而進一步實現對數據的管理、處理和分析。

（3）數據要共享，尤其是共享機制要有效可行

在智慧城市平臺中，共享數據可以通過兩種方式進行部署。一是利用數據交換中心建立邏輯上的統(tǒng)一的共享數據庫。由于業(yè)務系統(tǒng)對數據安全性要求比較高，都存儲有大量的數據，且不同業(yè)務系統(tǒng)之間需要交流時是在大量的數據資源中提取少量的部分數據。因此，數據交換中心的功能就是將各異構數據源的數據采集、分發(fā)，為被交換數據打包、解包、過濾、審核、裝載入庫等數據交換提供服務接口。二是建立物理上的一體化智慧城市共享數據庫，這樣可以保證智慧城市平臺具有穩(wěn)定的全局性數據源，從而有利于智慧城市平臺對共享數據進行有效的管理和監(jiān)控。

為了整合形成一個共享數據源，也為了完成業(yè)務系統(tǒng)數據交換，業(yè)務系統(tǒng)可將外部信息納入共享數據庫。隨著智慧城市進程化的不斷深入和進一步規(guī)范，在城市范圍內將逐步形成統(tǒng)一的全局共享數據庫。在實際情況下，智慧城市共享數據庫的部署可以綜合上述兩種方案的優(yōu)勢進行平滑演進，如圖3所示。

此外，實現數據價值的更高效提取，需要對數據做進一步分層分類處理。如圖4所示，城市共享數據可以分為三個層級：一是基于城市各企事業(yè)單位部門的各個異構的基礎源數據庫；二是在源數據庫的基礎上，經過數據轉換過程形成的基礎共享數據庫；三是通過智慧城市數據分類機制形成的面向上層應用平臺的各專題數據庫。

2.2 技術融合策略

智慧城市是一個新型技術體系，它由多種信息技術整合實現，如圖5所示。不同技術手段之間的異構性決定了這些技術并不能在智慧城市系統(tǒng)中獨立，它們的終極服務目標是上層應用，因此應根據一定的機制協(xié)同合作。

（1）感知技術融合

作為智慧城市信息的源頭，物聯(lián)感知層是智能信息采集的關鍵部分，它具有動態(tài)性、多元異構性、超大規(guī)模性等特征。因此，針對多種感知信息采集技術的融合協(xié)同感知方法的研究尤為重要。目前，針對感知技術的融合策略，主要包括：

1）RFID技術與傳感器網絡的技術融合。在智慧城市系統(tǒng)中，各類傳感器分布于城市各個角落，但是目前傳感器網絡很難對特定的傳感器節(jié)點進行標示，而在此方面，RFID技術很有優(yōu)勢。因此感知技術融合既可以迅速找到節(jié)點位置，又能將網絡的主要精力集中到數據上。

2）多傳感器信息融合。智慧城市感知層中包含了視頻、音頻、紅外、化學等多種類型的傳感器，不同類型傳感信息的有效融合對提高智慧城市運行效率具有重大意義。一般來說多傳感器信息融合過程如圖6所示：

（2）網絡技術融合

智慧城市的網絡是一個異構的網絡：接入技術異構、傳輸網絡異構、終端服務異構。智慧城市網絡層目前亟待解決的難題是在異構網絡存在的前提下仍然保證端到端的服務質量。因此，很有必要構建異構網絡融合平臺，針對網絡技術的融合策略，主要包括：

1）在傳輸網絡層面，逐步實現各類傳輸網絡向IP化方向融合演進；

2）在無線接入網絡層面，逐步實現不同網絡頻譜、空中接口及相關協(xié)議統(tǒng)一融合；

3）在終端層面，逐步達成各類終端的全網絡兼容，實現“全網通”。

各個層次通信網絡的融合更有利于智慧城市基礎網絡，是實現網絡服務的泛在化、高速化和便捷化的必然選擇，也是未來智慧城市的發(fā)展方向。

（3）應用技術融合

在智慧城市建設過程中，“信息孤島”的現象普遍存在：行業(yè)或部門應用單獨自成體系，各類應用分別獨立開發(fā)、獨立運營，導致智慧應用之間信息不能共享交換，業(yè)務無法協(xié)同聯(lián)動。因此，從技術角度來看，可以通過以下策略進行應用融合促進：

一是加快搭建云平臺，部署大數據分析技術。如圖7所示，云平臺可以有力地帶動城市智慧應用之間的信息共享和融合的發(fā)展。通過云平臺的搭建，可以將城市各行業(yè)與部門的分立應用系統(tǒng)進行統(tǒng)一整合，實現統(tǒng)一管理、統(tǒng)一運營。同時，借助大數據處理技術可以為所有智慧城市應用提供統(tǒng)一的數據分析，應用提供與信息呈現能力。

二是加強應用支撐平臺的平滑演進能力。智慧城市的建設是一個循序漸進的漫長過程。在建設過程中，會不斷產生新的應用需求，并要求不斷接入新的數據源、系統(tǒng)功能模塊以及業(yè)務子平臺，同時不斷增強新的硬件支撐。因此，借助新興的云計算、大數據、海量面向對象存儲等技術不斷增強平臺的平滑演進能力，對促進智慧城市發(fā)展尤為重要。

2.3 平臺融合策略

智慧城市的運行發(fā)展需要接入匯集城市中各政府部門、企事業(yè)單位以及其他社會公眾服務部門獨立的業(yè)務信息，因此建立一個能夠有效融合城市各類信息數據的智慧平臺尤為重要。具體到平臺融合策略，可以從實現平臺開放和建立分級架構兩方面進行考慮。平臺開放是智慧融合的前提，只有在開放平臺的基礎上才能對城市交通、市政、安全、經濟產業(yè)和公眾服務等各方面做出統(tǒng)籌規(guī)劃，保證城市高效低成本運營，實現社會科學管理、民生服務高品質。智慧城市建設是一個長期持續(xù)的工程，只有建立層次清晰的分級平臺架構，才能有效地支撐智慧融合平臺的開放運營和可持續(xù)發(fā)展。

首先，智慧城市要實現平臺融合，必須盡最大可能地進行能力開放，通過構建面向公眾的一組互聯(lián)網服務組件，形成統(tǒng)一、標準、靈活的實用能力接口。能力組件主要包括對外開放能力以及內部開放能力：語音能力、消息能力、視頻能力、位置能力、支付能力、搜索能力、云存儲能力、認證管理能力、授權管理能力、運維管理能力等。這些組件組成了平臺核心能力，經過一定的封裝處理后形成能力接口，繼而構成能力開放平臺。如圖8所示，通過不同能力的融合協(xié)作，平臺具有“人腦”處理的功能，如分析、解決、表達、接受、調節(jié)及成長的能力。

其次，建立一套層次結構清晰、易于擴展部署的智慧城市平臺統(tǒng)一框架結構是支撐智慧城市平臺融合發(fā)展的重要保障，如圖9所示。

其中一級平臺為統(tǒng)一的城市級信息匯聚處理云平臺，主要包含信息系統(tǒng)集成、數據資源管理與共享、數據分析、海量存儲、身份認證以及可視化管理等功能。二級平臺為行業(yè)級平臺，主要負責智慧交通、平安城市、智慧園區(qū)、智慧貿易、智慧醫(yī)療、智慧城管、電子政務等分立行業(yè)的信息匯聚與處理。三級平臺為企業(yè)和部門級平臺，主要涉及企業(yè)內部的行政審批、節(jié)能減排、客戶關系、安全管理等方面的數據收集和處理工作。利用智慧城市的開放接口實現智慧平臺分立架構的三級聯(lián)動可以有力保障智慧城市融合平臺的平滑演進和可持續(xù)發(fā)展。

2.4 商業(yè)融合策略

我國智慧城市建設還不成熟，仍處于實踐探索階段，其可持續(xù)發(fā)展也受到建設運營手段單一和市場的主體地位未能充分發(fā)揮的影響。因而形成有效的商業(yè)融合策略很重要，吸納不同類型的建設運營手段，引導其作用于智慧城市，催生出更大價值。

智慧城市商業(yè)融合策略的構建需要遵循“合作共贏”、“持續(xù)盈利”、“市場主體”及“保障安全”等原則，從產業(yè)鏈構建、建設模式、運營模式三方面推進。

（1）產業(yè)要融合

智慧城市形成了一個以為終端用戶提供服務為核心，包含多個服務提供者龐大的產業(yè)鏈，其中有內容提供商、系統(tǒng)集成商、芯片制造商、設備制造商等。產業(yè)鏈中上下游方關系相互依存，經過長期的演變，逐漸形成了兩大產業(yè)融合陣營。如圖10所示，第一個產業(yè)融合陣營是以網絡運營商為核心的“運營派”，如中國三大電信運營商利用其網絡和用戶優(yōu)勢在終端、軟件、集成、建設、內容等領域聯(lián)合了眾多跟隨者。第二個產業(yè)融合陣營是以設備軟件提供商為核心的“設備派”，如華為、中興利用其自身內部豐富強大的產業(yè)鏈資源，帶動芯片、設備、集成、軟件、運營等相關產業(yè)資源，形成智慧城市建設運營生力軍。當然，兩大陣營之間的合作與競爭是并存的。然而，二者更應該逐漸差異化自己的定位，突出自己的特色，謀求相互間更多的戰(zhàn)略合作，實現合作共贏。

（2）建設模式要融合

智慧城市建設模式應在傳統(tǒng)建設模式基礎上，利用先進的信息化手段及網絡技術，整合優(yōu)勢資源，推動城市以新模式運行。智慧城市建設是個巨大的、持續(xù)的工程，它建設方式包括全局的也包括局部的，包括短期的也包括長期的，包括政府的也包括企業(yè)的，包括公共的也包括商業(yè)的。任何城市建設的參與者都可能同是城市“智慧化”建設的參與者。文獻[2]中給出了智慧城市可根據建設形態(tài)和服務對象的不同分類實施：

1）對于面向政府的信息系統(tǒng)建設項目以及公共服務項目，可由政府主導、企業(yè)建設，建成后由政府安排專項資金向相關企業(yè)購買服務或直接由企業(yè)移交于政府；

2）對于面向公眾的信息系統(tǒng)建設項目，政府通過政策引導扶持，引入較為成熟的行業(yè)企業(yè)進行建設、運營和維護，在建設過程中的管控功能由政府擔任；

3）對于涉及信息保密但又是面向大眾的服務項目，為了兼顧為大眾服務和保密職能，可成立由政府注資的市場化運營公司；

4）對于傳統(tǒng)行業(yè)的智能化改造項目，由原有運營部門組織進行改造升級和實施。

在實際建設實施中，可在充分整合多方面資源的基礎上，對智慧城市功能進行“劃小”建設，劃小單元可靈活搭配選取BT/BOT/BLT/BOO/BOOST/BTO多種方式，提供“頂層規(guī)劃+解決方案+集成施工+資金支持+運營服務”一站式的融合建設模式，此模式可以解決許多問題，包括項目集成度低、資金不足、配套服務無法跟進、設備兼容性差等。

（3）盈利模式要融合

智慧城市是一個龐大系統(tǒng)的工程，一直以來智慧城市由誰投資、誰運營、誰買單這幾個點一直困擾著政府與從業(yè)者。以往智慧城市建設多以政府牽頭，投資少部分，企業(yè)大投入并兼顧運營工作，但是智慧城市建成之后由誰來為系統(tǒng)運營買單，不斷的資金投入后期維護成為困擾著政府、企業(yè)以及用戶的問題。智慧城市在建設初期出現了多種運營模式并存的局面。

1）官辦官營：政府獨自投資建網運營

模式：運營商負責提供網絡支持和運營維護。政府負責建設、維護、運營和投資，部分服務免費提供使用，部分網絡容量將被用于出租。

盈利模式：部分網絡容量用于市政服務的自動化服務，剩余網絡容量出租ISP用于建設獨立于民用的政務專用網絡或公共服務。

2）官管民營：政府指導，委托運營商建網

模式：政府進行投資，擁有所有權，投資運營商負責投資建設和運維。在建成后的一段時期內政府對業(yè)務和資費進行監(jiān)管，投資運營商擁有該項目的經營權。

盈利模式：結合部分廣告、增值服務，用戶免費使用為主，政府給予運營商一定補貼。

3）官辦民營：政府投資，運營商投資建網運營

模式：運營商利用自身有利條件建設，包括已有網絡、技術、產品等，相關的扶持政策由政府提供。

盈利模式：公共服務或公共場所由政府買單，提供免費服務。商業(yè)服務獲取資費，結合廣告等增值服務獲得市場化收入來源。

4）BOT模式：政府牽頭，運營商建網

模式：主要由運營商出資建設，建設完成后的一定期限內運營商擁有專營權，到期移交政府；政府只支付少量規(guī)劃咨詢費用。

盈利模式：專營權期間，運營商將小部分營業(yè)額向政府繳納管理費；運營商提供多種付費套餐。

5）民辦民營：運營商投資建網運營

模式：政府僅對于基礎設施或政策提供有限的支持，完全由運營商提供資金并進行建設。

盈利模式：用戶購買服務才能接入網絡，但在機場等重要對外場所可由政府提供補貼使用免費服務。

隨著各方資本逐步進入，盈利模式不斷清晰，產業(yè)鏈也逐漸成熟，其中的各個環(huán)節(jié)均參與到投資及運營中，單一的盈利模式是無法滿足各方利益，多種盈利模式互相結合成一種靈活的、有活力的盈利的融合模式成為必然趨勢，如圖11所示。政府及產業(yè)鏈上下游只有根據當時當地城市的建設情況，首先確定投資方利益訴求，再選擇適合的盈利模式（可設置不同盈利周期、不同種類的盈利方式、不同級別的盈利程度），同時在運營過程中不斷調整，最終達到產業(yè)鏈的一種平衡。

3 融合評估思路

由于城市在自然條件、經濟基礎、人文環(huán)境等方面存在差異，各地的智慧城市建設處于不同階段（包括總體規(guī)劃與頂層設計、建設實施階段、階段性成果），亟需要通過考核方式來檢驗建設效果。目前，智慧城市的評估指標體系良莠不齊，比較典型體系如文獻[3]，但是仍缺少國家層面一套體系來評估全國智慧城市建設成果。不過，大多數智慧城市評估指標體系都是從城市規(guī)劃、公共服務、社會管理、基礎設施和產業(yè)發(fā)展等幾個維度進行評估。從評估的實際意義來說，評估的對象應該是城市，而不是城市的細節(jié)。評估的指標應該是城市被“智慧化”后呈現的整體功能效果，而不是各別功能呈現的局部效果。

通過對智慧城市建設融合策略的分析，智慧城市更偏向于一個“內因”主導的系統(tǒng)工程。智慧城市評價指標體系應該向能夠衡量城市整體效果的維度考慮，即能夠反映城市內部因素融合結果的指標（被稱為融合指標，比如社會管理水平、公用服務水平或者城市某行業(yè)產業(yè)發(fā)展水平等）。在這個評估指標體系中，智慧城市作為一個整體被評估對象（類似于黑盒，被稱為黑盒評估，如圖12所示），向評估指標體系輸入融合指標，并從城市中獲取所需數據，通過復雜運算并實現融合指標結果輸出（如圖13所示）。通過融合指數對比，可以評估智慧城市建設的階段（比如摸索階段、建設階段還是完善階段）。

4 結束語

智慧城市目前正處于炒作高峰期，但也是個吸納各方力量的最佳時機。由本文的分析可知，信息和數據壁壘必將被打破，技術和網絡手段要優(yōu)化使用，各方在合作共贏商業(yè)理念下，以最終客戶需求為導向，形成廣泛認可的產業(yè)規(guī)則和技術規(guī)范標準，搭建起統(tǒng)一、開放、標準的業(yè)務管控平臺，構建起端到端的建設流程和運維體系，才能抓住“智慧城市”建設發(fā)展機遇。

參考文獻：

[1] 姚樂，樊振佳，賴茂生. 政府開放數據與智慧城市建設的戰(zhàn)略整合初探[J]. 圖書情報工作， 2013，57（13）： 12-17.

[2] 劉尚海. 我國智慧城市建設運營商業(yè)模式研究[J]. 未來與發(fā)展， 2013，36（8）： 24-29.

[3] 中國軟件評測中心. 2013年中國智慧城市評估調查報告[R]. 2013.

[4] 張明會，孟印. 物聯(lián)網關鍵技術融合體系[J]. 物流科技， 2012（2）： 92-95.

[5] 李元青. 哈爾濱移動無線城市的發(fā)展研究[D]. 哈爾濱： 哈爾濱工業(yè)大學， 2012.

[6] 寧奇雷，魯冬林，聶銳. 裝備管理數據集成與整合方案研究[J]. 電腦開發(fā)與應用， 2008，21（7）： 10-11.

[7] 曹國輝. 智慧中國 物聯(lián)天下[J]. 中國公共安全： 綜合版， 2011，21（7）： 10-11.

[8] 張鴻，范滿航，張超，等. 智慧城市建設模式比較研究[J]. 2014（5）： 116-120.

[9] 顧德道. 智慧城市評估的若干對策建議[J]. 高科技與產業(yè)化， 2013，9（6）： 51-55.

[10] 周長春，徐宏炳，張小偉. 基于共享數據庫的數據集成方案的改進[J]. 計算機工程與設計， 2007，28（8）： 1917-1919.

[11] 喬宏章，付長軍. “智慧城市”發(fā)展現狀與思考[J]. 無線電通信技術， 2014，40（6）： 1-5. ★