智慧城市与顶层设计

智慧城市与顶层设计（精选10篇）

智慧城市与顶层设计 篇1

摘要：针对智慧城市建设过程中面临的困境,提出顶层设计是智慧城市成功的关键,在整理智慧城市与顶层设计的概念和特征基础上,分析两者之间的区别与联系,研究了如何利用顶层设计的思想和技术来建设智慧城市。

关键词：智慧城市,顶层设计,云计算,物联网

随着我国经济的迅猛发展,城市规模日益扩大,环境污染、出行拥堵、就医难等城市病逐渐显现。传统手段和管理方法难以从根本上缓解这些问题,智慧城市建设通过使用新技术、新方法和智能化手段,深入感知城市、调整产业布局、加强各部门沟通,对逐步解决城市病将有重大意义。

目前智慧城市建设如火如荼开展,但均处于“摸石头过河”阶段,亟需先进的顶层设计方法来规范建设者,从业务架构角度重新规范产业布局,从信息架构角度梳理各行业信息流向,从系统架构角度规划城市级的信息化系统建设,从技术架构角度制定相关的标准,为实现智慧城市奠定技术基础。

本文针对智慧城市建设过程中存在的问题,在整理智慧城市与顶层设计的概念和特征基础上,分析两者之间的区别与联系,并展示了如何利用顶层设计的思想和技术来建设智慧城市。

1 智慧城市的概念与特征

智慧城市是指综合运用物联网、云计算、数据挖掘、移动互联网等信息技术,智慧高效推进城市的规划制定、建设过程、管理模式、服务定位、发展蓝图等各方面工作,通过构建全面的信息化应用体系,使其更好地服务于政府、企业和居民。其本质是适应新时代特点的城市管理与发展的生态系统。

新时期的智慧城市建设呈现出以下特征。第一,信息采集迅速,充分利用物联网、RFID等技术,快速获取各类城市数据,及时感知城市状态;第二,信息资源高度共享,通过搭建城市级的信息共享平台,打破现有的行政条块化分割,保障智慧城市各应用之间资源的顺畅流动;第三,信息高度感知,基于高度共享的信息资源,充分利用大数据分析、价值工程、特征识别等手段,智慧城市对信息的理解更加智能;第四,应用成体系,面向政府、企业和居民三类主体,建成承载于电脑、手机、移动终端等多种形式的,体验好、服务质量高的应用体系。

2 顶层设计概念及其特征

设计是一种有目标性和计划性的创作。顶层设计本意指从高层开始的总体设想,对应于系统工程学领域的自顶向下设计。IBM研究员尼克劳斯·沃斯提出采用“自顶向下、逐步求精、分而治之”的原则进行大型程序的设计,从需要解决的实际问题出发,自顶向下将复杂问题逐步分解成一个个相对独立的子问题,每个子问题可以再进一步分解,直到问题简单到可以很容易地解决。20世纪70年代,沃斯与同事哈兰·米尔斯共同提出自顶向下设计的概念,随后西方国家将“顶层设计”应用于军事和社会学等方面,甚至将其作为政府制定国家发展战略的基本方法。

在当今时代的中国,自“顶层设计”概念在“十二五”规划中出现之后,温总理在多个场合分别提到“顶层设计”,包括在中央经济工作会议中。随后,该词被各行各业广泛使用,对其理解各有偏差。几种有代表性的定义如下:“顶层设计”是工程学上的一个概念,综合考虑项目各阶段和各因素,溯本求源,运筹帷幄,在顶层角度求解问题;顶层设计是工程“整体理念”的具体表述,诸如,要建设一项大系统工程,需要理解一致、行动协调、结构同构、信息共享、技术标准化等,高屋建瓴,对大工程的各阶段与因素进行综合考虑。

综上所述,“顶层设计”都提出需要从全局和顶层的角度来考虑问题。本质上,顶层设计代表的是一种方法论和思考问题的方法,主要有以下三个主要特征:一是顶层为核心,顶层设计是自顶而下展开的设计方法,理念与目标都源自顶层,因此顶层是核心,决定着底层;二是有机联系性,设计对象各要素紧紧围绕着顶层确定的核心理念,形成一个有机衔接的整体,可发挥出“1+1>2”的整体效能;三是可用性,顶层设计归根结底是为解决问题服务的,本质是一种方法论,而切实解决问题是检验与衡量方法论的一个重要方面,因此顶层设计一定是可用的,可用于解决实际问题。

3 智慧城市与顶层设计的区别与联系

3.1 区别

智慧城市与顶层设计的区别主要表现在本质和服务对象上。

智慧城市本质上是通过综合运用物联网、传感、知识工程、数据挖掘等现代科学技术、整合各类信息资源、统筹各行业业务应用系统、规范城市规划建设、创新城市管理模式,是适应信息时代要求的城市建设、管理与发展的生态系统;顶层设计代表的是一种系统论思想和全局观念,是一种方法论,是用于实现某种目标而进行的整体规划的一种途径或手段。

智慧城市的服务对象是市民、政府和企业三类主体,着力于对城市生产和生活方式的改善;顶层设计服务对象是广大的建设者,帮助建设者从全局的视角,为解决某一核心目标和理念,统筹规划建设任务的各阶段、各层级、各因素,利用有限的资源,达到最高的使用价值,保质保量地实现既定目标。

3.2 联系

智慧城市与顶层设计相互促进,相互依赖,主要表现在:

第一:顶层设计是智慧城市建设成功的关键

智慧城市建设是一个系统或体系工程,如果不经过顶层设计,各部门各自为政,难以避免出现重复投资、重复建设的局面,并且建成的成果由于技术标准不统一,为形成一个又一个的“烟囱”,信息难以有效共享与流动。因此,建设智慧城市,需要从全局角度,加强智慧城市建设的顶层设计与规划,从整体上推动“智慧城市”建设进程。具体而言,可以将整个城市看做一个巨型的企业,一方面设立城市的IO(首席信息官),CIO可以是一个人,也可以是一个政府、企业和市民认可的工作机构,统一对各级政府、各区企业、各地市民进行C业务架构、信息架构、系统架构和技术架构的顶层设计。另一方面通过顶层设计建立城市共性技术体制,搭建公共的信息平台,统一和规范城市各部门、各区县的软件、接口和标准体系,提高城市各领域的信息共享水平,推进政府、企业和市民之间的协作和信息分享。

第二、智慧城市是展现顶层设计效能的舞台

经过近些年党中央和各大企业的宣传与引导,“顶层设计”的概念深入人心,中国需要顶层设计、城市需要顶层设计、企业需要顶层设计,军工武器装备需要顶层设计,但如何应用顶层设计、如何发挥顶层设计的效能,一直缺乏有效的展示平台,借助于智慧城市发展的良好契机,充分展示顶层设计的效能,建立应用顶层设计的典范,必将推定顶层设计在更多领域的应用。

4 利用顶层设计方法论建设智慧城市

利用顶层设计方法论建设智慧城市,是从顶层的视角,设计智慧城市总体架构,对智慧城市架构的各方面、各参与人员、各限制因素进行深入分析和统筹规划,力争达到基础设施、科学技术、产业发展与管理模式之间的统筹与协调,顺利开展智慧城市建设。

本章主要从以下4个方面论述如何利用顶层设计来建设智慧城市。

1) 体制机制保障力促成合力。

2) 云平台创新资源管控模式。

3) 基础设施铸智慧城市根基。

4) 以先进技术支撑信息挖掘。

4.1 体制机制保障力促成合力

城市的体制机制可为智慧城市的创建提供根本的保障,只有完备有效的管理机制才能保障智慧城市建设的顺利进行。

智慧城市建设周期长、涉及政府部门多、企业门类广,对市民的影响巨大。在建设过程中,各利益团体都有着自己的利益诉求,如何协调好各方的关系与利益,实现多方的共赢,无疑是智慧城市有序进行首先需解决的问题。

而在政府、企业和市民三类主体中,政府无疑是智慧城市建设的主导者,理应承担起实现共赢的责任。在当前的智慧城市建设中,牵头部门各有不同,发改委、经信委、旅游局都因为各城市的特点担当着智慧城市的领头羊。为改善这一状况,建议政府从国家层面,统一设立智慧城市的主管部门,并赋予其统筹智慧城市人、事、财、物的权力,创立切实可行的工作模式,从而达到基础设施、科学技术、产业布局和管理模式之间的有序和谐,共同促进与发展。

4.2 云平台创新资源管控模式

各大智慧城市都提出了自己的总体架构,经过分析与归纳,其整体架构包括:“感、传、知、用”四层,如图1所示。

1) 感知层:是智慧城市的信息采集端,主要利用物联网和传感技术,在管线、道路、车辆、商品、家电等城市基础设施上架设传感器、射频识别读写器和音视频采集设备,采集城市基础信息,为上层提供数据支持。

2) 网络层:主要包括电子政务网络、物联数据专网、无线宽带专网、移动公网和互联网等。作为上下层之间数据传输的通道。

3) 支撑层:主要基于云计算、云存储等先进的技术,将物理的计算资源和存储资源,虚拟为可动态调配和更高可靠性的逻辑资源池,并在此运行环境上,搭建基础信息服务、信息接入、信息整合、信息目录、信息交换和信息空间等公共服务,为上层提供服务支撑。

4) 应用层:包括电子政务、智慧交通、智慧城管、智慧安防、智慧生态、智慧教育、智慧金融、智慧社区、智慧物流和公共安全等各个领域的应用,直接服务于政府、企业和个人。

从图1的总体架构图中可以得知,支撑层发挥着承上启下的关键作用,基于云计算、虚拟化等技术搭建的云平台完全有能力服务于支撑层。智慧城市涉及面广,每分每秒都在产生数据,为充分利用好历史数据,需要保存这些数据,无疑其量级是海量的,传统的计算与存储模式难以适应海量数据的存储与管理的需要,云平台创新了计算资源和存储资源的管控模式,可以根据负载和需要合理地分配资源,保障提供的公共服务的质量,从而更好地服务于各类智慧应用。

4.3 基础设施铸智慧城市根基

基础设施是智慧城市建设的根基,涉及的基础设施主要有:

1) 感知层基础设施:主要指部署在管线、道路、车辆、商品、家电等城市基础设施上的传感器、射频识别读写器和音视频采集设备,为更全面的感知城市提供基础数据。

2) 网络层基础设施:主要指各类网络通信设施,既包括互联网、3G、4G、LTE、Wi-Fi、超宽带等数据网,也包括电话网和有线电视网,三网融合为采集到的城市基础信息向上层传递与汇聚提供了更顺畅的通路。

3) 支撑层基础设施:既包括服务器、存储等硬件设施,也包括云计算平台、公共服务平台等软件,软硬件的有机整合为智慧城市提供按需扩展的计算、分析、存储能力和高效统一的公共服务。

4.4 以先进技术支撑信息挖掘

智慧城市建设是一项跨行业的创新工作,众多先进的通信、计算、存储等IT新技术均被广泛使用,如图2所示。

“智慧城市”专业领域虚实结合,既包括顶层设计、战略研究等横向专业,又包含云计算、云存储、物联网、泛在网、大数据、移动互联网、智能感知等纵向专业。

“智慧城市”专业领域通用与专有结合,既涉及城市绩效、整体规划、信息化建设等通用领域,又涉及交通、医疗、社区、教育等专有领域。

为了更好服务于政府、企业与个人,信息的挖掘日益重要,以上关键技术都围绕着信息挖掘为核心,均作为实现挖掘目标的支撑。

正是这众多的先进技术,有效支撑了对智慧城市更透彻的感知。

5 结束语

本文针对智慧城市建设过程中存在的问题,在整理智慧城市与顶层设计的概念和特征基础上,分析两者之间的区别与联系,并展示了如何利用顶层设计的思想和技术来建设智慧城市,重点从管理、平台、基础设施和先进技术四个方面探讨了如何利用顶层设计建设智慧城市,每个智慧城市的规划师都应充分领会顶层设计的核心理念,结合本城市特色,开展智慧城市顶层设计。

智慧城市与顶层设计 篇2

0 前言

我国很多地区目前都在进行着智慧城市的实践，然而，现有的所谓智慧城市，都只是在城市内建设的某些智慧应用，如智慧教育、智能交通等，或者只在市内实现局部的智慧园区、智慧社区等，这些应用只是一个个的信息孤岛，不能实现不同应用之间的数据共享或应用穿透，距离全方位的智慧城市最多只能算作初级阶段。要想实现不同智慧应用的协同和穿透，必须有一套完整的顶层设计作为指引。试想一下，在一个条块分割的行政体系下，智慧城市推进如果没有一个整体性的顶层设计来指导，在实施过程中必然会遭遇各自为政、数据烟囱等信息化建设的老问题，增加智慧城市建设失败的风险。

智慧城市建设规划涵盖智慧医疗，智慧交通，智慧教育，智慧金融，智慧环保，智慧水务，智慧旅游，智慧农业，智慧园区，智慧制造，智慧能源，智慧执法，智慧环卫，智慧政务，智慧安全，智慧视频，智慧社区，智慧建筑，智慧民生。

国家发改委、工信部等8部门共同印发的《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》（以下简称《指导意见》）对我国智慧城市建设也指明了方向。

《指导意见》明确指出，要科学制定智慧城市建设顶层设计，城市人民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。方案要突出为人服务，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；要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。

中国智慧城市建设要因地制宜，并且要将解决民生问题放在首位，要让老百姓能够感受到智慧城市建设带来的生活变化。建设智慧城市，一定要做合理的顶层设计，要具有连续性，并可以根据发展需求进行补充修正，但不要重复建设，造成资源浪费。智慧城市工作不是一朝一夕就能完成的，要按照《指导意见》的要求，根据本地区的实际情况，分阶段按步骤逐步去实施。

智慧城市强调的更多的是在建设当中的资源共享，尤其是数据的交换共享和共用。值得一提的是，智慧城市不是一个纯信息化的工程，而是与政治、经济、社会等方方面面相关联，这种关联涉及多系统协同关联，而不仅仅是某个系统内部子系统的关联，因此，需要一个从上至下的规划。只有在这个规划下，智慧城市建设才能真正做到资源共享、数据交换，从而支撑城市可持续发展。我国智慧城市的宗旨

从最新出台的 “全球十大智慧城市”，例如维也纳、多伦多、巴黎、纽约、东京等城市来看，国外智慧城市的主要宗旨，是利用信息和通信技术（ICT）使城市生活更加智能，基本上包括以下内容：高效利用资源，实现成本和能源节约；改进服务交付，提升生活质量；减少对环境影响，支持创新和低碳。而在我国，对智慧城市的理解应该更加丰富。通过调研汇总，我们认为我国智慧城市建设的宗旨除了国外考虑的城市生活智能、低碳环保外，还重点考虑了促进政务能力的提升、推进产业发展等方面的因素。因此，可以用6个字来概括中国智慧城市的宗旨——“强政、兴业、惠民”。

在强政方面，鉴于我国的智慧城市规划和建设都是在政府主导下进行，因此智慧城市能否提高政府的行政、管理能力成为政府建设愿望的重要驱动力；同时一个充分信息化的政府在认知和管理水平上也更有能力推动智慧城市本身的建设。兴业方面，住建部副部长的讲话有一定代表性：“智慧城市是贯彻落实我国城镇化战略部署的具体任务，也是扩大内需、启动投资、促进产业升级和转型的新要求。” 智慧城市的顶层设计

顶层设计这一概念原本是一个系统工程学的概念，此概念强调的是一项工程“整体理念”的具体化。就是说，要完成一项复杂工程，就要以理念一致、功能协调、结构统一、资源共享、部件标准化等系统论的方法，从全局视角出发，对项目的各个层次、要素进行统筹考虑。

对于智慧城市的顶层设计，目前我国都还在尝试阶段，尚无发现一套成熟的顶层设计出现。总体来说，智慧城市的顶层设计，是一个城市战略层面的蓝图设计，是从全方位的视角，进行智慧城市总体架构的设计，对整个架构的各个方面、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规划和设计，力争达到网络、技术、产业与应用发展之间的统筹、协调，以便顺利地将智慧城市向前推进，增加城市发展的红利。

运营中心是智慧城市心脏，有助于城市做好顶层设计。

其实，地方政府对顶层规划的理解是个逐步深入的过程。目前，地方政府在智慧城市顶层设计方面还存在几个问题：一是一些城市对顶层规划重视程度还不够，虽然做了顶层规划，但实际上没有一个强有力的领导或主体部门对城市进行深入地了解。二是重视硬件，对软件不够重视。尤其是，在顶层规划上，对整体数据的获取、加工和集成、挖掘和分析、应用等认识还不够深入。三是，技术层面考虑得多一些，对体制机制再造和创新认识还不够深入。

实际上，体制机制再造和创新伴随着智慧城市的建设全过程。若对体制机制再造和创新不够重视，很可能导致智慧城市建设的很多项目无法持续运行，比如跨部门的数据共享，若没有很好的运行机制作支撑进行流程再造，很可能会使项目停滞不前，数据无法得到及时更新。另外，政府投资模式的创新也伴随着智慧城市的建设，应该纳入顶层设计中。智慧城市建设是一把手工程，需要根据每个城市特点，做好顶层设计和整体规划，成立智慧城市运营中心，做好组织实施。建议智慧城市主管领导牵头，成立智慧城市运营中心（SCOC），并任命智慧城市首席运营官。智慧城市首席运营官全面负责智慧城市运营中心管理办公室的工作，智慧城市运营中心管理办公室下设“城市IT运维中心”、“大数据中心”、“城市运行监控与指挥中心”和“智慧服务中心”。

智慧城市运营中心是智慧城市的心脏，职能是参与和审核智慧城市的顶层设计；规划和审核各行业信息化发展总体目标、框架、任务、运营管理机制等；相关政策法规与标准的制定；负责城市信息资源整合与共享；城市运行的集中监控。更重要的是促进面向社会的大数据开放应用。

“智慧服务中心”则包含面向公众生活的智慧服务平台、开放给企业的应用服务平台、政企合作的大数据交易平台及运营公司。智慧服务中心将促进政府治理模式从管理走向服务，传统的政府IT信息化架构将被“云-端”互动的智慧城市所取代。

本文主要从以下4个方面论述智慧城市的顶层设计。

a）以体制机制为保障，营造和谐发展氛围。b）以云平台为统领，牵引分布式智慧应用。c）以基础设施为依托，打造智慧城市根基。d）以先进技术为支撑，实现数据穿透和挖掘。

2.1 以体制机制为保障，营造和谐发展氛围

智慧城市的创建首先需要从城市的体制机制层面提供根本的保障，只有完善的管理机制，才能保障又好又快地建设智慧城市，才能营造和谐的智慧城市发展环境。智慧城市的发展环境主要包括适当的规范体系和评估体系、良好的信息安全体系以及和谐的智慧城市发展氛围。

2.1.1 智慧城市的生态环境概述

智慧城市的建设和发展是一个复杂而漫长的征程，它涉及到政府的相关部门，涉及到移动、联通、电信及广电等运营商，还涉及到国内外大量的硬件设备供应商、应用软件开发商、各种系统集成商以及相关的代维、渠道合作伙伴等等。在这个庞杂的生态环境里（如图1），各个合作伙伴都有不同的诉求或利益，如何统筹、协调管理好相关的合作伙伴，使智慧城市的打造能够有序进行，是必须首先考虑的问题。

政府作为智慧城市建设的主体，应该负起这个责任。而我国目前大部分城市的现实状况是，项目建设多头管理，包括发改委、经信委或科技主管部门等，都在推动智慧城市建设的不同项目。由于缺乏统一的主管部门，造成智慧城市顶层设计主体的缺失。因此在机制方面，建议采取如下措施。

政府要指定或组建统一的智慧城市主管部门，形成统筹智慧城市人、财、物、事的管理体制。只有这样，才可能达到网络、产业与应用发展之间的协同并进，营造良好的智慧城市发展氛围。

2.1.2 规范体系和评估体系

规范体系的建设是智慧城市实现信息共享和应用协同的基础，只有统一的且兼容性良好的规范体系作为标准，如良好兼容性的接口标准、统一的目录体系等，才能在各个智慧应用系统之上基于云平台搭建资源共享与交换中心，促进不同部门或行业之间的信息和应用穿透，推动信息资源向社会开放。

规范体系由总体标准和管理规范组成。总体标准包括术语框架和法律法规；管理规范包括质量管理体系规范、软件研制能力成熟度规范和软件项目管理规范等。智慧城市规范体系的制订，要依照《规范体系表编制原则和要求》（GB/T 13016-2009）中的有关规定，注重总体的分类合理和结构科学。既要注重与现行信息技术有关的国家标准、行业标准和国际标准的相互衔接，又要充分考虑智慧城市信息系统不断发展对标准提出的更新、扩展和延伸的要求。

另外，评估或考评体系也是智慧城市必不可少的部分。评估最主要的作用是用来测评智慧城市相关项目的目标实现度以及所产生的延伸效应。评估维度主要包括信息化基础、组织提升、公共效益和公众满意等方面。目前不少城市也在进行着这方面的尝试。

2.1.3 信息安全体系

智慧城市实现了各行各业各类数据资源的集中和充分共享，同时也带来了数据安全的风险，因此必须树立安全为本的观念，设立信息安全体系，设置信息安全的机构和队伍，充分考虑可能受到的干扰和攻击等因素，寻找智慧城市系统的安全参数和平衡点，实现对信息安全管理和应用。

信息安全体系应该以信息安全策略来统领（如图2）。以信息安全制度作保障，利用先进的安全技术作为支撑，例如设置信息加固和容灾系统，保证信息的安全可靠。

2.2 以云平台为统领，牵引分布式智慧应用

智慧城市的总体架构不完全统一，每个城市根据自己情况会有所差异。一般来说，其整体架构包括：感知层、基础能力层、服务框架层和业务运营层，如图3。

a）感知层：主要利用物联网，在城市基础设施上设置传感器或监控器，组成感知网，采集城市基础数据，激活现有城市部件和生产生活功能部件。

b）基础能力层：主要采用云计算技术，设置云平台，通过计算资源池、存储资源池等提供基础支撑能力，为上层服务提供信息共享，互联互通。另外，感知层采集的信息需要通过有线、无线的网络资源池向云平台传送。

c）服务框架层：为相关应用提供最小服务颗粒，如支付服务、位置服务、终端服务等。通过标准服务接口，实现服务能力组装，同时为开发者提供开发环境和相应的服务支持。

d）业务运营层：包括民生、产业、政务、城市管理等各个领域的业务部署，实现智慧应用及业务展现。本层的各个智慧应用子系统一般分布设置于城市的各个行业或部门。

从上述的总体架构可知，智慧城市的打造需要设置统一的、强有力的计算资源池、存储资源池等，为上层应用提供服务，这些资源池最好的实现方法就是云平台。云平台存储城市运行中方方面面的海量数据，并对数据进行筛选、归类、分析，同时为上层各种智慧应用提供快速、专家式的响应。智慧城市要需要以云平台作为统领，相关的智慧应用如智慧政务、智慧教育、智慧能源、智慧食品安全、智慧公共安全、智慧环保、智慧医疗、智慧交通等应用可在业务运营层面根据需求的轻重缓急分步分批建设，设置在云平台下。通过这样的分层建设，达到平台能力及应用的可成长、可扩充系统框架。

2.3 以基础设施为依托，打造智慧城市根基

这里所说的基础设施主要指信息基础设施。智慧城市需要感知城市每个角落发生的事件或状况，并且需要及时将这些感知的信息传送到云平台，这就需要以遍布城市的有线、无线网络基础设施为依托。智慧城市涉及的基础设施主要有：

a）感知基础设施：主要指物联网，通过射频识别（RFID）、视频和移动终端等手段，采集城市基础数据，为智慧城市提供智能化、泛在化的信息感知。

b）网络基础设施：主要指目前移动、联通、电信和广电运营商建设的“无线城市”、“城市光网”、“三网融合”等的网络设施，包括3G、LTE、Wi-Fi、超宽带等网络或技术，形成固定和移动的通信网络。

c）云平台基础设施：主要指城市的云计算中心、IDC数据中心以及政府、行业的云平台，为智慧城市提供强有力的计算、分析和存储能力。

只有这些有线、无线基础设施对城市实现了良好的覆盖和通达，智慧城市才能具备感知城市的基础。

2.4 以先进技术为支撑，实现数据穿透和挖掘

智慧城市的打造是一项创新性的工作，几乎囊括了目前出现的所有先进通信、信息新技术或应用。而其关键主要有四项：移动互联网、物联网，云计算和大数据。各种技术或应用描述如表1。

随着智慧城市的发展，新的信息技术还会不断涌现，这些新技术将从不同角度丰富我们的智慧城市。结束语

以上主要从4个方面对智慧城市的顶层设计进行了总体的探讨，对于每个城市来说，应在充分借鉴国内外相关顶层设计方法论的基础上，建立符合本地实际的智慧城市顶层设计。

智慧城市与顶层设计 篇3

智慧城市发展的新理念

随时查询城市交通状态、自主选择个性化优质教育资源、定制专属医疗服务……从前需要跑断腿才能办好的事，如今只需点击鼠标或滑动手机屏幕就可以轻松实现。这就是智慧城市带给我们的充满人性化的生活环境。

“多年来，快速城市化带来了交通拥挤、环境恶化、房价上涨、公共安全等问题，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。”南京太学智慧城市研究院副院长甄峰表示，与传统的城镇化模式不同，新型城镇化更强调信息化对提升城市经济发展、公共服务的巨大作用，智慧城市的提出，让我们看到了利用信息技术解决城市问题的愿景。

3月中旬，在首届“智慧城市与智慧学习高层论坛”上，国家信息中心信息化研究部副主任单志广表示，智慧城市代表了当今城市发展的新理念，它以推进实体基础设施和信息基础设施相融合构建城市智能基础设施为基础，以最大限度地开发、整合、共享城市的各类信息资源为核心，通过智慧的应用和解决方案，实现智慧的感知、建模、分析、集成和处理，实现城市规划管理信息化、基础设施智能化、公共服务便捷化、产业发展现代化、社会治理精细化。

“智慧城市是大数据时代迅速到来，技术革命对经济社会发展的一个综合性成果，是一场改变我们的思维决策方式和发展方式的新的科学技术革命和产业革命。”中国大数据和智慧城市研究院院长李德伟表示，智慧城市将经济、政治、法律、文化、艺术、科技、教育、卫生等各方面信息集成起来，形成一个全新的、智慧化的大数据社会。人们通过向智能终端发出指令，就可以借助大数据、云计算平台，解决自己的需求问题。在李德伟看来，智慧城市是信息管理系统与物理管理系统的融合，是一个亲和的、便易的人机界面加上太数据、云计算平台。

中国智慧城市建设进入实施阶段

“我国从20世纪80年代开始的信息化建设为智慧城市建设提供了有利的准备条件。”甄峰表示，30多年的信息化建设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，取得了显着成效。

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。“本质上来讲，智慧城市是我国信息化发展进入深水区后城市创新发展的新境界，是信息化与城镇化融合发展的大趋势。”单志广介绍说，2012年6月，国家发改委会同工信部等部门开始研究起草《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》，2014年8月，该指导意见经国务院同意印发，是我国智慧城市建设的第一份系统性文件。

有学者认为，该意见的发布标志着我国智慧城市建设进入了重要的落地实施阶段。截至目前，国家住建部已公布三批共277个智慧试点城市，覆盖了东中西部地区。“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，国家住建部出台的相应标准与设计指南，有效地指导了智慧城市的建设。”甄峰表示。

从经济社会发展高度建设智慧城市

在国家试点框架之外，全国各省市或地区都有部分城市提出智慧城市建设目标。面对近年来的“智慧城市建设热”，单志广提出，需要肯定的是我国智慧城市建设取得积极进展，但必须清醒认识到，与发达国家和地区相比，我国智慧城市建设在总体上尚处于一个起步时期和探索阶段。

“首先就是条块分割的体制，制约了智慧城市的研发。”李德伟认为，一些地方建智慧城市往往是从某一条、某一块，如智慧交通、智慧安防、智慧医疗、智慧政务等着手的，虽然容易上手，但是条块分割，易造成信息孤岛，限制了未来的互联互通，以至于不得不重新来过，造成资源极大浪费。

智慧城市与顶层设计 篇4

一、以人为本 生态为基 智慧发展

生态为本的实质是尊重自然、顺应自然、保护自然的生物多样性、生态链;其源头是植物的光合作用, 吸收二氧化碳, 放出氧气, 绿色发展;师法自然, 修复生态。

智慧发展, 首先是信息化、数字化、智能化, 建设智能城市;进而实行新的工业革命、产业革命, 高效、低耗、减排, 可持续发展;发扬中华优良传统, 天人合一, 融合协调, 集成创新, 总体规划, 顶层设计, 智慧发展, 建设“智慧生态城乡”, 筑造美丽中国。

城市的主体不是建筑, 而是生活在其中的人们。城市发展融合社会、文化、历史、经济、产业等因素, 向更加全面的方向发展。城市需要“天蓝、地绿、水清”, 有生态机制, 使城市的生态形象与生态功能相统一、相协调;还有自己的特性、风格和传统。

城市发展的总体架构涵盖城乡的所有方面:人、财、物、天、空、地、工、农、商、学、警, 涉及地面、空中和地下, 实体与虚拟;感知他们, 分析他们, 顺应他们, 调节他们, 影响他们。

二、需求分析 时代呼唤智慧生态城市

城市化是人类社会发展不可避免的趋势。我国发展的资源约束趋紧, 水污染、空气污染、土壤污染严重, 危及人民生存, 民族延续;节约资源、修复生态、治理污染、保护环境成为紧迫任务。

当今世界, 信息技术革命日新月异, 信息化和经济全球化相互促进, 互联网融入社会生活的方方面面, 深刻改变着社会的生产方式和人们的生活方式。我国成为网络大国, 处在可以大有作为的战略机遇期, 稳增长的同时, 推动发展从国际产业分工的中低端向中高端提升。信息资源日益成为重要的生产要素和社会财富, 信息掌握的多寡成为软实力和竞争力的重要标志。

遵照国家新型城镇化规划 (2014-2020年) 提出的“顺应现代城市发展新理念新趋势, 推动城市绿色发展, 提高智能化水平, 增强历史文化魅力, 全面提升城市内在品质。”要求;我们倡导建设“智慧生态城市”。

传统城市是建立在工业文明基础上的资源消耗型与环境污 染型经济 , 通过对自然 资源的获取 、产品加工、消耗废弃的利用模式与生产方式获得发展。而智慧生态城市发展绿色经济, 城市经济活动和谐地融入到自然系统的物质循环过程中, 形成融资源开发、清洁生产和废弃物综合利用为一体的环境友好型经济模式, 实现经济活动的生态化。

智慧生态城市不是简单地智慧城市加生态城市 (农村) , 而是信息化与工业化、城镇化和农业现代化融合发展的新模式。

三、总体统筹 规划智慧生态城市

智慧生态城市层次分明:生态环境、基础设施、五位一体建设、四化同步发展和智能生态城乡;涵盖政府、企业、社会、社区 村和家庭, 生产、生活和生态。

牢固树立生态文明理念, 立足当前、着眼长远, 围绕提高产业技术水平和竞争力, 以企业为主体、以市场为导向、以工程为依托, 强化政府引导, 完善政策机制, 培育规范市场, 着力加强技术创新, 大力提高技术装备、产品、服务水平, 促进节能环保产业快速发展, 释放市场潜在需求, 形成新的增长点。

四、顶层设计 智慧协调城乡发展

智慧城市重在应用, 生态城市重在基础;目前有关方面抓的智慧城市、生态城市的顶层设计仅是城市发展的中层设计。城乡信息流引领技术流、资金流、人才流, 提升信息采集、处理、传播、利用、安全能力, 更好地稳增长、调结构、惠民生。

因势而谋, 应势而动, 顺势而为, 促进融合发展, 推动企业加快技术创新、提升精准管理水平, 完善设备折旧等政策, 增强产业竞争力。健全城乡发展一体化体制机制, 坚持走以人为本、四化同步、优化布局、生态文明、传承文化的新型城镇化道路, 遵循发展规律, 积极稳妥推进, 着力提升质量。

智慧生态城市 (乡) 建设智慧生态工程, 涉及众多产业和方面。“智慧生态工程”是信息化支撑的生态工程, 师法自然, 修复生态;改善水循环、气成分、土组成, 如“雨水渗灌地下工程”等。雨水本是宝贵的资源, 尤其在我国北方缺水地区。目前城乡许多雨水没有渗入补充地下水反而在地表泛滥成灾, 并在泛滥过程中被污染, 实在最为不利。治理城市雨洪泛滥的最佳方案显然不是只考虑建设更强的排水管网体系, 而是设法把雨水收集和存储起来利用或渗补地下水 (存储在地下备用) 才是最合理的对策, 是真正的智慧生态工程。

实行区域联防联控, 深入实施大气污染防治行动计划, 推动能源生产和消费方式变革。加强水污染、土壤污染治理;继续实施退耕还林还草, 退牧还草、天然林保护、防沙治沙、水土保持、石漠化治理、湿地恢复等重大工程。落实主体功能区制度, 探索建立跨区域、跨流域生态补偿机制。

五、抓信息化 带动四化同步发展

城市的发展需求极大地促进了计算机产业、软件产业、集成电路产业和通信业与设备制造业的发展, 带动了区域经济的转型升级。中央成立“网络安全和信息化领导小组”, 信息化成为真正的一把手工程!为城市发展带来新的机遇。

实施“宽带中国”战略, 积极发展信息资源市场, 发展物联网, 强化信息获取与智能处理;建设下一代信息基础设施, 深化电子政务建设, 全面支撑政务部门履行职责, 满足公共服务、社会管理、市场监管和宏观调控各项目标的需求, 推进行政体制改革和服务型政府建设。广泛应用信息技术, 建设信息安全保障体系, 促进资金流、人流、物流、信息流的高效配置和安全运转。合理使用信息资源, 促进节能降耗减排, 提升管理服务水平, 推进城镇智慧化发展, 建设美丽城镇。

我国信息化行业先行, 城市信息化建设和运行纵强横弱, 信息孤岛多, 数据交换难, 信息共享程度低;信息化建设成本高, 效率低;缺乏科学、务实的总体框架和适合不同类型城镇使用的建设与运行模式。信息化的高投入与应用系统建设低效益的矛盾突出, 信息资源开发利用不足, 信息化的效能还没有得到充分的发挥和体现。

以基础数据库为基础, 建设一个数据规范、互惠互利、共用共享的公共信息平台, 实现数据交换与信息共享;对城市各类公共信息进行统一管理, 满足城市各类业务和行业发展对公共信息交换与服务的需求。

以企业、民众和政府为主体, 在经济发展、民生改善、社会治理和生态保护等方面应用信息通讯技术, 开发利用信息资源, 整合业务应用系统, 提升信息交流和共享水平, 支撑生产、生活和生态活动, 节约资源, 保护环境, 促进城镇可持续发展。

整合各部门、各单位的信息资源, 按照 " 一数一源 " 原则, 确保基础信息的准确性和完整性, 为政府和社会提供准确可靠的基础信息服务。在生产、生活和生态活动中积极促进信息消费;启动第四次工业革命, 促进生产领域的信息消费。

采用信息技术改造传统产业, 提升设备效率, 优化、创新管理模式;促进清洁生产技术应用, 降低工业发展对环境的冲击;推动高新技术产品开发, 提高产品科技含量的附加值。信息化支撑科技创新, 不断提升产业的核心竞争力, 超前部署支撑新兴产业发展的核心关键技术和前沿技术研究。以电子商务促进城镇产业结构的优化, 建立健全电子商务制度, 形成安全可信, 规范有序的网络商务环境, 全面支持传统产业的改造和产业结构的优化。

智慧城市与顶层设计 篇5

来源：CIO时代网

一、为什么要提出新型智慧城市

1.适应全球信息民主化大潮流

信息技术大普及带来全球信息环境的大变化：

一是信息化新居民的出现，公众与政府的信息不对称已消除，公众要求政府数据开放，要求参与智慧城市的规划与建设，并能够检查督促智慧城市建设工作，对智慧城市建设效益提出更高的要求；二是企业的增值服务能力迅速增长，在很多方面已经超出了政府能力，很多企业已经在向公共服务的领域迈进，如何充分利用企业的公共服务能力共同建设智慧城市成为加快智慧城市建设的新课题。

新型智慧城市将通过开放、共建、共享的建设方针来迎接这种变化。2.支持新型城镇化战略

新型城镇化是国家发展的基本战略，新型城镇化以人的城镇化为核心，为支持新型城镇化战略，新型智慧城市将以服务的均等化、消除数字鸿沟为重要目标，帮助新居民融入新的社会环境，解决其居住就业问题、医疗社保问题、子女入学问题等方面的困难。以往的信息惠民更多是面向原城市居民，那些文化层次高、信息能力强的居民会更多收益，而新型智慧城市将更多考虑对信息弱势群体的服务，以服务的均等化来支持国家新型城镇化战略。

3.避免智慧城市建设的同构化

由于缺少对智慧城市的充分理解，在智慧城市热的影响下，各地智慧城市规划仓促上马使得规划的同构性非常严重，这对于国家经济结构的配套、互补是不好的，产业经济的同构会带来过度竞争降低投资的效率并不利于创新的发展，信息智慧城市需要下力克服这一弊端，推动智慧城市的多样化，保持各地经济活力、促进创新的繁荣。

4.新型智慧城市的三大特点

（1）开放、共建、共享新型智慧城市建设首先要强调开放、共建、共享的基本原则，政府要开放数据，开放智慧城市规划，要让公众能够了解政府的整体规划并能够发表意见，形成社会共识。政府要促进社会公共服务的整合，不仅包含政府的服务还包含企业提供的服务，政企合作，共创智慧城市的繁荣。

（2）服务均等化以往的智慧城市建设重点是提供更多的公共服务，但是这些服务更多服务于拥有更高信息技能的用户，而对于信息技能不足的弱势群体关注不够，新型智慧城市将努力改变这一局面，尽力消除信息鸿沟，让弱势群体能够享受更多的公共服务，支持国家新型城镇化战略。（3）城市特色化智慧城市建设是在大城市中发展起来的，其做法并不能适应中小城市、小城镇的信息化建设，新型智慧城市建设将努力改变智慧城市同构化的思路，努力推动智慧城市建设的特色化，建设更多的特色化小镇、特色化经济区，推动地区经济新特色化、多样化发展。

二、面对目标的顶层设计

1.目标顶层设计的重要性

技术人员理解的顶层设计通常是技术方案的顶层设计，设计者假定目标不成问题，这是甲方领导的工作，顶层设计用不着过问，但是在大多数智慧城市的发展目标是不清晰的，智慧城市的顶层设计首先应当是对于目标的顶层设计，然后才能进入到对于手段的顶层设计。

智慧城市的目标本身就是一个复杂系统，顶层设计首先就要分析目标系统的合理性，现在的问题是往往没有人认真分析其合理性，面对一个脱离实际的目标，再高大上的技术方案也没有用。

智慧城市的顶层设计第一步是设计合理的目标体系，设计者要研究每一具体目标的价值，目标之间的关联，是否有可行性及什么先做什么后做等等。实际上大多数智慧城市建设的不成功并不是工程技术的不可行，而是目标设计的不合理，很多智慧城市规划不成功在于根本没有目标合理性的设计。

2.决策层的顶层设计

重点是业务合理性传统信息系统的顶层设计是执行层次的行为，因为效益合理性问题甲方已经考虑过了，执行层次的顶层设计只考虑系统的可行性而不考虑系统的效益。在智慧城市规划中这种思维不可行，因为智慧城市过于复杂，决策层难以提出明确合理的目标要求，需要顶层设计者来帮助决策层完成智慧城市的目标设计。即智慧城市的顶层设计首先应当是在决策层上的顶层设计，只有在目标层次上的顶层设计完成后才能进入执行层次的顶层设计，进而才能确保智慧城市建设的顺利进行。

智慧城市决策层顶层设计要决定的不是“怎么做”，而是应该“做什么”，此阶段的顶层设计要解决目标合理化问题，要理清楚各具体目标之间的关系，明确目标的测量评价标准，决策层顶层设计者必须要熟悉决策者的思维方式。

3.执行的确定性与目标选择的不确定性

在智慧城市建设中，决策层与执行层面对的问题是不一样的，决策层面对的任务是选择恰当的任务目标，以有限的资源取得最大的效益，效益是一个不确定性问题，影响效益的因素太多，每项决策都会有风险，正确的选择依赖于决策者的经验、视野与对问题的洞察力，并没有规范的方法可循。

执行层次的顶层设计是可行性导向的顶层设计，系统可行性并不考虑项目效益，因为项目的效益是决策层考虑过了的，执行层设计的任务只是保证系统的可行性。执行层解决问题的思维模式主要是系统工程的方法，通过逻辑设计形成以任务目标为中心的功能链条，确保既定目标的实现，执行层面对的问题主要是确定性的。

4.目标设计不到位难以弥补

选择恰当的目标是决策层顶层设计的核心任务，目标的合理性是决定项目工程效益的核心，而仓促的目标设计是影响损害最终效益的元凶，目标设计的缺陷是最好的执行也无法弥补的。可行性出现问题容易立即发现，而目标的不合理往往会在系统上马之后才会被认识，后者的危害要严重得多。智慧城市规划出现问题主要是决策层顶层设计不到位，必须高度重视目标决策层次的顶层设计。

顶层设计不到位主要是目标设计不到位，如果目标设计合理，手段可在执行中调整终究会成功，如果目标设计不合理，靠专家评审是没有用的，没有通不过的顶层设计，专家评审不会纠正目标设计的失当，只是便于在智慧城市建设不成功时责任人可以借此推脱责任。

三、智慧城市规划不能独善其身

1.城市发展与人类社会的组织化

城市发展的主要原因是更高的资源利用效率。亚当•斯密认为分工合作是生产力提升的主要原因，也就是说社会的效率来自于有效的组织，城市繁荣的原因是形成了更有效率的组织模式。

以组织化的视角认识智慧城市，信息技术是形成社会组织的粘合剂，信息技术效率的大提升必将为组织的优化带来更多的机会，因此所谓智慧城市则是能够利用现代信息技术优化城市组织模式的城市。

城市组织的优化不仅仅在城市的内部，还包括与地区经济、全国及全球经济连接模式的优化，经济全球化的趋势反映的正是全球的组织化。

2.智慧城市发展的大格局定位

关起门来自我发展的城市是无法智慧的，城市的效率不仅来自内部组织的优化，更来自地球、全国、全球的社会经济的分工合作的优化，城市是大范围全球组织的一个节点，在大格局中的准确定位是智慧城市发展战略的核心内容。

世界也在重组，城市若在社会经济大格局中找不到自己的位置就意味着被边缘化，意味着失去发展的机会，战略层顶层设计的重要任务是决定城市未来的大格局定位，选择好城市在大格局中的恰当定位是城市规划的大智慧。

3.产业发展目标不能一厢情愿

要从全球组织化的视角看待智慧城市的战略规划，尤其是产业的发展目标并不能一厢情愿，因为产业是相互关联的，产业规划必须考虑到与其它城市的竞争与合作关系，产业的组织化有自己的规律，顺其规律发展才能兴旺，优势互补地竞合发展比盲目发展更有效率。

国内很多智慧城市规划缺少全球组织化的视角，一厢情愿地想着自己的产业发展目标（如智慧产业），不研究周边城市、其它地区的产业竞争态势，致使城市战略目标严重同构化，丧失可行性，智慧城市的顶层设计必须要消除这种不切实际的产业目标。

4.从实际出发的特色小镇更有竞争力

在未来全球组织化的大格局中，发展目标的同构化是最容易被边缘化的，没有特色的城市最容易被替代，都发展同样的产业、同样的文化城市自身的价值必然会降低，在全国、全球交通、通信充分繁荣的时代，唯有特色化能够提升城市的价值，尤其是中小规模的城市，浙江省很多地区建设特色小镇就是非常智慧的做法，特色化是城市的生存之路、繁荣之路，也是智慧之路。

虽然很多人知道特色化城市智慧的重要组成部分，但是很多城市还是不敢选择特色化之路，因为特色化有风险，领导者要承担更多的责任，而同构化的模式（最缺乏智慧创新的模式）最容易获得通过，对中小城市而言，能够选择恰当的特色化方向是对城市领导能力的重要考验。

四、设计有生命力的服务

1.仅仅规划功能是无法保证效益的

在智慧城市专项任务的规划中，有些人会热衷于规划系统功能而不是规划系统的服务。规划服务功能与规划服务业务本身的差别是极大地，服务功能规划是从技术的视角提出问题，服务功能只是一项工具，而工具是不等于效益的，工具要产生效益还需要有很多环节，要形成业务链才能形成效益。

由于功能只是效益链的中间环节而不是最终环节，即使功能实现了也不能保证效益，因此顶层设计要将规划的重点放在服务链的建设上，并且不能以中间成果作为评价成败的检测点，要以最终服务的效果来测量智慧服务的成效。

2.顶层设计要面向效益而非技术效益

导向的顶层设计需要设计的是服务链，而不是提供一堆技术功能，服务链是包含人、机器、系统的组合，是运行着的系统，能够为用户提供服务效益的系统，而不是某种技术工具需要用户去集成组装能够产生效益的新结构。社会效益的产生于新服务能够为用户节约大量的精力与时间，而不需要用户现场搭建效益链。工具、知识、人员集成的高成本会冲销提供“技术能力”的价值。

顶层设计要规划能够产生用户效益的规范服务业务，而不是提供一堆“可能性”，例如简单开放政府数据，公众很难使用，唯有与有效的增值服务结合起来，形成应用APP才能让公众受益。

3.有可持续性的服务

必须是生命体效益规划是顶层设计的难点，效益问题是不确定性问题，既然今天的设计无法保证未来环境的稳定不变，我们所设计的服务系统就需要有自适应的能力，能够自我改进，追求效益目标，在这个意义上说，服务系统必须是生命体。

服务效益的实现需要时间积累，服务必须要有可持续性，达不到服务寿命的系统也无法保证效益，不能适应环境变化的系统也不能保证效益。服务的可持续性机制设计就是服务的生命力设计，它应当是顶层设计关注的一项重点。

4.生命机制的顶层设计

服务的生存需要有外部资源支持，服务业务首先要设计好外部资源获取渠道，服务产生的价值是否足以维持外部资源供应？服务效益到资源供应的反馈渠道是否通畅？服务的改进是否有助于资源供应的改善？这是服务业务外部生态环境的检验，对这些问题得到肯定的结果之后再进入内部的生命机制设计。

服务业务生命机制是对外部环境变化的适应力设计。服务系统很难一次设计成功，成功运行的系统也需要面对外部环境与用户需求的变化，服务系统必须要有自适应能力，要有对变化及时反馈自我修改的能力，反馈改进的效率决定了系统的竞争力。

五、自上而下与自下而上的平衡

1.自上而下与自下而上的设计

各有所长智慧城市的规划可以自上而下，也可以自下而上，两种方法各有各的优点。自上而下的规划有更好的整体观，适合与政府的思维模式，目前国内的智慧城市规划大都采取自上而下的模式。这种模式的缺点在于：当我们对智慧城市的建设规律缺乏了解之时，自上而下规划有着更大的盲目性，容易造成巨大的浪费。

自下而上的设计模式容易看清具体应用环境，目标越具体越容易取得效益，自下而上的设计便于发挥各参与单位的积极性，建设的成功率更高。

合理的做法应当是两种方法相结合，在初期对智慧城市建设规律不熟悉的情况下，多做一些自下而上的设计是必要的，减少自上而下的大系统规划，在缺乏实施经验的情况下系统越大成功率越低。

2.决定性思维的局限

自上而下的规划模式最容易出现的问题是陷入决定性思维的陷阱，看不到智慧城市面对大量的不确定性。决定性思维认为智慧城市的运行是可以用一套规范的程序来管理的，建立一个集中的运行中心就能够管理城市的一切事务。这种城市运行管理中心从来没有成功过，因为将城市管理的全部复杂性集中到一个管理部门时无人能够胜任如此复杂的信息管理。城市面对的问题不是一成不变的，环境在变化、技术在更新、需求在提升，新问题的解决依赖于创新能力，而一个业务规范的运营中心是无法具有创新能力的，按照决定性思维模式设计出来的运营中心无法适应充满不确定性的智慧城市管理。

3.自组织模式更具有创新活力

推动城市发展创新的力量主要来自自组织模式。政府建立的系统常常不如靠市场机制自发形成的系统更有创造力和可持续性。互联网的成长过程早已证明了这一点，政府建的搜索引擎不敌谷歌与百度，政府的电子商务也不及阿里，成功的系统多是参与者自组织构建的，自组织模式最大的优点是能够兼顾参与者自身的利益，这种利益的纽带增强了市场系统的健壮性，参与者的选择是一种智慧行为，自组织系统能更有效地积累参与者的智慧进而涌现出意想不到的创新，而按决定性思维自上而下建立的系统则缺乏这种创新能力。

4.信息化最大贡献在基层而非高层政府 信息化规划总是喜欢盯着领导需求而忽视基层需求，实际上最有效果的应用不在高层而在基层服务。基层业务是确定性的，信息技术容易发挥作用，高层以不确定性业务为主，难以计算机化，这是为什么决策支持系统长期显不出效果的原因，决策的关键在质量，IT的优势在效率而非质量。

智慧政府信息系统应是重点提高基层工作效率的系统，数据整合服务要面向基层、面向操作、面向用户而不是面向领导。领导只要了解总进度、全局状况和统计结果，并不需要最快的操作数据，最快的操作数据是给一线人员使用的，是用于信息惠民服务的。IT的效率优势在操作层更能充分发挥作用。

六、设计城市的创新机制

1.善于创新的城市才是智慧的城市

越来越多的城市已将提高城市的创新能力作为城市发展的重要目标，全球经济进入到以创新为中心的时代，创新成为城市活力的基础，每个城市都会面对着世界越来越快的变化，唯有提高城市创新能力才能适应这种新环境。提升城市的创新能力经常要考虑以下两点：

（1）创新思想的活跃。一切创新都是人做的，开放人的思维空间、促进多种思想的自由交流对于新思想产生的活跃有重要意义；（2）创新成果能生存。创新的本质是组织的优化，要形成有助于重组产生的社会结构与技术结构，形成有助于创新成果能够保留下来的生态环境。

顶层设计的重要任务是建议使创造思想活跃的政策以及建设有助于创新成果生存的生态环境。

2.多样化思想的交流促进创新思维的产生 创新思想并不是某个人凭空产生的，它是人们思想相互促进的结果，新思想也是各种思维成果的集成，新思想的涌现与人们的思维活跃程度密切相关，城市创新思维的活跃与城市居民的交流频繁程度密切相关，智慧城市需要促进居民思想交流的活跃，特别是不同思想间的碰撞极为重要，要让城市成为实现开放的城市，吸引各种不同思想的汇集，提升城市创新思维的活跃度。

为了促进城市的创新思维的活跃，建立开放的城市文化环境非常重要。创新繁荣的城市都是多元文化的城市，要鼓励年轻人张扬自己的个性，包容各种各样的思维，欢迎特立独行的思想者，包容创新失败，高度包容的文化才是最能创新的文化。

3.合作最方便的城市是最能够创新的城市

任何城市的创新最终都要落实到城市组织的优化，智慧城市的顶层设计要为城市的组织优化提供最大的方便。组织优化的范围要尽量地宽阔，不仅仅是政府部门之间的合作，还要包括政府系统与社会企业系统的合作，城市与其它地区的合作，合作空间越大、合作伙伴越多城市的创新力量就越强。

在智慧城市规划中，我们不仅要规划政府系统的合作平台还要把这种平台扩展到社会上去，让企业的服务创新能力也能聚合进来，让已有的成果能够多方面整合与再利用，整合利用越方便性越创新成果的生存与活跃。

4.标准化与创新平台

为了促进智慧城市各方面的服务有效地合作、集成与重组，智慧城市顶层设计推动系统间的互操作与标准化是一个关键措施。标准化是减少相互合作复杂性的基本措施，不仅要推动政府内部系统的标准化与互操作，还要尽可能实现政府与企业开放的系统的统一，从长远发展来看政府系统与企业的互联是一个大趋势，双方系统的标准化将有利于联合创新。

政府与企业的平台相互连接是一个重要趋势，目前国内最大的几个云平台都是企业建的，政府利用企业的平台建立服务系统有很多方便，不仅能降低成本、提高服务质量还能够促进合作创新。智慧城市的顶层设计要开门设计，开放政府资源，充分利用社会资源，促进全社会合作创新的繁荣。

七、共建智慧城市治理新模式

1.社会重组是城市效率的来源

提高城市组织化的水平是提高城市效率的主要渠道，城市的组织化不仅仅是人的组织化，也包括人与机器、机器与机器的组织化。信息技术（包括通信、软件与嵌入了软件的各种设施的大发展为城市组织化水平的全面提升创造了条件，智慧城市的建设就是利用现代信息技术全面优化城市组织的过程，从组织化的视角来认识智慧城市，可以看出社会组织化的核心人的组织化，共建是调动人的积极性最重要的渠道，动员全社会共建是实现智慧城市的捷径。

2.改变电子政务规划的思维方式

国内电子政务的规划是以政府为中心推动的，取得了很大成绩，但是电子政务的设计模式并不宜延续到智慧城市的顶层设计，因为电子政务是政府的服务改革，政府有更大的控制权，而智慧城市是全社会的改革，很多改革不是政府能够直接控制的，建立社会共识，发动社会共建才是智慧城市建设的成功之路。

从电子政务建设到智慧城市建设，外部环境已经发生了巨大变化，变化来自于信息技术的大发展，今天高性能的智能手机已大规模普及，公众的信息能力已极大提高，这种能力的提升极大增强公众参与智慧城市建设的积极性，此外越来越多的企业在大数据应用与云平台服务能力上开始大幅度超越政府，企业已开始涉足公共服务领域，企业已成为智慧城市建设不可轻视的力量，新型智慧城市必须要贯彻政企合作、政民合作的原则才能把蕴藏在社会公众在的巨大潜力调动起来，支持智慧城市的建设。

3.公众参与智慧城市监管的途径

智慧城市建设在多数地区还没有引起公众的关注，这是不好的，智慧城市的建设效果直接与公众的参与度相关，没有公众关心的智慧城市如同没有用户关心的产品一样，智慧城市唯有在公众的关注下才能成功。

公众不关注智慧城市的因素有二，一是政府没有充分的宣传，未能形成社会共识，社会有共识才会配合，有共识才能投资，政府与企业的信息化建设才能同步与配合，毋庸置疑，社会共识是智慧城市最大的无形资产。

其次是社会监督机制不完善，公众并没有反映意见的规范渠道，缺少公众意见的代表人，地方人大可以完善这项工作，人大应当有专人代表公众监督政府智慧城市方案的实施，智慧城市在公众监督之下才能健康发展。

4.建设监管与自律平衡的智慧城市

一些政府官员把改善城市治理理解为增加监管，这是不对的，智慧城市的不是一个事事依赖政府严密监管的城市，而是一个居民自律、居民共管与政府监管相互配合的城市。智慧城市的顶层设计不是要设计一堆监管系统，而是要设计规划更有利于居民自觉参与管理、自觉遵守秩序与公共道德的系统。

数字城市、智慧城市顶层设计解析 篇6

一、数字城市、智慧城市顶层设计的含义与必要性

顶层设计在字面上去理解, 就是一由高端开始的整体构思, 具体含义是, 使用系统论的方式, 站在全局的角度, 对于数字、智慧城市建设的多个方面和层次以及要素实施统筹思考, 协调和处理当中的多种关系, 树立目标, 采取完成目标的主要方式, 制定合理的战略技术, 并且适当调整和避免可能会造成失败产生的风险, 不断提升经济效益, 减少成本的花费。

顶层设计属于介于意图与实践当中的蓝图, 也是拥有整体确定和可行性的科学思维的理论结果, 并不是实践探究性的产物, 无论哪个知名的建筑都是按照图纸设计去施工的, 也可以说其都是顶层设计的作品。若不重视顶层设计, 将会导致建筑产生一系列的问题, 导致发生严重的灾难和事故.

二、顶层设计发展线路图法

(一) 根本概念和框架

发展路线图这种方法通常运用在对于某个领域发展前景进行分析, 并且确定达到这个前景使用的方式。因为其具体目标是要构成和发展前景的统一, 在制定发展路线图的时候, 一定要收集有关领域利益相关方参加工作, 从而达到共识。发展线路图这种方法在每个国家和领域应用有很多形式, 但是一般是都使用图形和表格的方式解决相对简单的问题。

(二) 应用的具体方式

当前, 对多个国家和领域应用案例进行分析和制定发展路线图的时候使用的具体方式, 几乎均是综合适用已经存在的多种决策分析方式, 包含:

1. 情景分析法, 属于一种比较直观的预测方式。

2. 层次分析法, 属于一种定性和定量二者巧妙结合的决策分析方式。

3. 德菲尔方法, 这是一种非见面方式的学者意见采集的方式。

4. 头脑风暴法, 属于一种激发和引导创新观点的思维共振的方式。

(三) 实施过程

发展线路图这种方法在使用的时候通常流程可以分成四个环节:

1. 路线图开启环节, 确定需要, 构建队伍, 确定具体的范围和界限。

2. 任务界定环境, 这个时期要确定任务同时判断风险和机会, 评价估计目前拥有的能力以及差别, 制定发展的目标。

3. 策略制定环节, 这个环节确定完成发展目标的策略和每一项策略进行的顺序, 制定综合进度时间表格和发展路线图的汇报。4.

4. 路线图实施环节, 审核同时发布路线图汇报, 制定发展路线图执行的计划, 在规定期限对于发展路线图再次评价估计和改进。

三、顶层设计体系结构法

(一) 业务架构设计

业务架构设计是使用有效的建模技术, 标准化的描绘业务发展的战略和运作的方式以及每个业务之间相互作用地关系构造, 其将战略目标当作出发点, 由业务活动与要素当作主线, 由实现目标的信息流当作支持, 描绘基础业务的模型。业务架构设计结构一般包含, 通用任务列表和智慧城市概念图, 系统节点链接图, 系统关系图, 系统活动等等。

(二) 信息架构设计

信息架构设计具体是构建信息模型, 描绘信息流程, 并且按照业务框架对于信息集成和共享以及有效利用方法进行分析, 从而达到业务流程的改进和再次组合, 提升信息集成以及共享的效率。信息架构设计结构主要包含, 共享数据环境和信息互换关系以及信息规范以及服务这些模型等。

(三) 系统架构设计

系统架构重点阐述较多系统怎样连接与相互操作, 秒回信息化体系构造和运营, 将系统物理资源与其性能她点和业务与技术架构确定的准则条件结合, 系统架构设计结果主要包含, 系统构成描绘和系统连接关系图, 通信说明, 系统功能与活动演化等一系列的模型。

(四) 技术架构设计

技术架构提供系统达到目标的技术前提和建设指导, 包含各种技术准则和管理以及规定, 还有相关的法律, 这对于也定系统架构功能和接口以及相互关系起到决定性的作用, 技术架构设计的结果一般包含, 技术体系构成, 技术标配, 和发展预测等等。

当前, 智慧城市体系构建的前提是信息网络设备, 主要是软件系统, 核心是要提升信息集成与共享还有系统管理控制的能力, 最终目标是构成以信息系统作为基础的体系管理优点, 这也是探索体系构造方式的起点和终点。

(五) 顶层设计层次关系

体系架构其中的参差关系重点指的是体系架构设计先后的顺序, 一定要思考智慧城市需要的目标体系, 必须要了解工程需要目标, 并且得到统一意见的时候才可以设计开发整体架构, 在对于整体架构系统进行研发的手, 必须要观察核心系统需不需要实施系统模拟, 只有核心系统模拟实验获得成功之后, 整体架构才能够确定其可行性。

在开发完整体架构之后, 一定要对整体架构实施评价, 评价合格之后, 整体构架才可以当作系统整体设计的框架基础根据, 其中的层次关系和前后开发顺序大概和上面所讲的一样, 智慧城市顶层设计一定要根据顺序和层次去开发设计, 只有这样才可以确保顶层设计的工作。

结束语:

通过本文对数字城市、智慧城市顶层设计的进一步解析, 使我们了解到随着数字城市、智慧城市不断推进, 促使人们对于顶层设计有了更多的关注, 顶层设计在数字和智慧城市建设中占有十分重要的地位, 智慧城市属于数字和智能城市建设前提条件下建设, 所以怎样设计和构建数字、智慧城市。智慧城市怎样管理运转, 最后完成的目标是什么这些问题都必须要给予高度的重视, 只有这样才能确保智慧城市建设的稳定性和可行性。因此, 希望通过本文的阐述, 能够给数字、智能城市顶层设计方面提供一定的帮助。

参考文献

[1]杨学军, 徐振强.智慧城市背景下推进智慧环保战略及其顶层设计路径的探讨[J].城市发展研究, 2014, 06:22-25.

孙鹏:智慧城市建设缺乏顶层设计 篇7

中兴通讯智慧城市学院执行副院长孙鹏指出, 所谓智慧城市, 绝不是单行业、孤立的智慧应用简单叠加。智慧城市建设是一项系统工程, 由于城市的历史、文化、资源和经济发展水平等各不相同, 智慧城市必须围绕当地的战略定位、具体问题, 制定顶层设计规划。在统筹的顶层设计下, 协调考虑信息惠民、产业发展、科学管理, 实现城市级的“智慧式管理和运行”。而从当前各地的推进热潮看, 尽快构建全国统一的技术标准, 特别是数据互联互通的标准, 会对减少未来的发展潜在障碍具有重要意义。

智慧城市顶层设计基础之系统工程 篇8

智慧城市的经济信息系统是以系统工程方法来处理城市的经济发展战略规划、经济指标体系、产业结构分析、投资决策与资源配置等;能源管理系统是以系统工程方法来处理城市的能源结构、能源需求预测、能源配置、节能分析、能源与能耗数据库等;智能交通系统是以系统工程方法来处理城市的道路、公路、航空、铁路、航运等综合运输规划, 建立综合调度系统, 优化城市交通模型, 提高运输效益;各类信息应用系统更需要运用系统工程理论和方法制定发展战略、规划与政策, 处理各级/类信息系统的开发、运行管理及更新等事务。

1 系统工程学的形成

系统工程学源于系统思想的发展, 融汇了系统论、控制论、信息论等系统理论, 与现代科学技术的发展紧密相关。系统论是研究系统的模式、原则和规律, 并进行数学描述的理论。控制论则以“信息与控制”为核心概念来研究各类系统的控制和调节的一般规律。信息论是研究信息的生成、变换、存储、交换与传播的特征和规律的理论。奥地利生物学家贝塔朗菲、美国的数学家诺伯特·维纳与数学家克劳德·香农, 分别为系统论、控制论、信息论奠定了理论基础。中国科学家钱学森推进了系统理论和系统科学的发展, 提出了工程控制论。

20世纪40年代, 系统理论对管理科学与工程实践发生了很大的影响, 系统理论的工程应用形成了系统工程学, 它为组织管理系统的规划、设计、制造、试验和使用提供了有效的科学方法。

1930年, 美国在研究广播电视系统中提出了系统方法概念;1940年, 美国BELL电话公司开发微波通信系统时使用了系统工程一词。第二次世界大战期间, 英美等国运用军事运筹学进行反空袭等军事行动。20世纪40年代, 美国的“曼哈顿计划”运用系统工程推动原子弹研制发展。在20世纪40年代到60年代, 由于运筹学的广泛运用与发展, 控制论的创立、电子计算机的应用, 使系统工程得以快速完善。1957年H.Good和R.E.Machol的《系统工程》著作和1965年R.E.Machol的《系统工程手册》, 更表征了系统工程进入了实用化和规范化。之后的美国“阿波罗”登月计划 (1961-1972) 使用多种系统工程方法, 也获得了巨大成功。

20世纪80年代, 中国在钱学森教授的推动下, 系统工程的研究与应用日益广泛, 深入到社会与经济的各个领域, 研究应用的范围与对象系统的规模朝着“巨大、复杂”的趋势发展, 各行业系统工程逐步形成各自的方法论、模型体系及专用软件。今天的系统工程与计算机系统的应用已无法分离, 系统工程分析软件、决策支持系统及政策模拟实验室等形成了新的技术综合体。

在中国落实科学发展观、实施可持续发展战略的今天, 系统工程与高速且泛在的信息及网络技术结合, 将在社会与经济各个领域中起着重要的作用。

2 系统的概念

规模化、组织化的复杂系统是系统工程的研究对象, 也是系统科学的基础。系统是由两个以上有机联系且相互作用的要素所组成, 具有特定功能、结构和环境。

2.1 定义

根据汪应洛教授的定义, “系统”有以下四个要素组成。

(1) 系统及其要素。系统由两个以上要素组成, 各个要素可以是单个事物 (元素) , 也可以是一群事物组成的分系统、子系统等。系统与其构成要素是一组相对的概念, 取决于所研究的具体对象及其范围。

(2) 系统和环境。任意一个系统都是从属于一个更大系统 (环境或超系统) 的组成部分, 并与其相互作用, 保持较为密切的输入输出关系。系统连同其环境一起形成系统总体。

(3) 系统的结构。构成系统的诸要素之间存在着一定的有机联系, 在系统的内部形成一定的结构和秩序。结构是组成系统的诸要素之间相互关联的特征。

(4) 系统的功能。任何系统都应有存在的作用与价值, 都有其特定的功能。系统功能的实现受其环境和结构的影响。根据定义的要点, 系统具有三个属性, 整体性、关联性和环境适应性。整体性是系统最基本、最核心的特征。由于系统要素具有相对独立功能, 要素间又相互关联, 根据系统功能依存性和逻辑统一性的要求, 协调行为存在于整个系统之中。而系统的构成要素和要素的机能、要素的相互联系和作用要服从系统整体的目的功能, 在整体功能的基础上展开各要素及相互之间的活动, 这种活动的总和形成了系统整体的有机行为。一个系统整体的每个要素并非都很完善, 但它们也可以协调、综合成为良好的系统。反之, 即使每个要素都很好, 但整体却不具备某种要素间的联系和作用, 当缺乏整体协调时则构成的是一个不良的整体。关联性表明构成系统的要素是相互联系、相互作用的, 所有要素不仅隶属于系统整体, 并具有互动关系的特征, 是系统结构的基础。环境适应性表征一个系统的开放性及环境对其的影响。任一个系统都存在于一定的环境中, 并与环境产生物质、能量和信息交流。环境的变化会导致系统功能及结构的变化, 系统要适应环境的变化, 并在此基础上改善环境。

2.2 系统的类型

“系统”已是一个被广泛使用的词汇, 在系统工程中, 所谓的系统是指在实际工作中的对象系统, 一般有五类说法。

(1) 自然系统与人工系统。自然系统由自然物, 如动物、植物、矿物、水资源等所形成的系统。人工系统是人类根据特定的目标、人工建成的系统, 如生产系统、管理系统等。在实际应用中, 自然系统与人工系统是难以分割, 大多数系统是自然系统与人工系统的复合系统, 往往需要通过自然系统的研究来构建人工系统。

(2) 实体系统与概念系统。实体系统以矿物、生物、机械和人群等实体为基本要素所组成。由概念、原理、原则、方法、制度、程序等概念性的非物质要素所构成的系统称为概念系统。在社会生活中, 实体系统和概念系统在多数情况下是结合在一起的。一般实体系统是概念系统的物质基础, 而概念系统往往在实体系统里起着支配作用, 指导实体系统的行动。

(3) 动态系统和静态系统。动态系统是系统的状态随时间而变化的系统, 而静态系统运行规律的模型与时间无关, 是动态系统的一种特殊情况。系统大多是动态的, 但因动态系统中各种参数之间的相互关系复杂, 其中的规律性难以分析, 为了简化而假设系统是静态的, 即设定动态系统在一定时期范围内和一定条件下具有某种程度稳定性。

(4) 封闭系统与开放系统。封闭系统与环境之间没有物质、能量和信息的交换, 开放系统则可与环境之间具有物质、能量与信息交换。开放系统一般具有自适应和自调节的功能, 通过内部各子系统的不断调整来适应环境变化, 以稳定的状态取得发展。

(5) 大规模复杂系统。由多维且不同性质的要素构成, 不仅功能多而且具有多重目标, 时常会出现相互消长或冲突, 由于多为人/机系统, 而人及其组织或群体的行为具有复杂性, 使各要素间相互作用关系所形成的系统结构复杂化和动态化。

3 系统工程的概念

系统工程是处理大规模复杂系统的思想、理论、方法与技术的总称, 属综合性工程技术。钱学森指出:“系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法, 是一种对所有系统具有普遍意义的科学方法。”系统工程按照问题导向的原则, 根据整体协调的需要, 综合自然科学、社会科学、数学、管理科学、工程技术等领域的相关理论与方法, 应用定量分析和定性分析相结合的基本方法, 对目标系统的功能配置、构成要素、组织结构、环境影响、信息交换、反馈控制、行为特点等进行综合分析, 以达到目标系统合理开发、科学管理、持续改进、协调发展的目的。

系统工程与机械工程、电子工程、水利工程等其他工程学不同, 它不限于物质系统, 包括自然、社会经济、经营管理以及军事指挥等各个领域。而且, 系统工程建立了自然科学与社会科学之间的联系, 通过数学方法和计算机技术等, 为各类工程实施与社会科学研究提供数理模型、量化方法、仿真模拟以及优化方案。

运用系统工程方法解决复杂系统问题时, 首先要明确系统的范围与目标, 综合运用系统工程方法的技术, 以问题导向和反馈控制手段, 来实现总体最优及平衡协调。在这里, 人员、组织和信息具有重要作用, 在多次反馈和反复协商中, 体现了科学性与艺术性的统一。

正如日本学者三浦武雄所说:“系统工程学与其他工程学的不同之处在于它是跨越许多学科, 而且是填补这些学科边界空白的边缘科学。因为系统工程的目的是研究系统, 而系统不仅涉及工程学领域, 还涉及社会、经济和政治等领域。为了解决这些交叉领域的问题, 除了需要某些纵向的专门技术以外, 还要有一种技术从横的方向把它们组织起来。这种横向技术就是系统工程, 也就是研究系统所需的思想、技术、方法和理论等体系的总称。”

3.1 系统工程的基本内容

系统工程经过四十多年的发展, 已经逐渐成为一门综合性交叉学科, 内容涉及系统论、控制论、信息论、耗散结构、协同学、突变论、运筹学、决策理论、大系统理论、超循环论、仿真技术、模拟技术及系统工程过程等诸多方面, 其方法技术体系极为庞大。

系统工程一般分为系统开发、系统制造和系统运用三个阶段, 每一个阶段又可分为若干小的阶段或步骤, 在各个阶段需要应用不同的理论与技术。

系统工程学是以大规模复杂系统问题为研究对象, 在运筹学、系统理论、管理科学的基础上逐步发展和成熟起来的一门科学。系统工程的理论基础是由一般系统论及其发展、大系统理论、经济控制论、运筹学、管理科学等相互渗透、交叉发展而形成的。

3.2 系统工程的基础理论

系统工程的基础理论主要由系统论、控制论与信息论组成。

(1) 系统论。定义了系统及其构成要素与非系统, 提出系统的任务描述系统的整体突现原理、等级层次原理与环境互塑共生原理, 分析系统的秩序及系统的演化。

(2) 控制论。主要建立反馈控制与系统状态空间的理论, 提出控制系统的性能指标体系, 着重解决系统的稳定性, 并在一定的目标函数下实现系统的最优控制。

(3) 信息论。是运用概率论与数理统计的方法研究信息、信息熵、通信系统、数据传输、密码学、数据压缩等问题, 定义信息、信息量与信息熵。信息论对通信系统的信息传输和信息压缩进行研究, 提出估算通信信道容量的方法及信息传输定理、信源/信道隔离定理。

(4) 耗散结构、突变论及协同学。是在热力学、光学、化学与生物学的研究过程中逐步形成, 能够描述非平衡状态和突发现象的理论, 由于在社会科学及经济学中存在大量的无序现象, 应用耗散结构、突变论及协同学能够给出一定解释, 因此也纳入了系统工程的范围。

耗散结构是指系统在远离平衡态条件下, 通过与外界进行交换的非线性关系所形成的一种新型有序组织结构。系统内部存在着非线性相互作用, 在平衡态和近平衡态处, 涨落是一种破坏稳定有序的干扰, 但在远离平衡态条件下, 非线性作用则使涨落放大。耗散结构理论已用于研究流体、激光等系统、核反应过程、生态系统中的人口分布、环境保护问题乃至交通运输、城市发展、人文社会等课题。

协同系统是指由许多子系统组成的、能以自组织方式形成宏观的空间、时间或功能有序结构的开放系统;而协同学则研究协同系统从无序到有序的演化规律、不同事物共同特征及其协同机理, 探讨各种系统从无序变为有序时的相似性。远离平衡态的开放系统在与外界有物质或能量交换的情况下, 通过自己内部协同作用, 自发地出现时间、空间和功能上的有序结构。以统计学和动力学相结合的方法, 建立多维相空间理论、数学模型和处理方案, 在微观到宏观的过渡上, 描述不同领域的各种系统和现象中从无序到有序转变的共同规律。

突变论是研究客观世界非连续性突然变化现象的一门新兴学科, 研究从一种稳定组态跃迁到另一种稳定组态的现象和规律。突变论揭示高度优化的设计, 可能有许多不理想的性质, 因为结构上最优, 常常联系着对缺陷的高度敏感性, 就会产生难于对付的破坏性, 以致发生“灾变”。通过突变论能够有效地理解物质状态变化的相变过程, 深化了哲学上量变和质变规律。突变论能解说和预测自然界与社会上的突变现象, 是软科学研究的重要工具, 能应用于数学、物理学、化学、生物学、工程技术、社会科学等方面。

(5) 系统模型。是系统论与控制论面向工程的理论延伸, 主要建立系统模型, 对系统结构模型进行分析。

(6) 系统分析。系统论与控制论面向工程的理论延伸, 主要论述系统目标分析及系统可靠性分析。

3.3 系统工程方法和技术

系统工程的方法与技术随着应用领域的不断开拓而层出不穷, 就研究而言有霍尔三维结构模式、切克兰德调查学习模式、检查表模式、综合集成研讨厅模式等;就分析来说有系统分析方法、层次分析法、主成分分析法和因子分析法等;按系统评价有专家咨询法、费用效益分析法、价值分析法、模糊综合评价法、灰色综合评价法等;按系统预测方法有时间序列分析预测、平滑预测法、回归分析预测、模糊预测等。另外还有系统仿真技术以及决策分析等。

4 WSR系统方法论

WSR系统方法论是物理、事理、人理系统方法论的简称, 这是由中国系统科学家提出, 故以物理、事理和人理的汉语拼音第一个字母作为缩写。

从20世纪70年代起, 我国的系统科学家钱学森、许国志、宋健与顾基发在系统工程领域的研究中逐步发现有效的工程方法不能局限于技术与管理组织, 还需要重视人际交流的作用。经大量工程实践, 尤其是巨型工程的实践, 逐步完成并完善了WSR系统方法论。

智慧城市的建设与运行过程, 实质上就是一项涉及社会与工程的大型系统工程, 如能够充分运用好WSR系统方法论, 将对于有效推进智慧城市的发展具有重要作用。

4.1 WSR系统方法论的内容

在WSR系统方法论中的“物理”是指涉及物质运动的机理, 它不仅包括传统的物理、化学、生物、地理、天文等, 也包括工业、农业、军事等工程技术。这是因为WSR系统方法论的“物理”是物的客观存在的真实问题。“事理”是指如何去做事的道理, 属于用管理科学的方法 (如运筹学等) 处理工程事务。“人理”是指充分考虑人的因素来推进各项事务。

在系统工程实践中, 需要综合考虑物理、事理和人理的关系。如果仅重视物理和事理, 而忽视人理, 可能办事机械, 缺乏沟通, 导致工作的延缓。表1把WSR系统方法论的研究对象、关注焦点、工作原则和依据的知识做了简单的归纳。

4.2 WSR系统方法论应用过程

应用WSR系统方法论的工作过程一般可分为理解意图、制定目标、调查分析、构造策略、选择方案、协调关系和实现构想七个步骤。其中的协调关系往往要贯穿在整个过程中。表2把WSR工作过程中的任务与方法做了详细的描述。

由表2的内容可见, 在运用WSR方法论时, 各类工作的思路不仅要有高度, 还必须具有深度与广度, 有着十分明显的特性。

(1) 综合性。要综合各种知识, 听取各种意见, 尤其是通过思想风暴的碰撞, 对实践对象与实践方法进行全面的认识, 以获得关于实践对象的科学客观可行的行动路线。

(2) 参与性。所有与项目有关的人员 (或小组) 之间通过参与而建立良好的沟通, 有助于理解设计合理的目标、选择可行的策略, 并修正前期不合理或不切实的计划。在项目实施过程中, 应成立由有关各方参加的项目协调组, 在实际操作的每一个阶段, 进行沟通、协调与推进。

(3) 可操作性。项目选用的解决方案要与实际情况紧密结合, 选择的方法要为用户的运行操作考虑。可操作性不仅是人机界面等, 更要着眼于目标、策略、解决方案。如果目标与策略产生了可操作性的问题, 最后实现的结果是否为用户可用就会产生质疑。

(4) 行进性。在项目实践中, 人们的认识并不可能一次性完成, 而是需要有一个交互的、循环的、学习的过程。在每一个阶段, 实践者在运用WSR的过程中, 对物理、事理、人理三个方面有不同的侧重, 通过认识与决策、主观评价、对冲突的妥协等, 推进从目标到策略到方案到结果的付诸实施。只有在系统实践的每一阶段, 对各种复杂且缺少经验的情况, 运用科学方法分析研究, 逐步寻找正确的解决方案。

5 结束语

智慧城市的建设、运营涉及整个城市与社会, 要能实现可持续的协调发展, 必须以系统工程方法来处理城市的政务、经济、资源、能源、交通、环境等事务。运用系统工程的理论和方法来确定发展战略、开发各类信息系统和运行管理, 是保证智慧城市工程成功的基础。

参考文献

[1]汪应洛.系统工程, 机械工业出版社, 2008.

[2]顾基发等.物理—事理—人理系统方法论, 上海世纪出版社, 2006.

[3]程大章主编.智慧城市顶层设计导论, 中国科学出版社, 2012.

智慧城市与顶层设计 篇9

智慧城市顶层设计,是对智慧城市未来整体性、长期性、基本性问题的思考、考量和设计的整套行动方案。 在智慧城市庞大的顶层设计中,实现了高效的资源共享、互联互通、平台统一。 这些要求在开始智慧城市规划之前,需要自顶向下的整体规划,以有效、全面指导智慧城市建设,掌控智慧城市建设方向,少走弯路。 智慧城市顶层设计主体包括3层结构,即基础设施层、运营管理层和解决方案层。 基础设施层通过感知层、传输层,打造对城市范围内基础设施、环境、建设等对象的监测;运营管理层通过数据层、平台层,提供城市级的存储能力、管理能力、运算能力和分析能力,还可以起到联动分析、应急决策;解决方案层通过应用层、展示层,打造直接面向政府人员、企业职工、城市公众的领域应用和城市门户。

2智慧城市信息安全挑战

对于智慧城市这个城市级的大而全的信息化系统来说,智慧城市顶层平台几乎可以遇到所有信息安全问题。 智慧城市是由网络、通信设备、硬件、软件、信息资源、信息用户和规章制度组成。 不同的部分、不同的环境存在不同的安全隐患,智慧城市可能遇到的信息安全问题,分为网络安全、系统安全、数据安全和综合安全。

2.1 网络 安全挑战

网络安全是指避免出现“陷门”、病毒、非法存取、拒绝服务、 网络资源非法占用及非法控制等威胁,制止和防御网络黑客的攻击,网络服务不中断。 智慧城市中的所有网络通信过程都潜在信息安全隐患,主要有木马程序、拒绝服务攻击、欺骗攻击、SQL注入和蠕虫病毒。

2.2 系统 安全挑战

系统安全是指网络系统的硬件、 软件及其系统受到保护,系统连续可靠正常地运行,网络服务不中断。 智慧城市中的系统在建设过程中可能存在以下的信息安全隐患, 主要有边信道攻击、 系统漏洞、硬件故障及程序缺陷。

2.3 数据 安全挑战

数据安全是指数据在采集、传输、存储、交换过程中,不因偶然的或者恶意的原因而遭受到破坏、更改、泄露。智慧城市的整个数据生命周期过程中,可能存在以下的数据安全挑战,主要有明文泄露、密钥破解及交易抵赖。

2.4 综合安全挑战

综合安全是指网络、系统、数据不因人为破坏、机制不合理、综合性攻击等方式,而使整个信息体系受到安全威胁。 智慧城市顶层设计的综合安全挑战是数据资源系统管理缺陷, 目前智慧城市的数据管理体系存在以下几个方面的问题: 1数据资产责任不明确; 2数据共享带来的超级特权导致潜在危险;3信息资源的数据类型多样、变化频繁,数据量增长和数据更新迅速;4用户的数量多且调动频繁、工作岗位变化频繁、用户工作职能变化频繁。

3顶层设计信息安全研究思路

智慧城市顶层设计的信息安全策略研究应遵循以下思路:

3.1 统 筹 布局 ,综合治理

数据在智慧城市中从数据采集、传输,到存储、交换,再到处理、应用,每个过程都有不同的特征,也有不同的信息安全要求。 以网络安全为抓手、以系统安全为驱动、以数据安全为核心、以综合安全为重点,统筹布局信息安全的综合解决方案。

3.2 技术 制度 ,软硬兼顾

信息安全策略不仅需要采用技术、机制等“硬方法”,更需要融合制度、标准等“软策略”。 以技术强化信息安全保障,以制度提高管理人员、工作人员、公众等安全素养,坚持技术、制度两手抓,实现软硬兼顾的信息安全环境。

3.3 全面 防御 ,重点防护

通过对智慧城市架构的全面把握,建立基础设施层、运营管理层、解决方案层全面的数据防御措施。 根据智慧城市大量数据采集和交换的特点,重点实现访问控制的防护机制。

3.4 责任 落实 ,安全可控

以敏感数据等级保护与安全事件管理策略为落脚点, 积极推进信息安全责任落实制度,提出数据质量管理指标,科学有效地规范智慧城市的各项活动,增强工作人员的工作责任心,实现智慧城市的信息安全可控。

4智慧城市顶层设计信息安全策略

4.1 体系架构

智慧城市顶层设计,是对智慧城市未来整体性、长期性、基本性问题的思考、考量和设计的整套行动方案。 在智慧城市庞大的顶层设计中,实现了高效的资源共享、互联互通、平台统一。 然而,在开始智慧城市规划之前,需要自顶向下的整体规划信息安全策略,以有效、全面指导智慧城市建设,掌控智慧城市建设中的安全问题,避免潜在的安全隐患。

根据智慧城市顶层设计的信息安全挑战和思路, 智慧城市顶层设计的信息安全架构如图1所示。

4.2 产品 标准

通过对智慧城市顶层设计须存在的信息安全产品进行标准制订,有效地为智慧城市建设时提供全面的信息安全保障依据。 智慧城市顶层设计方案应当遵循以下信息安全产品技术标准:

4.2.1 信息技术产品安全

信息技术产品安全, 是对信息技术产品附加相应的安全技术和机制组成的产品。 在信息技术产品中, 需涉及以下安全技术,即网管安全、网络服务器安全、路由器安全、交换机安全、网关安全、网络互连安全、网络协议安全、电磁信息产品安全和其他信息技术产品的安全。

4.2.2 信息安全专用产品安全

信息安全专用产品技术,是专门为增强信息系统的安全性开发的安全产品。 包括公钥基础设施(PKI)、网络身份认证、防火墙、入侵检测、系统审计、网络脆弱性检测分析、网络及端设备隔离部件安全技术协议、防病毒安全技术、虹膜身份鉴别、指纹身份鉴别、虚拟专用网(VPN)、通用安全模块和其他安全专用产品安全技术。

4.3 信息安全管理

智慧城市信息安全不仅是技术问题, 而且需要结合管理制度、产品规范、安全等级保护、风险评估、监测指标、法律法规多方面因素采取措施,规范人员安全行为、增强安全防范意识、提高风险保护能力。

信息安全管理包括以下几个方面的内容:

(1)安全系统工程管理 。 主要包括危险的识别 、分析与事故预测;消除、控制导致事故的危险;分析构成安全系统各单元间的关系和相互影响,协调各单元之间的关系,取得系统安全的最佳设计等。 在智慧城市的建设过程中,需要使用系统思想,运用先进的系统工程的理论和方法,对安全及其影响因素进行分析和评价,建立综合集成的安全防控系统,并使智慧城市这个城市级系统持续有效地运行。

(2)安全系统运行管理 。 管理上应注重建立运行保障组织 , 实现工作流程标准化,建立操作环节以运行为中心的运作机制; 制度上建议注重健全各项规章制度,加强岗位职责管理,强调职责分工和操作权限约束,并规范运行监督;技术上建议注重技术层面的防范措施;管理、制度和技术相辅相成。

(3)商用密码管理 。 商用密码技术属于国家秘密 ,在智慧城市顶层设计中,必须严格遵守“商用密码管理条件”,确保采用的商用密码产品符合国家规定,不可存在妨害国家安全的行为。

(4)应急处理管理 。 是指政府及其他公共机构在城市突发事件的事前预防、事发应对、事中处置和善后恢复过程中,通过建立必要的应对机制,采取一系列必要的安全措施。 智慧城市中的应急处理管理分为预防、准备、响应和恢复4个阶段,包括灾难备份、连续业务管理、灾难恢复等内容。

(5)风险管理。 从风险管理角度 ,运用科学的方法和手段 ,系统地分析信息系统所面临的威胁及其存在的脆弱性,以及安全事件一旦发生可能造成的危害程度。需要提出有针对性的防御威胁的防护对策和整改措施,充分防范和化解智慧城市顶层设计的信息安全风险,将风险控制在可接受的水平。

摘要：智慧城市顶层设计,是对智慧城市未来整体性、长期性、基本性问题的思考、考量和设计的整套行动方案。智慧城市创先实现了数据的集中化、协同化、高渗透,随之面临数据质量低下、敏感数据外泄、外部恶意窃取等威胁,研究行之有效的信息安全策略已经迫在眉睫。本文全面分析了智慧城市各个方面潜在的信息安全隐患,提出智慧城市顶层信息安全研究的思路,并从体系架构、产品标准、信息安全管理3个角度阐述对应的信息安全策略。在智慧城市信息安全策略研究上取得突破,保障智慧城市的网络、系统、数据等安全,为智慧城市的顺利建设保驾护航。

智慧园区模型及顶层设计 篇10

1 园区和智慧园区

随着智慧城市的蓬勃发展,作为现代城市重要组成部分之一的园区也必然地纳入智慧城市建设的范围中。智慧园区作为一个重要的产业组成部分,成为诸多企业争相推出的业务重点。但是,如何正确地认识智慧园区的建设重点,如何在智慧园区的设计和实现中做到有所为,有所不为。就需要我们从基本的概念和对园区的理解出发进行有目的的研究。

园区的由来已经有近30年的历史,园区指一般由政府或者政府与企业合作规划建设的,供水、供电、供气、通讯、道路、仓储及其他配套设施齐全、布局合理且能够满足从事某种特定行业生产和科学实验需要的标准性建筑物或建筑物群体,包括工业园区、产业园区、物流园区、都市工业园区、科技园区、创意园区等。随着时代的变迁和发展,园区的发展模式已经逐渐由以生产要素的优惠作为招商引资的条件逐步向提供智慧化综合性平台服务作为吸引产业和人才的方向发展。这也就是我们需要建设智慧园区,提供更好更安全的环境、更加高效贴心的服务,从而帮助园区的发展。

在智慧园区的建设中,我们需要了解园区在城市中的角色,只有这样才能够在后续的建设设计中确定项目的轻重缓急。从园区的角色来看,园区属于非独立的行政区,部分职能由辖地政府承担,在行政区划上隶属当地政府。主要指各类开发区(高新技术开发区、经济技术开发区等),行政区管委会可以通过制定区域法规和规范性文件来约束辖区内的企事业单位,有效地对所辖区实行治理、管理和服务。级别较高的管委会拥有一级财政权,有掌管税收权力。管委会主要职能是经济开发和区域规划管理,为园区企业和社区提供服务,拥有一定的行政审批权。由此可见,在智慧园区的建设过程中,园区的建设内容和服务内容主要面向智慧城市建设的智慧产业发展作为主要发展目标。而相应的政府管理职能通常可以纳入辖地政府的智慧政府建设的大框架下进行筹划。至于民生类的智慧应用,主要视园区的大小、级别以及区内社区的实际情况酌情考虑。

园区,就需要充分认识园区的组成及内部构架,将园区作为一个被控模型进行研究,同时在顶层设计方面进行全面的智慧园区规划,在技术层面实现园区设备、信息的全面融合,在智慧应用定位产业发展和服务的目标。

2 园区对象模型描述

智慧园区的建设理念等同于智慧城市建设的理念,其所体现的含义就是“将智慧的理念应用于园区建设和运行的方方面面”,体现出以“信息化专家+内容专家”的高效组合,实现在技术体系支撑下体现人类智慧的理念。

建设智慧园区,首先需要将园区作为一个完整的对象模型进行设计和实现。我们可以将园区看成是一个完整的生态运行体系,这个体系具有输入部分(能源、资源、生产资料和生活资料)以及输出部分(产品、不可再生资源)。如图1所示。

在图1中可见,在智慧园区这样一个生态体系中,标注了红星的应该是智慧园区在设计和实现中需要重点关注的内容。从层次关系模型中我们可以看出,智慧园区的设计和实现中需要重点关注能源、环境、排放、基础智能化设施以及产业的布局和服务。管理部门的重点服务内容取决于专项服务,而并非综合服务。我们建设智慧园区,借助新一代的物联网、云计算、大数据分析等信息技术,通过感知化、物联化、智能化方法,将园区中的物理基础设施、信息基础设施、社会基础设施和商业基础设施连接起来,成为新一代中枢神经系统,成为指挥决策、实时反应、协调运作、良好服务的手段。智慧化园区中的所有业务将在这样一个完整的体系下既有条不紊地运转,又相互关联和影响,从而形成一个完整的新型生态体系。

3 智慧园区建设体系的分层实现

智慧园区的总体实现过程是技术体系和园区管理的知识体系相结合的过程。最终呈现的结果是涵盖园区各方面业务的运营体系提供的服务总和。依靠投融资体系和保障体系作为支撑。中间通过标准体系和评价体系将不同的要点进行粘合,就形成了智慧园区建设所必须的体系集合。如图2所示。

其中,技术体系组成架构至少需要包含感知层、传输层、数据层、服务层、平台层以及应用层六个层次以及运行保障体系和标准规范体系这两个保障体系,如图3所示。

知识体系体现在园区管理和发展的创新。从本质上说,智慧园区的业务都是在对于对象分析的知识体系基础上进行设计的,智慧园区的建设不是技术堆砌,而是充分运用各类管理知识的相互融通,不仅可以为智能化、信息化等建设提供业务支撑,同时也可以最大化地发挥设备和信息的功能。从而实现可持续创新。如图4所示。

智慧园区的运营,就是把可以经营的资源,通过对相关权益的市场化运作,以实现资源配置最优化和效益最大化的城市信息化建设和管理模式。智慧城市运营主体可以是政府、企事业单位,也可以是运营商或高科技企业,目前较为流行的也有政府和企业合作成立的基于PPP模式的SPV(Special Purpose Vehicle,特殊目的公司)公司负责智慧城市未来的运营。智慧城市的运营架构如图5所示。

智慧园区的建设标准和评价体系主要应参考其所属城市智慧城市建设中的标准体系和评价体系。但是,需要重点在产业发展中的信息化应用和服务标准建设中具有自己的特色。标准体系也应该按照智慧城市的设计、建设以及运营的过程分为:建设和运营类标准体系、评价类标准体系、信息化应用系统类标准体系以及安全类标准体系。在具体的操作中,应该按照下述原则在国家统一颁布的标准基础上进行相应的修正和本地化操作,打造出具有本地特点的“智慧园区”:

(1)量身订制。以支持本地特定愿景和战略,推动可持续繁荣;

(2)全面覆盖。涵盖自身的所有系统;

(3)卓有成效。引入新的、智慧的解决方案给本地带来的绩效变化;

(4)横向可比。充分参考其他同类园区的相同内容。

4 智慧园区的顶层设计

顶层设计是智慧园区建设和运营的第一步,是建设创新思维的具体体现,顶层设计的质量优劣,关系到智慧园区建设的成败。由于不同区域间有着文化差异,不同类型的产业园区也存在经济水平和盈利能力的不平衡,不可能仅仅是感知、网络、通信、GIS、云计算、大数据等技术的简单整合,就能够建设理想的智慧园区,而是需要充分考虑当地环境和人文诉求,再通过技术的组合达到目标。

顶层设计是运用系统论的方法,从全局的角度,对某项任务或者某个项目的各方面、各层次、各要素统筹规划,以帮助使用者高效快捷地实现目标。

顶层设计是TopDown设计方法的体现,核心理念与目标都源自顶层,顶层决定底层,高端决定低端。顶层设计强调设计对象内部要素之间围绕核心理念和顶层目标所形成的关联、匹配与有机衔接。顶层设计成果应是可实施、可操作的。

顶层设计是对于对象的各个方面、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的过程。

与智慧城市的顶层设计一样,智慧园区的顶层设计也包括:机制体制架构设计(智慧园区顶层设计的根本保障)、业务架构设计(智慧园区顶层设计的基本出发点)、绩效架构设计(智慧园区顶层设计的检验标准)、信息架构设计(智慧园区顶层设计的资源基础)和技术架构设计(智慧园区顶层设计的实现手段)。这五个因素相互制约,形成一种渐进式的发展过程。如图6所示。

顶层设计的步骤主要包含六个步骤,循环进行,如图7所示。这六个步骤分别为:

(1)信息梳理。对园区现状、需求、定位、规划、发展目标等信息进行梳理;

(2)综合分析。从园区特点、竞争力、吸引力、驱动力、信息化可提升点线面等方面对城市进行综合分析;

(3)整体架构体系设计。设计智慧园区的总体目标、发展蓝图及各个维度总体架构等;

(4)实施路径设计。即根据步骤3规划的各项内容设计出智慧园区建设的具体实施及管理措施和方法,包括建设及运营模式设计、过程组织管理模式设计;

(5)保障支撑体系设计。从标准规范、信息安全、运行管理更新、政策法规、机制体制等维度设计智慧园区的保障支持体系;

(6)评价体系设计。从基础设施、管理与服务、建设与宜居、产业与发展等维度设计智慧园区建设结果的评价体系。

顶层设计需要遵循“以终为始”的原则,根据目标去配置资源,倒排时间表,形成一个完整的方案,然后让不同职能的管理者各司其职,共同完成目标。因此,承担顶层设计任务的单位需要具备前瞻性预判能力、愿景的描述能力、系统化思考和分析能力、具有方法论支撑能力、科学的数据化分析能力、具备科学化分解能力等。

智慧园区建设的顶层设计,应该按照园区的基本功能,将解决产业和服务问题放在首位。因此智慧园区的基础智能化系统、宽带和无线全覆盖系统、生产过程能源和资源管理、公共的信息化支撑以及环境监测和保护的内容将是智慧园区建设的重点。

5 总结