近日，全國很多地方都在舉辦關於“智慧城市”的論壇和博覽會。智慧城市是人們十分熱衷談論的話題，而智慧城市建設的各種成果，也在我們身邊越來越多地湧現。
根據麥肯錫全球研究院評估數據，智慧城市應用可將應急響應時間縮短20%-35%，平均通勤時間縮短15%-20%，疾病負擔降低8%-15%，温室氣體排放減少10%-15%等，幫助城市在各方面取得進步和發展。今天我們就來聊聊智慧城市究竟是什麼樣。
1 中國試點建設數量全球最多
智慧城市綜合運用大數據、互聯網、物聯網、雲計算等現代信息和通信技術感測、分析、整合城市運行核心系統的各項關鍵信息，實現人口、環境、社會生活和公共服務等領域智能化管理的新型城市形態，是信息化、工業化和城鎮化的深度融合。
智慧城市最早是由IBM公司提出，他們認為城市是主要由組織（人）、業務/政務、交通、通信、水和能源六個核心系統組成並協同運行的宏觀系統。2009年，迪比克市與IBM合作，建立美國第一個智慧城市。迪比克市利用物聯網技術，在一個有六萬居民的社區裏將水、電、氣、油、交通、公共服務等各種城市公用資源連接起來，監測、分析和整合各種數據，智能化地響應市民的需求，提高服務水平。另外，迪比克市對所有住户和商鋪安裝數控水電計量器，其中包括低流量傳感器技術，防止水電泄漏造成的浪費。同時搭建綜合監測平台，及時對數據進行分析、整合和展示，並向個人和企業公佈信息，促進城市的節能降耗。
十年多來，智慧城市的發展已經從1.0時代步入3.0時代。
智慧城市1.0時代：主要以技術為驅動，以信息化建設和應用為主要模式，但是不同技術、不同領域是相對分割的，不能實現數據的橫向打通和交換共享，多為智慧城市碎片化應用。1.0時代的核心是信息化；
智慧城市2.0時代：隨着大數據、互聯網、物聯網、雲計算等技術的大規模應用，智慧城市已逐漸發展為集多行業、多需求、數據融合共享的場景式應用，典型的場景式應用為“互聯網﹢”政務。2.0時代的核心是平台化；
智慧城市3.0時代：海量的政務數據和社會數據被實時匯聚、共享和在線計算，衍生出新的需求和解決方案。3.0時代最顯著的特徵是智能化。
當前，世界許多國家紛紛開啓智慧城市建設之路。根據德勤發佈的《超級智能城市》報告，全球已啓動或在建的智慧城市達1000多個，擁有10個以上啓動或在建智慧城市的國家或地區分別是：中國、美國、歐洲、印度。從在建數量來看，中國以500個試點城市居於首位。
2 智慧城市分為四層構架
智慧城市體系構架主要分為感知層、通信層、數據層與應用層四層，同時各層之間信息聯通。
感知層：該層是智慧城市技術體系的首要環節，主要是利用RFID電子標籤、傳感器、攝像頭、二維碼、遙測遙感等傳感設備和技術進行信息的採集處理，實現對城市中人與物的全面感知，為智慧城市的高效運行提供基礎信息。主要的感知方式有身份感知、位置感知、多媒體感知和狀態感知。通過這些感知方式的多種結合，實現信息匯聚向信息的協同感知和泛在融合發展。
通信層：該層是支撐通信和數據的載體網絡，主要分為接入層和傳送層。主要通過各種通信網絡工具完成感知層網絡的接入，將感知層收集和儲存的信息及數據連接起來，同時提供安全、準確、及時的數據傳送，實現交互與共享。
數據層：該層主要將感知層獲取的原始數據，如温度、濕度、定位等各類信息，按照智慧城市領域模型，整合到相應的領域數據庫中，同時按照時間、空間維度建立城市信息倉庫，並運用數據倉庫、大數據分析和雲計算等信息技術，實現數據的存儲、處理和分析。
應用層：該層直接面向智慧城市的最終用户，並提供多樣化的應用與服務，如智慧政務、智慧交通、智慧安防、智慧金融等。
3 需要多種信息技術支撐
智慧城市的發展需要多種信息技術的支撐，如物聯網、雲計算、區塊鏈、人工智能、5G等。其中，物聯網是智慧城市的基礎。通過物聯網技術在智慧城市的應用，可以收集城市的空氣狀況、天氣變化、污水排放、照明、停車位、充電站、車輛交通、物流等實時數據，實現對物理城市的全面感知。例如，北京市通州區所有路口信號燈，已經全部實現聯網聯控；155平方公里範圍內199處路口已經實現信號配時自適應；通過視頻智能分析，還可對渣土車闖限行、工地未苫蓋等違規事件進行自動識別、實時警告；甚至垃圾分類質量也可認定，源頭可追溯。
雲計算是分佈式計算的一種，是通過網絡“雲”將巨大的數據計算處理程序分解成無數個小程序，然後，通過多部服務器組成的系統進行處理和分析，並將結果返回給用户。通過雲計算可以解決智慧城市中海量數據的及時更新、動態響應等計算問題。
區塊鏈是分佈式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術的新型應用模式。區塊鏈技術的“去中心化”以及不需要第三方提供信用的“去中介化”等特點，使得區塊鏈技術在智慧金融、智慧醫療、智慧交通、智慧園區、社會治理等領域得到推廣應用。在我國，南京上線全國首個基於區塊鏈的電子證照共享平台，提升數據防篡改能力，助力行政事項全程網辦。
人工智能是研究、開發用於模擬、延伸和擴展人的智能理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。在智慧城市建設中，人工智能在交通、物流、安防等領域擴展應用。例如在物流的倉儲和裝卸環節當中，人工智能機器人能感知、判斷和自行解決物流中的某些問題，實現高效分揀抓取和無人貨物配送。
5G是智慧城市發展的新引擎，具備更高速率、更強能力的空中接口技術，能為城市中的人、物、組織提供隨時隨地的連接能力，實現實時連接、交換，滿足城市中不同個體的需求。比如，中國人民解放軍總醫院藉助5G技術完成跨越3000公里的遠程人體手術，成功實現對帕金森病患者的緊急救治。
4 運用先進技術解決“城市病”
智慧城市運用上述各種現代信息技術，圍繞社會生活各領域開發了許多智能應用系統，如智能交通、智能安防、智慧醫療、智能家居等，用以解決交通堵塞、公共安全等城市病問題，優化城市運行效率。
智能交通，是通過監控、監測、交通流量分佈優化等技術，完善公安、城管、公路等監控體系和信息網絡系統，建立以交通誘導、應急指揮、智能出行、出租車和公交車管理等系統為重點，建設實現交通信息的充分共享、公路交通狀況的實時監控及智能化管理的城市交通綜合管理和服務系統。據報道，在杭州，基於人工智能的智慧交通幫助減少了15%的交通擁堵狀況。
智能安防突破了傳統安防的界限，進一步與IT、電信、環保、物業等多領域進行融合，有效降低犯罪率，維護城市公共安全。例如，北京警方在朝陽區石佛營社區推廣的可視門鈴系統，可以自動監控記錄家門前徘徊、異常逗留的陌生人，並第一時間將消息推送到主人手機APP上，識別距離可達3.5米以上。
智能醫療是通過打造健康檔案區域醫療信息平台，利用最先進的物聯網技術、人工智能、傳感技術等，實現患者與醫務人員、醫療機構、醫療設備之間的互動，逐步達到醫療服務智能化。
智能家居是通過物聯網技術將家中視頻設備、照明系統、窗簾控制、空調控制、安防系統、數字影院系統、網絡家電等各種設備連接到一起，提供家電控制、照明控制、窗簾控制、電話遠程控制、室內外遙控、防盜報警、環境監測、暖通控制等多種功能和手段，為人們營造高效、舒適、安全、便利、環保的居住環境。
未來，隨着城市人工智能在各行各業普遍應用，無人駕駛、AI醫療、AI車間不斷普及，智慧城市的“大腦”將會具備主動思考能力，並變得越來越智能，以高效、節能、環保為主旨的智慧城市將徹底融入我們的生活。
（作者為貴州省科學技術情報研究所副研究館員）