新型智慧城市建設的任務包括五點,首先是大力實施“互聯(lián)網(wǎng)+城市”行動;二要加強體制機制創(chuàng)新和城市資源整合;三要推進工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化融合創(chuàng)新;四要著力解決“城市病”(交通擁堵、環(huán)境惡化、洪澇災害等)和民生領域(醫(yī)療健康服務、教育、就業(yè)、住房等)的問題;五是構建無處不在的惠民服務體系和透明高效的政治治理體系。
8月10日,首屆粵港澳大灣區(qū)地理信息發(fā)展高峰論壇在珠海舉行,中國工程院院士王家耀在會上做了特邀報告——新型智慧城市與時空大數(shù)據(jù)平臺。
眾所周知,當今城市規(guī)模越來越大,問題越來越多,解決城市問題傳統(tǒng)的方法已經(jīng)力不從心,必須進行新探索,開辟新路徑。
以下是現(xiàn)場實錄。
王家耀:
各位領導、各位來賓、各位專家,今天非常高興參加珠海有關地理信息方面的高峰論壇。我今天想就新型智慧城市建設和時空大數(shù)據(jù)平臺的問題跟大家進行討論。
下面我講幾個問題:一是我國城市信息化的基本進程;二是新型智慧城市的內(nèi)涵、目標與任務;三是新型智慧城市的總體架構;四是新型智慧城市建設的基本思路和技術路線;五是時空大數(shù)據(jù)平臺在新型智慧城市中的作用。
新型智慧城市建設是一個巨大的系統(tǒng)工程,錢學森先生曾經(jīng)有一段話,他說:“馬克思、恩格斯的辯證主義認為,物質世界是由無數(shù)相互聯(lián)系、相互依賴、相互制約、相互作用的事物和過程所形成的統(tǒng)一整體。”
我國城市信息化的基本進程大體分為三類:
一是數(shù)字化,將城市各部門、行業(yè)信息的傳統(tǒng)物理媒介(紙質表格等)轉變成計算存儲的數(shù)字系統(tǒng),從而提高城市各部門、各行業(yè)“個體”的效率。
二是網(wǎng)絡化,把分散的城市各部門、行業(yè)的數(shù)字化要素、單元和系統(tǒng)連接起來,形成各部門、行業(yè)互聯(lián)互通的城市信息流系統(tǒng),從而提高整體效率。
三是智能化,對已有的城市信息流系統(tǒng)進行深入分析,找出其中的瓶頸或可以優(yōu)化的環(huán)節(jié),用人工智能技術加以解決,提高自動化和智能化程度。在進行數(shù)字城市、智慧城市建設的時候必須要遵循這樣一個規(guī)律。
我國城市信息化是怎么發(fā)展的呢?
在1998年召開了第一屆數(shù)字城市國際學術研討會。2007-2009年,成立了中國“數(shù)字城市”建設方案及推進戰(zhàn)略研究,這個項目2009年完成了,也提交了院士建議。在這個基礎上,2010年在蘇州做了“智慧蘇州”規(guī)劃綱要(2010-2015),同時舉辦了蘇州智慧城市的論壇。隨后,智慧城市建設的數(shù)量得到了很快的發(fā)展,據(jù)文件記載已經(jīng)達到了386個。我對這個數(shù)字還是有點看法的,這個提法有某種程度的誤導。
新型智慧城市的內(nèi)涵、目標與任務。
新型智慧城市怎么提出來的?為什么要提出新型智慧城市的問題,有以下這幾個方面的情況:
首先就是數(shù)字城市→智慧城市建設中存在的問題,其中最主要的就是信息孤島問題,沒有解決信息互通。第二個問題就是需求,在這種情況下需要加強頂層設計、統(tǒng)籌規(guī)劃、科學引導、有序推進。第三就是在措施方面,就當前我國智慧城市建設的混亂現(xiàn)象,我曾經(jīng)提過一個人大提案,由中國網(wǎng)信辦和中國發(fā)改委牽頭,2016年5月聯(lián)合成立了新型智慧城市建設部級協(xié)調工作組。
什么是新型智慧城市呢?
我們走過了數(shù)字城市、智慧城市和新智慧城市這么一個歷程,所謂智慧城市我們是指通過互聯(lián)網(wǎng)把無處不在的智慧傳感器連接起來形成物聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)對物理城市的全面感知,這樣來解決各個方面的智能化的決策支持問題。
所謂新型智慧城市,(因為中央在2016年召開了全國新型智慧城市的工作會議,與新型城鎮(zhèn)化工作會議相匹配,就提出了新型智慧城市的問題),是適應新型城鎮(zhèn)化建設需要,以信息化創(chuàng)新引領城市發(fā)展轉型,全面推進新一代信息通信技術與城市發(fā)展融合創(chuàng)新,加快工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化融合,提高城市治理能力現(xiàn)代化水平,實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的新路線、新模式、新形態(tài)。
新型智慧城市的目標包括,實現(xiàn)“以人為本”的指導思想,實現(xiàn)“以人為本”的指導思想,以人的“幸福度”“獲得感”作為新型智慧城市建設的價值取向;實現(xiàn)“資源驅動發(fā)展→創(chuàng)新驅動發(fā)展”的城市發(fā)展模式轉型,以創(chuàng)新引領城市發(fā)展;實現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+”、時空大數(shù)據(jù)、云計算等新興信息技術與城市發(fā)展融合創(chuàng)新,提高科技創(chuàng)新能力,構建技術創(chuàng)新體系,消除“孤島現(xiàn)象”;實現(xiàn)城市管理治理能力的現(xiàn)代化,促進城市可持續(xù)發(fā)展。
新型智慧城市建設的任務包括五點,首先是大力實施“互聯(lián)網(wǎng)+城市”行動;二要加強體制機制創(chuàng)新和城市資源整合;三要推進工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化融合創(chuàng)新;四要著力解決“城市病”(交通擁堵、環(huán)境惡化、洪澇災害等)和民生領域(醫(yī)療健康服務、教育、就業(yè)、住房等)的問題;五是構建無處不在的惠民服務體系和透明高效的政治治理體系。
那么,新型智慧城市“新”在哪,“智”在哪?
所謂新,包含三個方面:
新理念。創(chuàng)新、協(xié)調、綠色、開放、共享的發(fā)展理念。服務化理念,一切為了服務,一切都是服務;以人為核心,成為新型智慧城市的基本價值取向。
新思維。“互聯(lián)網(wǎng)+”思維,(時空)大數(shù)據(jù)思維。認識互聯(lián)網(wǎng)、適應互聯(lián)網(wǎng)、使用互聯(lián)網(wǎng);一切靠(時空)大數(shù)據(jù)說話、憑(時空)大數(shù)據(jù)決策。
新方法。系統(tǒng)科學與系統(tǒng)工程方法。把新型智慧城市建設作為一個復雜巨系統(tǒng)工程。
所謂“智”我把它概括成以下幾點:智能感知(無處不在的傳感器,實現(xiàn)全面、綜合的感知感測,實時智能地獲取城市各種信息)、全面互聯(lián)(通過物聯(lián)網(wǎng)將無處不在的智能傳感器連接起來,通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)感知感測數(shù)據(jù)實時傳輸和存儲)、深度融合(將多源異構數(shù)據(jù)融合為一致性的數(shù)據(jù))、資源共享(實現(xiàn)DaaS、SaaS、PaaS、IaaS、KaaS)、協(xié)同運作(和諧高效運行,達到城市運行的最佳狀態(tài))、智能服務(為人們提供各種不同 層次、不同要求的低成本、高效率的智 能化服務)、激勵創(chuàng)新(政府、企業(yè)、個人進行科技和業(yè)務創(chuàng)新應用)。
建設數(shù)字城市相當于有了“車”、車上有了“貨”;車要開動,貨要流動,因此必須網(wǎng)絡化(無線城市),相當于建設高速公路(信息高速公路),有了信息高速公路數(shù)據(jù)才能流動。但高速公路上也會產(chǎn)生各種問題(信息不能高效、有序、可控流動,信息不能共享、出現(xiàn)信息孤島),必須有新理念、新思維、新方法,這就要建設智慧城市。
我個人認為,新型智慧城市同智慧城市并無本質區(qū)別,只是更加強調智慧城市建設與工業(yè)化、信息化、城市化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的融合發(fā)展。
數(shù)字城市是城市信息化的初級階段,無線城市(網(wǎng)絡化)是橋梁或紐帶,智慧城市是城市信息化的高級階段,新型智慧城市是新型城鎮(zhèn)化條件下智慧城市水平的進一步提升。
我們要把過去有用的東西都利用起來。
新型智慧城市的總體架構及其體系。
在講這個問題的時候我還要引用錢學森先生的一段話,“什么叫系統(tǒng)?系統(tǒng)就是由許多部分所組成的整體,所以系統(tǒng)的概念就是要強調整體,強調整體是由相互關聯(lián)、相互制約的各個部分所組成的。系統(tǒng)工程就是從系統(tǒng)的認識出發(fā),設計和實施一個整體,以求達到我們所希望得到的效果。”
根據(jù)這樣的思想,我們可以給出智慧城市整體的架構。
首先,我們可以有智慧政務系統(tǒng)架構,發(fā)改委提倡的四大基礎數(shù)據(jù)庫到現(xiàn)在很多地方并沒有建好,所以智慧政務體系應該按照這樣的體系架構來做它。其次是智慧電子商務與現(xiàn)代物流,以及智慧企業(yè)框架。還有智慧社區(qū)服務,包括物業(yè)管理系統(tǒng)、生活服務系統(tǒng)、網(wǎng)絡信息平臺等等。這樣就構成一個新型智慧城市的體系架構。
那么新型智慧城市怎么做?
首先要有指導思想,而且要認識到智慧城市建設是一項長期的戰(zhàn)略任務。有的城市說三年五年就建成智慧城市了,甚至藍皮書上講什么時候我們有幾百個智慧城市要建成,這個我認為是不靠譜的。
二是規(guī)劃先行。要充分調查研究,搞好新型智慧城市頂層設計。要做長期規(guī)劃、中期規(guī)劃、短期規(guī)劃,這樣不至于換一屆領導就把前面的全部推翻。
三是示范引領,制定示范城市選擇條件,確保試點要解決的問題。一定要示范,但也不是前段時間搞的智慧城市都來做示范。
四是打牢基礎。包括新一代信息通信網(wǎng)絡基礎建設和時空大數(shù)據(jù)平臺(時空信息云平臺)等工作。
五是邊建邊用。這也是一條基礎原則。
六是注重實效。堅決杜絕面子工程、形象工程。
七是統(tǒng)籌協(xié)調。
另外,智慧城市建設要根據(jù)這樣的思路來推進:一是以系統(tǒng)工程理論和方法為指導,探索建設新型智慧城市的最佳路徑,創(chuàng)新技術架構、體制機制、建設運營模式,保證長期可持續(xù)升級發(fā)展。
二是以智能感知、多源融合、開放共享、深度挖掘和智能服務為指導,探索構建時空大數(shù)據(jù)平臺的技術體制,充分發(fā)揮其在新型智慧城市建設中的“大腦”作用。
三是以新一代信息通信網(wǎng)絡技術和天空海一體智能感知技術為支撐,探索充分利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算和“人-機”智能融合式時空大數(shù)據(jù)融合、分析、挖掘與可視化技術,以及智能服務技術,構建新型智慧城市建設的技術路線。
四是借鑒吸收國內(nèi)外智慧城市建設經(jīng)驗,結合我國實際,創(chuàng)新構建新型智慧城市建設的標準體系和網(wǎng)絡空間安全監(jiān)控體系,保證新型智慧城市建設和運行的安全、穩(wěn)定、可行和高效。
我把時空大數(shù)據(jù)平臺作為新型智慧城市的“大腦”。
我看了很多智慧城市頂層設計的本子,千篇一律,他們強調的是4G、5G,沒有更多地強調這4G、5G上搞什么東西。所以我強調必須要交叉融合。
時空大數(shù)據(jù),我剛開始提出來的時候很多人不理解,有的人甚至反對。包括所有的大數(shù)據(jù)都是時空大數(shù)據(jù),這是我基本的觀點。
我們首先要樹立大數(shù)據(jù)的哲學時空觀。哲學上有個基本的原理,就是空間和時間構成了運動著的物質存在的兩種基本形式,所以說空間和時間也是相互聯(lián)系的,時間和空間是一個基本的觀點。
二是社會治理的時空觀。上海為什么發(fā)生踩踏事件?就是一個時間空間的問題,什么時間什么樣的空間能夠容納很多人,這是固定的。我們對時間和空間的問題觀念很淡薄。
三是作戰(zhàn)智慧的時空觀。拿破侖有句名言,“戰(zhàn)略是時間和空間的使用藝術。”進入21世紀以后,我們有了無人機群,所有所謂無人的作戰(zhàn)模式都是離不開時間和空間的。
四是世界表達的時空觀。這么復雜的世界我們怎么表達?這個表達也靠時間和空間,我們就是通過時間、空間學習萬事萬物。
五是大數(shù)據(jù)的時空觀。數(shù)據(jù)最早源于 “ 測 量 ”, 沒有測量就沒有數(shù)據(jù) , 沒有數(shù)據(jù)就沒有科學,沒有測量也就沒有科學。測量,是人類最早的科學活動。廣義地說,數(shù)據(jù)是人類活動的產(chǎn)物,大數(shù)據(jù)是包括人類活動在內(nèi)的事物(現(xiàn)象)運動變化的產(chǎn)物。包括人類活動在內(nèi)的事物(現(xiàn)象)的運動變化都是在確定的時 間和空間中進行的,所有大數(shù)據(jù)都是在一定的時間和空間產(chǎn)生的,都有時間參照 和空間參照兩個基本特征。這就是大數(shù)據(jù)時空觀,大數(shù)據(jù)本質上都是“時空大數(shù)據(jù)”。我們可以把它簡單地稱為大數(shù)據(jù)。
時空大數(shù)據(jù),指基于統(tǒng)一的時空基準(空間參照系統(tǒng)、時間參照系統(tǒng)),活動(運動變化)于時間和空間中與位置直接(定位)或間接(空間分布)相關聯(lián)的大數(shù)據(jù)。
時空大數(shù)據(jù)的類型與構成。一類是時空框架數(shù)據(jù),還有一類是時空變化數(shù)據(jù),這兩類融合在一起就構成了時空大數(shù)據(jù)。
什么是時空大數(shù)據(jù)平臺?我理解就是把分散和分割的大數(shù)據(jù)匯聚到一定的平臺上。時空大數(shù)據(jù)平臺是大數(shù)據(jù)的核心價值,沒有這樣一個平臺大數(shù)據(jù)確實也發(fā)現(xiàn)不了它的價值。它是大數(shù)據(jù)發(fā)展的高級形態(tài),也是大數(shù)據(jù)時代的一個解決方案。
時空大數(shù)據(jù)平臺到底怎么用?我這里提出一個通用時空大數(shù)據(jù)平臺,這個通用時空大數(shù)據(jù)平臺怎么用?我們采用通用時空大數(shù)據(jù)平臺+的模式來解決它的應用問題,所謂+就是+民用、+軍用。我們可以把民用的很多數(shù)據(jù)融合在這個平臺上,來構建新型智慧城市的“智腦”,構建政府綜合決策支持系統(tǒng)、各部門業(yè)務系統(tǒng)等等。
時空大數(shù)據(jù)平臺怎么構建?從目前信息技術發(fā)展的水平來看,時空大數(shù)據(jù)平臺構建可以采用四種既有共性又有特性的技術體制。包括,基于網(wǎng)絡服務(Web Service)的空間信息共享和空間數(shù)據(jù)互操作技術模式,基于網(wǎng)格服務(Grid Service)的信息資源共享與協(xié)同工作(協(xié)同解決問題)技術模式, 基于云計算的時空信息服務模式,以及基于網(wǎng)格集成與彈性云的“混合式”時空信息服務模式。
具體我就不展開了。
這四種模式都是采用面向服務的體系架構(SOA),都是解決共享與服務的問題,但是共享的程度和服務的范圍、方式是不完全相同的。網(wǎng)絡服務與網(wǎng)格服務的技術標準有相同的,也有不同的,網(wǎng)絡服務與網(wǎng)格服務的大趨勢是兼容或“融合”,但標準是統(tǒng)一的國際或國家標準,服務提供方、請求方都必須清楚;而云服務標準可以是內(nèi)部統(tǒng)一的,用戶不必清楚。
關于標準的問題,可以說國外目前的標準相對還是比較完整的,已經(jīng)比較成熟。國內(nèi)在測繪地理信息部分的標準也是比較完整、比較成熟的,但是我們的網(wǎng)絡服務、網(wǎng)格服務、云服務的標準目前來講參照國外的比較多。
城市是一個復雜巨系統(tǒng),涉及到自然、社會、經(jīng)濟、人文等方方面面。智慧城市是城市這個復雜巨系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化過程,是人的自然智能與計算機人工智能的深度融合,也是一個復雜巨系統(tǒng),涉及到組織管理科學方法——系統(tǒng)工程。新型智慧城市由多個系統(tǒng)及其子系統(tǒng)組成,系統(tǒng)之間、子系統(tǒng)之間、系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間有著密切的關系。因此,新型智慧城市建設必須遵循系統(tǒng)科學理論和系統(tǒng)工程的方法。(未經(jīng)院士本人確認)