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智能治理:空间治理视角下智慧城市建设框架的优化思路

发布时间:2019-04-03


国地科技基于对新型智慧城市的深入研究与长期实践,总结提炼出“规划引领、智慧可视、平台统筹、智能治理”四大建设理念,即以“规划引领”为先导,加强顶层设计,促进智慧城市建设内容、架构、时序与城市自身发展战略、发展阶段相适应;以“智慧可视”为支撑,通过“数字孪生城市”建设,通过规、建、管全程的三维智能模拟,实现智慧城市建设、应用与决策的可视化;以“平台统筹”为依托,通过建设智慧城市支撑平台,促进数据、业务连通和各类传感器、视频监控设备及网络、软硬件设备等基础设施的共建共享;以“智能治理”为导向,围绕服务于新型城镇化与空间治理能力现代化这一核心目标,促进新型智慧城市建设框架的整体优化。本文作为国地科技新型智慧城市建设理念系列研究的第四篇,将从空间治理视角,对新型智慧城市“智能治理”理念进行系统阐述。


引言


随着中国城镇化快速演进,城市数量和人口不断增加,产生了大量的城市管理和治理问题,而传统的城市空间治理模式已不能应对城市多元化和多样化的发展态势。2016年习总书记提出“要以信息化推进国家治理体系和治理能力现代化,分级分类推进新型智慧城市建设”。因此,新型智慧城市建设已经成为“以信息化引领创新发展,提高城市空间治理能力智能化和现代化”的重要措施与抓手。


围绕新型智慧城市建设服务于新型城镇化、促进城市治理智能化的核心目标,国地科技基于在空间规划与信息化、自然资源咨询和智慧城市等领域的长期实践和积累,从空间治理视角下提出新型智慧城市建设总体框架,以期推动以城市治理与新型信息技术深度融合为代表的智慧城市建设,逐步提升城市空间治理水平,实现城市治理的智能化、协同化、精确化和高效化,构建人与城市协调发展的新生态。


一、治理视角下新型智慧城市的建设要求


(一)城市空间治理智能化要求


在新时代的要求下,党的十九大报告强调,“提高社会治理社会化、法治化、智能化、专业化水平”“善于运用互联网技术和信息化手段开展工作”。而目前,城市治理还面临很多难题,而新型智慧城市建设的蓬勃发展,为解决这些难题提供了新方向和新模式。新型智慧城市与城市空间治理的深度融合,将更好地提高城市空间治理的信息化、智能化水平。


国地科技认为在城市空间治理向智能化水平转变的新要求下,新型智慧城市的建设需在规划引领下,统筹顶层设计,加强基础设施建设,全面布局物联网、无线网,实现数据有效共享,为城市空间治理智能化奠定基础。另外,需促进新型信息技术和城市各领域的深度融合,实时监测和更新全海量数据,提高对大数据的研究应用能力,使智能化治理技术深入应用于政务、城管、交通、安防、公共服务等公共领域,实现城市治理的科学决策、精细管理和精准服务。


(二)城市空间治理自适应要求


面对复杂多变的现代城市系统和城市问题,新型智慧城市需要创建一种适应多变的社会环境、满足市民多种多样需求的城市发展高级形态,实现“城市自适应”。


国地科技认为要实现“城市自适应”,新型智慧城市建设需满足以下三个特征:


1、有机统一的生命体,把城市看作系统工程,促进协同各子系统之间的有机联系;


2、建立完备的城市神经系统,构建信息流覆盖网络,完成城市信息的采集,感知、监测、传递、共享、分析、决策,反馈和自调整;


3、自动化,基于城市神经系统,建立以数据为中心的自我驱动机制,实现城市运行的“自管理、自运行、自优化”。


(三)“智能治理”成为新型智慧城市建设的必然要求


为顺应智慧社会的时代要求,化解新时代人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾,新型智慧城市建设需提高社会治理社会化、法治化、智能化、专业化水平,但传统的信息化技术和智慧城市建设框架已不能满足社会治理的新目标和新要求。


国地科技认为充分依托和深度应用新型信息技术,创新优化新型智慧城市建设框架,构建智能治理体系,已成为新型智慧城市建设的动力,同时也是提升城市空间治理与服务水平的必然要求。



二、智能治理目标下智慧城市建设框架的优化思路


传统的智慧城市建设在整体架构上存在各种各样的问题,远未达到城市空间治理智能化和现代化的要求。国地科技针对传统智慧城市建设框架中的不足,从传感层、网络层、平台层、应用层和表现层等分层提出优化思路,探索适应新时代要求的新型智慧城市建设框架,实现城市空间治理的智能化、协同化、精确化和高效化。



(一)传感层——智能泛在感知


视频监控设备是智慧城市建设中重要的感知设施。在以往的建设中,各部门单方面应用,缺乏城市层面的共享与整合,各部门监控系统缺乏衔接标准,互不相通,视频监控系统自成一体,与应急联动、警务指挥、城市管理等业务缺乏整合,导致重复建设现象突出。国地科技提出统筹视频监控设备建设,通过统一规划、统一建设再将视频进行统一分发,一方面通过接入已有的社会面监控设备,完善平安城市、雪亮工程视频监控的需要,另一方面增加视频监控设备在城管、交通、环保、水务、绿化等各个方面的应用,通过感知设备及传感器网络提高对城市范围内基础设施、环境、建筑、安全等方面的识别、信息采集、监测和控制能力,满足各个职能部门的视频监控系统的建设需求。



(二)网络层——万物通讯互联


加强5G移动网络建设以及专用网络建设,为智慧城市提供大容量、高带宽、高可靠的光网络和全域覆盖的无线宽带网络,构建整个城市系统无线传感器的连接网络,实现“万物互联”,为智慧城市的交通、城管、安防等方面提供直接解决方案。



(三)平台层——共享数据中心


以时空大数据平台为基础,构建智慧城市支撑平台,实现各类信息资源和业务功能的服务化封装和调度管理,支撑上层应用快速定制、开发和部署能力,实现跨地域、跨部门、跨行业的综合服务和协同,有效的促进资源整合,实现“一个平台,多重应用”。同时,建立监测评估预警体系,对城市公共设施、交通、建筑、管网、视频监控等基础信息和环境、城管、治安、经济等城市运行关键领域的综合情况进行实时监测、定期评估和及时预警,让城市管理者可对城市运行情况进行实时、统一的查看,并提供决策分析结果,实现资源的有效调度,从而提高城市空间治理决策的智能性、时效性。



(四)应用层——智慧管理服务


在传感层、网络层、平台层的基础之上建立各种基于行业或领域的智慧应用及应用整合,如智慧政务、智慧交通、智慧公共服务、智慧医疗、智慧园区、智慧社区、智慧旅游等,为社会公众、企业用户、城市管理者等提供定制化、信息化的专题应用和服务;与传统的智慧城市不同,新型智慧城市强调整体的治理和横向联系,改变过去单个系统的垂直治理,打通部门之间的壁垒,实现各智慧应用系统的协同建设。如城管、规划、住建的一体化管理和辅助决策,统一市容环卫、园林绿化、城市照明、智能停车等城市管理的数字化城市平台等。



(五)表现层——空间智能监测预警


基于三维实景建模与城市智能模型(CIM)构建数字孪生城市,实时、直观可视化城市状况,分析城市历史状况、掌握城市现实情况、预测城市未来趋势。利用三维实景随时掌握城市过去的历史信息,并作为于城市现实情况或未来趋势的决策依据;掌握城市现实的信息情况,用于城市体征监测,并结合预测预警模型模拟未来城市空间发展方向和趋势,实现城市空间治理的实时监测和及时预警。



三、新型智慧城市智能治理关键技术体系构建


新型智慧城市是新一代信息技术与城市治理深度融合的城市新生态。把智慧城市比作一个生命体,那新一代信息技术就是组成身体的各个器官,物联网是感官、大数据是神经、云计算是强健体魄和心脏、人工智能则是聪明的大脑。


国地科技认为为更好地应对新常态下城市空间治理的难题,在新型智慧城市的建设过程中需强调城市的透彻感知、深度整合、互联互通和创新应用,深度融合物联感知、大数据、人工智能、云计算和移动网络等技术,实现城市空间、管理、公共安全、交通和公共事业等领域关键基础设施和服务的互联、智能和高效,支持城市治理在空间布局层面、管理业务层面、组织决策层面和运行模式层面的智慧转型。


(一)大数据


大数据是新型智慧城市实现“智慧化治理”的关键性支撑技术。从政府决策到居民生活方式,再到城市规划,直到城市运营管理,城市系统中各个领域都产生海量数据。利用大数据技术对城市运行系统中海量数据的关键信息进行采集、存储、智能处理和分析,并对社会问题、政府管理及公共服务需求做出智能化响应和智能化决策支持,有利于实现城市的智慧化治理和运行。例如:在城市交通运行上,运用大数据可实现实时监测道路车辆运行信息,缓解交通拥堵,提高应急响应速度,实现城市交通智能化管理;在城市安防中,通过建设以大数据为中心的智能安防系统,可显著提高城市应急响应能力,强化安全防范能力。


(二)物联网


物联网是现代无线通信场景中迅速兴起的一种新技术,可通过5G移动网络连接、物联网通信操作系统、多种类型的接入网关,以及物联网平台,为城市各行业应用提供物联网数据服务,实现城市信息资源的全面整合和业务协同,实现城市管理中人、物之间的相互感知和互联互通,大大提高城市空间治理的效率和效果,使城市管理服务更加便捷化,更加人性化,更加智能化。


(三)云计算


云计算平台能为智慧城市中的各种应用系统提供一个强大的信息处理中心,其支持多源异构的数据基础、多任务体系和强大的运算、综合处理能力,通过统一资源部署和应用软件管理,可以实现资源的按需分配、按量计费,达到各种应用服务智能管理的目标,从而有效降低各类运营成本,提升资源利用率,深化城市治理的智慧化程度。


(四)人工智能


人工智能是城市空间治理的核心和大脑。基于城市运行过程中收集的大量实时数据,结合深度学习、系统动力学和人工智能算法,可以有效地对城市治理过程中的投入和效果进行精细化的评估,为城市治理的智能化提供良好的适用性和可支撑性,从而提高社会和空间治理水平,实现智能治理。例如,基于市民运动轨迹和结合深度学习算法提取街道环境要素,研究市民运动行为对街道环境要素的喜好,为街道规划提供改善策略。


四、展望:从城市空间治理智能化到全域全要素的社会治理智能化


党的十九大明确把智慧社会写入报告,与科技强国、质量强国、航天强国、网络强国、交通强国、数字中国并列,成为国家重要战略之一。因此,新型智慧城市的建设要面向智慧社会的发展需求,从空间治理智能化转向城乡全域全要素的城乡空间治理、自然资源治理与社会治理智能化。运用新一轮数字化、网络化、智能化的科学技术,逐步实现城乡之间信息网络宽带化、基础设施一体化、基本公共服务均等化、产业发展联动化和社会治理精准化。


国地科技基于信息化、空间规划、自然资源管理的实践与理解,将致力于通过宽覆盖、高速率、安全可靠的信息基础设施,利用大数据、物联网、人工智能、移动互联网、云计算、区块链等先进技术构建多样化智慧生活应用及平台,探索建设高度被感知、高度互联互通、高度数字化和被计算、高度透明和高度智能化的智慧社会,实现社会治理的社会化、法治化、智能化、专业化水平,不断满足人民群众对美好生活的向往和需求。


作者简介:


张鸿辉,国地科技副总裁、蓝图信息总工程师,工学博士,理学博士后,教授级高级工程师,广东省“智慧空间规划”工程技术研究中心主任, 国家自然科学基金评审专家、中国测绘学会智慧城市专业委员会委员、中国城市科学研究会城市大数据专业委员会委员、中国BIM认证联盟技术委员会专家委员。长期从事多规合一、城市规划与国土资源信息化工作,出版专著4部,在国内外发表文章60多篇。


马昊翔:国地科技大数据中心大数据工程师,地图学与地理信息系统硕士研究生,主要从事时空大数据分析、国土空间规划信息化、智慧城市等研究。

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