探討大數(shù)據(jù)時代如何規(guī)劃智慧城市(1)

   智慧城市（smart city）這一概念發(fā)端于20世紀(jì)80年代的信息城市（information city），經(jīng)歷了20世紀(jì)90年代的智能城市（intelligent city）與數(shù)字城市（digital city），在2000年后逐步演化為智慧城市。2009年IBM公司首次提出了智慧城市愿景，使得智慧城市理念與實(shí)踐在全球范圍內(nèi)迅速傳播。目前，在歐洲和北美已有數(shù)百座城市宣布建設(shè)智慧城市，IBM公司參與的智慧城市項目多達(dá)2 500余個，微軟、思科、西門子、日立、松下等科技公司以及埃森哲、奧雅納等商業(yè)或工程咨詢公司也在積極涉足智慧城市建設(shè)，預(yù)計至2020年智慧城市相關(guān)產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模將達(dá)到4 000億美元。

　　與智慧城市同時備受關(guān)注的是信息與通信技術(shù)（ICT：Information and Communications Technology）領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)（Big Data）概念。作為與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)相區(qū)別的“大”數(shù)據(jù)，它的數(shù)據(jù)量已經(jīng)從太字節(jié)（TB，240）級上升到拍字節(jié)（PB，250）級，甚至是澤字節(jié)（ZB，270）級。據(jù)統(tǒng)計，如今人們每兩天生產(chǎn)的數(shù)據(jù)量就與人類文明發(fā)展至2003年產(chǎn)生的總數(shù)據(jù)量相當(dāng)，而迄今為止人類所積累的數(shù)據(jù)量的90%都來自過去兩年。

　　那么，大數(shù)據(jù)與智慧城市這兩個經(jīng)常被相提并論的概念之間存在怎樣的關(guān)聯(lián)關(guān)系？在具體的智慧城市規(guī)劃中，大數(shù)據(jù)又扮演著什么角色，具有怎樣的發(fā)展前景？本文將著重探討上述問題。

　　1、大數(shù)據(jù)與智慧城市：演進(jìn)與關(guān)聯(lián)

　　1.1 智慧城市

　　出版于1972年的《后工業(yè)社會的來臨》（The Coming of PostIndustrial Society）一書將1970年作為工業(yè)社會與后工業(yè)社會的分水嶺，劃分的依據(jù)即在于ICT的發(fā)展及對日常生活的廣泛滲透，同時ICT也逐漸成為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵，因此后工業(yè)社會通常也被稱為信息社會。受這一思想影響，20世紀(jì)80年代的城市研究提出了信息城市概念。到20世紀(jì)90年代初，長期從事城市模型研究的邁克爾˙巴蒂（Michael Batty）提出了智能城市概念，核心思想在于強(qiáng)調(diào)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對提升信息交流和增強(qiáng)城市競爭力的重要地位。新千年后，對等互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（P2P：peer-to-peer）、移動智能終端和物聯(lián)網(wǎng)對城市生產(chǎn)、生活的影響日益深刻，在ICT技術(shù)支持下，城市功能更加復(fù)雜，城市運(yùn)行日益高效，城市各個子系統(tǒng)的交叉復(fù)合也越來越深入。但是將ICT技術(shù)廣泛應(yīng)用于城市發(fā)展并非僅僅為了提升城市運(yùn)行效率，其最終目標(biāo)應(yīng)是城市經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展、城市生活品質(zhì)的提升以及城市社會經(jīng)濟(jì)活動公平性的促進(jìn)。基于這些認(rèn)識，智慧城市概念應(yīng)運(yùn)而生。

　　然而，智慧城市概念也受到了許多質(zhì)疑，主要原因在于智慧城市內(nèi)涵寬泛，不僅包括城市技術(shù)系統(tǒng)，也包括城市管理系統(tǒng)，還包括城市人文系統(tǒng)，同時其目標(biāo)指向也涉及經(jīng)濟(jì)、政治、人文等多個維度，為智慧城市的確切定義造成了極大困難。目前學(xué)術(shù)界對于智慧城市尚未給出廣為認(rèn)可的統(tǒng)一定義，僅有一個包含六個子系統(tǒng)的智慧城市框架被較多使用，這六個子系統(tǒng)分別是：智慧經(jīng)濟(jì)（smart economy）、智慧市民（smart people）、智慧管理（smart governance）、智慧移動（smart mobility）、智慧環(huán)境（smart environment）與智慧生活（smart living）。而產(chǎn)業(yè)界對智慧城市的認(rèn)識可總結(jié)為利用新一代的軟、硬件和聯(lián)絡(luò)技術(shù)賦予ICT系統(tǒng)以實(shí)時的真實(shí)世界數(shù)據(jù)，與先進(jìn)的科學(xué)分析技術(shù)相結(jié)合，協(xié)助人們進(jìn)行更加理性的決策，從而提高生產(chǎn)生活水平。

　　1.2 大數(shù)據(jù)

　　如今，人們每天發(fā)送10萬條推特，谷歌每分鐘執(zhí)行200萬次搜索，全世界每天產(chǎn)生2.5艾字節(jié)（EB，260）數(shù)據(jù)，截至2013年互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)量已達(dá)到1 000艾字節(jié)……這些數(shù)字共同構(gòu)成了所謂“大數(shù)據(jù)”。早在1980年，著名未來學(xué)家阿爾文˙托夫勒就在《第三次浪潮》一書中提及了“大數(shù)據(jù)”；大約2009年，大數(shù)據(jù)概念開始在ICT領(lǐng)域興起。不同機(jī)構(gòu)和學(xué)者為大數(shù)據(jù)提出過多種不同定義，其中較被廣泛認(rèn)可的是描述大數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)主要差別的“3V”特征——大容量、高速度與多樣性。大容量體現(xiàn)為其數(shù)據(jù)量往往達(dá)到艾字節(jié)或澤字節(jié)級別，很難以傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方式在合理時間內(nèi)完成分析；高速度體現(xiàn)為數(shù)據(jù)生成過程的流動速度，也就是大數(shù)據(jù)具有實(shí)時性；而多樣性則主要表現(xiàn)在大數(shù)據(jù)類型和來源的多樣。這些特點(diǎn)使得能夠有效管理大數(shù)據(jù)、普遍適用的數(shù)據(jù)組織與處理技術(shù)成為關(guān)鍵。

1.3 演進(jìn)與關(guān)聯(lián)

　　可以看到，智慧城市概念的演進(jìn)與ICT的日趨發(fā)展密不可分。概括而言，大數(shù)據(jù)與智慧城市分別代表了20世紀(jì)以來ICT進(jìn)步的兩個方面——大數(shù)據(jù)概念的提出和發(fā)展主要來自于ICT領(lǐng)域的發(fā)展，而智慧城市概念的提出和發(fā)展則是ICT影響下人類社會的思想觀念與建設(shè)實(shí)踐演進(jìn)的反映，兩者之間具有緊密的關(guān)聯(lián)關(guān)系。智慧城市的發(fā)展必須依托于ICT技術(shù)的發(fā)展，而城市生產(chǎn)、生活的日趨復(fù)雜也為ICT領(lǐng)域提出了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。一方面，市民對基于ICT的各類服務(wù)需求激增，為ICT的進(jìn)一步發(fā)展提供了市場支持；另一方面，用戶在享受服務(wù)的同時，也生成了巨量潛存巨大社會、商業(yè)、科學(xué)價值的信息，也就是大數(shù)據(jù)。智慧城市的規(guī)劃與建設(shè)，需要有充分的技術(shù)與條件處理城市運(yùn)行過程中產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)，如城市交通系統(tǒng)產(chǎn)生的實(shí)時交通信息、城市經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)產(chǎn)生的商業(yè)活動信息等，特別是城市管理層（城市政府）對智慧城市進(jìn)行智慧管理需要建立一整套大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，不僅涉及數(shù)據(jù)的收集、存儲、分析方法，還涉及來自不同行業(yè)、不同類別數(shù)據(jù)的整合問題。這一系列城市功能脫離大數(shù)據(jù)技術(shù)都是無法實(shí)現(xiàn)的（表1）。

　　表1 ICT數(shù)據(jù)管理方法與智慧城市的演進(jìn)與關(guān)聯(lián)

　　2 、大數(shù)據(jù)時代的智慧城市規(guī)劃實(shí)踐：國際案例與經(jīng)驗

　　由上文可以看出，智慧城市這一概念來自于產(chǎn)業(yè)界，并由政府和產(chǎn)業(yè)界推動實(shí)踐，而學(xué)術(shù)界雖然也已開展相關(guān)研究，但尚未成為智慧城市建設(shè)的主要推動力，且部分研究與應(yīng)用實(shí)踐尚有一定差距。因此，本文將主要圍繞各地政府或產(chǎn)業(yè)界主導(dǎo)的相關(guān)建設(shè)項目，對大數(shù)據(jù)時代的智慧城市規(guī)劃實(shí)踐予以梳理。由于提出時間尚短，目前關(guān)于智慧城市還未出現(xiàn)成熟的評價體系，僅有來自柯恩教授的“十佳智慧城市排名”較被認(rèn)可，本文參考這一系列排名（世界排名及洲排名），綜合考慮大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)在各地的應(yīng)用水平，選擇10座智慧城市為重點(diǎn)案例，結(jié)合少數(shù)其他案例，分析總結(jié)大數(shù)據(jù)在國際智慧城市規(guī)劃中的應(yīng)用進(jìn)展。

　　同時，本文參考智慧城市六大系統(tǒng)的分析框架，分別梳理大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)在各個系統(tǒng)的應(yīng)用。需要指出的是，六大系統(tǒng)中的智慧經(jīng)濟(jì)側(cè)重產(chǎn)業(yè)發(fā)展，智慧市民側(cè)重教育、個人發(fā)展與社會公平等，與大數(shù)據(jù)相關(guān)性較弱，故不作探討。

　　2.1 大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施

　　大數(shù)據(jù)的獲取與傳輸依賴于覆蓋廣泛、速度快捷的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，因此互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的鋪蓋與升級是智慧城市建設(shè)的必要環(huán)節(jié)。早在1993年，美國率先提出了國家信息基礎(chǔ)設(shè)施（NII）計劃，并隨后提出了全球信息基礎(chǔ)設(shè)施（GII）計劃。至今，已有大量國家或地方政府提出高速或超高速寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)計劃，如新加坡（2005）在“智慧國2015”（iN2015）計劃中提出建設(shè)全面覆蓋的超高速寬帶網(wǎng)絡(luò)等信息通訊基礎(chǔ)設(shè)施；倫敦計劃投資2400萬英鎊以較低的價格為中小型企業(yè)提供超高速寬帶網(wǎng)絡(luò)；在英國智慧城市計劃競賽中入圍的布里斯托和伯明翰正分別投資l100萬英鎊和800萬英鎊用于寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)；芝加哥正在投資建設(shè)一條新的光纖網(wǎng)絡(luò)以使網(wǎng)速達(dá)到千兆級別，并希望以極具競爭性的價格吸引更多公司于芝加哥落戶。同時，隨著智能移動終端的普及，免費(fèi)無線網(wǎng)絡(luò)也成為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)重點(diǎn)，如倫敦正在與英國五大移動網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商之一的O2公司合作建設(shè)歐洲最大的免費(fèi)無線網(wǎng)絡(luò)，計劃鋪設(shè)在畫廊、博物館及全市150個地鐵站；紐約計劃在富爾頓街（Fulton Street）、BAM文化區(qū)等十余處街區(qū)提供免費(fèi)無線網(wǎng)絡(luò)；舊金山試點(diǎn)在主要街道市場街（Market Street）提供免費(fèi)無線網(wǎng)絡(luò)；阿姆斯特丹試點(diǎn)在艾瑟爾堡（IJburg）港口提供免費(fèi)無線網(wǎng)絡(luò)等。