摘  要： 世界各國都在探索城市發(fā)展的新模式，智慧城市是當(dāng)今世界發(fā)達(dá)國家在推進(jìn)產(chǎn)業(yè)和城市信息化進(jìn)程中的前沿理念和探索實踐，是對互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、智能信息處理等技術(shù)的高度集成。智慧城市的體系結(jié)構(gòu)包括基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、信息資源開發(fā)與利用體系以及智慧應(yīng)用體系等，其中智慧應(yīng)用體系與城市的發(fā)展以及百姓的生活息息相關(guān)，包括智慧交通、智慧醫(yī)療、智慧能源、智慧公共管理等。
關(guān)鍵詞： 智慧城市；物聯(lián)網(wǎng)；傳感器技術(shù)；嵌入式；整合

    在過去的城市發(fā)展過程中，由于科技力量的不足，城市的交通、能源、商業(yè)、通信、水資源等系統(tǒng)無法實現(xiàn)資源共享、協(xié)同運作的目標(biāo)。隨著科技的迅猛發(fā)展，借助新一代的物聯(lián)網(wǎng)、云計算、決策分析優(yōu)化等信息技術(shù)，將城市中的交通系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、商業(yè)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等構(gòu)成城市的所有子系統(tǒng)連接在一起，形成城市的網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)系統(tǒng)，把城市建成為一個基礎(chǔ)設(shè)施先進(jìn)、信息網(wǎng)絡(luò)通暢、城市管理高效、公共服務(wù)完備、生態(tài)環(huán)境優(yōu)美的智慧城市，在城市的不同部門和系統(tǒng)之間實現(xiàn)信息共享和協(xié)同作業(yè)，更合理地利用資源，做出最好的城市發(fā)展和管理決策，及時預(yù)測和應(yīng)對突發(fā)事件，使百姓能夠安居樂業(yè)，享受智慧城市中的美好生活。
1 智慧城市的定義
　智慧城市是以互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)、無線網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)組合為基礎(chǔ)，以智慧技術(shù)高度集成、智慧產(chǎn)業(yè)高端發(fā)展、智慧服務(wù)高效便民為主要特征的城市發(fā)展新模式，是運用信息和通信等手段感知、分析、整合城市運行核心系統(tǒng)的各項關(guān)鍵信息，對城市交通、醫(yī)療衛(wèi)生、公共服務(wù)、環(huán)境監(jiān)控、工商業(yè)活動等各種需求做出智能響應(yīng)。其實質(zhì)是利用先進(jìn)的信息網(wǎng)絡(luò)和通信等技術(shù)，實現(xiàn)城市的智慧式管理和運行[1]。
　智慧城市是當(dāng)今世界發(fā)達(dá)國家在推進(jìn)產(chǎn)業(yè)和城市信息化進(jìn)程中的前沿理念和探索實踐，是對現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、智能信息處理等技術(shù)的高度集成，其大規(guī)模的應(yīng)用將成為未來全球新的經(jīng)濟(jì)增長點之一。IBM在《智慧的城市在中國》白皮書中，把“智慧城市”定義為這樣一個城市：能夠充分運用信息和通信技術(shù)手段感測、分析、整合城市運行核心系統(tǒng)的各項關(guān)鍵信息，從而對于包括民生、環(huán)保、公共安全、城市服務(wù)、工商業(yè)活動在內(nèi)的各種需求做出智能的響應(yīng)，為人類創(chuàng)造更美好的城市生活[2]。
2 智慧城市的特征
    智慧城市是將人的智慧與計算機(jī)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息技術(shù)等緊密結(jié)合的產(chǎn)物,是城市信息化發(fā)展的新階段，其特征主要體現(xiàn)在以下兩個方面：
    (1)智慧的信息共享與交換。通過嵌入在城市各領(lǐng)域的傳感系統(tǒng)、自動監(jiān)測控制系統(tǒng)以及相關(guān)的信息系統(tǒng)，能夠在城市交通、醫(yī)療、教育、能源等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)信息與數(shù)據(jù)的實時收集、交換與共享。并以此為依托構(gòu)建個人信息、企業(yè)信息、交通信息、能源信息和統(tǒng)計信息等城市信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，作為城市智慧化運行所需要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
    (2)智慧的互聯(lián)互通。通過城市帶寬網(wǎng)絡(luò)、移動通信網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)等網(wǎng)絡(luò)的融合，實現(xiàn)政府、企業(yè)、部門以及各領(lǐng)域之間所有活動的開展、溝通、協(xié)作等都能及時、有效、暢通無阻，提高工作效率，使城市管理和運行智慧化。
3 智慧城市的體系結(jié)構(gòu)
    綜合國內(nèi)外智慧城市建設(shè)的總體情況，智慧城市的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)包括基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)體系、信息資源開發(fā)與利用體系以及智慧應(yīng)用體系等組成部分，其中智慧應(yīng)用體系是與城市的發(fā)展以及百姓的生活息息相關(guān)，它包括智慧產(chǎn)業(yè)應(yīng)用體系、智慧民生應(yīng)用體系、智慧公共服務(wù)應(yīng)用體系和智慧公共管理應(yīng)用體系等組成部分。在所有的智慧應(yīng)用體系中，以智慧交通、智慧醫(yī)療、智慧能源、智慧貿(mào)易、智慧教育、智慧公共管理、智慧公共服務(wù)等為最主要的應(yīng)用。
3．1 智慧交通
    在構(gòu)成城市的交通、能源、商業(yè)、通信、水資源等系統(tǒng)中，交通系統(tǒng)占據(jù)著舉足輕重的地位。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷加快，城市人口數(shù)量迅速增長，同時隨著居民生活水平的不斷提高，城市的機(jī)動車數(shù)量越來越多，造成城市道路交通流量急劇增加，交通阻塞、交通事故、能源消費和環(huán)境污染等社會問題日趨惡化，交通阻塞造成的經(jīng)濟(jì)損失巨大，這已經(jīng)成為我國國民經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸問題。解決交通問題的傳統(tǒng)辦法是修建道路，但無論哪個國家的城市，尤其是大城市，可以用來修建道路的空間很小。根據(jù)建設(shè)部的統(tǒng)計顯示，我國城市人均道路面積僅為10.6 m2，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國外城市人均道路面積15~20 m2，同時城市的機(jī)動車保有量正以15%的高速率增長，而城市道路的增長率則僅為3%左右。另外，由于道路建設(shè)資金短缺、技術(shù)力量不足等不利因素的存在，便利道路里程的增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于汽車數(shù)量的增長速度，交通阻塞問題日趨突出[3]。
    智慧交通系統(tǒng)(簡稱ITS)是指將先進(jìn)的傳感器技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機(jī)處理技術(shù)等應(yīng)用于交通運輸管理體系從而形成的一種信息化、智能化、社會化的交通運輸綜合管理和控制系統(tǒng)。ITS涵蓋的內(nèi)容廣泛，其核心思想是將先進(jìn)的數(shù)據(jù)傳輸、定位、傳感、電子控制以及其他與信息相關(guān)的技術(shù)等綜合應(yīng)用于道路交通運輸，使現(xiàn)有交通基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)揮最大的效能，以較低的造價和較短的時間從整體上提高道路交通系統(tǒng)的效率、安全性和服務(wù)質(zhì)量，降低交通擁塞，節(jié)省能源，減輕車輛及其相關(guān)設(shè)施對環(huán)境的污染和危害。隨著信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機(jī)處理技術(shù)等的迅速發(fā)展，智慧交通系統(tǒng)必將成為全球的重要發(fā)展趨勢。
    如果建立了智慧交通系統(tǒng)，則可以利用車上裝備的紅外線或激光設(shè)備通過監(jiān)測車間距等交通運行狀況，使行駛的車輛之間保持合適距離，促使車流穩(wěn)定行進(jìn)，縮短行車時間和能源消耗，緩解并有效減少交通堵塞。隨著交通擁塞情況的改善，可以有效減少車輛因停留在道路上而產(chǎn)生的能源消耗，以及減少因頻繁的踩油門與剎車所造成的能源損耗，提高車輛能源的利用率。伴隨著車輛的穩(wěn)定行進(jìn)，其能源利用率自然會提高，造成的二氧化碳等廢氣排放量自然減少，因此有效減輕環(huán)境污染，形成良性循環(huán)[4]。
3．2 智慧醫(yī)療
    智慧醫(yī)療是指基于互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、生物工程、基因科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、信息技術(shù)以及納米等新技術(shù)，按照醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)，整合醫(yī)療信息，優(yōu)化醫(yī)療資源，從而實現(xiàn)醫(yī)療信息數(shù)字化、醫(yī)療過程遠(yuǎn)程化、醫(yī)療流程科學(xué)化以及醫(yī)療物質(zhì)管理的可視化。它是一項系統(tǒng)工程，主要包括電子病歷系統(tǒng)、醫(yī)療收費和藥品管理系統(tǒng)、臨床應(yīng)用系統(tǒng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)、臨床支持決策系統(tǒng)和公共健康衛(wèi)生系統(tǒng)等組成部分[5]。
    目前，雖然我國的智慧醫(yī)療還處于初級階段，但在遠(yuǎn)程醫(yī)療方面，國內(nèi)一些技術(shù)比較先進(jìn)的醫(yī)院在醫(yī)療信息的遠(yuǎn)程交換與應(yīng)用方面已經(jīng)走到了世界的前列，可以在醫(yī)院內(nèi)容以及協(xié)同運作的醫(yī)院之間，通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)病歷信息的實時記錄、傳輸與處理，實時共享病人的相關(guān)信息，這為實現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療、專家會診、轉(zhuǎn)院治療起到很好的支撐作用。在城市人口老齡化不斷加劇的今天，遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)顯得尤為重要，它能有效節(jié)約社會資源，更高效地服務(wù)于大眾,提升整個城市的醫(yī)療和健康服務(wù)水平。
3．3 智慧能源
    能源是能量的來源，在一定條件下可以轉(zhuǎn)換成人類所需的燃料或動力，包括煤、石油、天然氣、水能、電能等常規(guī)能源以及太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等新能源。在全球氣候變化和能源緊缺的背景下，以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式已經(jīng)成為當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要方向，智慧能源成為解決能源問題的有效途徑。智慧能源結(jié)合了先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)等，不斷擴(kuò)大能量來源，提高能源利用效率，對于城市建設(shè)具有重要的意義[6]。
3．4 智慧貿(mào)易
    智慧貿(mào)易是指將嵌入式技術(shù)、傳感器技術(shù)、無線射頻識別技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和信息技術(shù)等用于傳統(tǒng)貿(mào)易中，實現(xiàn)貿(mào)易活動更透徹的感知、更全面的互聯(lián)以及更深入的智能化。通過任何可以隨時隨地感知、測量、捕獲和傳遞信息的設(shè)備、系統(tǒng)和流程,以及嵌入式、無線射頻識別等技術(shù)的使用，可以快速獲取和分析市場需求、企業(yè)生產(chǎn)情況、產(chǎn)品銷售信息等商貿(mào)信息，方便采取應(yīng)對措施，進(jìn)行長遠(yuǎn)規(guī)劃。通過互聯(lián)網(wǎng)、移動通信等網(wǎng)絡(luò)，可以將生產(chǎn)廠商、貿(mào)易雙方以及消費者等分散的信息和數(shù)據(jù)連接起來，實施信息交互和共享，對商貿(mào)活動進(jìn)行實時監(jiān)控，使商貿(mào)活動處于高效能、低風(fēng)險、高利潤的智慧運行模式[7]。
　    電子商務(wù)是智慧貿(mào)易的重要組成部分，大力倡導(dǎo)企業(yè)通過自建網(wǎng)站或第三方電子商務(wù)平臺，開展網(wǎng)上采購、營銷、支付等電子商務(wù)活動，鼓勵企業(yè)利用網(wǎng)絡(luò)資源積極開發(fā)網(wǎng)絡(luò)市場和電子商務(wù)，重點建設(shè)為貿(mào)易提供服務(wù)的各類網(wǎng)絡(luò)和信息平臺，加快推進(jìn)貿(mào)易活動的電子化、智慧化，進(jìn)一步拓展市場空間，重點發(fā)展能夠?qū)崿F(xiàn)集產(chǎn)品展示、信息發(fā)布、商品交易、在線支付等業(yè)務(wù)于一體的綜合電子商務(wù)企業(yè)，實現(xiàn)貿(mào)易活動的智慧化。
3．5 智慧教育
    我國目前的教育是典型的應(yīng)試教育。而應(yīng)試教育脫離了社會發(fā)展的需要，也違背人的發(fā)展規(guī)律。應(yīng)試教育的教育模式與考核方法限制了學(xué)生的能力培養(yǎng)和發(fā)揮，大學(xué)畢業(yè)后難以適應(yīng)工作和社會的發(fā)展。
    為了創(chuàng)建智慧城市，必須實施全民智慧教育。智慧教育是指依托計算機(jī)和教育網(wǎng)，全面深入地利用以物聯(lián)網(wǎng)、云計算等為代表的新興信息技術(shù)，重點建設(shè)教育信息化基礎(chǔ)設(shè)施，開發(fā)和利用教育資源，促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新、知識創(chuàng)新，實現(xiàn)創(chuàng)新成果的共享，提高教育教學(xué)質(zhì)量和效益，全面構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、個性化、智能化、國際化的現(xiàn)代教育體系，推動教育改革與發(fā)展的歷史進(jìn)程。通過有效舉措，倡導(dǎo)和鼓勵市民終身學(xué)習(xí)，通過多種形式營造終身學(xué)習(xí)的良好氛圍，樹立良好的智慧人文形象，增強(qiáng)智慧城市的文化含量，把爭先、創(chuàng)優(yōu)、創(chuàng)新的精神與智慧城市加以整合，實現(xiàn)全民的智慧教育[8]。
3．6 智慧公共服務(wù)

    首先，建設(shè)面向公眾的智慧公共服務(wù)系統(tǒng)，包括市民呼叫服務(wù)中心、法律服務(wù)中心、職工維權(quán)保障中心和社會保障卡工程等系統(tǒng)的建設(shè)，通過自動語音、電子郵件和人工服務(wù)等多種咨詢服務(wù)方式，為市民開展生產(chǎn)、生活、政策法規(guī)、法律糾紛等多種咨詢服務(wù)。
    此外，還包括建設(shè)面向企業(yè)及社區(qū)的公共服務(wù)系統(tǒng)。利用電子技術(shù)、信息技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)等完善政府官方網(wǎng)站建設(shè)，推進(jìn)網(wǎng)上行政審批及其他公共行政服務(wù)，同時，為社區(qū)的居民提供工作、日常生活、旅游、醫(yī)療等信息的發(fā)布和查詢。
    智慧城市是目前世界發(fā)達(dá)國家在推進(jìn)產(chǎn)業(yè)和城市信息化進(jìn)程中的前沿理念和探索實踐，是信息時代城市發(fā)展的新模式。它以互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)等多種網(wǎng)絡(luò)組合為基礎(chǔ)，以信息、知識為資源，將信息技術(shù)、電子技術(shù)和自動控制技術(shù)用于各領(lǐng)域，通過廣泛的信息獲取、快速安全的信息傳輸、科學(xué)有效的信息處理，創(chuàng)新城市管理的新模式，提高城市運行效率、公共服務(wù)水平的綜合競爭力，實現(xiàn)智慧式管理和運行，有效促進(jìn)城市的發(fā)展和繁榮。
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