《馬克思恩格斯選集》第三卷中指出：“思維即把相互聯(lián)系的要素聯(lián)合為一個(gè)統(tǒng)一體，同樣也把意識(shí)的對(duì)象分解為它們的要素。沒有分析就沒有綜合。”錢學(xué)森先生《論系統(tǒng)工程》當(dāng)中有一段話，他說“馬克思、恩格斯的辯證主義認(rèn)為，物質(zhì)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。辯證唯物主義體現(xiàn)的物質(zhì)世界普遍聯(lián)系及其整體性的思想，也就是系統(tǒng)思想。”當(dāng)前經(jīng)濟(jì)體系建設(shè)，要用這樣的系統(tǒng)思維考慮和規(guī)劃。
一、新型智慧城市的提出、內(nèi)涵、目標(biāo)與任務(wù)
新型智慧城市提出的背景就是由于數(shù)字城市到智慧城市建設(shè)過程中存在很多問題，這個(gè)問題的根本在于我們建設(shè)了很多信息孤島，各個(gè)系統(tǒng)之間不互聯(lián)互通，所以花了很多錢，構(gòu)建了很多設(shè)備，但是效果不佳。所以，要加強(qiáng)城市規(guī)劃和科學(xué)引導(dǎo)，有序推進(jìn)。在這種情況下，國家發(fā)改委、中央網(wǎng)絡(luò)辦等25個(gè)部委在2016年5月份聯(lián)合成立了新型智慧城市建設(shè)部級(jí)協(xié)調(diào)工作組，這個(gè)工作組主要是在新型智慧城市建設(shè)過程中進(jìn)行頂層指導(dǎo)、監(jiān)督和協(xié)調(diào)。
什么是新型智慧城市?它經(jīng)歷了三個(gè)階段，包括數(shù)字城市、智慧城市和新型智慧城市。
數(shù)字城市是城市信息化發(fā)展初級(jí)階段的產(chǎn)物。以城市信息基礎(chǔ)設(shè)施(網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù))為支撐，采用GNSS、RS、GIS技術(shù)，以可視化方式再現(xiàn)城市“自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)”復(fù)合系統(tǒng)的各類資源的空間分布狀況，對(duì)城市規(guī)劃、建設(shè)和管理的各種方案進(jìn)行模擬分析和研究的城市信息系統(tǒng)體系。
智慧城市通過互聯(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(shí)現(xiàn)對(duì)物理城市的全面感知，利用云計(jì)算等技術(shù)對(duì)感知信息進(jìn)行智能處理和分析，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上“數(shù)字城市”與物聯(lián)網(wǎng)的融合，并發(fā)出指令，對(duì)包括政務(wù)、民生、環(huán)境、公共安全、城市服務(wù)、工商活動(dòng)等在內(nèi)的各種需求做出智能化響應(yīng)和智能化決策支持。
2016年以后提出新型智慧城市的問題，什么是新型智慧城市?我認(rèn)為是適應(yīng)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)需要，以信息化創(chuàng)新引領(lǐng)城市發(fā)展轉(zhuǎn)型，全面推進(jìn)新一代信息通信技術(shù)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(shí)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(biāo)就是要實(shí)現(xiàn)資源驅(qū)動(dòng)發(fā)展到創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的城市發(fā)展模式轉(zhuǎn)型，以創(chuàng)新引領(lǐng)城市發(fā)展。實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+”、時(shí)空大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新興信息技術(shù)與城市發(fā)展融合創(chuàng)新，提高科技創(chuàng)新能力，構(gòu)建技術(shù)創(chuàng)新體系，消除孤島現(xiàn)象。實(shí)現(xiàn)城市管理治理能力的現(xiàn)代化，促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展。這是我們新型智慧城市的基本目標(biāo)。
新型智慧城市新在哪里?智在哪里?我提出三個(gè)方面，新理念、新思維、新方法。新理念是創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念。服務(wù)化理念，一切為了服務(wù)，一切都是服務(wù)，以人為核心，成為新型智慧城市的基本價(jià)值取向。新思維是“互聯(lián)網(wǎng)+”思維，(時(shí)空)大數(shù)據(jù)思維。要認(rèn)識(shí)互聯(lián)網(wǎng)、適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)、使用互聯(lián)網(wǎng)，一切靠(時(shí)空)大數(shù)據(jù)說話、憑(時(shí)空)大數(shù)據(jù)決策。新方法是系統(tǒng)科學(xué)與系統(tǒng)工程方法。把新型智慧城市建設(shè)作為一個(gè)復(fù)雜巨系統(tǒng)工程。
建設(shè)數(shù)字城市相當(dāng)于有了“車”、車上有了“貨”;車要開動(dòng)，貨要流動(dòng)，因此必須網(wǎng)絡(luò)化(無線城市)，相當(dāng)于建設(shè)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(dòng);但高速公路上也會(huì)產(chǎn)生各種問題(信息不能高效、有序、可控流動(dòng)，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(shè)智慧城市。新型智慧城市同智慧城市并無本質(zhì)區(qū)別，只是更加強(qiáng)調(diào)智慧城市建設(shè)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(jí)階段，無線城市(網(wǎng)絡(luò)化)是橋梁或紐帶，智慧城市是城市信息化的高級(jí)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(jìn)一步提升。
二、新型智慧城市建設(shè)的基本原則和思路
新型智慧城市的總體架構(gòu)，要體現(xiàn)前述新型智慧城市的內(nèi)涵、目標(biāo)與任務(wù)，由智慧信息基礎(chǔ)設(shè)施層、智慧服務(wù)平臺(tái)層和智慧應(yīng)用層，以及政策、標(biāo)準(zhǔn)和安全等構(gòu)成的保障體系所組成。
新型智慧城市建設(shè)首先要把握方向，智慧城市要尊重城市信息化發(fā)展的規(guī)律，絕不是三年兩年就能完成的，要規(guī)劃先行，示范引領(lǐng)。要打牢基礎(chǔ)，推動(dòng)新一代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)，邊建邊用，注重實(shí)效，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。
基本的思路，我們提出了四個(gè)方面：一是以系統(tǒng)工程理論和方法為指導(dǎo)，探索建設(shè)新型智慧城市的最佳路徑，創(chuàng)新技術(shù)架構(gòu)、體制機(jī)制、建設(shè)運(yùn)營模式，保證長期可持續(xù)升級(jí)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(wù)為指導(dǎo)，探索構(gòu)建時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)的技術(shù)體制，充分發(fā)揮其在新型智慧城市建設(shè)中的“大腦”作用。三是以新一代信息通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和天空海一體智能感知技術(shù)為支撐，探索充分利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和“人-機(jī)”智能融合式時(shí)空大數(shù)據(jù)融合、分析、挖掘與可視化技術(shù)，以及智能服務(wù)技術(shù)，構(gòu)建新型智慧城市建設(shè)的技術(shù)路線。四是借鑒吸收國內(nèi)外智慧城市建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國實(shí)際，創(chuàng)新構(gòu)建新型智慧城市建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)體系和網(wǎng)絡(luò)空間安全監(jiān)控體系，保證新型智慧城市建設(shè)和運(yùn)行的安全、穩(wěn)定、可行和高效。
根據(jù)新型智慧城市建設(shè)的指導(dǎo)思想和建設(shè)思路，我們提出新型智慧城市建設(shè)的技術(shù)路線。
三、新型智慧城市的“大腦”——時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)
為什么把時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)作為新型智慧城市的“大腦”，因?yàn)闀r(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)是建立在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，建立在大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析的基礎(chǔ)上，具有分析處理機(jī)制和應(yīng)用機(jī)制。為什么要用時(shí)空大數(shù)據(jù)呢?因?yàn)榇髷?shù)據(jù)的時(shí)空統(tǒng)一是至關(guān)重要的，我把這幾個(gè)方面綜合為幾句話，空間和時(shí)間一起，構(gòu)成了運(yùn)動(dòng)著的物質(zhì)存在的兩種基本形式，沒有什么時(shí)間和空間不存在運(yùn)動(dòng)中的物質(zhì)，也沒有什么運(yùn)動(dòng)中的物質(zhì)不是在一定的時(shí)間和空間當(dāng)中。任何大數(shù)據(jù)都是包括人類活動(dòng)在內(nèi)的自然和社會(huì)現(xiàn)象運(yùn)動(dòng)變化的產(chǎn)物，空間參照性和時(shí)間參照性是自然和社會(huì)形成的兩個(gè)基本參照系統(tǒng)，任何事物和現(xiàn)象都離不開這兩個(gè)參照，所以，也可以說沒有什么時(shí)間和空間不存在大數(shù)據(jù)，也沒有什么大數(shù)據(jù)不是在一定的空間和時(shí)間當(dāng)中存在或者是流動(dòng)的。因此，我們可以說所有的大數(shù)據(jù)從本質(zhì)來講都是時(shí)空大數(shù)據(jù)，我們把它簡稱大數(shù)據(jù)。
時(shí)空大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵是指基于統(tǒng)一的時(shí)空基準(zhǔn)(空間參照系統(tǒng)、時(shí)間參照系統(tǒng))，活動(dòng)(運(yùn)動(dòng)變化)于時(shí)間和空間中與位置直接(定位)或間接(空間分布)相關(guān)聯(lián)的大數(shù)據(jù)。這樣界定時(shí)空大數(shù)據(jù)是基于以下三個(gè)事實(shí)：一是，世界是物質(zhì)的，物質(zhì)是運(yùn)動(dòng)的，包括人類活動(dòng)在內(nèi)的萬事萬物的運(yùn)動(dòng)變化都是在一定的時(shí)間和空間中進(jìn)行的，而所有的大數(shù)據(jù)都是世界萬事萬物運(yùn)動(dòng)變化的產(chǎn)物;二是，隨著智能感知技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域開始了“量化”的進(jìn)程，這種一切皆可“量化”(數(shù)字化)的趨勢導(dǎo)致了大規(guī)模海量數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，而空間參照與時(shí)間參照是大數(shù)據(jù)的兩個(gè)基本特征;三是，從可視化角度講，正是因?yàn)橐磺写髷?shù)據(jù)都具有空間參照與時(shí)間參照特征，所以才能直觀地為人們提供大數(shù)據(jù)的空間位置、空間分布和時(shí)間標(biāo)識(shí)。
時(shí)空大數(shù)據(jù)的類型和構(gòu)成，一是時(shí)空基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，二是GNSS及CORS數(shù)據(jù)。時(shí)空大數(shù)據(jù)的基本特征很多，位置、屬性、時(shí)間、異構(gòu)性、多樣性、多維等等。所謂時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)，是把各種分散的(點(diǎn)數(shù)據(jù))和分割的(條數(shù)據(jù))大數(shù)據(jù)匯聚到一個(gè)特定的平臺(tái)上，并使之發(fā)生持續(xù)的聚合效應(yīng)。這種聚合效應(yīng)就是通過數(shù)據(jù)多維融合和關(guān)聯(lián)分析與數(shù)據(jù)挖掘，揭示事物的本質(zhì)規(guī)律，對(duì)事物做出更加快捷、更加全面、更加精準(zhǔn)和更加有效的研判和預(yù)測。從這個(gè)意義上講，時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)是大數(shù)據(jù)的核心價(jià)值，是大數(shù)據(jù)發(fā)展的高級(jí)形態(tài)，是大數(shù)據(jù)時(shí)代的解決方案。具體的講，首先來構(gòu)建一個(gè)通用時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)，通過通用時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)+軍用，構(gòu)建一體化指揮的時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)、地理情報(bào)平臺(tái)等。
對(duì)于時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)的構(gòu)建，在基于網(wǎng)格集成與彈性云的“混合式”時(shí)空信息服務(wù)技術(shù)體制中，包括傳感器(網(wǎng))資源、計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、數(shù)據(jù)資源、軟件(功能)資源、知識(shí)資源等在內(nèi)的信息資源都是以“服務(wù)”的形式分布在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上的，服務(wù)提供者和服務(wù)享用者(兩個(gè)角色可相互轉(zhuǎn)換)也分布式部署在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上，雖然它們都有特定的地域，所有服務(wù)都有“服務(wù)元數(shù)據(jù)”，而且都以標(biāo)準(zhǔn)封裝“組件”形式注冊(cè)或發(fā)布到注冊(cè)中心，但總體來說分布是任意的或混沌的，特別是在服務(wù)范圍很大、服務(wù)提供者和享用者很多，服務(wù)任務(wù)(要解決的問題)很復(fù)雜的情況下，就必須用協(xié)同論方法來組織、管理和實(shí)施。也就是說需要通過一種架構(gòu)即面向服務(wù)的體系架構(gòu)(SOA)，將服務(wù)提供者、服務(wù)代理(注冊(cè)中心，資源池)和服務(wù)享用者三個(gè)角色組織起來，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)從混沌走向有序(初級(jí)的);需要通過工作流和服務(wù)鏈模型，將發(fā)布的所有“服務(wù)”進(jìn)行自動(dòng)匹配以發(fā)現(xiàn)“服務(wù)”，實(shí)現(xiàn)服務(wù)組合(聚合)以獲得用戶需要的結(jié)果，達(dá)到從低級(jí)有序到高級(jí)有序的目的。我想這個(gè)是引用了錢學(xué)森先生的思想。
基于這樣的分析，我們提出構(gòu)建智慧城市時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)的六大工程。一是構(gòu)建一個(gè)開放的體系架構(gòu)，強(qiáng)化功能開放應(yīng)用;二是構(gòu)建一個(gè)天地一體的信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，為實(shí)現(xiàn)范圍更加廣泛的信息資源共享與多層次多節(jié)點(diǎn)的協(xié)同工作提供嶄新的運(yùn)行環(huán)境;三是構(gòu)建一個(gè)通用的功能平臺(tái)，通過服務(wù)化封裝，實(shí)現(xiàn)各類信息資源的高效調(diào)度、支撐信息服務(wù)的智能化;四是構(gòu)建一個(gè)開放共享的城市信息服務(wù)“資源池”(數(shù)據(jù)體系)，通過多源異構(gòu)時(shí)空大數(shù)據(jù)的融合(聚合)，形成一致性的數(shù)據(jù)集(全球一致、陸海一體、無縫連續(xù))，通過統(tǒng)計(jì)分析和挖掘，進(jìn)一步提升治理體系和指揮決策的現(xiàn)代化水平;五是構(gòu)建一個(gè)高效運(yùn)行的組織管理指揮體系，實(shí)現(xiàn)信息資源的匯聚共享和跨部門的協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)，為時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)安全可靠運(yùn)行提供支撐;六是建立一套標(biāo)準(zhǔn)體系，保證時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)規(guī)范、有序、健康、安全、可持續(xù)運(yùn)行。
結(jié)束語
城市是一個(gè)復(fù)雜巨系統(tǒng)，涉及到自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、人文等方方面面。智慧城市是城市這個(gè)復(fù)雜巨系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化過程，是人的自然智能與計(jì)算機(jī)人工智能的深度融合，也是一個(gè)復(fù)雜巨系統(tǒng)，涉及到組織管理科學(xué)方法——系統(tǒng)工程。新型智慧城市由多個(gè)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(guān)系。因此，新型智慧城市建設(shè)必須遵循系統(tǒng)科學(xué)理論和系統(tǒng)工程的方法，這樣我們才能得到應(yīng)有的效果。
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