中国的智能城市和城市大数据-中国工程院

ChineseAcademyofEngineering1中国的智能城市和城市大数据中国工程院潘云鹤2014年5月15日大连2主要内容一、智能城市的国内外状况二、三元空间与定义三、智能城市的中国机遇四、智能城市的内容与推进策略五、城市大数据3一、智能城市的国内外状况4（一）IBM的“SmartCity”（智慧城市）IBM公司在2008年提出“SmartCity”（智慧城市）的概念：3I（度量、联通、智能）。但IBM的目标是“落实”到公司的“解决方案”：智慧的“交通、医疗、政府服务、监控、电网、水务”等等。52009年初，美国总统奥巴马公开肯定IBM的“智慧地球”理念。信息基础设施、智能电网、智能交通、智能医疗等智能应用建设，是美国当前智能城市建设的重点。2012年12月，美国国家情报委员会（NationalIntelligenceCouncil）发布的《全球趋势2030》指出，对全球经济发展最具影响力的四类技术是信息技术、自动化和制造技术、资源技术及健康技术。其中“智慧城市”作为信息技术内容之一。美国对智慧城市的认识四大领域十三项技术信息技术数据解决方案、社交网络技术、智慧城市自动化与制造技术机器人、自动驾驶工具、增材制造资源技术转基因作物、精准农业、水资源管理、生物燃料、太阳能健康技术疾病管理、人体机能增强6美国大西洋理事会布伦特·斯考克罗夫特国际安全研究中心2013年推出由该中心高级研究员马修·伯罗斯、罗伯特·曼宁合写的《2030年展望：美国应对未来技术革命的战略》。专家认为，世界正处在下一场重大技术变革的风口浪尖，以新制造技术、新能源和智能城市为代表的“第三次工业革命”将在塑造未来政经和社会发展趋势方面产生重要影响。7在“智慧城市”提出之前，世界各地都在推城市数字化和网络化的建设。IBM“智慧地球”U-JapanU-Korea新加坡“下一代i-Hub”1999年eEurope计划2005年i2010计划东京首尔&松岛北京香港旧金山纽约塔林斯德哥尔摩阿联酋“零碳城”马来西来“多媒体超级走廊”全球十大数字城市信息化、数字化计划8最近，名称都渐渐转向“智慧城市”。欧盟城市情况2005年7月,欧盟正式实施“i2010”战略。该战略致力于发展最新的通信技术、建设新网络、提供新服务、创造新的媒体内容。2011年5月，欧盟Net!Works论坛出台了《SmartCitiesApplicationsandRequirements》白皮书。欧盟近日表示将“SmartCity”作为FP8的重点内容。92009年8月，IBM发布了《智慧地球赢在中国》，量身打造了六大智能解决方案：“智慧电力”、“智慧供应链”、“智慧银行”、“智慧医疗”、“智慧城市”、“智慧交通”。这些“智慧”方案，已经陆续在我国许多城市展开。国家发改委、住建部、工信部、科技部等，以及各市政府都非常重视“智慧城市”的建设。截至2012年底，已有超过230个城市在“十二五”规划或政府工作报告中提出建设智慧城市，合计计划投资将超过2万亿元。（二）中国的情况102011年，上海市政府公布了“推进智慧城市建设2011-2013年行动计划”。上海2010年，宁波市出台了《宁波市委市政府关于建设智慧城市的决定》，率先系统开展智慧城市建设。宁波第14届北京国际科技产业博览会上，“智慧北京”信息技术首次亮相。今后的10年，北京将全面建设“智慧北京”，人人享有“智慧”生活。北京杭州、广州、武汉、西安等城市也提出了智能城市的各自建设思路。其他城市11我国在“十二五”期间投资相关智慧城市情况（数据来源：赛迪顾问2013年4月）2013年我国智慧城市的IT投资结构为什么SmartCity会成为全球城市的热点？★★12二、三元空间与定义13（一）世界的变化1、钱学森团队提出第五次产业革命：第一次：18世纪中叶，蒸汽机，英国第二次：19世纪初，钢铁技术和机械制造技术，德国第三次：19世纪中叶，电气化，美国第四次：20世纪，半导体和激光，日本第五次：20世纪中到21世纪初主导技术是什么？我国的应对策略是什么？2004年，汪成为院士提出“人机协同信息环境”。142、德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等2013年4月共同推出“工业4.0”：前三次工业革命源于机械化、电力和信息技术。将物联网和服务应用到制造业正在引发第四次工业革命，把机器、存储系统和生产设施融入到虚拟网络——实体物理系统（CPS），改善包括制造、工程、材料使用、供应链和生命周期管理的工业过程。153、“第三次工业革命”的观点有多种表达：奇点大学VivekWadhwa教授：将人工智能、机器人和数字制造技术相结合会发生一场制造业的革命；《经济学人》杂志：数字化制造，新软件、新工艺、机器人和网络服务正在逐步普及，大量个性化生产、分散式就近生产将成为重要特征，大规模流水线的生产方式将终结；JeremyRiffikin:互联网技术与可再生能源的结合，带来人类生产生活、社会经济的重大变革。16美国经济学家BrianAuther最近提出了“第二经济”（secondeconomy）：由处理器、链接器、传感器、执行器以及运行在其上的经济活动，形成了人们熟知的物理经济（第一经济）之外的第二经济（不是虚拟经济），本质是为第一经济附着了一个“神经层”，使国民经济活动智能化。到2030年，第二经济的规模将逼近第一经济。信息技术的价值并不只是传统的硬件、软件和服务，信息技术融入人类社会和物理世界具有更大的价值空间。不管第几次（5、4、3、2），大家已看到当代生产力和生产关系正在面临巨变，这种巨变的本质源头何在？17（二）世界从二元空间进入新的三元空间1、二元空间：人类社会和物理世界。但近年来，信息力量的迅速壮大，已长成除物理世界（P）、人类社会（H）两极之外的新一极：信息世界（C）。CHP182、50年来，信息空间壮大的历程（1）信息来自于人类社会：书籍、交流、媒体、计算机（2）信息互联：互联网、移动通讯和搜索（3）信息来自于物理世界：传感器和物联网（4）走入大数据时代：信息汇聚与膨胀（5）今后：走向大知识时代193、CPH三极中，任意两极的互动，都可以对第三极的发展产生重大影响。如：CP→H：智能电网、智能制造、无人飞机CH→P：智能医疗、智能城规CPH互动将对整个城市、国家、世界产生巨大影响。智能城市的技术本征就是使城市中的三元世界巧妙互动，也就是使当代传感器技术、互联网技术、大数据技术和各种高新技术融入城市的各个系统，形成城市建设、城市经济、城市管理和服务的升级发展，由此将迎来城市发展的新时代。20（三）智能城市的定义智能城市（iCity，IntelligentCity）：综合运筹城市CPH三元空间（信息、物理、人群社会），巧妙汇聚城市的各方智慧，优化使用城市的各种资源，提升发展城市的经济、建设、管理与市民生活水平。21三、智能城市的中国机遇22（一）中国智能城市的道路特色中国市长对城市智能化深入思考之后，概念起了变化。例如对“智慧城市”的定义：2010年秋：智慧城市，是在新一代信息技术和知识经济加速发展的背景下，以互联网、物联网、电信网、广电网、无线宽带网等网络组合为基础，以信息技术高度集成、信息资源综合应用为主要特征，以智慧技术、智慧产业、智慧服务、智慧管理、智慧生活等为重要内容的城市发展新模式。232011年5月：智慧城市，是充分利用现代信息通信技术，汇聚人的智慧，赋予物以智能，使汇集智慧的人和具备智能的物互存互动、互补互促，以实现经济社会活动最优化的城市发展新模式和新形态。市长与IT公司的差异是很大的：一个城市的市长在仔细参观某信息公司对各种“智慧系统”的介绍后，失望地评价：“你们的智慧城市没有市长的视野”。原因何在？24中国城市智能化的独特本质是信息化、城镇化、工业化的三者交融。信息化城镇化工业化发达国家中国因为在当今中国“四化”同时推进，即CPH三元世界都在同时经历巨变，其变化之复杂与其机遇之巨大世所罕见。iCity在中国正当其时。25如何防止城市化的多种陷阱贫民窟问题例：墨西哥城安全问题例：约翰内斯堡污染与堵塞例：伦敦川崎（60年代）北京（当今）墨西哥城城郊的贫民窟26我们将建设什么样的城市上一代留给我们的城市已基本拆完。原因：必有一辈人犯了城市建设短见的错误。问题一：30年后，会重复这一痛心交替吗？问题二：我们有几座城市能够经得住历史考验，传入22世纪，并成为数百年的名城？像伦敦、巴黎、布拉格、佛罗伦萨！这是对中国城市化水平的挑战。27加拿大教授DanielBell在2012年4月10日《环球时报》撰文：中国城市先经历了30年苏联式现代化，随后又经过了30年美国式现代化。从建筑学角度看，这两种方式或许是最糟糕的。中国城市应花费时间、金钱和心思去保护其独特精神，以抗衡全球化的同质性倾向。像波特兰、杭州这样为自己的环保精神感到自豪的城市，可以做得远远超过国家标准。28（二）iCity的重要性在于它正处于“四化”交集上iCity之所以十分重要，是因为它恰好处于中国面临的“四化”之交集上。十八大号召：要“促进工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展”。iCity将直接而深入地推动信息化与城镇化、工业化之间的融合，并对农业现代化进程产生重大影响，因此具有全局意义。智能城市iCity工业化城镇化信息化农业现代化293031我国城镇化发展路径选择示意图322013年全球研发投入状况圆圈大小表示该国（地区）每年研发支出相对值资料来源:Battelle,R&DMagazine,InternationalMonetaryFund,WorldBank,CIAFactBook,OECD33使经济又好又快的发展，是中国市领导的重要责任。中国当代解决各种矛盾的主要方法是发展，而且主要依靠城市的发展和经济的发展。这是中国市长的又一特色关注！市长的兴趣点包括：34如何迎接挑战？1、如何提升我国主流产业、块状经济水平？中国已占有大额市场而国外强手关注较少的领域。我国出口前四类产品（2009年）机电产品：5369亿美元纺织产品：1614亿美元金属制品：771亿美元家具玩具：722亿美元纺织工业既是我国重要的民生产业，也是国际竞争优势明显的产业，占世界出口30%以上。问题：产品档次和利润的提高。瑞士的经验值得重视。352、如何创造名牌？探索名牌建立的不同途径：依靠体量：如中石油、中海油、中国移动、工商银行……依靠长期声誉：如西门子、IBM、丰田……(雅戈尔、农夫山泉、五芳斋)、(开元旅业集团、万向集团)依靠创新：如微软、苹果、华为……363、如何迎接新技术的冲击？多名中外学者近日撰文称，当今世界即将迎来很多技术变革，很可能推动第三次工业革命（或者“工业4.0”）。37智能制造。工程师将从分子层面设计制造，优化功能，创造新材料，从而极大地改进质量。三维打印利用计算能力、激光及基本的粉末状金属和塑料，把零部件和设备如髋关节、牙齿、飞机零部件等，都可打印出来。无线网络。数十亿人的网上交往及其数据，会带来新的巨大商机和急剧的变化（如阿拉伯之春）。大数据。大规模数据及其处理使以往无法想象的服务和业务成为可能，将步入巨大的新市场。问题：如何从加工型制造业模式转向创新型制造业模式？绍兴问题和义乌问题。38升级中国产业的四个创新要素：1）商业模式创新（突破点：支持电子商务）2012年我国网购人数已达2.14亿，交易额破万亿。而且逐年快速发展。电子商务可能在外贸上也发挥重要作用。将B2B转化为M2C，即直接零售。优点：增加利润；获得市场一手信息。2）产品创新（突破点：支持工业设计）将工业设计的重心从外形设计转向功能与技术集成设计，使高新产品源源而生，如同iPad、iPhone。393）科技创新（突破点：支持高新技术）信息、材料、能源、生物、制造4）服务业创新（突破点：支持大数据和知识技术）从市场大数据中提取知识，指导产品和科技创新的方向。从科技成果的大数据