關(guān)于智慧城市“任務(wù)”的討論

來源：數(shù)據(jù)觀 時間：2021-02-02 09:31:39 作者：陸寶華 曾偉東 趙尚偉

前不久，一個中等城市給我發(fā)來了他們智慧城市的規(guī)劃，其中提到的任務(wù)目標(biāo)是寬帶骨干網(wǎng)絡(luò)、政務(wù)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心……，這些是智慧城市的任務(wù)嗎？我又在網(wǎng)上搜了一下，能看到的一些資料中，對智慧城市的任務(wù)提法也是類似的。

這些是智慧城市的任務(wù)嗎？如果是，那么“智慧”二字如何體現(xiàn)？

筆者不同意此類說法，這些只能算是為了解決某種（些）問題的新基建項目，而不是任務(wù)。

什么才算是智慧城市的任務(wù)呢？我們常說，要問題引領(lǐng)，或者是以問題為導(dǎo)向，解決相關(guān)的問題，才是我們智慧城市的任務(wù)。按照這一思路，筆者提出一些我們認(rèn)為的智慧城市應(yīng)該解決的問題或者任務(wù)。當(dāng)然，我們的水平有限，也不可能把智慧城市的所有任務(wù)都說明白，所以，標(biāo)題為智慧城市“任務(wù)”的討論，拋一塊磚。

1.降低城市熵

熵是物理學(xué)中熱力學(xué)中的概念，在物理化學(xué)中也有這一概念，是對系統(tǒng)中失序狀態(tài)的描述。熵越大，說明秩序越差。信息論的創(chuàng)始人香農(nóng)利用了這一概念提出了信息熵，并將信息定義為“負(fù)熵”，解釋為“不確定性的減少”。當(dāng)然有后來批評說，這只是給出了“信息量”的概念，而不是信息的概念。

在城市中，失序的問題是普遍存在的，許多事物存在大量的偶然性，我們大量的數(shù)據(jù)是統(tǒng)計概率的結(jié)果，故而存在很大的城市熵。城市越大，這個熵也就越大。

降低城市熵，是智慧城市的第一大任務(wù)，并且是完成其他任務(wù)的基礎(chǔ)。

獲取各類城市要素的確定的數(shù)據(jù)，是降低城市熵的關(guān)鍵所在。幾十年以前，由于缺少相應(yīng)的信息化手段，所以降低城市熵只能靠統(tǒng)計的結(jié)果。當(dāng)今的大數(shù)據(jù)時代，則完全有辦法大大地降低城市熵。降低城市熵的根本途徑就是獲取更多的城市各類要素的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)有些是靜態(tài)的，更多則是動態(tài)的。

1.1全面的城市要素的感知

包括對自然人個人數(shù)字身份的數(shù)據(jù)，各類機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)，各類政府部門的數(shù)據(jù)；自然人行為軌跡的數(shù)據(jù)（目的是出行規(guī)律的記錄）；各類基礎(chǔ)設(shè)施的感知數(shù)據(jù)（包括重要建筑、港口、車站、空港、道路、場館、供電、水、氣、暖、污水處理、垃圾處理、……）；相關(guān)產(chǎn)業(yè)的感知，包括對原料、市場（區(qū)域內(nèi)、外、境外）產(chǎn)能、產(chǎn)品、勞動力、智慧資源等等；資本，本地資本情況，可用于本市的資本情況，可以引進(jìn)的基金等，銀行、保險等；物流數(shù)據(jù)；境外（城市之外）相關(guān)數(shù)據(jù)的獲取；其他數(shù)據(jù)的獲取。

獲取這些數(shù)據(jù)，可能通過個人數(shù)字身份的建立。個人數(shù)字身份的建立，不僅可以獲取相關(guān)的個人信息，同時也是對個人隱私的一種保護(hù)；同時還可以建立相應(yīng)的個人數(shù)據(jù)賬戶，個人征信數(shù)據(jù)等；個人活動數(shù)據(jù)可以通過視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、移動電話的信令數(shù)據(jù)等。

獲取各類基礎(chǔ)設(shè)施及其它物品的數(shù)據(jù)，可以利用物聯(lián)感知體系，包括各類傳感器（非電測量的方法）；RFID（無線數(shù)據(jù)標(biāo)識的方法）；二維碼標(biāo)識等方法。

其他類的數(shù)據(jù)，可以直接對接相關(guān)機(jī)構(gòu)的計算機(jī)系統(tǒng)，可以通過交換、有償使用，或者是其他的方法，獲取相應(yīng)的脫敏、脫密后的數(shù)據(jù)，也可以利用某些算法進(jìn)行結(jié)果計算等。

數(shù)據(jù)獲取，有些應(yīng)用和場景還需要結(jié)合相關(guān)的時間、位置等，這樣衛(wèi)星導(dǎo)航定位的相關(guān)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)也要納入其中。

1.2數(shù)據(jù)的匯聚與傳輸

數(shù)據(jù)的匯聚則需要建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)中心，這些數(shù)據(jù)一般都依賴于某些云平臺進(jìn)行儲存和應(yīng)用，而數(shù)據(jù)的傳輸則需要相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)包括城市自建的骨干光纖網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)，還有以運(yùn)營商為主的移動網(wǎng)絡(luò)，也有其它的城市Wifi之類的無線網(wǎng)絡(luò)，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)等等，構(gòu)成一個全面立體的網(wǎng)絡(luò)體系。

2.預(yù)測、分析、研判、決策

數(shù)據(jù)并不等同于信息，這是降低城市熵的基礎(chǔ)條件，但是并不能直接降低城市熵。降低城市熵還是要從數(shù)據(jù)中提取相關(guān)的信息，用這些信息來降低城市熵。本文不想作一個純理論性探討，還是從實際工作中，討論相應(yīng)的問題。

一個城市的活動基本上要依賴于兩條線，生產(chǎn)（經(jīng)濟(jì)）和生活（民生）。降低城市熵并不是我們的目的，而是利用降低城市熵所獲取的數(shù)據(jù)，進(jìn)行有效的預(yù)測、分析、研判和決策，這才是我們的目的?，F(xiàn)在一些城市，在提城市大腦的概念，概念應(yīng)該不是錯的，但是做法距離“大腦”還是比較遠(yuǎn)的，有的只能算是感知器官，有的也只能算是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，就算是有一些的大腦功能，其智商也是比較低的。

預(yù)測、分析、研判、決策，是要以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，同時要有科學(xué)的算法、模型，利用人工智能的各類工具、大數(shù)據(jù)分析的各類工具，對某個領(lǐng)域的某些方向進(jìn)行預(yù)測、分析、研判和決策，這些活動確實需要大腦的功能，如果這個大腦是比較聰明的，智商比較高，那么相關(guān)的結(jié)果就會更好一些，如果相反，可能的決策是低水平的，或者是錯誤的。系統(tǒng)論的思想，是可以幫助我們提高智商的。

2.1系統(tǒng)論思想簡介

系統(tǒng)論來源于醫(yī)學(xué)，把人看成是一個整體，一個系統(tǒng)與外部進(jìn)行交互的理論。我國科學(xué)泰斗錢學(xué)森提出了系統(tǒng)論系統(tǒng)工程思想。主要觀點(diǎn)是“系統(tǒng)是一個整體；系統(tǒng)具有多要素；系統(tǒng)可以分為多個層次；系統(tǒng)中有多個任務(wù)；系統(tǒng)是動態(tài)的”。

城市是一個復(fù)雜的巨系統(tǒng)，由多個子系統(tǒng)構(gòu)成，多人要素共同來支撐這些子系統(tǒng)，有些要素是多個子系統(tǒng)共有的。用系統(tǒng)論的思想來建立、分析各類模型和算法，相信能獲得一個高智商的城市大腦。

2.2需要預(yù)測、分析、研判和決策的領(lǐng)域包括：

產(chǎn)業(yè)分析與預(yù)測：產(chǎn)業(yè)類型、產(chǎn)品、產(chǎn)能、市場（國內(nèi)外）、相關(guān)的市場約束條件分析、資本、勞動力與就業(yè)，產(chǎn)品歷史、相關(guān)的專家智慧團(tuán)隊等。

經(jīng)濟(jì)分析：包括金融與稅收，境內(nèi)外的各類政治、經(jīng)濟(jì)、軍事等等因素的分析，資本需求與可用資本分析，國家的相關(guān)政策分析等。

民生需求分析：住房、交通、個人物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)與智慧家庭、就業(yè)情況、醫(yī)療、教育、養(yǎng)老及老年技能培訓(xùn)等、殯葬、其他。

基礎(chǔ)設(shè)施需求分析：包括供電、供水、供氣、供暖、交通基礎(chǔ)設(shè)施（路、航道、港口、空港等等）、公共基礎(chǔ)設(shè)施、場所、城市發(fā)展、其他相關(guān)的分析。

宏觀調(diào)控：包括金融資本調(diào)控、產(chǎn)能調(diào)控、產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)調(diào)控、土地、房屋、水電資源的調(diào)控、醫(yī)療教育資源的調(diào)控、城市規(guī)劃與自然資源調(diào)控、其他資源的調(diào)控等。

2.3監(jiān)測與控制

城市中需要進(jìn)行監(jiān)測與控制系統(tǒng)很多，比如：

城市交通的控制：城市交通控制是非常重要的，包括軌道交通的信號與系統(tǒng)的控制；道路與信號；流量的監(jiān)測與控制；車路協(xié)同都需要相應(yīng)的監(jiān)測和控制。

供水、電、氣、暖體系的管控：用電、供水都有大量的自動控制問題，如自來水的制藥，為了保證水的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，是需要向源水中投入一定量藥物的；同樣，對供氣、供暖都需要監(jiān)測和控制。北方地區(qū)的冬季供暖是能源的一大消耗，如果能智能化的進(jìn)行監(jiān)測和控制，就會減少能源的供給和有害氣體的排放。

基礎(chǔ)建筑設(shè)施的管控：包括橋梁，通過橋梁的車輛是否超重，各類建筑物等；地下管廊（道）（線）、窨井、通信線路等。

3.城市操作系統(tǒng)

如果把一個城市類比為一臺計算機(jī)的話，城市大腦就是相關(guān)的應(yīng)用系統(tǒng)，這個應(yīng)用系統(tǒng)是需要操作系統(tǒng)支持的。建立城市操作系統(tǒng)，對各類資源進(jìn)行管理是非常重要的，也是非常有意義的。

城市操作系統(tǒng)目前的定義，還不夠充分，但是筆者認(rèn)為以下的幾項功能是城市操作系統(tǒng)應(yīng)該具備的：

對城市要素的管理：就像計算機(jī)中，對存儲、輸入＼出，文件、程序的管理一樣，城市操作系統(tǒng)，應(yīng)該對感知到的所有的城市要素進(jìn)行管理。

對城市應(yīng)該進(jìn)行標(biāo)識：就像計算機(jī)那樣，對各類資源進(jìn)行標(biāo)識，我們還可以利用GIS，BIM等平臺，利用衛(wèi)星導(dǎo)航定位，遙感等，對城市進(jìn)行網(wǎng)格化劃分和標(biāo)識，這些數(shù)據(jù)與感知數(shù)據(jù)相結(jié)合，就可以形成更加完善的城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

對城市任務(wù)的管理：一個城市必然會有各類任務(wù)，對任務(wù)的管理也應(yīng)該是城市操作系統(tǒng)的任務(wù)，提供人與城市操作系統(tǒng)交互的界面。

4.應(yīng)急響應(yīng)

任何一個城市，總是會有突發(fā)的一些事件的，那么對這些事件的應(yīng)急處置就特別重要。特別是一些存在風(fēng)險源的城市更要考慮這樣的問題，如礦難、?；飞a(chǎn)與運(yùn)輸、海上救援等等，這里無法列出所有可能的突發(fā)事件。

災(zāi)害性事件分類：本文不打算給出這樣的分類，國家的應(yīng)急管理部有現(xiàn)成的。

重大疫情事件：這次的新冠病毒給我們提出一個考卷，應(yīng)該說，在疫情剛發(fā)生時，相關(guān)城市和相關(guān)部門，沒有把這個卷子答好，根本的原因還是在于沒有把相應(yīng)城市熵問題解決好，實際上，我們現(xiàn)在也不認(rèn)為這張卷子，我們已經(jīng)答滿分了，可以提升的空間還是很大的。這次疫情擴(kuò)散的原因，是空氣傳播，密接是重要因素，流調(diào)也是依據(jù)這個展開的。但是，我們還是沒有把大數(shù)據(jù)利用好，一些掌握數(shù)據(jù)的機(jī)構(gòu)，沒有發(fā)揮出真正的作用來。所以，全員的核酸檢測，就成最好的抓手。核酸檢測是有成本，沒有接觸到傳染源的人是不必要進(jìn)行核酸檢測的。

我們完全可以依據(jù)手機(jī)的定位數(shù)據(jù)、移動基站的登錄數(shù)據(jù)、城市視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)等，實現(xiàn)所有相關(guān)人員密接的可能性，對存在密接可能性的人員進(jìn)行檢測是必要的。

應(yīng)急聯(lián)動指揮與資源調(diào)配：應(yīng)急聯(lián)動是需要資源調(diào)配和指揮的，沒有統(tǒng)一的指揮也就不可能有更好的資源調(diào)配。資源調(diào)配，還要注意本地與外地的協(xié)調(diào)問題。應(yīng)該建立一個應(yīng)急指揮系統(tǒng)，包括指揮體系的結(jié)構(gòu)、資源調(diào)配、應(yīng)急預(yù)案、相關(guān)的人員等。

對于應(yīng)急我們還要考慮到輿情控制與應(yīng)急響應(yīng)，群體性事件的應(yīng)急響應(yīng)。

5.智慧城市安全

智慧城市，是一個將網(wǎng)絡(luò)空間與現(xiàn)實社會完全融合的新型城市，這樣的一個城市如何對待公共安全問題呢？無論是什么樣的城市，導(dǎo)致安全問題的兩大因素是天災(zāi)和人禍。

本文給天災(zāi)的定義是：由于自然和自我的原因?qū)е碌陌踩珕栴}；給人禍的定義是：他人對其合法利益構(gòu)成的侵害所導(dǎo)致的安全問題。

對于天災(zāi)，除了我們在前面所討論的應(yīng)急外，還要有相應(yīng)的，有針對性的防護(hù)，如對于雷擊，要有良好的接地和雷電的引流措施；對于火災(zāi)要有相應(yīng)的消防報警和滅火措施等。我們重點(diǎn)不討論天災(zāi)，而是要要討論人禍的問題。

對于人禍，我們解決的方法，只有一條：保證行為的正確受權(quán)。可是要做到這一點(diǎn)是不容易的。這里是三層意思，一是行為是需要授權(quán)的；二是授權(quán)應(yīng)該是正確的；三是行為正確的授權(quán)是要有保障機(jī)制的。

對于智慧城市，由于網(wǎng)絡(luò)空間與現(xiàn)實社會的調(diào)度融合，其安全也必須整體性的來考慮，而不能再清晰的將網(wǎng)絡(luò)空間安全，與現(xiàn)實社會的安全分開成兩大界線分明的體系。

如何利用智慧城市的條件，重新打造和完善對現(xiàn)實社會的保護(hù)的打、防、管、控體系；和如何防范罪犯利用智慧城市提供的便利條件對現(xiàn)實社會目標(biāo)進(jìn)行侵害的打、防、管、控體系，這是智慧城市安全必須解決的兩大問題。

筆者認(rèn)為，將來的殺人、放火可能就是動動鼠標(biāo)、敲敲鍵盤。同時對于一些重要的城市還要考慮到，有可能成為網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)被打擊的目標(biāo)。

當(dāng)然，網(wǎng)絡(luò)空間的安全與現(xiàn)實社會的安全還是各自有所側(cè)重的。從網(wǎng)絡(luò)空間安全的角度上看，有五大任務(wù)：數(shù)據(jù)保護(hù)；應(yīng)用系統(tǒng)功能的保護(hù)；網(wǎng)絡(luò)資源的安全；人的網(wǎng)上行為的安全；建立通過網(wǎng)絡(luò)，對現(xiàn)實目標(biāo)侵害的打、防、管、控體系。

結(jié)束語：

一篇小文很難將智慧城市的任務(wù)完整和清晰地說明白，本文的目的是拋出一塊磚，引發(fā)相應(yīng)的討論，并能引起相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、企業(yè)和研究單位的注意。減少拍腦袋工程，以問題作為導(dǎo)向，科學(xué)建設(shè)智慧城市，把新基建做好。

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責(zé)任編輯：姚治