“十四五”规划纲要指出,加快数字化发展,建设数字中国。2022年,住房和城乡建设部在重庆、福州、济南等16个城市开展首批“新城建”试点,组织开展城市信息模型基础平台建设、智能市政、智能建造等一系列专项试点。在数字中国和“新城建”浪潮的共同推动下,智慧城市已经成为我国城市建设发展的重要实践方向。本文介绍智慧城市的理念和国外智慧城市建设动态,分享中冶京诚工程技术有限公司(以下简称“京诚公司”)在智慧城市建设的相关实践,分析并总结智慧城市关键技术,探索其研究方向和未来趋势,以期为行业企业参与智慧城市建设提供借鉴。
智慧城市及国外建设动态
智慧城市的内涵
2008年全球金融危机爆发后,旧M率先提出“智慧地球”概念,世界各国纷纷将智慧地球作为应对金融危机和振兴经济的重要举措。智慧地球的实现离不开智慧城市的支撑。
2018年12月,《智慧城市术语》(GB/T37043)对智慧城市进行了明确的定义。从其定义来看,智慧城市首要特征是以人为本,通过数字科技,让城市居民可以平等地体会到智慧带来的便利。借助物联感知技术,对城市中的人、物进行全面的感知与互联,形成泛在信息源,以便实时感应城市各类环境的变化并提前预警。城市逐步形成具有持续创新发展的内驱力,各构成要素之间实现自我适应调节、自我优化和完善。
城市信息模型CIM被理解为是建筑信息模型BIM在城市范围的扩展应用。2015年,中国工程院院士、同济大学教授吴志强把CIM延伸为City Intelligent Model,即城市智能信息模型,强化了智能的要求,更关注基于CIM模型预演发展过程,提出解决预案。2021年,住建部印发《城市信息模型(CIM)基础平台技术导则》将CIM定义为集成建筑信息模型(BIM)、地理信息系统(GIS)、物联网(IoT)等技术,整合城市多维、多尺度信息模型数据和感知数据,构建起三维数字空间的城市信息有机综合体。
由此可见,CIM是实现智慧城市的数据信息基础,智慧城市是CIM应用的上层建筑,CIM成为智慧城市实践落地的重要组成部分和推进抓手。
国外智慧城市建设动态
从全球范围来看,智慧城市已经成为城市治理和发展转型的新思路。瑞士洛桑国际管理学院(IMD)最新公布的2023智能城市指数(Smart City Index)显示,新加坡排名亚洲第一,全球第七。新加坡是全球最早推行“政府信息化”的国家之一,智慧城市建设注重服务公众。2015年,新加坡政府与法国达索公司合作开发“虚拟新加坡”,旨在打造一个汇集所有物联网传感器的城市三维模型和协作数据平台,用于城市环境模拟仿真、服务分析、规划与管理决策、科学研究等领域。此外,该项目还建立了城市数字孪生模型,存储城市运营的大量数据信息,依据需求定制化展示运营状态,以应对新型的复杂挑战。
2016年,日本首次提出建立高度融合网络空间和物理空间,并以人工智能技术为基础、以提供个性化产品和服务为核心的“超智能社会”概念,即超智能社会5.0。该计划明确将运用物联网、机器人、人工智能、大数据等技术全面提升生活便捷性,提高防灾能力,解决社会环境和能源等课题。2021年,日本内阁通过第六届“科学技术和创新基本计划”,将投入约2700亿美元研发人工智能和低碳技术等,将超智能社会5.0的目标具体化,促进产业和社会的变革。
2016年,韩国成立首尔数字化基金会,并发布《数字首尔2020计划》,以支撑基础设施的数字化建设,指导在数字化城市、数字经济、市民体验以及全球引领等方面的工作。2019年,发布《第三次智慧城市综合规划(2019–2023)》打通和完善数据与技术,推进更高质量的城市管理、服务和运营工作。2021年,发布《首尔愿景2030》,确定未来感性城市重点工作,包括提升交通物流智能化水平,构建以市民为中心的智慧生态,实现大数据AI基础的智能型政府,保障可持续发展等。
2015年,美国联邦政府发布“白宫智慧城市行动倡议”,积极布局智能交通、电网和宽带等领域,以解决城市交通和能源问题。美国政府重视标准建设,发布《智慧城市互操作性参考体系架构》《智慧城市和社区框架系列》等。
2013年,英国成立了未来城市技术创新中心,通过制定原则和统一开放标准,推动多领域、多部门间的合作共享,促进数字服务和智能技术在公共服务中的应用。近年来,欧盟已启动了超过数十项针对数字化产业的国家计划,如德国工业4.0、法国未来工业联盟、荷兰智慧产业等。


