智慧城市是人類社會發(fā)展的高級階段,智慧城市建設能有效促進城市可持續(xù)發(fā)展。同時,通過智慧城市建設,可以全面提升城市的核心競爭力。因此,智慧城市建設已經成為各國政府、各城市政府的共識。關于智慧城市建設的專家有很多、關心智慧城市建設的政府有很多、參與智慧城市建設的企業(yè)有很多,本文分享的是關于智慧城市建設的理念、觀點、方法,以及相關的研究成果。
一、數字城市是智慧城市建設的基礎。
在漫長的人類社會發(fā)展過程中,人們探索地理空間信息應用的腳步從未停止,走過了:原始地圖、紙質地圖、電子地圖、地理信息系統、空間信息系統,進入了時空信息系統時代,時空信息系統是地理空間信息技術發(fā)展的高級階段。
1998年1月31日,美國前副總統戈爾發(fā)表了著名的“數字地球”主題演講之后,得到了許多國家的認可,推動了數字地球、數字國家、數字城市的研究開發(fā)與應用。今天,在智慧城市建設熱潮中,我們幾乎聽不到“數字國家”和“數字城市”的聲音了。但是,這并不意味著“數字城市”已經過時了,相反的是現在的智慧城市建設對數字城市提出了更高的要求。
智慧城市建設的重要基礎設施是“數字城市”,我們用現在的眼光和認識水平,回顧以往的“數字城市”建設,大家會發(fā)現過去采用地理信息技術對城市數字化的進程止步于建筑之外,城市中巨大的建筑空間沒有得到數字化,所以之前得到的結果是一個不徹底的數字城市。在一個并不徹底的數字城市基礎上開展智慧城市建設,必將受到制約和限制。
隨著建筑信息模型(BIM)技術的發(fā)展,我們擁有了對建筑物、構筑物進行數字化的技術方法和實現路徑?;仡櫼酝乩硇畔⒓夹g的發(fā)展路徑,使我們清晰的看到:地理信息系統(GIS)離開了建筑信息模型(BIM),止步于建筑之外;建筑信息模型(BIM)離開了地理信息系統(GIS),成為“空中樓閣”。GIS與BIM的集成,實現了GIS應用領域的拓展與延伸,同時也提升BIM應用價值;采用GIS與BIM集成技術,實現了城市徹底地“數字化”,為智慧城市建設奠定了堅實的信息基礎設施。
二、城市智慧模型(CIM)
2008年11月,在紐約召開的外國關系理事會上,IBM提出了“智慧地球” 這一理念,進而引發(fā)了智慧城市建設的熱潮。2010年,IBM正式提出了“智慧的城市”愿景,希望為世界和中國的城市發(fā)展貢獻自己的力量。IBM經過研究認為,城市由關系到城市主要功能的不同類型的網絡、基礎設施和環(huán)境六個核心系統組成:組織(人)、業(yè)務/政務、交通、通訊、水和能源。這些系統不是零散的,而是以一種協作的方式相互銜接。而城市本身,則是由這些系統所組成的宏觀系統。
2013年1月29日,住房城鄉(xiāng)建設部公布首批國家智慧城市試點名單。2014年8月29日,經國務院同意,發(fā)改委、工信部、科技部、公安部、財政部、國土部、住建部、交通部等八部委印發(fā)《關于促進智慧城市健康發(fā)展的指導意見》,要求各地區(qū)、各有關部門落實本指導意見提出的各項任務,確保智慧城市建設健康有序推進。
放眼國內外,各國政府和專家都不約而同地提出了以信息技術(如移動寬帶通信、互聯網、物聯網、云計算、大數據等)推動智慧城市的建設與發(fā)展,不同的智慧城市組織提出了智慧城市的頂層框架設計、研究了智慧城市建設標準規(guī)范體系,以及制定與實施智慧城市建設計劃。如美國率先提出了國家信息基礎設施(NII)和全球信息基礎設施(GII)計劃;歐盟著力推進“信息社會”計劃,并確定了歐洲信息社會的十大應用領域。
在美國羅格斯大學電子政府研究所發(fā)布的世界大城市電子政府評價報告中,韓國首爾是最具代表性的城市。首爾連續(xù)5年穩(wěn)居榜首。首爾的智慧城市計劃取得了一系列成效:在城市設施管理方面,利用無線傳感器網絡,管理人員可隨時隨地掌握道路、停車場、地下管網等設施的運行狀態(tài);在城市安全方面,利用紅外攝像機和無線傳感器網絡,提高了災難監(jiān)測自動化水平;在城市環(huán)境方面,智慧環(huán)境系統可自動將氣象和交通信息發(fā)送到市民的移動終端;在城市交通方面,智慧交通系統可實現對公交信息和公共停車信息的管理,并智能地實現支持殘障人士出行和控制交通信號。毫無疑問,這是智慧城市建設的重要內容,但是一定不是智慧城市建設的全部內容。
近來,很多專家學者在不同的場合提出了城市智慧模型(CIM)的概念,我們認為這是在智慧城市建設的實踐過程中,不斷摸索、不斷思考、不斷深化的基礎上,逐步提升的全新概念和研究成果。城市智慧模型(CIM)包含了:城市歷史發(fā)展和文化形成的智慧,解決城市生活宜居、便捷、安全的智慧,以及城市可持續(xù)發(fā)展與提升核心競爭力的智慧。城市智慧模型(CIM)主要用于通過模擬仿真指導智慧城市的建設;同時可用于智慧城市建設成果的評估,以及智慧城市的運行管理。
三、3DGIS+BIM與CIM
現在,我們有了3DGIS+BIM的集成技術實現城市“徹底數字化”,又有了城市智慧模型(CIM),表現一個虛擬的智慧城市;于是智慧城市的建設、評估、運行的全新模式呼之欲出,3DGIS+BIM與CIM的關系如下圖所示:
智慧城市建設的CGB模式:采用3DGIS+BIM與CIM創(chuàng)建一個虛擬的智慧城市,各種符合智慧城市建設的規(guī)劃、城市智慧應用解決方案都可以首先在虛擬的智慧城市中得到模擬仿真和分析驗證,并且從中獲取“城市歷史發(fā)展和文化形成的智慧,解決城市生活宜居、便捷、安全的智慧,以及城市可持續(xù)發(fā)展與提升核心競爭力的智慧”,用于指導智慧城市建設;同時,基于虛擬的智慧城市進行建設成果評估;在智慧城市運行階段,通過物聯網、移動互聯網與實體城市關聯,實現智慧城市的運行管理。我們有理由相信融合了3DGIS+BIM與CIM的智慧城市建設CGB模式,有助于指導智慧城市建設、評估智慧城市建設成果和運行管理智慧城市。