中國(guó)工程院崔俊芝院士演講稿

信息技術(shù)—數(shù)字城市—

—智慧城市崔俊芝中國(guó)科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院本報(bào)告受到國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究專(zhuān)項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助摘要現(xiàn)代化城市需要精細(xì)、高效和人性化的城市管理；數(shù)字化城市管理是現(xiàn)代城市管理與集成化信息技術(shù)融為一體的組織管理技術(shù)體系。數(shù)字化城市管理集成了云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、智能終端、3S等現(xiàn)代信息技術(shù)與現(xiàn)代城市管理體制、機(jī)制及績(jī)效評(píng)價(jià)體系于一體的系統(tǒng)工程和技術(shù)。數(shù)字城市是正在迅速發(fā)展中的綜合交叉科學(xué)、工程和技術(shù)。內(nèi)容信息技術(shù)與數(shù)字城市數(shù)字化城市管理模式—

精髓與技術(shù)體系數(shù)字化城市管理

數(shù)字城市

智慧城市

一、信息技術(shù)與數(shù)字城市1.1現(xiàn)代信息技術(shù)是當(dāng)今世界發(fā)展最快影響力最大滲透力最強(qiáng)的高新技術(shù)?，F(xiàn)代信息技術(shù)微電子技術(shù)計(jì)算機(jī)與云計(jì)算——千萬(wàn)億次，億億次，百億億次巨型機(jī)系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)信息安全技術(shù)有線與無(wú)線通信技術(shù)3S—GIS,GPS,RS等計(jì)算機(jī)2008年6月，世界上第一臺(tái)千萬(wàn)億次計(jì)算機(jī)—Roadrunner，由IBM研制成功。其計(jì)算能力可達(dá)到1petaflops。2009年10月中國(guó)第一臺(tái)千萬(wàn)億次超級(jí)計(jì)算機(jī)—“天河一號(hào)”在湖南長(zhǎng)沙誕生，系統(tǒng)峰值速度為每秒1206萬(wàn)億次—20多萬(wàn)個(gè)核。2013年中國(guó)一臺(tái)超億億次的計(jì)算機(jī)—“天河2號(hào)”研制成功；系統(tǒng)峰值速度為每秒超5億億次浮點(diǎn)運(yùn)算，峰值計(jì)算能力目前名列全球第一—300多萬(wàn)個(gè)核。百億億次計(jì)算機(jī)—900多萬(wàn)個(gè)核。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)。信息技術(shù)，特別是計(jì)算技術(shù)，極大地促進(jìn)了人類(lèi)對(duì)客觀世界和對(duì)人類(lèi)自身的認(rèn)識(shí)：它以空前的影響力和滲透力改變著科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)發(fā)展的軌跡。它與數(shù)學(xué)、物理、力學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)、天文和地球科學(xué)、工程科學(xué)和技術(shù)，以及社會(huì)管理學(xué)等學(xué)科交叉融合，正在衍生出充滿活力的、新的前沿科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域——包括數(shù)字地球、數(shù)字城市、數(shù)字工程…一個(gè)全球網(wǎng)絡(luò)化、信息化、充滿著虛擬色彩而又實(shí)實(shí)在在，處處可以學(xué)習(xí)和處處可以工作的新時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，它正在改變現(xiàn)代人生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、工作、學(xué)習(xí)、交往和娛樂(lè)的方式，對(duì)未來(lái)人類(lèi)社會(huì)將產(chǎn)生深刻影響。數(shù)字城市，智慧城市!進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代！智慧地球時(shí)代！1.2現(xiàn)代城市需要現(xiàn)代化城市管理

隨著經(jīng)濟(jì)、科技和文化的發(fā)展，城市作為人類(lèi)聚居、物質(zhì)—精神—生態(tài)—文化和社會(huì)統(tǒng)一載體的城市正在迅速地?cái)U(kuò)展和新生。隨著我中國(guó)城鎮(zhèn)化的加速，今后十年內(nèi)，中國(guó)的城鎮(zhèn)人口也將由目前占總?cè)丝诘?1%迅速超過(guò)60%。現(xiàn)代化城市是一個(gè)坐落在有限地理空間上的、聚集著眾多人群、大量的物質(zhì)財(cái)富與豐富的上層建筑形態(tài)的、與時(shí)俱進(jìn)的統(tǒng)一載體。所謂眾多人群包括著政治、經(jīng)濟(jì)和文化上的不同層次、不同職業(yè)和不同習(xí)俗的人群。所謂大量的物質(zhì)財(cái)富包括著土地和礦產(chǎn)資源、人們居住、生活、學(xué)習(xí)和工作的建筑物，以及市民賴(lài)以生存的城市基礎(chǔ)設(shè)施，即交通、水、暖、電、氣、通訊、文化、教育和環(huán)境設(shè)施等。所謂豐富的上層建筑形態(tài)主要指保障人類(lèi)社會(huì)有效運(yùn)行的生產(chǎn)機(jī)構(gòu)、行政管理機(jī)構(gòu)、社團(tuán)組織機(jī)構(gòu)、文化教育機(jī)構(gòu)等，以及由上述機(jī)構(gòu)生產(chǎn)的各種法規(guī)和文化娛樂(lè)產(chǎn)品。一座現(xiàn)代化的城市是一個(gè)政治、經(jīng)濟(jì)、文化和科技等眾多的有形和無(wú)形個(gè)體所組成的既相互促進(jìn)又相互制約的，宏觀、細(xì)觀和微觀屬性相互關(guān)聯(lián)的，開(kāi)放性的、迅速演變的復(fù)雜巨系統(tǒng)?，F(xiàn)代城市的主要特征之一是任何局部的突發(fā)事件或?yàn)?zāi)難都有可能迅速傳播和衍生，造成巨大的人、財(cái)、物損失，導(dǎo)致局部、甚至全局失穩(wěn)?，F(xiàn)代城市需要現(xiàn)代化的城市管理，需要合理的規(guī)劃、科學(xué)的決策，需要將系統(tǒng)工程學(xué)同科學(xué)發(fā)展觀相結(jié)合，綜合集成現(xiàn)代信息技術(shù)，創(chuàng)建支撐現(xiàn)代化城市規(guī)劃、建設(shè)、管理與服務(wù)的體制、機(jī)制，技術(shù)體系和運(yùn)行組織體系—

既保證城市經(jīng)濟(jì)、科技、文化和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，不斷地提高市民的物質(zhì)文化生活，又實(shí)現(xiàn)精細(xì)、實(shí)時(shí)和人性化的社會(huì)管理，使全體市民充分享用現(xiàn)代城市所擁有的一切有形和無(wú)形的社會(huì)資源，構(gòu)建和諧社會(huì)。網(wǎng)格化城市管理新模式北京市東城區(qū)區(qū)委和區(qū)政府，為了改變城市管理中的條塊分割、機(jī)構(gòu)重疊、缺乏監(jiān)督、效能低下，提高政府管理城市的水平，通過(guò)機(jī)構(gòu)調(diào)整、業(yè)務(wù)重組、作業(yè)流程再造，以及信息資源整合與共享，于2004年創(chuàng)建了萬(wàn)米單元網(wǎng)格化城市管理新模式。網(wǎng)格化城市管理新模式是集成計(jì)算技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、有線與無(wú)線通信、3S等現(xiàn)代信息技術(shù)與現(xiàn)代城市管理體制、機(jī)制及評(píng)價(jià)體系于一體的、支持現(xiàn)代化城市管理的組織和技術(shù)體系。二、數(shù)字化城市管理模式

—精髓和技術(shù)體系數(shù)字化城市管理模式的精髓：建立了監(jiān)督和指揮兩個(gè)既獨(dú)立分離，又統(tǒng)一協(xié)調(diào)的“雙軸心”的管理體制；再造了城市管理的無(wú)縫連接的業(yè)務(wù)流程；建成了全新的綜合績(jī)效評(píng)價(jià)體系；建立了基于地理格網(wǎng)的城市資源和城市基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)據(jù)庫(kù)群；研制了城管信息采集系統(tǒng)—‘城管通’及城管信息傳輸系統(tǒng)；建成了集成化的，支持全方位和全時(shí)段城市管理的、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、快速高效信息平臺(tái)。數(shù)字化城市管理的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系

數(shù)字城市管理新模式—技術(shù)體系集成化信息技術(shù)數(shù)字城市管理的標(biāo)準(zhǔn)體系數(shù)字城市管理建設(shè)和運(yùn)行的組織體系1.集成化信息技術(shù)：云計(jì)算(CloudComputing)互聯(lián)網(wǎng)-政府專(zhuān)網(wǎng)，公用網(wǎng)（計(jì)算機(jī)網(wǎng)、通信網(wǎng)、廣播網(wǎng)）移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)；物聯(lián)網(wǎng)（Internetofthings)；數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)；信息安全技術(shù)；有線與無(wú)線通信技術(shù)；3S(GIS,GPS,RS)等。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算

——CloudComputing云計(jì)算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的、通過(guò)虛擬方式共享計(jì)算機(jī)硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源的計(jì)算模式和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行模式；。在云計(jì)算模式下，計(jì)算和存儲(chǔ)資源是動(dòng)態(tài)、可伸縮的，可以按需進(jìn)行動(dòng)態(tài)部署、動(dòng)態(tài)優(yōu)化，。云計(jì)算大大提高了各類(lèi)資源的利用率，帶來(lái)了信息化成本的降低和效率的提高。云計(jì)算(CloudComputing)有了云計(jì)算平臺(tái)，用戶不再需要單獨(dú)購(gòu)置計(jì)算機(jī)和應(yīng)用軟件；用戶可以通過(guò)能上網(wǎng)的個(gè)人電腦、帶瀏覽器的手機(jī)，而擁有遠(yuǎn)程操控超級(jí)計(jì)算的能力。用戶只需要將數(shù)據(jù)、計(jì)算和存儲(chǔ)等業(yè)務(wù)需求提交給云計(jì)算平臺(tái)，平臺(tái)就可完成指定任務(wù)。應(yīng)用軟件編統(tǒng)譯系編統(tǒng)譯系服程序務(wù)編統(tǒng)譯系服程序務(wù)開(kāi)發(fā)工具文件文件絡(luò)網(wǎng)文件絡(luò)網(wǎng)圖形文件絡(luò)網(wǎng)圖形多體媒文件絡(luò)網(wǎng)圖形多體媒據(jù)數(shù)庫(kù)編統(tǒng)譯系服程序務(wù)開(kāi)發(fā)工具中間件操作系統(tǒng)軟件技術(shù)

所謂軟件，是相對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件而言的。它是一組可以使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行有效工作的指令的集合。軟件體系結(jié)構(gòu)圖物聯(lián)網(wǎng)（Internetofthings—IOT)物聯(lián)網(wǎng)是把傳感器、傳感器網(wǎng)絡(luò)及射頻識(shí)別（RFID）等感知元器件及其網(wǎng)絡(luò)與智能計(jì)算、通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)等融為一體，實(shí)現(xiàn)對(duì)客觀世界的全面感知、信息傳輸、智能處理；它是連接物理世界的、具有感知功能的網(wǎng)絡(luò)體系。先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該是智能化、實(shí)時(shí)的。感知層—傳感器、執(zhí)行器、RFID等組成傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)層—物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)//互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層——信息處理、集成、專(zhuān)業(yè)/行業(yè)應(yīng)用信息安全技術(shù)各類(lèi)密碼芯片和智能個(gè)人安全卡；數(shù)字簽名和數(shù)字水印技術(shù)；防火墻和防火墻接入技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)安全管理；網(wǎng)絡(luò)的災(zāi)難恢復(fù)及應(yīng)急反應(yīng)技術(shù)；GIS,GPS,RS技術(shù)：綜合空間數(shù)據(jù)與多維屬性數(shù)據(jù)融合技術(shù)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)市政設(shè)施數(shù)據(jù)庫(kù)正射影像數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)劃成果數(shù)據(jù)庫(kù)審批成果數(shù)據(jù)庫(kù)MAPGIS矢量數(shù)據(jù)MAPGIS影像數(shù)據(jù)MAPGISDEM數(shù)據(jù)面向行業(yè)數(shù)據(jù)管理組件系統(tǒng)集成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系—頒布9個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和2個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《城市市政綜合監(jiān)管信息系統(tǒng)－單元網(wǎng)格劃分與編碼規(guī)則》（CJ/T213-2005）《城市市政綜合監(jiān)管信息系統(tǒng)－管理部件和事件分類(lèi)、編碼及數(shù)據(jù)要求》

（CJ/T214-2007）《城市市政綜合監(jiān)管信息系統(tǒng)－地理編碼》

（CJ/T215-2005）《城市市政綜合監(jiān)管信息系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》

（CJ/T106-2010）《城市市政綜合監(jiān)管信息系統(tǒng)－監(jiān)管數(shù)據(jù)無(wú)線采集設(shè)備》

（CJ/T293-2008）《城市市政綜合監(jiān)管信息系統(tǒng)－績(jī)效評(píng)價(jià)》

（CJ/T292-2008）《城市市政綜合監(jiān)管信息系統(tǒng)－監(jiān)管案件立案、處置與結(jié)案》

（CJ/T315-2009）《城市市政綜合監(jiān)管信息系統(tǒng)－管理事件、部件信息采集標(biāo)準(zhǔn)》（CJ/T423-2013）《城市市政綜合監(jiān)管信息系統(tǒng)－建設(shè)與運(yùn)行驗(yàn)收》（CJ/T422-2013）《數(shù)字化城市管理信息系統(tǒng)第1部分：?jiǎn)卧W(wǎng)格》（GB/T30428.1-2013)《數(shù)字化城市管理信息系統(tǒng)第2部分：管理部件和事件》（GB/T30428.2-2013)三、數(shù)字城市

智慧城市數(shù)字城市管理新模式改變了城市管理中的條塊分割、職能交叉、管理粗放、缺乏監(jiān)督和效率低下的狀況；實(shí)現(xiàn)了城市管理由粗放型向集約、精確和實(shí)時(shí)性的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)了對(duì)市政、公用、園林、環(huán)衛(wèi)、建筑、房產(chǎn)等城市基礎(chǔ)設(shè)施，以及擺攤、燒烤、乞討、非法小廣告等城市管理對(duì)象的高效、全時(shí)段、全方位的監(jiān)督和管理，并具有防范和協(xié)助處理突發(fā)事件之功能。數(shù)字化城市管理創(chuàng)造了和諧、整潔、安全、優(yōu)美的城市環(huán)境，提高了政府管理城市的水平。狹義的數(shù)字城市管理廣義的數(shù)字城市管理數(shù)字城市

智慧城市智慧城市建設(shè)數(shù)字化城市管理是貫徹以人為本、執(zhí)政為民理念，是建設(shè)有中國(guó)特色的城市管理模式的有力武器。現(xiàn)代化城市發(fā)展，需要與時(shí)俱進(jìn)城市管理;伴隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)智慧城市是百姓之期望。智慧城市的近期目標(biāo)是使智能信息技術(shù)進(jìn)入城市規(guī)劃、建設(shè)、管理，文化和社會(huì)生活的各個(gè)角落；遠(yuǎn)期目標(biāo)是漸進(jìn)意義下實(shí)現(xiàn)智能城