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武汉智慧城市概念设计

综合国内外的研究成果，我们认为，智慧城市的基本内涵是：以 推进实体基础设施和信息基础设施相融合、构建城市智能基础设施为 基础，以物联网、云计算等新一代信息通信技术在城市经济社会发展 各领域的充分运用为主线，以最大限度地开发、整合和利用各类城市 信息资源为核心，以为居民、企业和社会提供及时、互动、高效的信 息服务为手段，以全面提升城市规划发展能力、提高城市公共设施水 平、增强城市公共服务能力、激发城市新兴业态活力为宗旨，通过智 能的解决方案，实现智慧的感知、建模、分析、集成和处理，以更加 精细和动态的方式提升城市运行管理水平、政府行政效能、公共服务 能力和市民生活质量，推进科学发展、跨越发展、率先发展、和谐发 展，从而使城市达到前所未有的高度“智慧”状态。 我们认为，智慧城市是以物联网、云计算等新一代信息技术应用 为基础，综合城市发展规划、城市运行管理、城市公共服务和城市产 业发展等为一体的城市发展新策略和新模式，是信息社会条件下，现 代城市发展的高端形态，是工业化、信息化、城镇化、市场化、国际 化深入发展的新形势下，促进城市全面、协调、可持续发展的必然选 择，是提升现代城市总体实力、综合竞争力和品牌影响力的战略制高 点。

风电场标准规范范本武汉智慧城市概念设讯

（三）智慧城市与数字城市的关系

三）智慧城市与数字城市的关系

1、智慧城市和数字城市本质上都是信息社会条件下现代城市发展的 高级形态 数字城市和智慧城市的概念都是基于现代信息技术的快速发展 和普及应用，从数字化和智能化两个不同的角度提出来的，都是信息 社会条件下现代城市发展的前进方向和高级形态。两者有重叠和相近 的体系结构，都是把信息技术应用在城市管理、运行和服务中，两者 的根本宗旨相同，都是旨在提高现代城市的管理、运行和服务水平

2、智慧城市的前提必然是数字化，数字城市的核心宝旨是

智慧城市的前提必然是数字化，数字城市的核心宗旨是智能化

城市数字化是城市智能化的必要条件，现代信息社会条件下，不 实现数字化，就无从谈起智能化，开展智慧城市建设的基础和前提义 然是实现城市的数字化。数字城市建设的核心宗旨之一就是推进智能 化应用，优化配置城市资源，提高城市的“智慧”程度。智能化是基 于数字化条件，综合应用物联网、感知网、云计算等集感知、获取、 传输、处理于一体的信息技术和应用系统，提升城市发展规划、公共 设施、公共服务、新兴业态的智能化水平。从这个角度讲，有人将智 慧城市通俗理解为“智慧城市=数字城市+物联网+智能应用系统”

3、智慧城市建设必须要充分利用和整合数字城市建设的成果，着力

智慧城市建设不是空中楼阁，也不是另起炉灶，必须基于现有数 字城市建设的信息化成果，充分利用和整合已有的各级各类城市信息

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资源，大力推进数据融合。在一定意义上讲，智慧城市建设成败的天 键不是大量开工建设新的信息化应用系统，而是如何有效推进城市范 围内数据的融合，通过数据融合真正实现信息与智慧决策的融合，从 根本上促进实现政府部门的协同共享、行业的互动协调、城市的精细 化运行管理、人与自然的和谐相处。因此，围绕城市运行数据的采集 加工、提炼、分析、应用等开展的融合工作将是智慧城市建设的核心 和关键环节。 智慧城市与数字城市之间几个方面的相关性如下表所示：

表1.智慧城市与数字城市的相关性分析

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服务系统，是对数字城市的继承和发

本方案的方法论体系吸收了当前国际国内主流的IT企业架构规 划方法论、竞争力和产业规划理论，包括FEA（美国联邦企业架构）、 波特的国家竞争力理论、产业规划理论等，同时融合了国家电子政务 框架体系，以及本方案设计团队多年来在数字城市和智慧城市方面的 规划和设计经验

选择智慧城市建设的标杆，进行标杆城市案例分析和智慧城市趋 势分析；在此基础上，按照城市绩效参照模型的方法，从城市经济和 社会发展目标出发，以提升城市竞争力和吸引力作为切入点，从认知 域（或社会域）、物理域和信息域三个视角进行智慧城市概念设计

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（二）城市绩效参照模型

图1：方法论全景视图

（二）城市绩效参照模型 目前，国际国内尚未形成成熟的城市绩效评价体系。我们的城市 绩效参照模型试图从城市国民经济和社会发展目标出发，从竞争力和 吸引力两个角度来分析城市的现状和未来，其目的是为了勾画城市如 何通过智慧化建设来提升竞争力和吸引力。 竞争力分析主要分三步：一是归纳出城市主要的竞争力要素，二 是研究城市在各要素中的表现，三是研究如何用智慧化的过程提升城 市竞争力。竞争力要素经过凝练和简化，主要可以归纳成七个方面：

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综合经济能力、科技创新能力、国际竞争能力、辐射带动能力、交通 通达能力、信息交流能力、可持续发展能力。 吸引力分析也主要分三步：一是找出城市主要的吸引对象，主要 是吸引的目标企业类型和目标人群类型，二是研究目标企业的关键成 功因素，以及如何利用信息化手段提升这些因素以便增加吸引力，三 是研究目标人群的生活特征、收入水平和主要诉求，以及如何采用智 慧化手段提高服务能力，并制定相关的政策吸引并留下人才

图2：智慧城市绩效参照模型

（三）智慧城市框架模型 我们可以从认知域、物理域、信息域的角度对智慧城市进行描述 如图3所示。在认知域（或社会域）中，政府、企业（组织）、市民 是智慧城市的主体，满足其发展目标、期望、愿景是建设智慧城市的 根本目的。物理域是指城市的客观物理存在，主要是指水文、气象、 地理等自然环境，以及道路、桥梁、建筑、电网、水网等城市资产

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信息域表征建设智慧城市的主要技术手段，利用信息技术的“感”、 “传”、“知”、“用”，“安”手段，实现信息生成、信息采集、信息处 理、信息共享和信息利用。建设智慧城市就是以认知域的政府、企业、 市民的需求为导向，利用信息技术与实体建设相结合，使城市环境智 慧化，城市管理科学化，实现城市发展转型、政府有效服务、企业创 新发展、市民幸福生活的美好愿景。

三、 智慧城市建设的通用模型

图3：智慧城市的框架模型

从不同的角度考察和分析智慧城市，同时参考城市定义的不同方 法，可以形成不同的通用模型。本方案主要依据智慧城市建设的方法 论，从总体框架、应用体系、技术结构、评价指标、运行管理、规划 实施等方面来阐述智慧城市建设的通用模型。本概念设计方案将主要 围绕上述六个方面来分别展开。 智慧城市建设的通用模型如下图所示。

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图4：智慧城市建设的通用模型

我们提出了“四横四纵”的智慧城市建设总体框架，如下图所示

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图5.智慧城市建设的总体框架

“四横”分别为感知层、通信层、数据层和应用层四个层面。 感知层具有超强的环境感知能力和智能性，通过条码、RFID、智 能终端、传感器等泛在网技术实现对城市范围内基础设施、环境、建 筑、安全等方面的识别、信息采集、监测和控制。 通信层是智慧城市的通信网络，包括大容量、高带宽、高可靠的 光网络，全城覆盖的无线宽带网络，以及电信网、互联网、广播电视 网三网融合的网络。 数据层是实现数据融合的层面，数据是智慧城市建设的重要战略 性资源，数据资源的充分整合、开放、共享、融合是智慧城市建设的 关键环节。

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应用层是在感知层、通信层、数据层基础上建立的各种智慧应用 和应用整合。应用层的建设可以促进各行业的信息化和智慧化的发 展，比如智慧交通、智慧医疗、智慧教育等，同时可以带动现代服务 业、第三产业等许多行业。 “四纵”是指贯穿智慧城市建设各个层面的四个支撑体系，包括 标准规范体系、安全保障体系、运营管理体系和智慧产业体系。贯穿 于智慧城市建设的各个层面，指导智慧城市建设，确保智慧城市体系 的安全、可靠运转

智慧城市无疑是靠现代信息技术支撑的系统。智慧城市建设至少 包含13项关键技术，可以分为设备与器件相关技术、网络通信技术 应用服务，以及对用户体验极其重要的情景计算相关技术。

1、设备与器件相关技术

（1）泛在传感器网络：为具有感知能力的小型嵌入式设备间提 供泛在的通信环境。 （2）RFID：由RFID标签和RFID读写器构成的自动辨识物体身 份的技术。能支持从1.8米到27米的距离。 （3）片上系统SoC：在一颗芯片上集成尽可能多的计算机部件。 （4）GPS：全球定位系统，位置服务

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数据，互联网，通信和广播业务。预期端点互联网访问速度50MbpS 到100Mbps。 （2）FTTx：光纤通信直达用户处所。 （3）HSDPA与无线宽带网WiBro：无线互联网技术，是用户在手 机上的多媒体内容体验达到PC上同样的效果。 （4）IPv6：互联网的网络层协议，IPv6的后继者。IPv6可以在 相当长的时间内解决IP地址数量限制的问题。

（1）上下文感知计算：设备可以获取和识别周边环境的信息， 决定在特定的时间、地点、时间、人群提供不同的服务。如在音乐会 现场，手机自动设置为震动模式（至少可以通过预先设置的音乐会日 程表来实现）。 （2）增强现实AR：研究真实世界和计算机产生的数据的组合方 法，是智慧城市最激动人心的技术，

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智慧城市建设的技术体系如下图所示

图6：智慧城市建设的技术体系图

（三）评价指标体系 评价智慧城市建设，我们提出了由一级指标、二级指标，三级指 标组成的指标体系。 一级指标有六个： （）经济活力：主要有关城市的竞争力，对应所有围绕经济竞 争力的要素，如创新能力，创业精神，商标，生产效率，劳务市场的 灵活性，国内外市场的辐射力， （二）市民素质：有关社会和人力资本，不仅是指学历或者教育 程度的程度，也包括社会性人群互动的质量，公共社会活动，外部活 动的开放性。 （三）公共管理能力：公众参与的层面，由政治参与者的各方面 组成，包含城市管理和市民服务功能。 （四）通畅性：主要关于交通和信息网基础架构，国内和国际交

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往的便捷性，如便利的信息和通信技术基础系统，现代的可持续发展 的交通系统。 （五）环境友好性：是指有魅力的自然条件（气候，绿色植被）， 符合环保要求的污染与资源管理。 （六）生活幸福指数：高质量生活的方方面面，如文化，健康 安全，家居，旅游。 智慧城市建设的评价指标图如下图所示

智慧城市建设的评价指标如下表所示

图7:智慧城市评价指标图

表2.智慧城市建设的评价指标表

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智慧城市在上述六个指标上尽量均衡的发展，一共有32个二级 指标和更精细的三级指标来评价城市的智慧度。按照指标体系，我们 可以设定智慧城市的发展阶段（初级、中级、高级）和智慧城市发展 成熟度。

四、智慧城市的一般建设内容

（一）智慧城市的基础设施 智慧的基础设施包括信息、交通和电网等城市基础设施。现代化 的信息基础设施就是要不断夯实信息化或智能化发展的基础设施和 公共平台，建设高速宽带泛在的新一代信息基础设施，让市民充分享 受到有线宽带网、无线宽带网、3G移动网、无线宽带网以及智能电 网等带来的便利。此外，还要推进智能交通、智能管网等城市基础建 设，推进实体基础设施与信息基础设施相融合，形成高度一体化、智 能化的新型城市基础设施，

（二）智慧城市的资源管理

智慧城市的资源管理是通过对能源、水资源、王地资源的智能管 理，实现城市的可持续发展。通过借助物联网、传感网等新技术，势

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力通过能源生产、储运、应用和再生等环节减少能源资源消耗，发展 新能源、新材料、信息网络、节能环保、生命科学等战略性新兴产业， 发展“低碳技术”、“低碳经济”、“低碳社会”，加快打造全球领先的 低碳城市发展模式。

（三）智慧城市的运行服务

智慧城市的运行服务是通过加强物联网、云计算、视频等技术手 段在城市运行中的应用，实现“智慧城市”运行监测和智能安保应急， 提高政府精准管理能力，使城市运行更加安全高效。同时，通过实施 智慧医疗、智慧教育、智能金融、智能社区、智能家庭等一系列智慧 应用，将人、商业、运输、通信、能源等城市运行的各个核心系统整 合起来，以一种更智慧的方式运行，进而创造更美好的城市生活，有 效提高市民的满意度，真正将城市发展的成果惠及大众。

（四）智慧城市的产业体系

智慧城市的产业体系是通过打造以物联网、云计算、软件和信息 服务业等产业为代表的智慧信息产业、以现代物流和电子商务为代表 的智慧服务业、以智能制造为代表的智慧工业、以设施农业和精准农 业为代表的智慧农业，提高信息技术对经济发展的贡献率，推动产业 结构优化升级，转变经济发展方式，以智慧城市建设带动智慧产业发 展，以智慧产业发展支撑智慧城市建设

（五）智慧城市的安全保障

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智慧城市的安全保障既包括信息安全保障，也包括城市公共安全 保障。信息安全保障体系主要包括网络安全、操作系统安全、数据库 安全以及应用系统安全等，依赖的安全技术包括密码技术、身份认证、 访问控制、虚拟专用网和公共密钥等。城市公共安全保障体系包括安 全网络视频监控、公共安全应急指挥等，为预防和打击各种妨害社会 公共安全的犯罪活动、保障社会的安全和稳定提供了保障手段。

（六）智慧城市的标准规范

在智慧城市的建设过程中，必须要建立和遵循统一的标准与规范 体系。该体系主要由信息技术基础标准体系、信息资源标准体系、网 络基础设施标准体系、信息安全标准体系、应用标准体系，管理标准 体系等构成。此外，智慧城市的建设和运行，还需要运行管理体系的 保障和支持

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国内外智慧城市建设综合分析

第二章国内外智慧城市案例分析

从上世纪九十年代末开始，国外一些发达国家的城市相继启动了 “智慧城市”建设，比较突出的有新加坡、首尔、阿姆斯特丹等。国 内城市智慧城市建设正处于起步阶段，从2010年开始，国内也有很 多城市相继提出了“智慧城市”的发展理念并着手开始建设。 武汉市是科技部首批认定的两家“智慧城市”试点城市，武汉智 慧城市建设在国内具有先行和示范意义。为了切实做好武汉市智慧城 市建设的发展思路规划，避免走弯路，我们认真分析和总结了大量国 内外智慧城市建设的经验，重点选取了新加坡、首尔和阿姆斯特丹等 3个有代表性的国外城市，以及北京、上海、天津、重庆、广州、深 圳、成都、无锡、宁波、佛山等10个国内城市。通过综合分析和梳 理，我们希望能对武汉市智慧城市建设起到参考和借鉴作用，促进武 汉智慧城市建设又好又快发展。 上述国际国内城市开展智慧城市建设的具体情况和分析见附件。 表1给出了一个概况总结

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表3：国际国内智慧城市建设案例的综合分析与总结

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武汉智慧城市概念设讯

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对武汉智慧城市建设的主要启示

通过综合分析上述国际、国内城市开展智慧城市建设的理念、内 容与特点，对武汉市智慧城市建设主要有以下借鉴和启示： 第一、智慧城市建设要突出城市自身的个性和特色。城市是具有 生命力的，不同的城市具有不同的个性。“智慧城市“也必然因城而 异、各具特色，智慧的共性之中彰显独特的个性，不可能千篇一律。 为此，武汉智慧城市建设要充分突出武汉市自身的个性和特色，不能 简单照搬其他城市的规划和方案。要以全球视野和战略眼光，结合武 汉市独特的城市特色，量体裁衣，科学规划，精心设计，构建具有武 汉特色的智慧城市。 第二、智慧城市建设要切实服务于城市的总体发展战略。每个城 市都有各自的历史、文化、产业基础，也都有面向未来的发展定位。 智慧城市建设应围绕城市的功能定位和新时期经济社会发展规划目 标，利用现代信息通信手段，不断提升城市规划发展能力、提高城市 公共设施水平、增强城市公共服务能力、激发城市新兴业态活力，推 进科学发展、加快发展、率先发展、和谐发展，在更高层次上建立核 心竞争力新优势、提升承载环境新水平、开创文化文明新局面。 第三，智慧城市建设要突出以人为本的城市发展理念。现代城市 是人口集中的聚居区，城市的经济社会发展水平决定着生活在城市的 们的生活质量。智慧城市建设的核心是要把满足广大人民群众的利 益作为根本出发点和落脚点，政府职能部门在规划、建设和管理城市 寸，要做到以人为本，最大限度地满足人们在城市生活中的物质需求

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虑城市当前发展阶段和未来发展定位等关键因素，需要巨大的财力和 良好的城市发展基础作支撑。其中城市的发展基础包括城市管理理 念、城市基础设施、城市的信息化水平、城市的产业形态、市民综合 素质和城市资源票赋等政治、经济、资源、自然和人文等城市发展要 素。在建设武汉智慧城市的过程中应有充分的思想准备，做好打硬仗 打持久战的准备

大方案与国内外智慧城市方案的

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（二）充分突出武汉智慧城市的科技创新品牌形象 智慧城市建设需要以信息技术为基础，通过一系列项目工程的实 施，逐步提升城市在基础设施、公共管理与服务、环境保护、市民生 舌质量、人文环境等方面的竞争力，建立一批标志性的示范性工程， 寺续为城市的发展提供动力。 本次武汉概念设计方案从感、传、知、用、安几个层面来规划武 汉智慧城市建设的蓝图。在感知层，充分利用电子标签、智能传感等 物联网相关技术，实现城市信息的实时感知；在传送层，充分利用光 通信、宽带移动通信等新一代通信技术，实现城市信息的高效传递； 在认知层面，充分利用云计算、云存储、云服务等新技术，实现城市 信息的智能融合和处理；在应用层，利用智能终端、门户服务等技术， 构建智能应用服务平台；在安全体系方面，利用多层次、多密级、多 域安全管理体系，实现感、传、知、用各个层面的安全，保障智慧城 市的安全可靠运转。可以说，在武汉智慧城市概念设计方案中，充分 发挥了新技术、科技创新在智慧城市建设过程中所起的作用，利用科 技武汉树立武汉智慧城市建设的品牌形象。 （三）充分体现武汉智慧城市建设的迫切需求 武汉市“十二五”期间国民经济和社会发展的总体目标是：着力 打造全国重要的先进制造业中心、现代服务业中心和综合性高技术产 业基地、全国性综合交通枢纽，建设全国“两型社会”综合配套改革 试验区和国家自主创新示范区，巩固提升中部地区中心城市地位和作 用，努力建设成为国家中心城市，全面完成小康社会建设的任务，为 把武汉建成现代化国际性城市奠定坚实基础。 本方案在借鉴国内外智慧城市建设的理念和内容，以及国内外企

钢结构计算、软件武汉智慧城市概念设讯

表4：国内智慧城市的设计方案特点比较

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第三章武汉智慧城市建设的可行性和必要性分析

检测试验武汉市城市功能与战略定位

（一）.国家中心城市 武汉是湖北省省会，华中地区最大都市及中心城市，中国长江中 下游特大城市。世界第三大河长江及其最长支流汉江横贯市区，将武 汉一分为三，形成了武昌、汉口、汉阳三镇隔江鼎立的格局。武汉是 我国经济发达地区的几何中心，在T形，H形、菱形、十字形等各类 经济增长模式中，居中的武汉都是各区域间实现梯度转移、辐射扩散 协调发展的重要枢纽和战略支撑点。 武汉市2010年经济总量达到5515.76亿元，比上年的4620亿元 增加近900亿元，同比增长14.7%，GDP总量在中部六省省会城市中 继续保持第一。社会消费品零售总额2523.2亿元，增长19.5%；城 市居民人均可支配收入20806.32元，增长13.2%；农民人均纯收入 8294.8元，增长15.8%。这意味着武汉在城市发展竞争中处于更有利 的位置，在承接产业转移、巩固中部崛起支点地位方面更有说服力， 在保障民生、市民共享发展成果方面有更强劲的实力。 “十二五”时期，武汉市将着力打造全国重要的先进制造业中心、 见代服务业中心和综合性国家高技术产业基地，基本构成具有比较优

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