智慧城市是人類社會發展的高級階段,智慧城市建設能有效的促進城市可持續發展。與此同時,通過智慧城市建設,能夠全方位提高了城市的核心競爭力。因此,智慧城市建設現已變成世界各國政府、各城市政府的共識。關于智慧城市建設的專家有很多、關注智慧城市建設的政府有很多、參加智慧城市建設的企業有很多,本文分享的是關于智慧城市建設的核心理念、觀點、方法,以及有關的科研成果。
一、數字城市是智慧城市建設的基礎。
在悠久的人類社會發展歷程中,人們探尋地理空間信息應用的步伐從未停止,經過了: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展的高級階段。
1998年1月31日,美國前副總統戈爾發表了著名的“數字地球”主題演說過后,獲得了很多國家的認同,促進了數字地球、數字國家、數字城市的科研開發與應用。如今,在智慧城市建設浪潮中,我們基本上聽不到“數字國家”和“數字城市”的聲音了。可是,這并不意味著“數字城市”已經落伍了,恰恰相反的是目前的智慧城市建設對數字城市提出了更高的要求。
智慧城市建設的關鍵基礎設施是“數字城市”,我們用目前的眼光和認識水平,回顧過去的“數字城市”建設,大家會發現過去運用地理信息技術對城市數字化的進程停步于建筑物之外,城市中巨大的建筑空間并沒有獲得數字化,所以之前獲得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,必定受到制約和限制。
伴隨著建筑物信息模型(BIM)技術的發展,我們具有了對建筑物、構筑物進行數字化的技術方法和實現路徑?;仡欉^去地理信息技術的發展路徑,使我們清楚的看到:地理信息系統(GIS)離開了建筑物信息模型(BIM),停步于建筑物之外;建筑物信息模型(BIM)離開了地理信息系統(GIS),變成“空中樓閣”。GIS與BIM的集成,實現了GIS應用領域的擴展與延伸,與此同時也提高了BIM應用價值;運用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,在紐約舉辦的外國關系理事會上,IBM提出了“智慧地球”這一觀念,從而引起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,期望為世界和中國的城市發展壯大奉獻自己的力量。IBM經過探究覺得,城市由關系到城市主要功能的不同類型的網絡、基礎設施和生態環境六個核心系統構成:機構(人)、業務/政務、交通、通訊、水和能源。這些系統并不是零散的,而是以一種協同的方式互相銜接。而城市本身,則是由這些系統所構成的宏觀系統。
2013年1月29日,住房城鄉建設部公開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《關于促進智慧城市健康發展的指導意見》,要求各地區、各相關部門貫徹落實本指導意見提出的各項工作,保障智慧城市建設健康有序推進。
縱觀國內外,世界各國政府和專家都不謀而合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展,不同的智慧城市機構提出了智慧城市的頂層架構設計、探究了智慧城市建設技術規范體系,及其制訂與實施智慧城市建設計劃。如美國搶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;歐盟著力推動“信息社會”計劃,并明確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公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。首爾接連5年位居榜首。首爾的智慧城市計劃獲得了一系列的成果:在城市基礎設施管理方面,運用無線傳感器網絡,管理者可隨時掌控道路、停車場、地下管網等基礎設施的運作狀態;在城市安全防護方面,運用紅外攝像頭和無線傳感器網絡,提升 了災難監測自動化水平;在城市生態環境方面,智慧環境系統可自動將氣象和交通信息發送至群眾的移動終端;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操縱交通信號。毋庸置疑,這是智慧城市建設的重要內容,但一定不是智慧城市建設的全部內容。
近期,許多專家學者在不同的場合提出了城市智慧模型(CIM)的基本概念,我們認為這個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,逐漸提升的全新的基本概念和科研成果。城市智慧模型(CIM)包含了:城市歷史發展及文化形成的智慧,解決城市生活適居、便捷、安全的智慧,及其城市可持續發展與提高核心競爭力的智慧。城市智慧模型(CIM)主要是用于通過仿真模擬引導智慧城市的建設;與此同時可用于智慧城市建設成果的評估,及其智慧城市的運營管理。
三、3DGIS+BIM與CIM
現如今,我們擁有了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),呈現一個虛擬的智慧城市;于是智慧城市的建設、評估、運營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:運用3DGIS+BIM與CIM構建一個虛擬的智慧城市,各類符合智慧城市建設的規劃、城市智慧應用解決方案都可以率先在虛擬的智慧城市中得到仿真模擬和分析檢驗,并且從這當中獲取“城市歷史發展及文化形成的智慧,解決城市生活適居、便捷、安全的智慧,及其城市可持續發展與提高核心競爭力的智慧”,用于引導智慧城市建設;與此同時,基于虛擬的智慧城市進行建設成果評估;在智慧城市運營環節,通過物聯網、移動互聯網與實體城市關聯,實現智慧城市的運營管理。我們有理由相信結合了3DGIS+BIM與CIM的智慧城市建設CGB模式,有利于引導智慧城市建設、評估智慧城市建設成果和運營管理智慧城市。