在智慧城市建設(shè)中，大數(shù)據(jù)的作用與地位正在發(fā)生深刻的變化，大數(shù)據(jù)從以前的單純技術(shù)支撐手段，逐步向智慧城市的核心建設(shè)內(nèi)容與應(yīng)用抓手轉(zhuǎn)變——隨著城市規(guī)模越來越大、城市人口越來越多、構(gòu)成越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)的按條塊分工模式早已無法滿足城市的管理與運營，城市的精細化治理只有依靠全面的分析與科學(xué)的決策才可持續(xù)，只有大數(shù)據(jù)對城市運行產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行充分理解與分析，才可支撐新型智慧城市的有序運行，大數(shù)據(jù)已經(jīng)逐步成為智慧城市的信息化基礎(chǔ)設(shè)施之一，是數(shù)據(jù)驅(qū)動下的新型智慧城市的重要組成部分大數(shù)據(jù)在智慧城市領(lǐng)域的主要應(yīng)用瓶頸與問題如下：

1.大數(shù)據(jù)拉通存在壁壘

以大數(shù)據(jù)為核心的新型智慧城市建設(shè)，在落地實踐的過程中也面臨著許多新的困難。最關(guān)鍵問題之一就是數(shù)據(jù)拉通共享存在嚴(yán)重壁壘。

大數(shù)據(jù)作為新型智慧城市的基礎(chǔ)設(shè)施，天然就要求站在城市的高度拉通政府、企業(yè)等城市實體在生產(chǎn)運營中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)。但在實際工作中，跨部門之間的協(xié)調(diào)十分困難，目前各政府部門的管理體系呈現(xiàn)條線化，各部門對自己的上級部門負責(zé)，對橫向拉通缺乏動力，導(dǎo)致很難形成全面的數(shù)據(jù)拉通與共享，最終導(dǎo)致智慧城市建設(shè)的基礎(chǔ)難以夯實。

2.大數(shù)據(jù)質(zhì)量欠佳，影響可用性

由于歷史建設(shè)時，缺乏數(shù)據(jù)層面的頂層設(shè)計與統(tǒng)籌規(guī)劃，導(dǎo)致城市各行業(yè)各條塊數(shù)據(jù)的可用性也存在一定問題，表現(xiàn)為數(shù)據(jù)質(zhì)量欠佳，在數(shù)據(jù)融合與關(guān)聯(lián)后，直接影響的就是數(shù)據(jù)的可用性。

于此同時，新型智慧城市建設(shè)背景下，對數(shù)據(jù)的要求較通常而言更高，許多場景都需要對數(shù)據(jù)進行實時更新，甚至實現(xiàn)從數(shù)據(jù)產(chǎn)生到采集入庫全流程的數(shù)據(jù)臺賬。但是許多政府部門的數(shù)據(jù)采集頻率偏低，數(shù)據(jù)治理缺乏。以水電煤汽油數(shù)據(jù)為例，大部分管理部門均在1個月才更新1次數(shù)據(jù)，這會導(dǎo)致數(shù)據(jù)的有效性存在偏差。

3.大數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用缺乏體系規(guī)范

智慧城市在每天的運行中，不斷在處理與分析數(shù)據(jù)，也不斷地產(chǎn)生分門別類的數(shù)據(jù)。對于數(shù)據(jù)的管理與應(yīng)用均需要成體系的去看待，需要從頂層設(shè)計的高度，全面盤活資源，建立大數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用的體系與規(guī)范，才能避免當(dāng)前普遍存在的數(shù)據(jù)無人采集、無人更新維護、無人使用的現(xiàn)象，不讓數(shù)據(jù)“躺在檔案庫中睡覺”。

一是我國城市信息化的基本進程;

二是新型智慧城市的內(nèi)涵、目標(biāo)與任務(wù);

三是新型智慧城市的總體架構(gòu);

四是新型智慧城市建設(shè)的基本思路和技術(shù)路線;

五是時空大數(shù)據(jù)平臺在新型智慧城市中的作用。

新型智慧城市建設(shè)是一個巨大的系統(tǒng)工程，錢學(xué)森先生曾經(jīng)有一段話，他說：“馬克思、恩格斯的辯證主義認(rèn)為，物質(zhì)世界是由無數(shù)相互聯(lián)系、相互依賴、相互制約、相互作用的事物和過程所形成的統(tǒng)一整體?！?/span>

我國城市信息化的基本進程大體分為三類：

一是數(shù)字化，將城市各部門、行業(yè)信息的傳統(tǒng)物理媒介(紙質(zhì)表格等)轉(zhuǎn)變成計算存儲的數(shù)字系統(tǒng)，從而提高城市各部門、各行業(yè)“個體”的效率。

二是網(wǎng)絡(luò)化，把分散的城市各部門、行業(yè)的數(shù)字化要素、單元和系統(tǒng)連接起來，形成各部門、行業(yè)互聯(lián)互通的城市信息流系統(tǒng)，從而提高整體效率。

三是智能化，對已有的城市信息流系統(tǒng)進行深入分析，找出其中的瓶頸或可以優(yōu)化的環(huán)節(jié)，用人工智能技術(shù)加以解決，提高自動化和智能化程度。在進行數(shù)字城市、智慧城市建設(shè)的時候必須要遵循這樣一個規(guī)律。

我國城市信息化是怎么發(fā)展的呢?

在1998年召開了第一屆數(shù)字城市國際學(xué)術(shù)研討會。2007-2009年，成立了中國“數(shù)字城市”建設(shè)方案及推進戰(zhàn)略研究，這個項目2009年完成了，也提交了院士建議。在這個基礎(chǔ)上，2010年在蘇州做了“智慧蘇州”規(guī)劃綱要(2010-2015)，同時舉辦了蘇州智慧城市的論壇。隨后，智慧城市建設(shè)的數(shù)量得到了很快的發(fā)展，據(jù)文件記載已經(jīng)達到了386個。我對這個數(shù)字還是有點看法的，這個提法有某種程度的誤導(dǎo)。

新型智慧城市的內(nèi)涵、目標(biāo)與任務(wù)

新型智慧城市怎么提出來的?為什么要提出新型智慧城市的問題，有以下這幾個方面的情況：

首先就是數(shù)字城市→智慧城市建設(shè)中存在的問題，其中最主要的就是信息孤島問題，沒有解決信息互通。

第二個問題就是需求，在這種情況下需要加強頂層設(shè)計、統(tǒng)籌規(guī)劃、科學(xué)引導(dǎo)、有序推進。

第三就是在措施方面，就當(dāng)前我國智慧城市建設(shè)的混亂現(xiàn)象，我曾經(jīng)提過一個人大提案，由中國網(wǎng)信辦和中國發(fā)改委牽頭，2016年5月聯(lián)合成立了新型智慧城市建設(shè)部級協(xié)調(diào)工作組。

什么是新型智慧城市呢?

我們走過了數(shù)字城市、智慧城市和新智慧城市這么一個歷程，所謂智慧城市我們是指通過互聯(lián)網(wǎng)把無處不在的智慧傳感器連接起來形成物聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)對物理城市的全面感知，這樣來解決各個方面的智能化的決策支持問題。

所謂新型智慧城市，(因為中央在2016年召開了全國新型智慧城市的工作會議，與新型城鎮(zhèn)化工作會議相匹配，就提出了新型智慧城市的問題)，是適應(yīng)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)需要，以信息化創(chuàng)新引領(lǐng)城市發(fā)展轉(zhuǎn)型，全面推進新一代信息通信技術(shù)與城市發(fā)展融合創(chuàng)新，加快工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化融合，提高城市治理能力現(xiàn)代化水平，實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的新路線、新模式、新形態(tài)。

新型智慧城市的目標(biāo)包括，實現(xiàn)“以人為本”的指導(dǎo)思想，實現(xiàn)“以人為本”的指導(dǎo)思想，以人的“幸福度”“獲得感”作為新型智慧城市建設(shè)的價值取向;實現(xiàn)“資源驅(qū)動發(fā)展→創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展”的城市發(fā)展模式轉(zhuǎn)型，以創(chuàng)新引領(lǐng)城市發(fā)展;實現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+”、時空大數(shù)據(jù)、云計算等新興信息技術(shù)與城市發(fā)展融合創(chuàng)新，提高科技創(chuàng)新能力，構(gòu)建技術(shù)創(chuàng)新體系，消除“孤島現(xiàn)象”;實現(xiàn)城市管理治理能力的現(xiàn)代化，促進城市可持續(xù)發(fā)展。

新型智慧城市建設(shè)的任務(wù)包括五點，首先是大力實施“互聯(lián)網(wǎng)+城市”行動;二要加強體制機制創(chuàng)新和城市資源整合;三要推進工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化融合創(chuàng)新;四要著力解決“城市病”(交通擁堵、環(huán)境惡化、洪澇災(zāi)害等)和民生領(lǐng)域(醫(yī)療健康服務(wù)、教育、就業(yè)、住房等)的問題;五是構(gòu)建無處不在的惠民服務(wù)體系和透明高效的政治治理體系。

那么，新型智慧城市“新”在哪，“智”在哪?

所謂新，包含三個方面：

新理念。創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念。服務(wù)化理念，一切為了服務(wù)，一切都是服務(wù);以人為核心，成為新型智慧城市的基本價值取向。

新思維。“互聯(lián)網(wǎng)+”思維，(時空)大數(shù)據(jù)思維。認(rèn)識互聯(lián)網(wǎng)、適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)、使用互聯(lián)網(wǎng);一切靠(時空)大數(shù)據(jù)說話、憑(時空)大數(shù)據(jù)決策。

新方法。系統(tǒng)科學(xué)與系統(tǒng)工程方法。把新型智慧城市建設(shè)作為一個復(fù)雜巨系統(tǒng)工程。

所謂“智”我把它概括成以下幾點：

智能感知(無處不在的傳感器，實現(xiàn)全面、綜合的感知感測，實時智能地獲取城市各種信息)

全面互聯(lián)(通過物聯(lián)網(wǎng)將無處不在的智能傳感器連接起來，通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)感知感測數(shù)據(jù)實時傳輸和存儲)

深度融合(將多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合為一致性的數(shù)據(jù))

資源共享(實現(xiàn)DaaS、SaaS、PaaS、IaaS、KaaS)

協(xié)同運作(和諧高效運行，達到城市運行的最佳狀態(tài))

智能服務(wù)(為人們提供各種不同 層次、不同要求的低成本、高效率的智能化服務(wù))、激勵創(chuàng)新(政府、企業(yè)、個人進行科技和業(yè)務(wù)創(chuàng)新應(yīng)用)。

建設(shè)數(shù)字城市相當(dāng)于有了“車”、車上有了“貨”;車要開動，貨要流動，因此必須網(wǎng)絡(luò)化(無線城市)，相當(dāng)于建設(shè)高速公路(信息高速公路)，有了信息高速公路數(shù)據(jù)才能流動。但高速公路上也會產(chǎn)生各種問題(信息不能高效、有序、可控流動，信息不能共享、出現(xiàn)信息孤島)，必須有新理念、新思維、新方法，這就要建設(shè)智慧城市。

我個人認(rèn)為，新型智慧城市同智慧城市并無本質(zhì)區(qū)別，只是更加強調(diào)智慧城市建設(shè)與工業(yè)化、信息化、城市化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的融合發(fā)展。

數(shù)字城市是城市信息化的初級階段，無線城市(網(wǎng)絡(luò)化)是橋梁或紐帶，智慧城市是城市信息化的高級階段，新型智慧城市是新型城鎮(zhèn)化條件下智慧城市水平的進一步提升。

我們要把過去有用的東西都利用起來。

新型智慧城市的總體架構(gòu)及其體系

在講這個問題的時候我還要引用錢學(xué)森先生的一段話，“什么叫系統(tǒng)?系統(tǒng)就是由許多部分所組成的整體，所以系統(tǒng)的概念就是要強調(diào)整體，強調(diào)整體是由相互關(guān)聯(lián)、相互制約的各個部分所組成的。系統(tǒng)工程就是從系統(tǒng)的認(rèn)識出發(fā)，設(shè)計和實施一個整體，以求達到我們所希望得到的效果?！?/span>

根據(jù)這樣的思想，我們可以給出智慧城市整體的架構(gòu)。

首先，我們可以有智慧政務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)，發(fā)改委提倡的四大基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫到現(xiàn)在很多地方并沒有建好，所以智慧政務(wù)體系應(yīng)該按照這樣的體系架構(gòu)來做它。

其次是智慧電子商務(wù)與現(xiàn)代物流，以及智慧企業(yè)框架。還有智慧社區(qū)服務(wù)，包括物業(yè)管理系統(tǒng)、生活服務(wù)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)信息平臺等等。這樣就構(gòu)成一個新型智慧城市的體系架構(gòu)。

那么新型智慧城市怎么做?

首先要有指導(dǎo)思想，而且要認(rèn)識到智慧城市建設(shè)是一項長期的戰(zhàn)略任務(wù)。有的城市說三年五年就建成智慧城市了，甚至藍皮書上講什么時候我們有幾百個智慧城市要建成，這個我認(rèn)為是不靠譜的。

二是規(guī)劃先行。要充分調(diào)查研究，搞好新型智慧城市頂層設(shè)計。要做長期規(guī)劃、中期規(guī)劃、短期規(guī)劃，這樣不至于換一屆領(lǐng)導(dǎo)就把前面的全部推翻。

三是示范引領(lǐng)，制定示范城市選擇條件，確保試點要解決的問題。一定要示范，但也不是前段時間搞的智慧城市都來做示范。

四是打牢基礎(chǔ)。包括新一代信息通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)和時空大數(shù)據(jù)平臺(時空信息云平臺)等工作。

五是邊建邊用。這也是一條基礎(chǔ)原則。

六是注重實效。堅決杜絕面子工程、形象工程。

七是統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。

另外，智慧城市建設(shè)要根據(jù)這樣的思路來推進：

一是以系統(tǒng)工程理論和方法為指導(dǎo)，探索建設(shè)新型智慧城市的最佳路徑，創(chuàng)新技術(shù)架構(gòu)、體制機制、建設(shè)運營模式，保證長期可持續(xù)升級發(fā)展。

二是以智能感知、多源融合、開放共享、深度挖掘和智能服務(wù)為指導(dǎo)，探索構(gòu)建時空大數(shù)據(jù)平臺的技術(shù)體制，充分發(fā)揮其在新型智慧城市建設(shè)中的“大腦”作用。

三是以新一代信息通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和天空海一體智能感知技術(shù)為支撐，探索充分利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算和“人-機”智能融合式時空大數(shù)據(jù)融合、分析、挖掘與可視化技術(shù)，以及智能服務(wù)技術(shù)，構(gòu)建新型智慧城市建設(shè)的技術(shù)路線。

四是借鑒吸收國內(nèi)外智慧城市建設(shè)經(jīng)驗，結(jié)合我國實際，創(chuàng)新構(gòu)建新型智慧城市建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)體系和網(wǎng)絡(luò)空間安全監(jiān)控體系，保證新型智慧城市建設(shè)和運行的安全、穩(wěn)定、可行和高效。

時空大數(shù)據(jù)平臺是新型智慧城市的“大腦”

我看了很多智慧城市頂層設(shè)計的本子，千篇一律，他們強調(diào)的是4G、5G，沒有更多地強調(diào)這4G、5G上搞什么東西。所以我強調(diào)必須要交叉融合。

時空大數(shù)據(jù)，我剛開始提出來的時候很多人不理解，有的人甚至反對。包括所有的大數(shù)據(jù)都是時空大數(shù)據(jù)，這是我基本的觀點。

我們首先要樹立大數(shù)據(jù)的哲學(xué)時空觀。哲學(xué)上有個基本的原理，就是空間和時間構(gòu)成了運動著的物質(zhì)存在的兩種基本形式，所以說空間和時間也是相互聯(lián)系的，時間和空間是一個基本的觀點。

二是社會治理的時空觀。上海為什么發(fā)生踩踏事件?就是一個時間空間的問題，什么時間什么樣的空間能夠容納很多人，這是固定的。我們對時間和空間的問題觀念很淡薄。

三是作戰(zhàn)智慧的時空觀。拿破侖有句名言，“戰(zhàn)略是時間和空間的使用藝術(shù)?！边M入21世紀(jì)以后，我們有了無人機群，所有所謂無人的作戰(zhàn)模式都是離不開時間和空間的。

四是世界表達的時空觀。這么復(fù)雜的世界我們怎么表達?這個表達也靠時間和空間，我們就是通過時間、空間學(xué)習(xí)萬事萬物。

五是大數(shù)據(jù)的時空觀。數(shù)據(jù)最早源于 “ 測 量 ”， 沒有測量就沒有數(shù)據(jù) ， 沒有數(shù)據(jù)就沒有科學(xué)，沒有測量也就沒有科學(xué)。測量，是人類最早的科學(xué)活動。廣義地說，數(shù)據(jù)是人類活動的產(chǎn)物，大數(shù)據(jù)是包括人類活動在內(nèi)的事物(現(xiàn)象)運動變化的產(chǎn)物。包括人類活動在內(nèi)的事物(現(xiàn)象)的運動變化都是在確定的時 間和空間中進行的，所有大數(shù)據(jù)都是在一定的時間和空間產(chǎn)生的，都有時間參照 和空間參照兩個基本特征。這就是大數(shù)據(jù)時空觀，大數(shù)據(jù)本質(zhì)上都是“時空大數(shù)據(jù)”。我們可以把它簡單地稱為大數(shù)據(jù)。

時空大數(shù)據(jù)，指基于統(tǒng)一的時空基準(zhǔn)(空間參照系統(tǒng)、時間參照系統(tǒng))，活動(運動變化)于時間和空間中與位置直接(定位)或間接(空間分布)相關(guān)聯(lián)的大數(shù)據(jù)。

時空大數(shù)據(jù)的類型與構(gòu)成。一類是時空框架數(shù)據(jù)，還有一類是時空變化數(shù)據(jù)，這兩類融合在一起就構(gòu)成了時空大數(shù)據(jù)。

什么是時空大數(shù)據(jù)平臺?我理解就是把分散和分割的大數(shù)據(jù)匯聚到一定的平臺上。時空大數(shù)據(jù)平臺是大數(shù)據(jù)的核心價值，沒有這樣一個平臺大數(shù)據(jù)確實也發(fā)現(xiàn)不了它的價值。它是大數(shù)據(jù)發(fā)展的高級形態(tài)，也是大數(shù)據(jù)時代的一個解決方案。

時空大數(shù)據(jù)平臺到底怎么用?我們采用通用“時空大數(shù)據(jù)平臺+”的模式來解決它的應(yīng)用問題，所謂+就是+民用、+軍用。我們可以把民用的很多數(shù)據(jù)融合在這個平臺上，來構(gòu)建新型智慧城市的“智腦”，構(gòu)建政府綜合決策支持系統(tǒng)、各部門業(yè)務(wù)系統(tǒng)等等。

時空大數(shù)據(jù)平臺怎么構(gòu)建?從目前信息技術(shù)發(fā)展的水平來看，時空大數(shù)據(jù)平臺構(gòu)建可以采用四種既有共性又有特性的技術(shù)體制。包括，

基于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(Web Service)的空間信息共享和空間數(shù)據(jù)互操作技術(shù)模式

基于網(wǎng)格服務(wù)(Grid Service)的信息資源共享與協(xié)同工作(協(xié)同解決問題)技術(shù)模式

基于云計算的時空信息服務(wù)模式

以及基于網(wǎng)格集成與彈性云的“混合式”時空信息服務(wù)模式。

這四種模式都是采用面向服務(wù)的體系架構(gòu)(SOA)，都是解決共享與服務(wù)的問題，但是共享的程度和服務(wù)的范圍、方式是不完全相同的。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與網(wǎng)格服務(wù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有相同的，也有不同的，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與網(wǎng)格服務(wù)的大趨勢是兼容或“融合”，但標(biāo)準(zhǔn)是統(tǒng)一的國際或國家標(biāo)準(zhǔn)，服務(wù)提供方、請求方都必須清楚;而云服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)可以是內(nèi)部統(tǒng)一的，用戶不必清楚。

關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)的問題，可以說國外目前的標(biāo)準(zhǔn)相對還是比較完整的，已經(jīng)比較成熟。國內(nèi)在測繪地理信息部分的標(biāo)準(zhǔn)也是比較完整、比較成熟的，但是我們的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、網(wǎng)格服務(wù)、云服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)目前來講參照國外的比較多。

城市是一個復(fù)雜巨系統(tǒng)，涉及到自然、社會、經(jīng)濟、人文等方方面面。智慧城市是城市這個復(fù)雜巨系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化過程，是人的自然智能與計算機人工智能的深度融合，也是一個復(fù)雜巨系統(tǒng)，涉及到組織管理科學(xué)方法——系統(tǒng)工程。新型智慧城市由多個系統(tǒng)及其子系統(tǒng)組成，系統(tǒng)之間、子系統(tǒng)之間、系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間有著密切的關(guān)系。因此，新型智慧城市建設(shè)必須遵循系統(tǒng)科學(xué)理論和系統(tǒng)工程的方法。