国家工业信息安全发展研究中心 数据资源所

撰稿人：冯开瑞、鲁萍

审稿：陈正坤、范增杰、张洁雪

       引言：当前，随着人工智能技术的发展，人工智能的高科技产品已开始应用于各类场景中，渗透到我们生活的方方面面，这在促进智慧城市建设方面具有重要作用。

       一、什么是智慧城市？

       智慧城市是指运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对包括市政、规划、国土、公安、交通、测绘、房产、电信、商业活动在内的各种需求做出智能响应。其实质是利用先进的信息技术，实现城市智慧式管理和运行，进而为城市中的人创造更美好的生活，促进城市的和谐、可持续发展。

图1 智慧城市（资料来源于网络）

       智慧城市以互联网、物联网、电信网、广电网、无线宽带网等网络组合为基础，把城市本身看成一个生态系统，城市中的市民、交通、能源、商业、通信、水资源、土地资源构成了一个个子系统。这些子系统形成一个普遍联系、相互促进、彼此影响的整体，同时，借助新一代的物联网、云计算、决策分析优化等信息技术，通过感知化、物联化、智能化的方式，将城市中的物理基础设施、信息基础设施、社会基础设施和商业基础设施连接起来，成为新一代的智慧化基础设施，使城市中各领域、各子系统之间的关系显现出来，使之成为可以指挥决策、实时反应、协调运作的“系统之系统”。智慧的城市意味着在城市不同部门和系统之间实现信息共享和协同作业，更合理的利用资源、做出最好的城市发展和管理决策、及时预测和应对突发事件和灾害。

       城市是人口集聚形成的大型居住区，是人类活动最密集的地区。得益于核心技术的成熟与落地、国内政策的大力支持和基础设施的逐步完善，智慧城市的应用场景越来越丰富，城市居民的生活日益智能化、便捷化。

       二、支撑智慧城市发展的核心技术

       借助于大数据、物联网、云计算、人工智能等支撑技术，智慧城市的目的就在于实现城市生活的全面智慧化，从根本上改变城市的运行、管理和服务方式，促进城市生活向智能化、便捷化方向转变，同时使城市管理更加高效。

       大数据为虚拟城市建设提供养料。城市大数据是智慧城市的一大宝贵资产。在不断的发展中，城市逐渐积累了人口、企业、地理信息、经济等方面的大型数据库资源，这些数据资源的共享、融合和充分挖掘是智慧城市建设的重要养料。随着数据被纳入生产要素，数据资源的作用愈加显著。

       物联网联通城市的虚拟与现实。物联网能够实现万物互联，有助于通过传感器等各类途径采集数据资源，开展针对性的数据分析活动以进行反馈和控制。从实践来看，物联网已成为各国智慧城市的核心基础要素，广泛应用于城市管理、节能减排、智慧交通等领域。

       超强计算打造城市大脑。万物互联的5G时代，数据量级显著增长。得益于超级计算机的强大信息处理能力，通过传感器等途径采集的海量数据资源才得以被充分存储，并借助云平台实现远程信息的快速分析处理。

       三、智慧城市十大应用场景

       随着人工智能技术和产业的发展，国家不断提出推进重点领域智能产品创新的观念，因此，未来人工智能和城市的发展是协同共进、相辅相成的。那么现在人工智能技术在智慧城市建设中如何得到应用，又发挥什么样的作用呢？

       1.智慧工厂

       智慧工厂是在科学管理的基础上，深度融合自动化技术、信息通信技术和智能科学技术，结合数据与信息打造生产过程的可控性、即时正确地采集生产线数据，以及具有合理的生产计划、生产进度，智慧工厂是新一代制造业企业及其生态系统的发展方向。

       2.智慧交通

       智慧交通利用物联网、云计算、大数据、人工智能等技术为城市交通提供了强大的技术支撑，物联网技术可以全面感知和监控整个交通基础设施和交通工具的运行状况；大数据技术可以充分利用和挖掘交通数据，并以大数据为基础充分数字化整个交通系统，为相关部门的相关决策提供合理有价值的参考；云计算则为各类交通数据提供了新的存储和运用模式，将打破过去的“信息壁垒”，彻底实现不同类型信息资源的信息共享和系统互联互通，从而达到整个交通系统的协调和高效运行。

图2 交通监测云行系统（资料来源于网络）

       3.智慧安防

       随着AI技术的普及，传统安防正在从被动防御迈向主动判断预警的智慧安防发展。如智能监控系统，利用网络技术将安装的视频、音频、报警等监控系统连接起来，通过中控电脑的处理将有用信息保存并发送到其他数据终端。

图3 智能安防社区系统（资料来源于网络）

       4.智慧医疗

       医疗服务作为智慧城市发展中的一项重要工作，关系着整个城市及周边地区居民的生活质量。随着互联网、AI等新兴科技的发展，中国的数字化基础设施正在全面发展，从技术落地到场景应用再到解决方案，智慧医疗产业规模不断壮大，并逐渐成为现代医疗的重要支撑。

       5.智能家居

       随着人工智能物联网时代的到来，大众对智能家居的要求逐渐提高，除了基本的信息获取能力，还要具备互联互通、数据处理、信息推送、数据统计分析等多种功能，以满足不同场景下的应用需求。将AI技术和语音识别技术结合在音箱中实现的AI智能音箱；将大数据和AI集成在电视中实现的智能电视；这些都让智能家居大有可为，同时伴随产业化成本的不断下降，智能家居从概念进入到落地，将会更加迅速。

图4 智能家居（资料来源于网络）

       6.智慧教育

       智慧教育即教育信息化，指在教育领域全面深入地运用现代信息技术来促进教育改革与发展的过程。其技术特点是依托物联网、云计算、无线通信等新一代科技所打造的数字化、多媒体化、物联化、智能化的新型教育形态和教育模式。运用大数据与课堂教学进行深度融合，遵循以学定教的理念，智慧课堂实现了课前、课中与课后环节的有机融合，实现老师精准化教与学生个性化学。

       7.智慧政务

       智慧政务利用云计算、物联网、互联网等先进技术，串联各职能政务部门，对现有各种资源进行信息高度整合，提高政府的业务办理和管理效率，同时加强监管，强化政务透明度，提供更好的服务、绿色的环境、和谐的社会。利用统一政务服务平台为市民提供政务服务、社会保障、交通出行、医疗健康等方面的数千种便利服务。利用区块链电子证照应用，帮助市民管理好一生常用的20多种证照，打通线上、线下应用场景，实现一部手机替代各种实体证件。

       8.智慧金融

       智慧金融是依托于互联网技术，运用大数据、人工智能、云计算等金融科技手段，使金融行业在业务流程、业务开拓和客户服务等方面得到全面的智慧提升，实现金融产品、风控、获客、服务的智慧化。其感知客户的智能化服务是重要环节，围绕客户服务创新显然已成为全球金融企业的首要目标，新技术的应用是传统银行未来发展核心战略。用户希望能得到可以不受时间、地点限制享受着各种便捷的金融服务，包括消费、支付，信贷、甚至理财等金融服务产品。

       9.智慧物流

       智慧物流是指通过智能硬件、物联网、大数据等智慧化技术与手段，在物流的运输、仓储、运输、配送等各个环节实现系统感知、全面分析及处理等功能。

      10.智慧农业

       城市源于农村，城市发展需要农业的基础支撑。智慧农业指的是利用物联网、人工智能、大数据等现代信息技术与农业进行深度融合，实现农业生产全过程的信息感知、精准管理和智能控制的一种全新的农业生产方式，可实现农业可视化诊断、远程控制以及灾害预警等功能。智慧农业能够显著提升农业种植和生产品质，为城市居民提供稳定和多样化的农产品供应，为智慧城市发展提供基本支撑。

       四、我国的智慧城市建设情况

       根据IDC《2019H1全球半年度智慧城市支出指南》，2018年我国智慧城市技术相关投资规模为200.53亿美元，同比增长15.91%；2019年中国智慧城市技术相关投资达到约228.79亿美元，相较2018年增长了14.09%。2020年，中国市场支出规模将达到266亿美元，是支出第二大的国家，仅次于美国。

       我国推进智慧城市建设以来，住建部发布三批智慧城市试点名单，截止至2020年4月初，住建部公布的智慧城市试点数量已经达到290个。如果计算科技部、工信部、国家测绘地理信息局、发改委所确定的智慧城市相关试点数量，目前我国智慧城市试点数量累计已达749个。

       五、智慧城市面临的挑战与应对

       智慧城市运用人工智能和物联网等现代技术解决了城市中的各种问题，但同时也带来了信息技术、资本投入、隐私保护、数据安全等方面的问题和挑战。日前，谷歌母公司Alphabet旗下Sidewalk Labs最终宣布放弃位于加拿大多伦多的水岸码头智慧城市项目就充分说明了智慧城市建设的高风险。

       首先，信息技术的快速发展和变化使得“智慧城市”在技术、平台选择和升级换代上面临严峻挑战。一方面，5G、云计算、物联网、区块链等新兴技术深刻影响并改变各种应用场景和运行模式，技术选择、应用决策和推动难度不断加大；另一方面，随着技术的成熟与落地，城市发展将由技术导向转向需求导向，技术推动城市发展战略、管理理念不断变迁，传统的治理体系和治理方式面临巨大挑战。

       其次，智慧城市建设需要部署复杂的基础设施，大量资本投入也是智慧城市发展的主要制约因素。从全球范围看，各国政府在智能设备、网络设备、专业人员、新系统采购、旧系统升级等方面的花费已达数千亿美元，投资强度不断增加。

       最后，智慧城市中遍布各处的摄像头和传感器，在收集各种数据信息方便人们生活的同时，也带来了侵犯隐私的风险。同时，海量数据的安全问题也是另一个隐患。智慧城市中，大型数据中心很容易受到各种网络攻击，而这种网络威胁一旦变为现实，或将给城市带成灾难性后果。

       基于以上分析，可以看出建设智慧城市需要注意以下几个方面：一是强化平台基础设施建设与联通，避免出现“智慧孤岛”，强化城市大数据平台建设与运营响应的配套保障机制。二是加强数据管理，实现从数据采集到数据资产化的全过程规范化管理。三是加强平台数据安全保障，提升网络安全风险防范和数据跨境流动监管水平，保障国家利益、公共安全、商业秘密和个人隐私。