張立超，劉怡君，李娟娟

(1. 中國科學(xué)院科技政策與管理科學(xué)研究所，北京 100190； 2. 中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3. 中央財(cái)經(jīng)大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，北京 100081)

1 問題的提出

智慧城市(Smart City)這一概念，源自20 世紀(jì)90 年代興起的智慧增長(Smart Growth)的理念，根據(jù)全國人大常委會原副委員長、中國智慧城市論壇主席成思危的理解，所謂智慧城市是指用人的智慧和先進(jìn)的技術(shù)手段管理的城市。他認(rèn)為推進(jìn)智慧城市建設(shè)，重點(diǎn)要從善治政府、和諧社區(qū)、精明增長、綠色經(jīng)濟(jì)、智能交通、多彩文化、終身學(xué)習(xí)和全民保健8 個方面著手［1］。按照國務(wù)院參事牛文元的觀點(diǎn)，智慧城市是一種綜合的城市信息工程，其基本功能包括自我學(xué)習(xí)、優(yōu)化運(yùn)行、預(yù)測預(yù)警、安全防護(hù)等［2］，其中安全預(yù)警功能是智慧城市的重要職能之一。

風(fēng)險是一種與人類相生相伴的普遍現(xiàn)象，廣泛存在于人們的各類生產(chǎn)與生活實(shí)踐當(dāng)中，它已成為眾多學(xué)科關(guān)注的焦點(diǎn)，從風(fēng)險的理論研究逐漸延伸和拓展到對風(fēng)險的實(shí)務(wù)研究。伴隨著城市的快速發(fā)展也出現(xiàn)了一系列的問題，表現(xiàn)為人口劇增、污染加劇、環(huán)境惡化、資源短缺、交通擁堵、住房緊張、食品安全、治安隱患、突發(fā)事件等，嚴(yán)重影響和制約著城市的健康發(fā)展。國外城市發(fā)展經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)城市化率達(dá)到50% ～60%的時候，經(jīng)濟(jì)發(fā)展容易失調(diào)，社會矛盾往往集中多發(fā)，也即所謂的“城市病”［3］。因此，從可持續(xù)發(fā)展觀點(diǎn)出發(fā)，如何科學(xué)有效地識別城市風(fēng)險問題是當(dāng)前和未來一段時期內(nèi)城市發(fā)展的重要目標(biāo)之一。

當(dāng)前我國智慧城市建設(shè)已進(jìn)入高速發(fā)展期［4］，如何最大限度地整合利用城市信息資源，最大幅度地感知城市風(fēng)險的征兆，利用智能化手段治理城市問題、規(guī)避風(fēng)險，提升城市居民的生活品質(zhì)和城市整體競爭力，建設(shè)自然—經(jīng)濟(jì)—社會—人口—資源—環(huán)境相融合、共發(fā)展的城市綠色發(fā)展之路，已成為各地政府共同關(guān)注的一項(xiàng)重要課題。

2 智慧城市視野下的城市風(fēng)險識別與誘因分析

2.1 智慧城市視野下下的城市風(fēng)險誘發(fā)因素分析

城市風(fēng)險可分為生態(tài)-資源-經(jīng)濟(jì)-社會4 個層面(見圖1)。4 個層面中任何一個層面受損，都將導(dǎo)致該城市系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，進(jìn)而進(jìn)入非穩(wěn)定狀態(tài)。

(1)源于生態(tài)本底(自然層次)的風(fēng)險。生態(tài)本底層面的風(fēng)險主要是指在城市發(fā)展的進(jìn)程中由于環(huán)境污染、生態(tài)破壞而引發(fā)的風(fēng)險，包括環(huán)境質(zhì)量因素、生態(tài)失衡因素、自然災(zāi)害因素等。其中環(huán)境質(zhì)量因素是指居民直接或間接地向城市排放的污染廢棄物超過其自我凈化的能力，涉及大氣、土壤、水域、噪音、生活垃圾等方面;生態(tài)失衡因素指土地退化、城市局部氣候變異以及生物多樣性銳減等生態(tài)性問題，造成城市生態(tài)結(jié)構(gòu)和生態(tài)功能的削弱，并隨之帶來的水華效應(yīng)、熱島效應(yīng)、灰霾效應(yīng)、沙塵效應(yīng)和禿斑效應(yīng)等［5］;自然災(zāi)害因素是地震、冰雹、暴雨、洪澇、臺風(fēng)、泥石流等給城市造成的人員傷亡與財(cái)產(chǎn)損失。

圖1 城市風(fēng)險來源的金字塔式分析框架

(2)源于物質(zhì)資源(基礎(chǔ)層次)的風(fēng)險。物質(zhì)資源層面主要是指城市中的電力、供水、能源、糧食、交通、網(wǎng)絡(luò)、通訊等，這些是城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基本保證，任何環(huán)節(jié)的失靈或滯后都可能導(dǎo)致城市的癱瘓，主要涉及有基礎(chǔ)設(shè)施因素、公共交通因素、能源安全因素、糧食保障因素等。其中基礎(chǔ)設(shè)施方面主要是供水、供電、住房、郵電通信等一些城市生存與發(fā)展所必需的公共資源的配置情況;公共交通方面是城市居民出行所乘坐的公共汽車、軌道交通以及相應(yīng)的城市道路建設(shè)配套情況;能源安全方面主要指能源結(jié)構(gòu)不合理、利用效率低下、過度開采所造成的風(fēng)險;糧食保障方面主要是涉及糧食在儲備、流通、消費(fèi)等環(huán)節(jié)的保障能力以及與其他城市間的依存程度。

(3)源于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行(發(fā)展層次)的風(fēng)險。經(jīng)濟(jì)運(yùn)行層面主要是考察當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)運(yùn)行態(tài)勢及經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢，從發(fā)展動力層面考量城市的可持續(xù)發(fā)展程度，涉及經(jīng)濟(jì)擾動因素、金融市場因素、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)因素、就業(yè)收入因素。其中經(jīng)濟(jì)擾動方面源于經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中的一些不穩(wěn)定變化，諸如市政改革、稅收政策、出口貿(mào)易等;金融市場方面主要考察貨幣與資本市場的情況，如股份制的改革、銀行的不良資產(chǎn)、期貨交易價格等，金融體系的運(yùn)轉(zhuǎn)失靈會導(dǎo)致整個城市經(jīng)濟(jì)秩序發(fā)生混亂;產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)方面主要是城市發(fā)展過程中產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重、成本結(jié)構(gòu)、市場結(jié)構(gòu)以及垂直整合程度等情況;就業(yè)收入方面主要是由城市就業(yè)壓力的增加、用工需求不匹配、財(cái)富的不合理分配、收入差距的拉大等引發(fā)的。

(4)源于社會組織(主體層次)的風(fēng)險。社會組織層面主要是指反映城市利益主體的政府、社區(qū)、居民和其他組織存在著的不穩(wěn)定、不確定狀態(tài)，并且可能帶來的社會失序和社會危害，主要包括人口增長因素、組織制度因素、衛(wèi)生安全因素、社會治安因素等。其中人口增長方面是由城市的人口快速膨脹以及流動人口的增加所帶來的一系列問題，涉及人口的總量規(guī)模、年齡結(jié)構(gòu)、性別比例、區(qū)域分布等;組織制度因素主要是社會保險、福利、救濟(jì)等一些社會保障制度的完善程度，這是維持社會穩(wěn)定必要基礎(chǔ);衛(wèi)生安全方面主要包括給市民身體健康帶來損害的重大食物中毒、食源性病害等食品安全問題以及天花、流感、瘧疾等大范圍傳染性疫情引發(fā)的風(fēng)險;社會治安方面主要是涉及人身財(cái)產(chǎn)安全的一些違法犯罪問題、集會示威等重大性的治安事件、因政治動蕩、軍事戰(zhàn)爭爆發(fā)以及由此衍生的饑荒等群體性事件、恐怖主義活動等。

2.2 城市風(fēng)險識別運(yùn)作思路

到目前為止，在世界范圍內(nèi)，智慧城市在交通能源、社會治安、災(zāi)害防治、環(huán)境管理、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域都有著大量的實(shí)踐。其中，在自然災(zāi)害預(yù)警方面，巴西里約熱內(nèi)盧以常規(guī)天氣預(yù)報(bào)為原始數(shù)據(jù)，分析其在城市中的降雨量分布范圍，進(jìn)而計(jì)算出可預(yù)期的洪水分布以及對城市的影響，有效地改善了以往因雨季來臨便出現(xiàn)山體滑坡、泥石流并造成洪水淹城的狀況［6］;在城市公共治安方面，美國芝加哥通過智能化的信息技術(shù)手段發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵事件點(diǎn)，據(jù)此改變警力部署和警員的工作方式，從而提升了工作效率，節(jié)約了警力;在交通治理方面，美國紐約通過智能交通系統(tǒng)(ITS)的建設(shè)，利用閉路電視、交通信號燈、環(huán)形探測器、大型電子屏，一旦曼哈頓島某一路段發(fā)生交通事故或出現(xiàn)擁堵，系統(tǒng)會及時發(fā)出指令，對附近區(qū)域的信號燈進(jìn)行重新編程，閉路電視也會立即對準(zhǔn)現(xiàn)場，為工作人員處理事故和擁堵提供實(shí)時圖像反饋［7］;在災(zāi)害預(yù)警方面，韓國的東灘、板橋、恩平等城市目前已基本實(shí)現(xiàn)利用紅外線攝像機(jī)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對火災(zāi)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，一旦辦公樓、住宅出現(xiàn)險情，可通過廣播、短信、電子廣告牌等發(fā)布預(yù)警［8］。

從系統(tǒng)科學(xué)的角度出發(fā)，城市是一個由相互聯(lián)系、相互作用、相互依存的若干要素組成的具有特定功能的有機(jī)整體，在智慧城市的建設(shè)過程中，城市系統(tǒng)內(nèi)的運(yùn)行主體——居民、企業(yè)、政府三者圍繞市場條件，在政治、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、技術(shù)、法律、產(chǎn)業(yè)等宏觀環(huán)境的共同作用下，形成的空間投影和集聚效應(yīng)，物質(zhì)流、信息流、能量流、資金流、技術(shù)流和知識流等各類要素資源在系統(tǒng)內(nèi)部高效快速地流動，一旦城市系統(tǒng)內(nèi)部某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)損害，將導(dǎo)致各要素資源發(fā)生紊亂，進(jìn)而影響整個城市系統(tǒng)的運(yùn)行效率和功能;結(jié)合智慧城市實(shí)時響應(yīng)、全面感知、動態(tài)調(diào)整、戰(zhàn)略預(yù)警的主要特點(diǎn)，充分發(fā)揮智慧城市的互聯(lián)感知功能，綜合運(yùn)用射頻識別、視覺采集、紅外感應(yīng)、無線定位、激光掃描等技術(shù)手段對城市各類要素進(jìn)行智能感知、識別、定位、跟蹤、監(jiān)測與管理，及時有效地甄別城市風(fēng)險的弱信號，發(fā)布預(yù)警信息(見圖2)。

圖2 智慧城市運(yùn)行模型圖

3 關(guān)于北京智慧城市建設(shè)過程中的探索實(shí)踐

3.1 相關(guān)背景

北京作為我國的政治中心、經(jīng)濟(jì)中心和文化中心，具有人口眾多、建筑密集、經(jīng)濟(jì)要素高度集中、社會文化活動頻繁、國際交往活動密切等顯著特征，生態(tài)環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施、商品供給、經(jīng)濟(jì)活動、公共衛(wèi)生、社會治安任何一個方面出現(xiàn)問題，都會影響城市的健康發(fā)展。自1999 年北京提出建設(shè)“數(shù)字北京”以來，經(jīng)過十年的發(fā)展，北京的信息化水平已處于國內(nèi)領(lǐng)先地位;2012 年3月《智慧北京行動綱要》對外發(fā)布，正式提出未來十年將大力推進(jìn)寬帶泛在、智能融合、創(chuàng)新可持續(xù)在內(nèi)的“智慧北京”建設(shè)，重點(diǎn)圍繞北京城市發(fā)展過程中的資源瓶頸、交通擁堵、均衡發(fā)展、城市安全等問題提出解決思路［9］。

3.2 智慧北京建設(shè)中的風(fēng)險因素分析

根據(jù)以上所建立的城市風(fēng)險來源的識別分析框架，從北京市發(fā)展建設(shè)過程中的生態(tài)本底、物質(zhì)資源、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、社會組織4 個層面開展風(fēng)險識別工作。其中，在物質(zhì)本底層面主要是對北京的生態(tài)環(huán)境承載能力等進(jìn)行考察分析，及時應(yīng)對自然災(zāi)害及其衍生災(zāi)難的發(fā)生;在物質(zhì)資源層面主要是涉及北京的重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)情況、公共交通網(wǎng)絡(luò)、水電氣等能源保障、糧食基本供應(yīng)水平等方面，這是城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)保障;在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行層面重點(diǎn)考量北京經(jīng)濟(jì)運(yùn)行壓力、金融安全、對外貿(mào)易與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)風(fēng)險、就業(yè)壓力、收入分配等方面內(nèi)容，及時規(guī)避因經(jīng)濟(jì)發(fā)展失衡所引發(fā)的風(fēng)險;在社會組織層面考慮北京人口的快速增長、社會保障制度的健全性以及衛(wèi)生狀況、社會治安所帶來的威脅與挑戰(zhàn)等(見表1)。

表1 智慧北京建設(shè)中風(fēng)險的主要來源

續(xù)表1

3.3 構(gòu)建智慧城市視野下的城市風(fēng)險識別系統(tǒng)

智慧城市的理念就是把城市本身看作一個非線性、動態(tài)的、開放的系統(tǒng)，城市中的醫(yī)療、食品、住宅、交通、物流、金融、環(huán)保等構(gòu)成了一個個的子系統(tǒng)，共同形成一個普遍聯(lián)系、相互促進(jìn)、彼此影響的有機(jī)整體。子系統(tǒng)之間通過物質(zhì)流、信息流、能量流、資金流、技術(shù)流和知識流進(jìn)行互聯(lián)互通互享，居民、政府、企業(yè)、市場形成協(xié)同共生機(jī)制，共同保證城市的穩(wěn)定有序協(xié)調(diào)發(fā)展。根據(jù)城市風(fēng)險來源，結(jié)合智慧城市的相關(guān)特征，構(gòu)建智慧北京的風(fēng)險識別系統(tǒng)(見圖3)。

圖3 智慧北京的四維城市風(fēng)險識別系統(tǒng)

(1)生態(tài)層面:圍繞城市發(fā)展中面臨的環(huán)境質(zhì)量、生態(tài)失衡、自然災(zāi)害等風(fēng)險因素，采用智能多媒體環(huán)境監(jiān)控技術(shù)，對高能耗、高污染、高噪音的行業(yè)進(jìn)行監(jiān)管治理，有效降低城市發(fā)展對環(huán)境的負(fù)面影響，遏制重大污染源事件的發(fā)生;搭建土壤、氣候、動植物等生態(tài)安全監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)信息全方位、多角度、立體式的采集、分析，維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行;提高重大自然災(zāi)害的預(yù)報(bào)水平，實(shí)現(xiàn)以自動氣象站為基礎(chǔ)平臺、智能綜合應(yīng)急指揮中心為核心的氣象運(yùn)營服務(wù)體系，加強(qiáng)災(zāi)害應(yīng)急處理能力。

(2)資源層面:圍繞城市發(fā)展中面臨的基礎(chǔ)設(shè)施、公共交通、能源安全、糧食保障等風(fēng)險因素，完善和拓展城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，發(fā)展智能電網(wǎng)、智慧水務(wù)、智能管網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)分布式能源儲備，打造智能樓宇，在自然災(zāi)害、極端天氣條件或外力破壞下，仍能保持城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)，不發(fā)生大面積停電、停水、停氣事故;優(yōu)先發(fā)展快速公交路網(wǎng)建設(shè)和地鐵、輕軌等“不占路”交通方式，科學(xué)設(shè)計(jì)中心城區(qū)與郊區(qū)出行所不同的分流模式;建立在用車智能檢測與維護(hù)系統(tǒng)(I/M 系統(tǒng))，淘汰高排放車輛，借鑒廣東的經(jīng)驗(yàn)發(fā)展慢行交通綠道，倡導(dǎo)綠色出行模式［10］;因地制宜提供多種換乘駁接方式(包括P +R 停車場、自行車換乘、社區(qū)巴士等)，構(gòu)建以樞紐站點(diǎn)為核心的交通銜接體系，同時加強(qiáng)交通事故現(xiàn)場應(yīng)急智能處理能力建設(shè);構(gòu)建智慧能源網(wǎng)絡(luò)，營造先進(jìn)儲能系統(tǒng)，提高能源使用效率，對能源實(shí)現(xiàn)智能配置，應(yīng)對能源安全挑戰(zhàn);建立糧食監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中心，對各城區(qū)的糧食供給和需求情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，包括生產(chǎn)能力、儲備情況、價格趨勢，保證糧食的充足供給。

(3)經(jīng)濟(jì)層面:圍繞城市發(fā)展中面臨的經(jīng)濟(jì)擾動、金融市場、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、就業(yè)收入等風(fēng)險因素，以綠色、集群、高效為發(fā)展目標(biāo)，對一些重大市場經(jīng)濟(jì)信號開展監(jiān)測，包括政策體制的調(diào)整、供求關(guān)系的變化、商品價格的波動，從而保證城市經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)運(yùn)行;重點(diǎn)捕捉利率水平、證券期貨、銀行信貸等金融市場動態(tài)，維護(hù)金融市場的穩(wěn)定;以智慧城市建設(shè)帶動集成電路、新型顯示、移動通信、軟件信息、數(shù)字內(nèi)容、先進(jìn)制造、航空航天等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，拉動芯片、光纜、傳感器、嵌入式系統(tǒng)等軟硬件產(chǎn)品需求，創(chuàng)造大量知識型的就業(yè)服務(wù)崗位，并積極與鋼鐵、煤炭、化工等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)融合，促進(jìn)城市結(jié)構(gòu)升級、服務(wù)轉(zhuǎn)型與經(jīng)濟(jì)增長。

(4)社會層面:圍繞城市發(fā)展中面臨的人口增長、組織制度、衛(wèi)生安全、社會治安等風(fēng)險因素，建立和完善人口信息化管理平臺，科學(xué)管理城市流動人口，重點(diǎn)關(guān)注被邊緣化城鎮(zhèn)人口的生存狀況;以改善民生為根本出發(fā)點(diǎn)，推進(jìn)智慧政府、智慧社區(qū)、智慧家庭等民生項(xiàng)目建設(shè)，完善醫(yī)療、養(yǎng)老、保險、救濟(jì)的社會保障體系;通過食品生產(chǎn)流通銷售檢測網(wǎng)絡(luò)、疫情網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)、醫(yī)療數(shù)據(jù)共享平臺的建立，及時有效地捕捉食品安全與疫情信號并予以實(shí)時響應(yīng);采用三維掃描、生物特征識別、可視化指揮等技術(shù)手段，對社會治安、犯罪事件、恐怖主義進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控、智能分析和科學(xué)預(yù)警，有效打擊和預(yù)防城市犯罪活動，維護(hù)社會的安全穩(wěn)定，高效處理突發(fā)應(yīng)急事件。

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