陳如明
廣義智慧城市理念及其頂層設(shè)計系統(tǒng)方法論與務(wù)實發(fā)展實踐探索(下)
陳如明
本文主要論述以創(chuàng)新驅(qū)動及廣義智慧域市理念為基礎(chǔ)的廣義智慧城市的頂層設(shè)計系統(tǒng)方法論及其務(wù)實發(fā)展與實踐探索。
中國夢;創(chuàng)新驅(qū)動;廣義智慧城市;互聯(lián)網(wǎng)思維;互聯(lián)網(wǎng)+;云計算;人工智能;大數(shù)據(jù)分析及價值挖掘;萬物移動互聯(lián);5G推進
(續(xù),接上期)
2.3廣義智慧城市頂層設(shè)計方法論
廣義智慧城市是一個復(fù)雜巨系統(tǒng),目前,全球“廣義智慧城市”的建設(shè)仍處于起步階段,相關(guān)理論還較為匱乏。由于缺乏成熟的理論體系、完善的標準體系以及成功的國際案例做支撐,大多數(shù)地區(qū)的建設(shè)實踐都處于小范圍試點或零星的行業(yè)應(yīng)用階段。但有一些成熟的理論體系可供規(guī)劃設(shè)計參考,在做廣義智慧城市規(guī)劃設(shè)計時,將充分參考業(yè)界領(lǐng)先的理論體系以及自身在廣義智慧城市的理論研究中積累的理論基礎(chǔ),合理規(guī)劃設(shè)計廣義智慧城市整體架構(gòu)。
(1)EA(FEA,TOGAF)框架體系。企業(yè)架構(gòu)(EA),F(xiàn)EA是一個在用的EA,擁有完整的方法論體系,F(xiàn)EA對于廣義智慧城市頂層設(shè)計具有重要的借鑒意義。開放組(The Open Group)推出的企業(yè)架構(gòu)框架TOGAF在全球得到了廣泛采用,2009年推出的最新版TOGAF9增加了架構(gòu)內(nèi)容框架、架構(gòu)能力框架及SOA等內(nèi)容,已經(jīng)成為一個非常完整的頂層設(shè)計架構(gòu)開發(fā)方法論。
(2)SOA(Service-Oriented Architecture)架構(gòu)。面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)(SOA)是一個組件模型,它將應(yīng)用程序的不同功能單元(稱為服務(wù))通過這些服務(wù)之間定義良好的接口和契約聯(lián)系起來。接口是采用中立的方式進行定義的,它應(yīng)該獨立于實現(xiàn)服務(wù)的硬件平臺、操作系統(tǒng)和編程語言。這使得構(gòu)建在各種各樣的系統(tǒng)中的服務(wù)可以以一種統(tǒng)一和通用的方式進行交互。
SOA技術(shù)為廣義智慧城市應(yīng)用中的數(shù)據(jù)融合與服務(wù)融合提供了關(guān)鍵的技術(shù)支持,按此可提出建設(shè)廣義智慧城市需要規(guī)劃先行、合理布局、應(yīng)用驅(qū)動、注重實效、自主可控、長效發(fā)展。
(3)IEM(Information Engineering Methodology)方法。如上所述,IEM認為,大型信息系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)有四個層次的工作,這就是面向?qū)ο笮畔⒐こ蹋∣OIE)的“金字塔模型”,該模型的上兩層,就是頂層設(shè)計層;下兩層屬于軟件工程方法論(SEM)的工作。
(4)Cobit IT治理。COBIT包含34個信息技術(shù)過程控制,并歸集為四個控制域。COBIT目前已成為國際上公認的IT管理與控制標準。該理論的意義在于:實現(xiàn)廣義智慧城市目標與IT治理目標之間的橋梁作用。
(5)ITIL政府IT服務(wù)管理。ITIL即IT基礎(chǔ)架構(gòu)庫(Information Technology Infrastructure Library)主要適用于IT服務(wù)管理(ITSM)。
(6)共享服務(wù)中心(SSC)理念與最佳實踐。共享服務(wù)中心所集中的通常是諸如財務(wù)、信息系統(tǒng)、人力資源、法律、采購、研發(fā)等職能,通過這種方式,既可以發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)、節(jié)約成本,同時也有助于保證這些職能的質(zhì)量和一致性。
此外,以C4ISR為主要目標的美國國防部的體系結(jié)構(gòu)框架DODAF中數(shù)據(jù)為中心的一些設(shè)計方法的有益之處及敏捷頂層設(shè)計架構(gòu)ATA中基于適應(yīng)大環(huán)境變化反饋觸發(fā)敏捷迭代(Agile Itelation)與強調(diào)促使人員智慧參與、溝通、協(xié)作與討論的有益思想,必要與可能時均值得吸取。
由于廣義智慧城市實際智慧化運營特別要強調(diào)云化運營的作用,由此,這十種左右基本方法協(xié)議中尤其應(yīng)特別重視支持云化作用的SOA,可考慮以此為基礎(chǔ)并可與其他協(xié)議有效互通,一些有如智慧政務(wù)、智慧交通等智慧XX項目,在國內(nèi)外應(yīng)用中已應(yīng)用較多的協(xié)議EA(FEA,TOGAF),IEM等可予保留并直接互通;還有一些情況是涉及一些應(yīng)用目標與環(huán)境,其優(yōu)化統(tǒng)籌環(huán)境太過復(fù)雜,非上述一些方法所能覆蓋與描述,則應(yīng)局部優(yōu)化再松耦合會聚及借助市場驅(qū)動進行統(tǒng)籌優(yōu)化綜合調(diào)節(jié),并借助互聯(lián)網(wǎng)思維原則進行統(tǒng)籌優(yōu)化創(chuàng)新。
在進行各類細節(jié)目標架標設(shè)計時特別應(yīng)注意其系統(tǒng)性能架構(gòu)、功能平臺架構(gòu)及相應(yīng)數(shù)據(jù)架構(gòu)間的緊密結(jié)合與映射,這樣有利于各類規(guī)劃建設(shè)的設(shè)計與務(wù)實落地推進。對以中心城市為核心的智慧城市群的頂層設(shè)計,特別應(yīng)聚焦涉及根據(jù)該城市群特點充分發(fā)揮廣義智慧城市的統(tǒng)一全面協(xié)同一體化發(fā)展理念,聚焦其主要挑戰(zhàn)解決、互補協(xié)同優(yōu)勢發(fā)揮、資源利用綜合優(yōu)化配置利用,特別是重點智慧項目諸如智慧環(huán)境、智慧交通、智慧社區(qū)、智慧民生、智慧產(chǎn)業(yè)及智慧創(chuàng)新等往往首當其沖。同時,廣義智慧城市的運作必然要產(chǎn)生大數(shù)據(jù),從而也必然是在大數(shù)據(jù)環(huán)境中運營,因此要特別重視大數(shù)據(jù)價值的挖掘與有效利用。隨著大數(shù)據(jù)應(yīng)用飛速發(fā)展人們依然面臨一系列新挑戰(zhàn),需要不斷創(chuàng)新,應(yīng)對結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)深度分析,通過人工智能和機器學(xué)習(xí)技術(shù)深度分析大數(shù)據(jù)普遍認為具有良好發(fā)展前景,根據(jù)人腦認知過程的分層特性,增加人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層數(shù)和神經(jīng)元節(jié)點數(shù),加大機器學(xué)習(xí)規(guī)模,構(gòu)建深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可提高訓(xùn)練效果已獲得試驗證實,當然,超大規(guī)模神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工程實現(xiàn)等方面還存在諸多挑戰(zhàn)……這種創(chuàng)新發(fā)展還將無止境擴展。
涉及智慧城市/廣義智慧城市資本運作,往往采取運作企業(yè)與政府按照PPP模式成立的智慧城市運營公司,共同負責(zé)智慧城市項目的規(guī)劃、融資、建設(shè)、運營工作。對政府融資企業(yè)運營類項目運營模式是政府融資建設(shè),并且項目建成后由企業(yè)來運營,包括BL(建設(shè)—租賃)、BOT(建設(shè)—經(jīng)營—轉(zhuǎn)讓)、BOO(建設(shè)—擁有—經(jīng)營)、BOOT(建設(shè)—擁有—經(jīng)營—轉(zhuǎn)讓)模式。在融資模式上也需要政府、企業(yè)和公眾共同發(fā)揮創(chuàng)造力,靈活運用BL,BT,BLT,BOT,BTO,BOO,BOOT,ROT,POT,BOOST,TOT,PFI等方式組織實施。
圖1 廣義智慧城市的總體架構(gòu)圖
總之,廣義智慧城市頂層設(shè)計應(yīng)遵循上述中央領(lǐng)導(dǎo)與文件頂層指導(dǎo)精神、廣義智慧城市基本理念及頂層設(shè)計的一些基本系統(tǒng)方法論及相關(guān)協(xié)議,結(jié)合所在城市的基本特點確定好其戰(zhàn)略愿景藍圖目標,確定好其可擴展的協(xié)同、統(tǒng)籌、優(yōu)化的框架約束要求與開放性原則及發(fā)展指導(dǎo)方向,達到城市核心資源的最佳分配、利用與管理好城市,使城市有計劃、有步驟、又好又快地向前發(fā)展。而且應(yīng)特別強調(diào)指出,一方面涉及其理念發(fā)展與新的頂層設(shè)計導(dǎo)指思想與發(fā)展方向在不斷演進提升,相關(guān)復(fù)雜巨系統(tǒng)的綜合集成系統(tǒng)方法論從體系架構(gòu)至綜合優(yōu)化方法也在不斷完善與提高,等等。因此,廣義智慧城市頂層設(shè)計也必然是一個不斷完善的過程,必須適時進行相應(yīng)更新提高,以滿足新形勢、新環(huán)境下城市發(fā)展的新需求。廣義智慧城市的總體架構(gòu)如圖1所示。
中國智慧城市論壇對廣義智慧城市頂層設(shè)計組織了國內(nèi)的頂級專家進行了多次深度研討,并與相關(guān)合作伙伴研究起草了“廣義智慧城市頂層設(shè)計與建設(shè)規(guī)劃框架(V.3.3版)”,作為廣義智慧城市頂層總體設(shè)計與建設(shè)規(guī)劃的內(nèi)部基礎(chǔ)文件,試行檢驗其頂層設(shè)計與建設(shè)規(guī)劃推進的有效性。
3.1務(wù)實發(fā)展策略思考
限于篇幅,在此不能詳細論述有關(guān)務(wù)實發(fā)展策略思考,詳情可見相應(yīng)參考文獻。但應(yīng)特別強調(diào)幾點:
(1)始終牢記互聯(lián)網(wǎng)思維與安全保障第一要務(wù)作用。
(2)5G啟動的戰(zhàn)略價值及對廣義智慧城市發(fā)展的有效支撐。結(jié)合3GPP R13/14/15/16/17等推進步驟、IEEE下一代WLAN及頻譜高端大踏步擴展與自適應(yīng)、自組織與自學(xué)習(xí)、自管理的認知無線電技術(shù)方向組合邁進,十項較可取的關(guān)鍵技術(shù)走向如下:
⊙ 多元、多維、多層次異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)/系統(tǒng)深度協(xié)同與融合。
⊙ 大規(guī)模多天線MIMO(MaSSive MIMO)技術(shù)。
⊙ 超密集組網(wǎng)。
⊙ 高頻段(6GHz-100GHz)頻譜擴展、高低頻段協(xié)同融合運作及智能頻譜運作與管理。
⊙ 新型高狀態(tài)調(diào)制及編碼、編碼調(diào)制和網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)。
⊙ 物聯(lián)網(wǎng)感知/認知的增強及D2D終端直聯(lián)技術(shù)和可穿戴智能終端及智能WBAN。
⊙ 同時同頻全雙工FDD/TDD徹底融合及靈活雙工與特效TDD雙工。
⊙ 非正交及海量連接的新高效多址連接傳輸技術(shù)(由NOMA至PDMA,SCMA及MUSA……)。
⊙ 基于軌道角動量(OAM)的“旋轉(zhuǎn)式”(扭曲型)無線傳輸技術(shù)。
⊙ 基于不平穩(wěn)譜隨機過程信號設(shè)計技術(shù)的超窄脈沖式T PM(時相調(diào)制)及超窄帶(UNB)技術(shù)。
考慮5G務(wù)實推進,首先應(yīng)瞄準ITU 5G標準化的明確實施日期目標,以中國“IMT-2020推進組”為核心,擬訂積極嚴密的實施計劃,有機分工協(xié)同,奪取5G標準化勝利第一仗。
(3)用“用互聯(lián)網(wǎng)+”理念及“互聯(lián)網(wǎng)思維”有機組合,在這萬物移動互聯(lián)時代充分發(fā)揮創(chuàng)新驅(qū)動的有效作用。實施全方位跨界融合創(chuàng)新與支持“一帶一路”互聯(lián)互通及經(jīng)濟發(fā)展升級,進入以技術(shù)創(chuàng)新與商業(yè)模式創(chuàng)有機融合的全方位創(chuàng)新的新時代,堅決貫徹執(zhí)行習(xí)近平總書記創(chuàng)導(dǎo)的“四個全面”及“三嚴三實”指導(dǎo)思想,及“雙創(chuàng)、四眾”途徑,為實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的“中國夢”積極貢獻力量。
3.2廣義智慧城市的務(wù)實發(fā)展實踐探索
3.2.1一年一度的全國性大會及明確性主題的全國行
2011年4月21日,在北京國家會議中心召開首屆中國智慧城市大會。主題為“智能讓城市更美好”,來自部委、城市、企業(yè)等嘉賓400余人出席。論壇主席成思危先生作主旨報告,全面闡述廣文智慧城市蜝本理念,為響應(yīng)成思危主席的講話精神:“要充分調(diào)研各地,建設(shè)各自特色的智慧城市”,此即開始全國行智慧城市巡回考察研討會活動,首先與北京市進行對接、研討。
2012年4月29~30日,以主題為“中國智慧城市創(chuàng)新與發(fā)展的路徑選擇”的2012第二屆中國智慧城市大會在北京國家會議中心召開。之后,又連續(xù)舉辦了主題為“智慧城市助力新型城鎮(zhèn)化”的2013第三屆中國智慧城市大會、以“大數(shù)據(jù)點睛智慧域市發(fā)展”為主題的2014第四屆中國智慧城市大會、以“智慧治理,暢想城市智慧新生活”為主題的2015第五屆中國智慧城市大會、以 “廣義智慧城市有效助力‘互聯(lián)網(wǎng)+’及中國新常態(tài)經(jīng)濟發(fā)展”為主題的第六屆中國智慧城市大會。同時,還展開了以每年相應(yīng)主題為聚焦目標的全國行交流與研討和推廣智慧城市及廣義智慧城市理念的實踐活動。
3.2.2實踐探索的主要進展與成果
(1)中國智慧城市論壇精心組織了成思危任主編、陳如明任執(zhí)行主編,匯集全國頂級專家五年來智慧城市高端學(xué)術(shù)思想與探索實踐的文集《廣義智慧城市導(dǎo)論》,該文集將于2016年初出版,用于廣義智慧城市理念的規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、融資、運行等實踐工作,包括其基本系統(tǒng)方法論在內(nèi)的有益指導(dǎo)與參考。
(2)中國智慧城市論壇聯(lián)手中信網(wǎng)信公司聯(lián)合成立“廣義智慧城市頂層設(shè)計研究中心”,進行深入研究,并組織國內(nèi)頂層設(shè)計知名專家和企業(yè)進行多次廣義智慧城市頂層設(shè)計深度研討,完成了“廣義智慧城市頂層設(shè)計與建設(shè)規(guī)劃框架(V.3.3版)”,用于后續(xù)廣義智慧城市實際規(guī)劃設(shè)計與建設(shè)實踐的指南與參考。
(3)中國智慧城市論壇選定武漢為第一個廣義智慧城市實踐基地,將為武漢市從智慧城市向更高層次的廣義智慧城市發(fā)展積極貢獻力量。同時,后續(xù)將把武漢的可推廣經(jīng)驗,向全國其他城市傳播。
(4)中國智慧城市論壇聯(lián)合指南針智慧城(北京)投資管理有限公司(下簡稱為指南針智慧城公司),成立智慧城市規(guī)劃研究院,指導(dǎo)指南針智慧城公司開展廣義智慧城市示范區(qū)工作。
(5)至今,通過這五年左右的實踐活動,中國智慧域市論壇專家?guī)煲褤碛腥珖餍懈鳂I(yè)及各領(lǐng)域?qū)<?30余名,其中有知名的智庫專家30余名,他們是進行每年大會及全國行交流研討的核心平臺中堅實力。
3.2.3應(yīng)特別強調(diào)的三個廣義智慧城市規(guī)劃建設(shè)與實施探索案例
(1)中興網(wǎng)信廣義智慧城市探索,已運用廣義智慧城市理念及頂層設(shè)計方法,支持中興公司在國、內(nèi)外諸多城市進行智慧城市規(guī)劃建設(shè)工作。
(2)武漢廣義智慧城市探索,這對武漢積極參與發(fā)動的中國第四極的湖北、湖南、江西三省的中部特大經(jīng)濟區(qū)的有效發(fā)展有重要支持作用。
(3)指南針智慧城公司典型示范區(qū)廣義智慧城市探索,將運用廣義智慧城市理念與PPP有效融資手段規(guī)劃建設(shè)中國東、南、西、北、中五個智慧城市典型示范區(qū)。目前,北京示范區(qū)已從槐房村、南苑鄉(xiāng)擴展到麗澤和豐臺科技區(qū)“一區(qū)兩園”及花鄉(xiāng)局部約95平方千米,將吸引世界有重大影響力的組織、企業(yè)入駐,成為北京的政治、金融、科技、人才、信息的南城中心。
最后,應(yīng)再次強調(diào),在2015年十二屆全國人大李克強總理政府工作報告中對智慧城市的戰(zhàn)略重要論述及“人民網(wǎng)”相關(guān)解讀也為一大亮點:“發(fā)展智慧城市是個重大的戰(zhàn)略方向,是信息化與城鎮(zhèn)化的最切實的結(jié)合點,能帶動產(chǎn)業(yè)升級,其中蘊藏著大產(chǎn)業(yè)、大機遇、大前途”。而涉及民生、惠民之治國之道時強調(diào)“立國之道,惟在富民”,“民之疾苦,國之要事”,“要以推進民生福祉為目的,加快發(fā)展社會事業(yè),改革完善收入分配制度,千方百計增加居民收入,促進社會公平正義與和諧進步”。
總之,廣義智慧城市及智慧城市具備的幾個基本顯著特征將是“設(shè)施更先進,發(fā)展更科學(xué),管理更高效,執(zhí)行更務(wù)實,環(huán)境更綠色,城市更安全,社會更和諧,生活更美好”。通常還可用更簡明易記的幾個關(guān)鍵字來描述智慧城市的主要特征與目標,即,“安全幸福,綠色和諧,便捷宜居,智慧高效”等主要特征,無論是4個、8個、12個、16個關(guān)鍵字或更多,匯成一個基本目標為“使城市更智慧,讓生話更美好”或“智慧城市讓生活更美好”!對應(yīng)英語表達為“The Smarter City,The Better Life”!其四大戰(zhàn)略價值為:全面提升城市生產(chǎn)力水平,全面提升城市智能/智慧創(chuàng)新能力水平,全面提升政府管理與服務(wù)效率及水平,全面提升城市惠民、幸福、安全、和諧、綠色、宜居水平,開啟智慧新生活!
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TN91,TN92
B
1672-7274(2016)02-0053-05
陳如明,工業(yè)和信息化部通信科技委專職常委及原副主任,無線電管理局原副局長,中國國家無線電頻率規(guī)劃專家咨詢委員會主任,中國智慧城市論壇副主席兼秘書長,中國通信學(xué)會及中國電子學(xué)會會士(Fellow);主任高級工程師(國內(nèi)第一批教授級高工,當時稱主任高工),被多所著名大學(xué)如浙大、清華、北大、華中科技大等聘為兼職教授;國內(nèi)外一些知名技術(shù)雜志編委,國內(nèi)一些知名協(xié)會、學(xué)會副會長及常務(wù)理事。曾為郵電部第四研究所及國家無委辦總工、美國斯坦福(Stanford)大學(xué)高級研究學(xué)者及國際通信衛(wèi)星組織(INTELSAT)中國董事。主持和參加過多種科研項目,獲國家及部級多項一至三等國家級、部級科技攻關(guān)、科技進步獎及兩委一部表彰獎等多種獎勵,1991年獲國家科學(xué)研究突出貢獻特殊津貼。