《智慧城市(第1篇)》教案Word下载.doc
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世界各国为了应对经济发展困境,纷纷提出了建设“智慧城市”“智慧国家”的发展战略,通过进一步加大投资并带动相关产业的发展等举措来促进经济的复苏与发展。
——智慧城市的诞生是解决当前众多城市病的现实需求;
交通拥堵、环境污染、能源短缺,为了改变城市建设发展面临的困境,提出了建设智慧城市的愿景,以期改变城市建设、发展与运营的传统模式,为城市发展注入新的活力。
——智慧城市的诞生是人们追求美好生活以及展示智慧成果的自然需求。
1.2智慧城市诞生的技术背景
智慧城市是一种崭新的城市形态,具有透彻感知、泛在互联、高效协同、精准管控、创新应用、和谐发展等方面特征,这些特征充分展现了未来城市发展的新理念、新模式。
但这种智慧化的城市形态需要新一代信息技术作为主要支撑,智慧城市的诞生具有很强的技术背景。
——感知技术:
自动识别、传感器、条形码、遥测遥感、无线传输等感知技术的快速发展及广泛应用完全改变了人们常知的生产生活方式,也直接推动了智慧城市人与人、人与物、物与物的全面感知、互联互通等核心理念的提出。
——网络技术,尤其是第三四代移动通信技术。
——支撑应用技术:
云计算、分布数据处理、数据挖掘、微电子技术、智能技术及信息共享交互与应用平台开发技术等。
1.3智慧城市诞生的政策背景
国际上:
l新加坡于2006年启动了“智慧国家2015计划”。
l美国于2009年提出智能电网发展计划,2010年3月推出高速宽带发展计划等。
l欧盟2009年首先推出了“物联网行动计划”,随后提出了智慧城市建设的具体计划。
l日本于2009年7月推出“i-Japan(智慧日本)战略2015”。
国内:
l从2010年逐步开始的,宁波市是大陆第一个在政府层面系统部署智慧城市建设的城市,并于2010年9月正式出台了《中共宁波市委宁波市人民政府关于建设智慧城市的决定》,2011年6月,发布了《宁波市关于加快创建智慧城市行动纲要(2011-2015)》。
l其他城市纷纷跟进,深圳、佛山、南京、上海、北京、广州、武汉等城市陆续提出了具体的智慧城市建设目标和行动方案,并把智慧城市建设列入了“十二五”规划,这些政策的出台全面推动了智慧城市在中国的建设发展。
1.4智慧城市的提出过程
全球智慧城市从1992年提出概念以后到2006年,是萌芽期,2007-2008是探索期,2009年至今是建设发展期。
中国智慧城市进入了萌芽期和探索期,萌芽期是2006年在南京提出紧密跟踪世界智能城市发展理念和实践进程,2009年11月6号,南京举行"
智慧南京"
高峰论坛,提出准备建设智慧南京。
一个标志性事件就是第一份官方文件的出台--宁波市政府要建设智慧城市,通过这个事件的发酵后,目前已经有150多个城市提出要建设智慧城市。
2008年11月,在纽约召开的外国关系理事会上,目前全球最大信息技术和业务解决方案提供商IBM发布了《智慧地球:
下一代领导人议程》主题报告,提出了“智慧的地球”这一概念。
奥巴马当选总统后立即给予积极回应,并把它上升为美国的国家战略。
2009年2月,在北京召开的“IBM论坛2009”上,IBM更以“点亮智慧的地球,建设智慧的中国”为口号宣传“智慧的地球”,引起了社会各方的广泛关注。
2009年8月7日,温家宝总理在无锡考察时提出了“感知中国”。
“智慧地球”,是指在各行各业中充分应用新一代的IT技术,把感应器嵌入和装备到全球各个角落,将电网、铁路、桥梁、隧道、公路等各种物体普遍连接,形成“物联网”,再将“互联网”和“物联网”通过“云计算”融合起来,使人们能以更加精细和动态的方式管理生产和生活,实现全球的“智慧”状态。
简之,“互联网+物联网+云计算=智慧地球”。
10月维也纳理工大学相关研究组发布《欧洲中等城市智慧城市排名》报告,对欧洲70座城市的智慧化水平进行了评估,这是欧洲第一次提出了智慧城市愿景,系统直观地阐述了智慧城市的内涵,从这个意义上来说欧洲智慧城市发展是最早的,也是最具示范作用的。
1.5智慧城市建设的意义
p智慧城市建设是未来城市形态发展演进的必然趋势。
p智慧城市建设是技术变革下的时代潮流。
p智慧城市建设是新兴产业发展的重要依托。
p智慧城市建设是提升中国城市竞争力的根本途径。
二、智慧城市的内涵及体系框架
2.1智慧城市主要观点
技术论的观点:
主要从技术架构的角度对城市城市进行描述,强调智慧城市的技术特征,智慧城市是信息技术武装下的更智能、更便利的新型城市。
应用论的观点:
主要从智慧城市应用体系的角度进行描述,建设高端、完善的应用体系,包括公共管理体系、公共服务体系及公共产业体系等,不断提高人们的生活水平。
系统论的观点:
主要从智慧城市整体发展角度进行描述的,它把智慧城市作为一个类生命体的大系统,通过感知、认知、学习、成长等环节的培育发展,不断增强自身的智慧化水平。
2.2智慧城市的定义
智慧城市是一个新的概念和理念,目前尚处于发展阶段,还没有统一的定义和标准。
智慧城市是以物联网、互联网等通信网络为基础,通过物联化、互联化、智能化的方式,让城市中各个功能模块彼此协调运作,以智慧技术高度集成、智慧产业高端发展、智慧服务高效便民为主要特征的城市发展新模式。
智慧城市的本质:
是充分利用现代信息技术,汇聚人的智慧,赋予物以智能,使汇集智慧的人和具备智能的物互存互动、互促互补,以实现经济社会活动最优化的城市发展新模式和新形态。
物联网
其英文名称是:
“Internetofthings(IoT)”。
顾名思义,物联网就是物物相连的互联网。
利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起,形成人与物、物与物相联,实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。
物联网是互联网的延伸,它包括互联网及互联网上所有的资源,兼容互联网所有的应用,但物联网中所有的元素(所有的设备、资源及通信等)都是个性化和私有化。
国际电信联盟于2005年的报告曾描绘“物联网”时代的图景:
当司机出现操作失误时汽车会自动报警;
公文包会提醒主人忘带了什么东西;
衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。
物联网在物流领域内的应用则比如:
一家物流公司应用了物联网系统的货车,当装载超重时,汽车会自动告诉你超载了,并且超载多少,但空间还有剩余,告诉你轻重货怎样搭配;
当搬运人员卸货时,一只货物包装可能会大叫“你扔疼我了”,或者说“亲爱的,请你不要太野蛮,可以吗?
”;
当司机在和别人扯闲话,货车会装作老板的声音怒吼“笨蛋,该发车了!
”
2.3智慧城市的内涵体系
内涵体系
具体内容
城市分解
背景
①城市发展难题亟待解决;
②居民物质文化需求增加;
③资源环境压力增大;
④全球通信技术、知识经济、信息社会的加速发展
基础
①设施物品充分感知;
②信息网络互联互通;
③信息资源深度整合;
④知识管理普及深入
物联城市+互联城市+数字城市+内容城市
本质
以人为本,以现代信息通信技术为支撑,使汇集智慧的人和具备智能的物互存互动、互促互补,以实现经济社会活动最优化。
慧聚城市+智能城市
核心
充分运用现代通信技术,最大限度地开发利用信息和知识资源
信息城市+知识城市
关键
①从政府角度,一方面推进流程再造,另一方面推进产业智能化和智能产业集聚化;
②从企业角度,产品和服务要高科技、高知识、高效益;
③从居民角度,要普及深化其信息、知识获取利用能力;
④从资源环境角度,要推行智能化和低耗化
高效城市+增值城市+科教城市+低耗城市
目的
①从政府角度看,要实现经济社会科学管理、民生服务高品优质;
②从企业角度看,要实现现代产业又大又强;
③从居民角度看,要实现人文素质先进优秀;
④从资源环境角度看,要实现资源环境绿色友好
现代城市+品质城市+人文城市+生态城市
2.4智慧城市的本质特征
一体化:
一是要进一步实现信息系统的整合,从小系统到大系统到城市巨系统整合;
二是要将虚拟世界与现实世界融为一体;
三是要进一步将信息化与工业化、城市化、市场化、国际化、生态化融为一体。
协同化:
就是要将城市规划、建设、管理、服务等各功能单位之间,将政府、企业、居民等各主体之间更加协同,在协同中实现城市的和谐发展。
互动化,实现更好的物物互动、人物互动、人人互动,以进行政府、企业、居民等各主体之间更加协同,在协同中实现城市的和谐发展。
最优化:
是将城市经济社会活动做到成本更低、效益更好、速度更快、精度更高、满意更多。
2.5智慧城市的“智、慧”解读
}智慧城市的“智”指智能化、自动化,是一个城市的智商;
“慧”指灵性、人文化、创造力,是一个城市的情商。
智慧城市更加突出人的因素、人文的因素。
智慧城市在智能化的基础上进一步强调人的参与性和创造性。
从强调物的智能化,到突出物的智能化和制度安排的优化相结合;
从强调小众参与,到突出小众参与和大众参与相结合;
从强调物物互动,到突出物物互动、人物互动、人人互动相结合。
2.6智慧城市的体系架构
智慧城市作为具有一定自我学习、自我成长、自我创新的城市形态,本质上是资源的重新整合和创新发展。
一般认为,智慧城市的体系架构是一个完整的、相互联系且相互支撑的整体,包括技术层、应用层、主体层、智慧产业体系和智慧支撑保障体系。
射频识别即RFID技术,又称电子标签、无线射频识别,是一种通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。
与条形码不同的是,射频标签不需要处在识别器视线之内,也可以嵌入被追踪物体之内。
许多行业都运用了射频识别技术。
将标签附着在一辆正在生产中的汽车,厂方便可以追踪此车在生产线上的进度。
仓库可以追踪药品的所在。
射频标签也可以附于牲畜与宠物上,方便对牲畜与宠物的积极识别(积极识别意思是防止数只牲畜使用同一个身份)。
射频识别的身份识别卡可以使员工得以进入锁住的建筑部分,汽车上的射频应答器也可以用来征收收费路段与停车场的费用。
某些射频标签附在衣物、个人财物上,甚至于植入人体之内。
由于这项技术可能会在未经本人许可的情况下读取个人信息,这项技术也会有侵犯个人隐私忧患。
云计算
美国国家标准与技术研究院(NIST)定义:
云计算是一种按使用量付费的模式,这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问,进入可配置的计算资源共享池(资源包括网络,服务器,存储,应用软件,服务),这些资源能够被快速提供,只需投入很少的管理工作,或与服务供应商进行很少的交互。
提供资源的网络被称为“云”。
“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的,并且可以随时获取,按需使用,随时扩展,按使用付费。
这种特性经常被称为像水电一样使用IT基础设施。
它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通,就像煤气、水电一样,取用方便,费用低廉。
最大的不同在于,它是通过互联网进行传输的。
云计算的基本原理是,通过使计算分布在大量的分布式计算机上,而非本地计算机或远程服务器中,企业数据中心的运行将更与互联网相似。
这使得企业能够将资源切换到需要的应用上,根据需求访问计算机和存储系统。
云计算的蓝图已经呼之欲出:
在未来,只需要一台笔记本或者一个手机,就可以通过网络服务来实现我们需要的一切,甚至包括超级计算这样的任务。
从这个角度而言,最终用户才是云计算的真正拥有者。
云计算的应用包含这样的一种思想,把力量联合起来,给其中的每一个成员使用。
(1)服务无处不在--用户只需要一台具备基本计算能力的计算设备以及一个有效的互联网连接,就可以随时随地使用该服务。
从这个意义来讲,任何联网的应用,都具备成为云计算平台的潜力。
(2)具备进入成本--用户具备使用该服务的需求,但是并不具备独立提供该服务的经济或者技术条件。
譬如说某些企业需要定期地进行大规模的运算,但是并不值得专门为此购置一台具备大规模运算能力的计算设备。
超算中心通过发展客户群让多个用户来分担超级计算机的成本,使得其用户能够在不拥有计算设备的情况下以较小的成本完成计算任务。
(3)用户决定应用--云计算平台提供计算能力(包括处理器、内存、存储、网络接口),但是并不关心用户的应用类型。
用户利用云计算平台所提供的计算能力,并且充分考虑云计算平台所设定的(技术和经济)限制,开发出丰富多彩的应用。
满足如上几个条件的云计算平台,又可以按照其所提供服务之层次细分为基础设施服务(IaaS,例如在线存储和数据库服务)、平台即服务(PaaS,例如AMP虚拟主机和JavaEE应用服务器容器)和软件即服务(SaaS,例如GoogleDocs)。
很多厂商在提到云计算的时候,往往会同时提到分布式计算(DistributedComputing)、并行计算(ParalleComputing)、网格计算(GridComputing)、实用计算(UtilityComputing)等等概念。
事实上用户并不关心这些五花八门的新名词,他们所关心的仅仅是某项服务是否可用以及使用该服务所需要的成本。
说得难听点,这些概念仅仅是云计算平台提供商在创建云计算平台时才需要了解的技术细节,它们可以被认为是云计算的表象,但并不是云计算的本质。
2.7智慧城市的主体
2.8智慧城市的主要内容
2.9智慧城市与数字城市、智能城市的区别
数字城市是指充分利用3S技术、计算机技术和多媒体及虚拟仿真等现代科学技术,对城市基础设施与生产生活发展相关的各方面进行多主体、多层面、全方位的信息化处理和利用,具有对城市地理、资源、生态、环境、人口、经济、社会等诸多方面进行数字化、网格化管理、服务和决策功能的信息体系。
智能城市是指建立在高度发达的信息网络和智能技术基础上,以知识、信息、人才为核心资源,城市管理和运行智能化,经济社会发展和生态系统高度协调的现代城市。
智能城市把城市看作一个有机体,不断培养它的监控、学习、反应、调整和适应的能力。
——数字城市和智能城市都是城市信息化进程中的重要阶段:
}数字城市强调城市运行和管理的可视化、数字化和网络化,强调城市信息化的基础设施建设与信息技术的初步应用。
}智能城市是在数字城市的基础上更看重智能决策与支持、知识生产、生态环境的可持续发展等问题。
}智慧城市是在数字城市、智能城市的基础上利用新一代信息技术,进一步加强感知化、互联化、智能化水平,同时更加强调人的参与性,突出人的因素、人文的因素。
(人才有智慧、物只有智能)
区分Smartcity、Smartercity、WisdomCity、Intellectualcity
Smartcity严格翻译应该为灵敏的城市;
Smartercity主要是从智慧地球(samrterplanet,确译为更加灵敏的星球)演化而来,准确翻译为更加智慧的城市,是从信息技术在城市应用角度来看的,是城市信息化和数字城市在新的信息技术和信息环境下的演进而来的;
wisdomcity是国内自己翻译的词汇,此西方语境下的“智慧”与中国的“智慧”还是有一段差异,更多是从哲学层面来认识,讲究的是对规律和世界观的把握;
intellectualizedcity,主要是从智能角度,从信息和数据的发展层级来讲的,赋予事物以智慧。
三、智慧城市的愿景、目标及发展趋势
3.1智慧城市的愿景
未来特质明显:
智慧城市对未来的追求是创新的、互联的、协同的、可持续的。
智慧城市,是新一代信息技术支撑、知识社会下一代创新(创新2.0)环境下的城市形态。
它基于全面透彻的感知、宽带泛在的互联以及智能融合的应用,构建有利于创新涌现的制度环境与生态,实现以用户创新、开放创新、大众创新、协同创新为特征的以人为本可持续创新,塑造城市公共价值并为生活其间的每一位市民创造独特价值,实现城市与区域可持续发展。
3.2智慧城市的目标
3.3智慧城市的阶段特征
阶段划分
特征(总体特征)
起步阶段
政府发动(制定行动方案和纲要、出台专项政策、安排扶持资金)、规划到位,局部开展智慧城市建设的探索实践(有选择性地开展智慧基础设施建设,并取得初步成效)。
展开阶段
汇聚各方力量,加大人、财、物方面的投入,智慧城市各项建设全面展开,智慧城市建设框架逐步形成,并不断加以完善。
深化阶段
经过展开阶段的发展,智慧城市建设由量的积累变为质的飞跃,智慧城市各部分走向相互衔接、相互融合;
智慧城市的作用和价值已经显现,智慧城市的区域竞争力、集聚力、辐射力大幅度增强。
成熟阶段
经过展开和深化,智慧城市的整体运营趋于合理、稳定,呈现出创新、高效、安全、和谐的一种状态,达到了发展更科学、管理更高效、社会更和谐、生活更美好的发展目标,实现了智慧城市的愿景。
注意:
在起步阶段,主要推动力量是政府;
在展开阶段和深化阶段,企业和居民的推动力量逐步增强;
在成熟阶段,智慧城市运营成为政府、企业、居民的自觉行为。
3.4智慧城市的发展趋势
(1)信息网络泛在化--高速、宽带、融合、无线的信息基础设施将会联通所有人或物。
(2)城市运行智能化--精细、准确、可靠的传感中枢将成为城市运行的要素。
(3)城市生活数字化--科学、绿色、超脱、便捷的数字化新生活将变成现实。
(4)公共服务网络化--虚拟化、个性化、均等化的社会服务将无处不在。
(5)经济发展绿色化--高效、安全、便捷、低碳的数字经济将蓬勃发展。
(6)城市管理高效化--精细管理、高效透明、无缝服务将成为政府管理服务的必然趋势。
【课程小结】
【思考题】
(1)智慧城市的内涵及本质。
(2)智慧城市发展的现状及存在的问题。
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