四、智能城市的信息环境

（一）智能城市信息环境的内涵

智能城市信息环境是由新一代信息技术支撑的，对城市范围内的各类物质、环境、能量、人文等各类信息进行采集获取、传输、存储、处理、应用的信息生态系统。这个信息生态系统在信息链的各个层次、各个环节都有各自独立的技术实现，最终能够实现城市的人与自然的“聪明”的协调与统一（见图1.5）。

信息环境建设任务之一是建设智能城市信息的感知平面。智能城市的信息感知涉及“人、机、物”，需要研究感知信息的管理策略与方式（集中还是分散），研究社会企业、政府和个人管理数据的措施和政策（公开、保护、保密等）。

信息环境建设任务之二是建设智能城市的网络平面。信息网络传输是重要的桥梁，要研究分析信息网络建设（含近场通信、短距离通信、互联网通信等）中存在的问题，研究分析各类网络信息传输的安全保障等问题。

大数据获得高效应用是智能城市信息环境建设的最终目的。智能城市的大数据分布在整个信息环境中，数据的分析处理和应用集中在信息平面。大数据如何存储？如何弹性化地组织管理数据中心汇聚的各类大数据？大数据应用的服务模式是什么？如何克服大数据的应用面临的挑战？这些问题都需要进行系统的研究。

城市信息系统要和人打交道，这一任务由交互平面完成，常见的人机交互终端包括智能电视、平板电脑、智能信息亭、智能穿戴设备、智能手机等。

从更高的视角看，城市的信息环境即城市的社会信息生态，是与城市社会信息交流活动相关的社会因素的集合，是影响整个城市社会信息交流活动的具体社会条件和社会基础的表征。从特定的组织或个人来讲，所谓城市信息环境即城市的组织信息环境或个人信息环境，就是城市社会中各组织或个人可能接触的信息资源和各种影响因素共同构成的环境。

（二）智能城市信息环境的关键要素

根据苏联学者谢尔比茨基的信息论观点，信息环境的基本要素有：信息主体及与主体相互作用的信息客体，信息主体的作用与反馈联系，主体知识水平在信息作用下发生的变化，信息感知对主体记忆的依存关系，主体利用信息的目的和结果等。从系统论的观点来看，信息环境是人与物质、信息相互作用的集合，构成“人、机、物”三元世界融合的复杂巨系统。从本质上讲，城市信息环境要实现数据流到信息流、比特流到智能流的转变。

智能城市信息环境在逻辑上应该是一体化的，建立信息环境要克服城市信息互联互通中信息孤岛、信息烟囱的弊端。智能城市信息环境应建立在“云平台”上，努力建设安全、可信的公共服务云化大数据中心，破解城市“管理墙”带来的问题。

智能城市信息环境具备如下五个要素：

（1）智能化的感知系统，构成智能城市的“神经末梢”；

（2）互联互通的信息网络，构成智能城市的“神经网络”；

（3）基于云计算的城市新型业务应用平台，构成智能城市的“中枢系统”；

（4）城市的海量数据，构成智能城市的“血液和养料”；

（5）知识型的劳动者，构成智能城市的“细胞和生命元”；

智能城市的信息元素、环境元素、运营元素之间有交集（见图1.6）。智能城市信息环境的美好愿景是城市的“人、机、物”高度融合。人在城市中，城市在信息中，信息在人的眼里和大脑里。由人、机、物三元融合的世界带来的是信息环境中积累起来的各类数据和信息，这些数据和信息就是人、机、物三元世界的映射。这就是智能城市中的大数据，这些大数据已成为城市社会的宝贵资源，人们随时随地能够获取或反馈任何需要的信息。

智能化的信息技术已经成为解决城市发展问题的重要手段，通过全面且透明地感知信息、广泛而安全地传递信息、智慧且高效地处理信息，提高城市管理与运转效率，提升城市服务水平，促进城市的可持续、跨越式发展。以此构建新的城市发展形态，使城市自动感知、有效决策与调控，让市民感受到智能城市带来的智慧服务和应用。因此，在智能城市的建设中，各类数据、信息等已成为最重要的元素。

信息技术是智能城市的基础，目前的技术热点是以物联网（传感网）、云计算和大数据等为代表的新一代信息技术。在新一代信息技术中，物联网技术是以射频识别（radio frequency identification, RFID）等传感设备为基础，通过物联网网关建立传感设备与互联网的连接，并实现信息通信与交换，构建物体识别与跟踪的智能管理环境。物联网的精髓可以归纳为：“有效的感知、广泛的互联互通、深入的智能分析处理、个性化的体验”。云计算是一种新的基于互联网的软硬件服务模式，旨在通过最小的管理代价和可配置的计算资源（如服务器、存储器、网络、应用软件等），为用户提供高效、易动态扩展的虚拟化资源服务。用户只需有简易的终端设备，经身份验证后即可使用浏览器获得软硬件服务。大数据技术是实现异构、多源、海量数据处理的新兴技术，可以处理结构多样、体量巨大的数据，是有别于传统数据方式的新型数据处理技术。

从信息技术的角度看，智能城市中信息技术呈现“五化”特征：泛在化、效用化、智能化、绿色化、软性化。

（1）泛在化：信息技术的应用无处不在，人与自然、人与社会、自然与社会都联结在泛在网络中，信息能够畅通地流通、融合，网络变成信息社会的基本生产工具。

（2）效用化：基础设施的部署、应用和管理将如同水、电、气一样，使用原则是“集中服务、按需使用、虚拟拥有、使用方便”。

（3）智能化：基础设施及其应用更加智能便捷，数据融合下的信息分享技术以及智能感知和尊重用户体验的应用系统正影响着人们生活的各个方面，智能城市将塑造“惠及人人”的美好生活愿景。

（4）绿色化：环境友好的低功耗信息技术、低碳经济和可持续发展逐渐成为城市发展关注的焦点。

（5）软性化：强大的数据处理中心以及智慧的软件与服务在城市运行中发挥的作用远超过硬件生产与制造业的作用（袁远明，2012）。

（三）信息环境建设是智能城市建设的必然过程

世界城市的发展经历了漫长的过程，当今世界著名城市如伦敦、纽约、东京、罗马、北京等都经历了几百年甚至上千年的发展。总的来讲，人类社会发展的目标是向更高程度和更高水平的现代化迈进。智能城市是城市现代化发展过程中的一个表现形式。但由于各个国家的社会生产力和科学技术发展水平不同，人口的素质不同，城市现代化的演进过程和水平也会不同。即使在同一个国家内，各个城市由于具体情况和特点不同，现代化进程及其所追求的具体目标也不完全相同。中国的智能城市是城市现代化进程中的工业化、信息化、城镇化、农业现代化在特定历史时刻交汇的产物。随着新一代信息技术更加全面发展，智能城市将促使新模式、新技术、新应用的另一种“融合”与“交汇”，将对智能城市的市民生活、产生和政府管理等各个方面产生“化学反应”。

党的十八大报告中提出：“坚持走中国特色新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化道路，推动信息化和工业化深度融合、工业化和城镇化良性互动、城镇化和农业现代化相互协调，促进工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展。”在“新四化”战略中，信息化是实现新四化的驱动器。在实现中国城市现代化的过程中，智能城市是重要的载体，城市信息环境建设是城市现代化的重要组成部分。良好的智能城市信息环境建设是城市现代化实现的必然过程。

1．信息环境是智能城市可持续发展的基础设施

城市是一个复杂的巨型系统。中国城市基础设施除了交通、能源、饮水、通信等供给外，已经扩展到环境保护、生命支持、信息网络等新领域。因此，一个城市已经成为自然环境、信息环境、社会环境，以及在这三个环境基础上各种业务合作协同的复杂巨系统，能够实现信息、能量和物质的有效流动（见图1.7）。

城市基础设施（包括基础设施信息化和信息基础设施）是社会经济发展和人们生活的基础和必备条件，是实现城市现代化的保证（见图1.8）。城市基础设施是指为直接生产部门和人民生活提供共同条件和公共服务的设施。传统的基础设施主要包括能源动力、环保水利、交通运输、邮电通信、商用或居住建筑等项目，它是企业、居民工作和生活的共同物质基础，是城市主体设施正常运行的保证，既是物质生产的重要条件，也是劳动力再生产的重要条件。而在当今世界，人类社会已经进入信息社会，城市信息化基础设施将成为城市基础设施的重要环节。城市信息化基础设施可以把人、家庭、学校、医院、政府与企业一一关联起来，可以获得各种各样公用和专用的信息资源，可以传送文字、音频、图片、图像和多媒体等各种形式的信息，同时满足不同类型用户所需的不同应用和不同性能要求。也就是说，人们可以通过网络进行交流，进行学习、生活、办公、社交、购物等。信息基础设施应该成为城市基础设施建设的重点。

信息和网络环境建设是当今城市不可或缺的基础设施建设。城市的发展往往伴随着基础设施的更新或升级换代。如同道路和运河等基础设施在农业社会具有重要作用，铁路、港口和石油管道等基础设施在工业社会具有重要作用，信息和网络环境建设是当今城市基础设施建设的重要内容。以云计算、大数据、物联网、移动互联网等为代表的新一代信息技术的迅速发展和广泛应用，带来了生产方式和生活方式的深刻变革。另一方面，随着城市化进程的加快，交通、能源、人口、安全、基础设施建设和专项整治监管等方面的挑战日益凸显并趋于复杂化，利用信息技术改善城市发展已成大势所趋，信息化基础设施实现现代化的重要性已经不言而喻。作为一个现代化的中心城市，除了具有传统资源配置中心、生产控制中心和经营管理中心等功能外，还必须是一个现代化信息和大数据中心。随着信息技术的突飞猛进以及城市的辐射和集聚功能的增强，城市发展将越来越依赖信息化水平，依赖于信息化基础设施。发达国家十分重视信息化基础设施建设。早在1993年，美国政府就发表“国家信息基础设施行动动议”（The National Information Infrastructure: Agenda for Action），提出在全美建设通达全国各地的信息高速公路，完成美国从工业时代向信息时代的过渡，开发更大的潜在市场，从而刺激美国经济的繁荣和发展。信息高速公路是美国掌握世界经济竞争先机的枢纽。因此，加快城市信息化基础设施建设，是实现城市现代化的重要保证，也是智能城市的重要内涵。

2．智能城市信息环境是利用信息技术解决“城市病”问题的基础

近年来，我国城市化虽然取得了显著成效，但我们也看到，随着城市规模的扩大和人口的不断增长，城市环境承载力长期超负荷所积累的矛盾使城市管理的压力也与日俱增，“城市病”问题比较突出。如前文所述，利用信息技术解决我国城市发展过程中出现的“城市病”问题，成为优先的选项。尤其是借助智能城市信息环境建立的信息采集、处理、分析等各类信息系统，在大量的数据分析、处理和应用的基础上，实现高效、科学地管理城市，成为人们普遍的期望。

3．城市信息环境建设水平是城市现代化发展的重要指数

人口、面积、资源、产业、科技水平等，都是衡量一个城市发展水平和发展潜力的因素。如果说科技是城市的第一生产力，那么信息技术的利用水平就是科技的第一动力。信息技术水平包括信息环境建设、信息技术发展和信息技术利用。智能城市各要素的数字化、信息化、网络化、智能化、可视化的全过程就是智能城市信息环境生态系统的建立过程。

以计算机技术、传感技术、网络技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，将整个城市涉及的各方面的信息以数据的形式进行采集或获取，通过计算机和网络进行统一存储、处理、分析和再现，基本上完成了信息环境建设需要实现的目标。城市信息环境建设和发展涉及城市的数字化、网络化和智能化交互的过程。数字化是指城市的各种信息以数字化形式采集、存储、处理和使用；网络化是指城市数字化信息通过网络流动与分发的过程；智能化是指信息采集及系统调控的自动化过程。三者之间是相互作用的，数字化是城市信息化的基础，网络化是保障，智能化是新的目标。但是由城市发展问题求解以及政府管理和民生发展的目标驱动，智能城市信息环境中的数字化、网络化和智能化的过程是相互递进的。如城市管理复杂问题求解要更准确、更及时、更有效，这就需要促进智能化的信息处理技术的应用并及时传输城市运行管理中的各类信息，使之能够更加高效、实时、快速地传输到智能信息处理端。同时，传输的数据和信息必须足够丰富，才能在海量信息分析后得出科学的决策支持。因此，必须在数据信息采集端获得大量的各类数据信息，才能支持大数据的决策分析。