城市化进程下，如何推动智慧城市建设
本文摘录自中南建筑设计院副总工程师熊江在2016年11月16日武汉“第17届中国国际建筑智能化峰会”中发表的演讲内容。熊总工在会上表示，随着我国城镇化进程的不断推进，给社会生活和经济发展带来了一系列的问题，主要表现在资源匮乏、环境污染、基础设施薄弱等方面，为了使这之间的矛盾得到协调，智慧城市建设是城市化进程下的必然选择。
城市化进程的标志是什么?
城市化的概念分为狭义和广义。狭义上来说，城市化指农业人口不断转变为非农业人口的过程;而广义的城市化是指社会经济变化过程，包括农业人口非农业化、城市人口规模不断扩张，城市用地不断向郊区扩展，城市数量不断增加以及城市社会、经济、技术变革进入乡村的过程。
城市化的标志主要有三点：(1) 城市人口增加；(2) 城市用地规模扩大；(3) 城市人口在总人口中的比例上升。
2008年，全球城市人口首次超过农村人口;2050年，全球城镇居民将占总人口70%。未来15年内，中国城市人口会再增加3亿，百万人口城市将达到221个，千万人口特大城市8座，其中北京和上海的人口都将超过3000亿。
智慧城市试点不断增多
城市的发展面临挑战及解决方案
城市是一个复杂的巨系统，各系统应以协调的方式协同运行。主要有五大核心功能系统构成，分别为：(1) 基础设施、(2) 资源环境、(3) 社会民生、(4) 经济产业、(5 )市政管理。
然而在城市快速发展进程中，五大核心系统面临前所未有挑战。城市交通、信息化基础设施亟待完善；城市污染、气候变暖严重影响资源可持续性发展；城市居民社保、教育、文化和卫生等基础设施问题突出；城市建设需要优化产业结构、发展新兴产业、改进传统产业；政府要提升公共服务质量，需要提高行政效能。
这种情况下，通过“智慧城市”的建设，能够有效帮助城市解决上述五大核心系统及其关联所面临的挑战。
智慧城市应用体系规划
根据上图，“智慧城市”的应用体系可以如此规划：
(1) 城市管理：智慧政府、智慧城管、智慧公共安全；
(2) 产业经济：智慧物流、智慧制造；
(3) 社会民生：智慧医疗、智慧文化教育、智慧社区；
(4) 资源环境：智慧水资源、智慧电网、智慧环保；
(5) 基础设施：智慧交通、信息化基础设施。
目前，国家各部委大力推进智慧城市相关试点工作。2012年以来开展的智慧城市试点达8大类共计686个(截至2015年3月底)，具有相当大的影响力和代表性。《国家新兴城镇化规划(2014—2020年)》中曾清晰指出，建设智慧城市，第一个信息网络宽带化、第二个规划管理信息化、第三个基础设施智能化、第四个公共服务便携化、第五个产业发展现代化，第六个社会治理精细化。
智慧城市建设方向
发展及推广“智慧城市”的关键技术
1. 物联网技术
(1) 物联网：是通过识别、感知的技术与设备获取物体/环境的静/动态属性信息，再由网络传输通信技术与设备进行信息/知识交换和通信，并最终经智能信息/知识处理技术与设备实现人—机—物世界的智能化管理与控制的一种“人物互联、物物互联、人人互联”的高效能、智能化网络。
(2) 物联网技术包含：感知层技术、传输层技术和应用层技术；
(3) 物联网技术为智慧城市中实现“人—机—物”三元融合一体的世界提供最重要的基础使能技术与新运行模式。
2. 云计算技术
(1) 云计算是一种基于网络的、面向服务的计算新模式。它融合与发展了虚拟化、网络、面向服务、高效计算和智能科学等新兴信息技术，将各类计算资源虚拟化、服务化，构成虚拟化计算资源的服务云池，并进行统一的、集中的高效管理和经营，使用户通过云端就能随时按需获取计算资源服务，完成高效、低耗、低成本的计算活动。
(2) 云计算技术包含：资源的虚拟化/服务化；资源感知;云服务环境的管理/构建/运行/评估;云服务安全；人机交互;云计算应用技术及商业模式等技术。
(3) 云计算技术为智慧城市中海量信息的处理、智能计算提供重要的使能技术与服务。
3. 高性能计算技术
(1) 高性能计算技术是指一类具有超高计算能力、存储能力、交互能力的计算技术。(目前，计算能力已达千万亿次/秒，正研制万万亿次/秒)。
(2) 高性能计算技术研究内容：高性能处理器;并行高效计算机系统;开发相关系统软件及研究并行算法;开发相关领域大型并行应用软件。
(3) 高性能计算技术为智慧城市中求解复杂问题和开展海量信息处理提供了高计算能力使能技术。
4. 建模仿真技术(BIM)
(1) 建模仿真技术是以相似理论、模型理论、系统技术、信息技术以及建模与仿真应用领域的有关专业技术为基础，根据对系统仿真的目标，建立并利用模型，对系统(已有的或设想的)进行研究、分析、试验、运行和评估(系统全生命周期活动)的一门综合性、交叉性技术。
(2) 建模仿真技术由仿真建模技术、仿真系统与支撑技术，以及仿真应用工程技术等三类技术构成。
(3) 建模仿真技术对智慧城市各功能领域和运营活动进行建模仿真分析，支持智慧城市论证、设计、分析、试验、运行和评估等全生命周期活动;建模仿真系统可以成为智慧城市智能处理系统的组成部分，参与城市实时运行中的各类处理、分析与决策等。
5. 智能科学技术
(1) 智能科学是一门交叉学科，主要有脑科学、认知科学、人工智能等学科共同研究智能行为的基本理论和实现技术。
(2) 脑科学从分子水平、细胞水平、行为水平研究自然智能机理，建立脑模型，解释人脑的本质。认知科学是研究人类感知、学习、记忆、思维、意识等人脑心智活动过程的科学。人工智能研究用人工的方法和技术，模仿、延伸和扩展人的智能，实现机器智能。
(3) 智能科学为智慧城市提供智慧的技术基础，支持对智慧城市中海量信息的智能识别、融合、运算、监控和处理等功能。
6. 系统工程技术
(1) 系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的方法。——钱学森
(2) 系统工程的共性基础技术科学有运筹学、控制论、信息论、计算科学和计算技术。
(3) 系统工程技术解决智慧城市(复杂系统)的体系结构，支撑平台，系统集成和实施方法等，支持智慧城市的构建、集成和运营。
7. 标准与安全共性技术
(1) 标准技术：标准为在一定的范围内获得最佳秩序，经协商一致制定并由公认机构批准，共同使用的和重复使用的一种规范性文件;智慧城市的标准体系可分为共性技术基础标准和应用子集标准两个层次。贯穿于智慧城市架构的各个层次，并覆盖应用的各个领域。
(2) 安全技术：安全技术为智慧城市的构建、运行和领域应用提供处理安全问题的解决方案。
8. 应用技术
在支撑平台基础上，集成感知与识别技术、智能信息处理与决策技术、以及标准和安全共性技术，围绕“智慧平安城市”、“智慧电力”、“智慧医疗”、“智慧水源”、“智慧交通”、“智慧政务”等领域，针对专业领域的特殊需求，提出应用领域的解决方案/技术，并在智慧城市的管理模式、组织机构、协调机制、服务保障等方面开展研究。