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城市“智慧化”发展的趋势研究
发布时间:2011-6-27 13:53:22 点击率:4527次
城市是人类社会发展的结晶,城市经济、科技、生活方式、人居环境等社会要素的发达程度是一个国家(或地区)社会文明程度的集中体现。因此,研究机构在探索经济社会发展趋时,就必然要分析城市的发展规律;各地政府在制定经济社会发展规划时,也必然会重视城市的发展战略。
    城市发展研究主要关注居民生产生活方式的改变、城市功能的完善、产业结构的调整以及发展方式转变等重大问题。而这些问题从来就不是孤立的,更不是静止的,而是和城市发展的阶段紧密相关的,在不同的城市发展阶段,这些问题有着不同的内涵。正因为此,当我们需要历史地看待城市发展的问题时,就必须要了解城市的发展阶段;同时,厘清城市各发展阶段的特征,掌握其特征转变的内因,也有助于我们科学客观地推衍城市发展更高阶段的形态。
    一、城市发展的历程
    “城市”是与“乡村”在产业结构、生产方式、生活方式等方面呈重大差异而相对立、相区别的一种人类聚居生活的社区。城市是人类社会发展到一定历史阶段的产物。同时,城市又铭刻着时代的烙印,不同时期的城市,具有迥然不同的特征。回眸历史长河,这些特征无疑是人类社会发展历程中的一座座里程碑。
    (一)城市发展的阶段及其特征
    纵观世界城市和中国城市的发展历程,综合中外学者的理论研究成果,我们认为,迄今为止城市的发展经历了四个阶段。
    ⒈以“城墙”为标志的上古城市
    城市产生的历史,在西方最早可以上溯到公元前3500年两河流域古巴比伦人的筑城历史,在中国,至迟也可以上溯到夏王朝的筑城作邑。早期城市作为统治集团聚居、国家机构存在及其军队驻防载体的社区,为适应奴隶社会和后来封建社会统治集团的统治需要,以“城墙”作为其主要防御体系,这一特征在中国古代城市中体现得最为明显。
    ⒉以“集市”为标志的中古城市
    生产力的发展导致社会大分工的发生,手工业和农业分离,出现了直接以交换为目的的商品生产。当商品交换由偶然发展为经常时,便在适于货物集散和商品交换的地方出现固定的交易场所——集市。社会生产的发展,人口的增多,贸易的活跃成就了城市的繁荣。据文献记载,我国唐代长安的东市有铁行、笔行、肉行、善卜者、卖胡琴者、赁驴人、琵琶名手、印刷业、酒肆、饭馆等,分门别类多达220行,而且各行业的经营都具相当规模,足见当时市场的繁荣。这种大规模的集贸市场并不仅见于中国,同一时段的巴格达、伊斯坦布尔、罗马等域外城市亦如此。
    ⒊以“电力广泛应用”为标志的近代城市
    以“电力广泛应用”为代表的第二次工业革命,推动了真正意义上的城市化浪潮。19世纪70年代,发电机问世,随之,能把电能转化为机械能的电动机也被发明出来,电力开始用于带动机器,成为补充和取代蒸汽动力的新能源。随后,电灯、电车、电影、电钻、电焊等电气产品也如雨后春笋般地涌现出来。电力的广泛应用,推动了电力工业和电器制造业等一系列新兴工业的迅速发展。
    同期,电讯业的发展也非常迅速,电报、电话相继问世,为快速传递信息提供了方便,使人与人之间的交流不再局限于面对面的方式。
    在电力广泛应用的“电气时代”,新兴工业迅猛发展,商品不断丰富,经济日益繁荣,市场不断扩大,人口迅速聚集,所有这些都推动了城市的快速发展。以英国为例,资料显示,1851年英国的城市人口比重为50.2%,而第二次工业革命后的1911年,城市人口比重高达79%。
    ⒋以“计算机广泛运用”为标志的现代城市
    自20世纪四五十年代以来,人类在电子计算机、原子能、微电子技术、航天技术、分子生物学和遗传工程等领域取得了重大突破,标志着新科学技术革命的到来,这次科技革命被称为第三次科技革命。第三次科技革命中最具代表意义的就是电子计算机的迅速发展和广泛运用,由此开辟了信息时代。
    计算机在各个领域的应用,强有力地推动了人类社会的进步,新技术、新产品层出不穷,对人类的日常生活产生了极大的影响。以集成电路和芯片技术为基础的小型家用电器产品,如冰箱、电视、数码像机等,进入万户千家;日新月异的现代化通信手段,缩短了人们之间的距离。
    在这一阶段,发达国家的城市化水平迅速提高,实现了由初级阶段到成熟阶段的转变。据《2000年世界发展指标》显示,1995年伦敦大约有700万人口,1998年英国城市人口占总人口的比重为89%,欧盟有78%的人口生活在城市。
    (二)不同阶段特征变化的内因分析
    在城市发展的历程中,不同的阶段存在着不同的特征,城市发展中的特征变化不是偶然的,也不是无序的,而是遵循客观世界发展的内在规律的。
    上古时代,社会生产力低下,人类尚无有效手段应对野兽、洪水等自然灾害的侵扰,同时部落冲突频繁,防御入侵、保障自身安全成了人类的首要需求,因此出现了城墙。正如城市理论家刘易斯?芒福德所说:“从社会的观点来看,城墙则突出了城里人同城外人的差别,突出了开阔的田野同完全封闭的城市之间的差别;开阔的田野会受到野兽、流寇和入侵军队的侵扰,而封闭的城市中人们则可以安全地工作和休息,即使在战祸时期也如此。加之有了城市内部的水源和丰富的谷物储备,这种安全感可以说是绝对的了。”
    中古时代,城市政治、经济和文化功能的增长,吸引许多农村人口涌入城市,而人口的不断增加,使城市原来的内部空间(据考古资料证实,早期的城市,城内不仅有相对集中的居民区,还有一些由城里人耕种的农田、菜地)逐渐被填满,商品交换成为以无地人群为主体的城市居民的第一需求,这样,便出现了从事小型贸易的小商、小贩,而随着这部分人的增加和社会分工的不断深入、商品的日益丰富,集市就渐渐地形成了。
    在近代,此前以蒸汽机为标志的初级工业化的低下生产效能已不能满足社会化大生产的需要,人们试图寻找一种更便捷、更高效的动力,于是出现了电力,电力的广泛应用推动人类社会从蒸汽时代进入电气时代。内燃机和电动机逐步取代蒸汽机,大幅提升了机械、冶金等产业的发展水平,同时也创造了电力、电器、汽车、石油化工等一大批新兴产业,工业文明成为世界发展的主流。
    在现代,1929年爆发的经济危机被认为是20世纪最为严重的全球经济危机,这场危机引发了电子革命,推动人类社会从电气时代进入电子信息时代。电子信息产业迅猛发展带动了一批高技术产业的崛起,推进了传统产业的升级换代,世界产业结构又一次发生了重大变化。在这一进程中,计算机居功至伟,它在科学计算、信息处理、自动控制、辅助设计制造、人工智能、网络通信等领域的广泛应用,使人类社会进入到一个前所未有的新高度,城市生产、生活的面貌为之一新。
    从上述不同历史阶段城市特征的转变中可以看出,城市的发展与人类社会的生产活动同步,是随着生产力的发展而发展的。城市的变革总是为了解决现实中遇到的危机,总是为了适应不断变化的社会需求。城市发展阶段中所表现出的特征,实质上就是该阶段城市主要矛盾解决方案的集中体现。
    二、当前城市发展的困顿
    当前正处于“计算机广泛运用”的城市发展阶段,高度发达的工业化和初步应用的信息化一方面扩大了人类改造自然的活动领域,把人类社会的物质文明和精神文明推进到了一个前人所无法想象的新高度,而另一方面数十年工业化的粗放型发展模式也给城市造成了各种困境和危机,带来一系列棘手的社会问题,它们已开始危及人类的生存。这些问题大致可以分为三类,一是城市人口膨胀所引发的人居环境问题;二是传统经济发展方式所带来的生态环境严重恶化、自然资源和能源过度消耗问题;三是信息不对称及科学预测手段缺乏而导致的城市管理规划不合理不科学问题。
(一)人居环境问题
    随着城市化进程的加速,城市人口急剧增加。据统计,1950年世界城市人口只占人口总数的约30%,200年时为46%,最新数据显示,2010年这一比例已达50%。在我国,2010年城市人口将达6.5亿,预计至2020年将达10亿。这意谓着未来的10年中,我国城市还将新增3.5亿居民。城市人口的迅猛增加,已给城市生活和人居环境带来了巨大的压力。
    ⒈交通
    当前大中城市普遍存在着道路拥挤、车辆堵塞、交通秩序混乱的现象。究其原因,除机动车增速过快道路容量不足的刚性矛盾外,还存在交通管理控制系统落后,信息采集系统不健全,交通流量预测系统、交通诱导系统、收费系统尚不能满足现实需求等问题。
    ⒉医疗
    “看病难,看病贵”是居民对当前医疗服务状况的普遍反映。虽然造成这一现状的原因有很多,但如下几点仍是值得关注的:一是医疗资源分布不均衡,某些医院人满为患、一号难求,而另一些医院却资源闲置;二是病历的不流通性导致的重复检查。此外,一成不变“入院就医”的模式也令人感觉不便,如对于某些常规体检或一般性的保健咨询,人们可能希望不入院就能实现与医生的交互。
    ⒊食品安全
    近年来食品安全问题已引起了社会各界的广泛关注。反思“毒饺子”、“毒奶粉”事件造成的危机,食品安全问题至少有个两方面亟待加强,一是食品原料安全的检测监管,如禽畜饲料有无添加剂、蔬菜农药喷洒是否过量等;二是食品生产流通环节(加工、运输、销售)的全程监控。只有有效解决这些问题,才能够做到对食品原料来源、加工历程及流通环节进行查询跟踪,才能够保证一旦产品发生问题,可以快速查找到原因,并及时对产品进行召回或撤回,从而把影响控制在最小范围内。
    ⒋社区建设
    当受害人受到生命威胁时,报警电话尚未拨通,就遭到犯罪分子的袭击;独居的老年人突然疾病发作,却无人知晓;家中发生火灾时,居民却因惊慌而无法说清事发的地点……这些影视作品中常常出现的场景并非完全虚构,而是现实生活的真实写照。目前,社区“硬件环境已相对完善,人们更关注的是社区的“软件”环境如安防体系、联动控制,以及能够提高效能的水、电、气自动抄表等物管服务功能。
    (二)经济社会发展问题
    当前,城市经济发展普遍存在经济增长方式落后产业结构不合理、能源短缺、环境污染严重的问题。
    ⒈经济增长方式落后
    在过去的数十年里,扩大投资规模、增加物质投入是我国刺激经济发展的主要手段,具体说来,以往我们走的是一条靠发展一般加工业、增加加工业企业数量的扩大外延的经济发展道路。这种工业化初期的粗放型发展方式,使资源环境面临着越来越大的压力,经济增长难以长期持续;同时产品的科技含量低、经济效益低,导致了我国长期处于产业链的低端,严重影响了我国的国际竞争力。
    ⒉产业结构不合理
    受经济发展水平的制约及体制的影响,产业结构不合理的现象在我国城市普遍存在,概括起来,集中表现在如下几个方面:
    一是三产占比较低,且其中最富活力的信息服务业总量仍然较小。服务业是衡量社会经济发展水平的重要标志,近年来,我国城市第三产业在国内生产总值中的比重虽然有较大幅度升高,但与发达国家相比还有较大差距。此外,相关数据表明,在三产所包含的14大产业中,传统的商贸、交通仍占据着主导地位,而最具活力、附加值高的信息服务业(信息传输、计算机服务和软件业)的占比依然较低。
    二是过度依赖传统型支柱产业,且高能耗产业占比较高。传统支柱产业是计划经济的产物,长期以来在我国大中城市的经济中占据着主导地位,虽然支柱产业具有集中度高、行业聚集效应明显、GDP贡献率大的特点,但其相对的单一性,以及易受国际市场影响的特点,也使城市经济容易产生一荣俱荣、一损俱损的不利局面。此外,不同城市的支柱产业虽因各自城市的资源禀赋不同而存在着差别,但主要还是集中于电子设备制造业、化工、钢铁、交通运输设备制造业、建材、电力等产业,而这些产业绝大多数(如石化、钢铁、建材、电力等)属高能耗产业,对原油、煤炭等能源及水、矿产等资源的消耗巨大,较重的产业结构导致的高成本已日趋成为经济发展的难负之重。
    ⒊能源短缺环境污染严重
    能源是经济增长和社会发展最基本的驱动力,是人类赖以生存的基础。人类在享受能源带来的经济发展、科技进步等利益的同时,也面临着一系列无法避免的挑战,能源短缺、资源争夺以及因过度使用能源而造成的环境污染等问题日益严重地威胁着人类的生存与发展。资料显示,目前世界人口接近70亿,比20世纪中叶增加了2倍多,而能源消耗却增加了16倍多。当前世界能源消费以化石资源为主,除中国等少数国家以煤炭为主外,其他大部分国家则以石油与天然气为主。按目前的消耗量,专家预测石油、天然气最多只能维持不到
    半个世纪,煤炭也只能维持一两个世纪。所以不管是哪一种常规能源结构,人类面临的能源危机都日趋严重。能源危机的凸显,一方面是因其不可再生的属性,另一方面也与能耗效率密切相关,高能耗问题在我国表现的尤为突出,资料显示,按汇率计算,当前我国单位GDP能耗比美国和欧盟高4倍左右,比日本高8倍,比世界平均高3倍,比印度也要高40%。
    (三)规划决策问题
    政府是城市运行的管理者,也是城市发展的领航人,政府在城市发展中的职能集中体现在两个方面,一是制订城市发展的各项规划,二是对城市运行中出现的问题和情况进行决策处置。无疑,规划决策是引导和控制整个城市建设和发展的基本依据和手段。科学的城市规划对城市的发展,特别是对城市的合理布局及城市经济效益、社会效益和环境效益的相互协调具有极为重要的意义。
    然而近年来,虽然我国城市建设的步伐突飞猛进,城市面貌日新月异,但在许多地方的很多方面却依然还存在着“不和谐音符”。
    以建筑行业为例,中国是世界上年新建建筑量最大的国家,每年20亿平方米新建面积相当于消耗了全世界40%的水泥和钢材。而就在这一片造楼热土上,“短命建筑”现象却层出不穷,调查显示,我国建筑的平均寿命只有25—30年。
    事实上,城市发展中的这种“不和谐音符”并不仅仅表现于“短命建筑”、“马路拉链”、厂区搬迁、项目废止,甚至部分行政措施也存在朝令夕改的现象。显而易见,城市规划科学性、合理性的欠缺,政府决策系统性、连续性的不够,以及部门间各行其是、缺少统一的协调和管理,是这些“不和谐音符”产生的根本原因。
    上述城市发展中的人居环境问题、经济发展问题和规划决策问题,不仅仅是因人类认知不足造成的,而是所处发展阶段的必然危机,归根到底是当前这种发展模式(从根本上说,这种源自西方传统工业文明的发展模式,是一种以牺牲人类基本生存条件为代价获得经济增长的道路)自身的危机。要解除这种危机,希冀它的自我完善是不现实的,而是必须要走转型、创新、跨越之路。因循守旧还是破旧立新,人类社会的发展已走到了十字路口,面临着衰或兴的抉择。
    三、未来城市发展的愿景
    人类是敏锐的,尤其是对自身错误的纠正。面对日益喧嚣和拥挤的城市,面对资源濒临枯竭而效能低下的经济模式,面对规划决策不合理而导致的重复建设,如何应对这种种危机,如何从根本上摆脱当前发展所面临的困境,人类提出了以“智慧化”为核心的未来城市发展愿景。
    (一)未来发展的愿景
    ⒈宜居的城市环境
    第一,智能交通系统。面对机动车快速增加、道路容量严重不足的交通压力,人们希望依靠智能交通系统ITS),对城市交通进行更有效的控制和管理,提高交通的机动性、安全性,最大限度地发挥现有道路系统的通行效率。智能交通系统是一体化的交通综合管理系统,是由多个子系统构成的,主要包括:智能交通管理系统,通过对交通流量检测与监控,实现对交通信号的智能管控,提高道路通行效率;智能公交监控调度系统,通过集成车辆监控调度、自动报站、客流统计、电子站牌和视频监控等功能,优化改善城市公交运营能力;智能交通诱导服务系统,通过对交通信息的采集、分析,向出行者和车辆提供最优的出行线路,以及引导最合适的停车位;不停车缴费管理系统,通过射频识别(RFID)技术的应用,以及与电子支付系统的整合,实现路、桥、隧道的不停车缴费。
   第二,智慧医疗体系。在未来,人们试图通过以医疗信息、医疗服务电子化为核心的智慧医疗的方式来缓解“看病难,看病贵”的医疗状况。智慧医疗体系主要包括:预约挂号系统,该系统不但能为患者节省时间,更重要的是可以平衡医疗资源,缓解不同医院忙闲不均的情况;电子病历系统,病历信息的电子化及电子病历通用体系的构建,可节省医生的问诊时间,也可使患者避免在不同医院就诊时的重复检查;远程诊疗系统,基于传感技术、网络技术构建的远程诊疗系统,使医生能够通过相关仪器24小时监控非住院病人的体温、血压、脉搏等。
    第三,食品安全智能监管。要保障食品安全,一项十分必要和基础的措施就是要建立食品安全追溯管理系统,而射频技术的发展则为该体系的建立和完善提供了可能。如目前正在试点的食品安全溯源查询一体机,未来将广泛地放置在商场、超市、酒店等公共消费场所,用来满足消费者对食品信息的查询。消费者在采购食品过程中,只要将贴附于食品上的RFID标签在查询机上轻轻一扫,就能查询到食品的名称、单价、产地、用途、有效期、检验合格证明等相关信息。
    第四,智能化社区建设。目前,社区的科技含量和智能化水平已成为衡量社区整体水平的重要标准。人们对未来社区生活的要求可以概括为如下几个方面:安全智能化,包括室外的智能门禁管理系统、社区监控系统保安自动巡更系统、车辆管理系统等,室内的门禁系统红外探测系统、煤气探测系统和紧急求助系统等;管理自动化,包括“三表”自动抄送系统及物业管理的自动化;网络宽带化,光纤、无线宽带、移动宽带的全面覆盖,使用户可以通过各种网络终端高速畅享网络服务。
    除上述交通、医疗、食品安全、社区建设外,人们对教育、商贸、物流、环境检测乃至涉及城市生活每个领域的未来发展都有一些具体的构想,从总体上看,这些有关未来城市生活服务的构想都是试图通过物联网、云计算、射频识别等“智慧型”信息技术手段来实现的,因此,这类的构想也被统称为“智慧服务”。
    ⒉集约高效的经济发展模式
    可以说,过去几十年来,我们走的是一条“高投入、高消耗、高污染、低效能”的发展之路,究竟怎样才能寻求到一条“低投入、低消耗、低污染、高效能”的集约型发展之路呢?分析认为,为应对挑战,实现可持续发展,未来城市经济应侧重新技术、新产业、新能源领域的发展。
    一是与信息化融合的新技术创新与应用。对以往粗放型经济增长方式下企业所表现出的“重数量,不重规模;重产量,不重质量”现象,一方面要通过兼并、重组等方式扩大企业的规模;更为重要的另一方面是要坚定“两化融合”的方针,充分重视信息化对工业化的带动作用,走产业升级之路。通过技术创新、技术改造等手段提升产品的质量,增强产品竞争力,提高企业效益,使企业真正做大做强。
    二是要大力发展信息服务型第三产业。面对三产占比较小,产业结构偏重的局面,要坚持“调优、调高、调轻”的结构调整方向,大力发展第三产业,尤其要充分重视优先鼓励具有高附加值、高关联度、高智力投入属性的信息服务业、软件业、物联网、智能电网等新型先导性战略产业的发展。
    三是要广泛节约能源并开发利用新能源。随着城市化进程的不断推进和能源的日益枯竭,经济发展与能源供给的矛盾也将越来越突出。为了实现经济社会的可持续发展,一方面要走“节流”之路,即调整能源结构,提高能源利用率,实施节能减排;另一方面要走“开源”之路,即大力发展太阳能、风能、核能、氢能、地热能、生物质能等新能源和可再生能源的应用。
    新技术、新产业、新能源的发展无疑都是以科技化、信息化为基础的,是人类科技智慧的结晶,因此,它们也被概括地称之为“智慧产业”。
    ⒊科学合理的规划决策
    城市是一个复杂的有机体,由许多子系统(社会、经济、生态、资源、环境等)构成,各子系统内又存在着许多层次结构,层次间及子系统间的关联关系也很复杂,且这种关系随时间及环境的变化又存在着较大的易变性。因此,城市建设中的规划和决策问题与生俱来就有着非同一般的复杂性。
    如城市的快速膨胀不仅仅是人口的增长,伴随而来的还有各种工业企业、居住区、商业、交通运输、餐饮以及各类服务业的快速增长,如何在城市的规划和功能布中既能保障人们生活的便利,又能提升企业生产的效率和效能,从而构建一个高效运行、绿色环保的和谐城市,对城市的规划者来说是一个巨大的挑战。
    目前,人们试图通过构建应用“行政决策辅助系统”,来建设一个“智慧的政府”。
    该系统旨在借助信息技术手段,收集经济、地理、人口、文化等综合信息,进而在各方数据协同的基础上,通过数据建模等一系列手段,把城市的功能定位和发展方向变成一个真正可量化和可衡量的实施目标,从而实现辅助规划的目的。
    例如,在新城的规划方面,通过对地理、人口等信息数据的分析,可以清晰地认知城市未来的人口数量和增长趋势。根据城市的发展策略和经济特点,市政部门可以在不同的地理位置设定功能区域规划,包括工业园区、物流园区、中央商务区、居住卫星城、医院、警署、大学城、文化场所、运动设施、图书馆等城市配套服务设施。在老城区的规划方面,通过分析经济快速发展和功能定位的差异、人口数量和结构性的变化,市政部门同样可以制定城市调整和优化的解决方案,比如老工业区的拆移、外迁和升级改造计划,老的商业区、居住区、城中村的改造和功能再定位等。
    行政决策辅助系统能够使决策者在广泛了解决策所需信息的前提下进行决策,不但能够提高决策的效率还能保障决策结果的合理性、时效性和适应性,从而有效避免以往靠主观经验决策而导致的失误。
    (二)“智慧化”城市与可持续发展
    以智慧互联为基础,以智慧服务、智慧产业、智慧政府、智慧人文为展现的“智慧化”城市与人类社会发展重大构想——可持续发展的理念是完全一致的。
    可持续发展是人类为应对当代资源和生态环境问题日益严峻的挑战而提出的新的发展观。
    可持续发展的核心思想是指健康的经济发展应建立在可持续能力的基础上,它所追求的目标是:既要使人类的各种需要得到满足,个人得到充分发展;又要保护资源和生态环境,不对后代人的生存和发展构成威胁;它特别关注的是各种经济活动的合理性,强调对资源、环境有利的经济活动应给予鼓励,反之则应予以摒弃。
    站在可持续发展的高度,用可持续发展的理论去衡量城市,我们认为城市可持续发展主要应表现为城市经济与城市资源消耗之间的有机匹配;经济发展与生态环境保护之间的合理平衡;人口发展与人居环境之间的和谐演进;城市经济活动内部要素之间的和谐及城市产业结构的合理。总之,城市“人口、资源、环境、发展”四位一体的高度协调是城市可持续发展的基本内容。
    毫无疑问,可持续发展的提出是应时代的变迁和社会经济发展的需要而产生的。可以说,城市可持续发展是城市发展的最佳选择,它既是城市发展的应循之路,也是城市发展的最终目标。
    如果说可持续发展理论是未来城市发展的理论依据,那么与之内涵一致的“智慧化”城市则可以被看成是可持续发展理论的实例示范。
    展望未来,我们相信,“智慧化”将是城市发展的必然趋势,“智慧化”城市也必将会焕发出无穷魅力。
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