14、智能城市建设：技术实施与创新想象

智能城市建设：技术实施与创新想象

1. 智能城市技术的实施

智能城市技术类型多样，实施方式也各不相同。城市若想成功开展智能城市项目，需明确自身在技术采用曲线上的位置以及期望达到的位置。在考虑技术实施时，应将技术在采用曲线上的位置与城市自身情况相匹配。

不同类型的城市在技术采用上有不同的特点：
- 落后型城市 ：参与前沿项目并非明智之举。因为这类项目成功概率低，需要特殊的管理方式和风险承受能力。而且员工突然面对大量未知任务时，可能缺乏信心。例如，一个刚准备将部分业务从大型机迁移出来的城市，可能并不适合实施区块链技术。
- 创新型城市 ：对于只能带来渐进式收益的技术，可能缺乏实施动力。这会使那些热衷于尝试新事物的员工失去积极性。比如，若主要使用最新的开源技术，实施企业资源规划（ERP）系统可能无法激发员工热情。

城市在创新曲线上处于后半段时，应寻找在同类城市中已有众多实施案例的技术。这并不意味着不能创新，只是创新需要更具针对性和选择性。

1.1 不同工作模式的参与模型

在智能城市创新过程中，有多种参与模型可供选择，不同模型适用于不同的工作模式，具体如下表所示：
| 类型 | BAU | 维护 | 现代化 | 全新 | 实验性 |
| — | — | — | — | — | — |
| 内部团队 | +++ | +++ | +++ | ++ | |
| 采购 | + | + | ++ | +++ | |
| 赞助 | + | | | | |
| 黑客松 | ++ | | | | |
| 公民团体 | ++ | | | | |
| 公私合营 | ++ | ++ | | | |
| 大学合作 | +++ | | | | |

从这个表格可以看出，不同的参与模型在不同工作模式下的适用性有明显差异。例如，大学合作在实验性工作方面表现出色，但在维护工作上可能不太合适；而内部团队则在日常业务（BAU）、维护和现代化工作中具有优势。

1.2 部分成功案例

1.2.1 100 韧性城市（100 Resilient Cities）

这是一个由 100 个城市组成的组织，由洛克菲勒基金会赞助，旨在帮助全球城市增强应对环境和社会挑战的韧性。该组织将韧性定义为城市克服冲击（如地震、火山爆发、洪水）和压力（如失业、污染、犯罪）的能力。通过支持城市设立首席韧性官、制定韧性战略以及共同寻找解决韧性挑战的方案来实现这一目标。其使用的工具之一是名为 CoLab 的多日研讨会，可帮助引出问题的解决方案，例如在纽约举办的聚焦数据如何助力城市增强韧性的 CoLab。通过在多个面临类似问题的城市间分享经验，100 韧性城市组织帮助城市实现了改进，这是单个城市难以独自完成的。

1.2.2 Waze 连接公民计划

Waze 是谷歌旗下专注于交通信息的公司。基于用户使用其应用，可实时引导用户通过最快路线到达目的地，用户还会报告事故和其他交通相关信息。该公司面临的最大挑战之一是街道封闭和施工信息的获取。为此，Waze 创建了连接公民计划，参与的城市可以分享街道封闭和施工信息，以换取接近实时的事故、拥堵和交通速度信息。这是公私合作实现互利共赢的典型案例，城市自身难以获取全面的交通信息，而 Waze 在施工和封闭信息获取上存在滞后问题，通过合作双方都能获得所需信息。

1.2.3 BetaNYC

这是一个公民团体，旨在通过技术和数据改善纽约人的生活，增强公民利用技术和数据改善生活的能力，推动建立更具包容性的政府。该组织成立于 2008 年，对纽约市政治产生了积极影响，推动了多项立法。其主要关注开放数据，并与纽约市开放数据团队密切合作。这展示了公民团体在城市开放接受其建议时，能够激发并促成积极变革。

2. 智能城市建设中的想象力与系统现代化

2.1 想象力的重要性

大多数城市并非像松岛或马斯达尔那样从零开始建设的全新城市，也不像凡尔赛那样拥有无限的预算、可能性和空间。它们更像巴黎，是在漫长的历史中，随着风格和偏好的变化，以临时和半规划的方式发展起来的。因此，让城市变得更智能在很大程度上依赖于对现有系统的现代化改造，就像城市的基础设施和建筑需要不断翻新一样，IT 遗留系统也需要进行现代化升级。

丹麦建筑师比亚克·英格斯（Bjarke Ingels）的作品极具启发性。他的项目包括世界贸易中心 2 号大楼、谷歌山景城园区和乐高新总部等，总是突破常规。例如，在哥本哈根一个旧发电厂的改造项目中，他设想增加一个田园诗般的滑雪坡，并让发电厂的烟囱喷出烟圈。他说：“建筑是现实世界的虚构。”城市也永远处于建设之中，没有终点，不断等待新的场景和角色加入。这同样适用于智能城市的 IT 架构和发展。

在智能城市建设中，想象力至关重要。通常我们会通过询问人们的需求并记录为需求、用户故事或用例，但这往往不足以激发创新。如果英格斯只是询问哥本哈根市民的需求，可能只会得到更多已饱和的公寓楼和别墅，而不会有带滑雪坡的发电厂。同样，如果史蒂夫·乔布斯和亨利·福特只满足于人们现有的需求，我们可能还在使用诺基亚手机、笨重的黑色电脑和乘坐闪亮的马车。我们不能期望用户、客户或政治家具备想象力，这需要我们在智能城市规划过程中主动注入。

然而，发挥想象力面临诸多障碍：
- 成功通常以解决方案满足建筑师面前的需求的程度来衡量，这使得人们缺乏动力去做更多创新。
- 很难预测未来的需求。
- 人们倾向于遵循最佳实践和现有模式，不利于创新解决方案的产生。

但这些障碍是可以克服的，就像英格斯的作品一样，有时可以以经济有效的方式满足基本需求，甚至比传统解决方案做得更好，智能城市解决方案也可以如此。

2.2 遗留系统现代化

让城市更智能的很大一部分工作是对遗留系统进行现代化改造，包括地铁信号、交通监控和控制以及常规数据中心升级和维护等。迁移工作很少是一对一的迁移，通常会包含一定程度的新功能。

我们需要思考当前可用的技术可能性，想象如何利用现有技术解决过去遗留技术所解决的问题。例如，纽约的 LinkNYC 信息亭就是一个很好的例子。纽约市曾经有大量的公用电话，维护成本高，且在人们开始使用手机后，其原有功能已不能满足需求。于是，纽约大胆地重新构思公用电话，使其满足现代需求，如提供 Wi-Fi 和手机充电功能，同时保留拨打 911 等基本功能。这些信息亭不仅具备这些功能，还能指示疏散路线、监测污染，并作为城市信息的灵活广告牌。该项目的特许经营权是私有的，已被伦敦、费城和芝加哥等城市采用。这充分展示了发挥想象力进行遗留系统现代化改造的成果。

2.3 发挥想象力进行架构设计的方法

在现代化和构建新系统时，可通过以下几点来激发想象力：
- 考虑系统应实现的功能
- 系统应具备与当前相同的功能 ：这并不意味着要以相同的方式实现，而是要支持相同的功能和流程。以 LinkNYC 为例，其基本功能是让人们能够打电话和拨打 911，但纽约没有选择制作数字公用电话，而是考虑到人们现在都有手机，通过提供充电和 Wi-Fi 来支持人们使用在线资源进行通讯，同时配备紧急电话。
- 使新解决方案更优 ：思考如何做得更好是发挥想象力进行架构设计的关键。这需要借助公民团体、黑客松、创新挑战和创业孵化器等力量。城市应建立联络人机制，将城市需求与科技生态系统中的创新相匹配，因为城市对于外部创新者来说是一个黑箱，他们很难了解城市的需求和痛点。
- 降低总体成本 ：从整体上看，技术应使业务流程成本降低。虽然云计算和开源技术有助于降低智能城市技术的总体成本影响，但它们本身并不一定比现有替代方案便宜。云计算可能会将一次性投资转变为小额的定期支付；开源技术的免费版本使用难度大，开发人员难以获得像传统供应商那样的支持，不过与企业软件市场的现有供应商相比，仍有可能提供更便宜的解决方案。
- 决定系统是否应继续执行某项功能 ：在现代化或重新设计业务流程和解决方案时，需要审视遗留功能是否仍然必要。有些功能可能已经自然过时，去除不必要的功能可以降低解决方案的复杂性和维护成本。
- 思考系统是否需要以相同方式运行 ：反思系统的运行方式，关注功能或质量效果，而不是简单地复制过去的实现方式。以 LinkNYC 为例，考虑到现在几乎人人都有手机，提供电力和设备连接是实现通话功能的更有效方式。
- 考虑系统未来的可能性 ：关注重新设计架构和利用现代技术带来的机会。例如，LinkNYC 信息亭增加了屏幕，可用于展示城市活动信息和紧急情况下的关键信息，如 2018 年 7 月曼哈顿蒸汽管道爆炸时，信息亭显示了疏散路线。保持开放的心态，关注相关用例，虽然可能需要打破机构壁垒，但能带来巨大的潜力。

通过以上方法，我们可以在智能城市建设中更好地发挥想象力，实现遗留系统的现代化改造，为城市的未来发展奠定基础。

2.4 发挥想象力的操作流程

为了更好在智能城市建设中发挥想象力，可按照以下流程进行操作：
1. 需求评估
- 收集现有系统的功能、性能、用户反馈等信息。
- 分析当前业务流程和用户需求，确定需要改进的方向。
2. 技术调研
- 研究当前可用的新技术、新趋势，了解其在智能城市领域的应用案例。
- 评估新技术与现有系统的兼容性和可集成性。
3. 创意构思
- 组织跨部门团队进行头脑风暴，鼓励提出大胆的想法和解决方案。
- 参考其他领域的创新案例，寻找灵感和借鉴。
4. 方案设计
- 根据创意构思，设计具体的解决方案，包括系统架构、功能模块、接口设计等。
- 评估方案的可行性、成本效益和风险。
5. 实施与验证
- 按照设计方案进行系统开发和实施。
- 对实施后的系统进行测试和验证，确保其满足需求和预期效果。
6. 持续优化
- 收集用户反馈和系统运行数据，对系统进行持续优化和改进。
- 关注新技术的发展，及时调整系统架构和功能，以适应未来的变化。

以下是该流程的 mermaid 格式流程图：

graph LR
    classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke-width:2px;
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px;
    A([需求评估]):::startend --> B([技术调研]):::process
    B --> C([创意构思]):::process
    C --> D([方案设计]):::process
    D --> E([实施与验证]):::process
    E --> F([持续优化]):::process

2.5 不同类型城市的想象力发挥策略

不同类型的城市在智能城市建设中发挥想象力的策略也有所不同，以下是一个对比表格：
| 城市类型 | 特点 | 想象力发挥策略 |
| — | — | — |
| 创新型城市 | 技术基础好，创新氛围浓，人才资源丰富 | 鼓励大胆创新，积极探索前沿技术的应用，开展前瞻性的项目试点。加强与科研机构、高校的合作，吸引创新企业入驻，打造创新生态系统。 |
| 发展型城市 | 有一定的技术基础，但创新能力有待提高 | 借鉴创新型城市的成功经验，结合自身实际情况进行改进和优化。加大对科技创新的投入，培养和引进创新人才，推动传统产业的数字化转型。 |
| 传统型城市 | 以传统产业为主，技术基础相对薄弱 | 从解决实际问题出发，寻找能够提升城市运行效率和居民生活质量的切入点。利用现代技术对传统产业进行升级改造，逐步培育创新文化和创新意识。 |

3. 总结与展望

3.1 智能城市建设的核心要点总结

智能城市建设是一个复杂而长期的过程，涉及技术实施、系统现代化和想象力发挥等多个方面。核心要点如下：
- 技术实施匹配 ：城市应根据自身在技术采用曲线上的位置，选择合适的技术进行实施，避免盲目跟风或保守不前。
- 多样化参与模型 ：充分利用不同的参与模型，如公私合作、大学合作、公民团体参与等，发挥各自的优势，推动智能城市创新。
- 发挥想象力 ：想象力是智能城市建设的关键，要克服各种障碍，通过创新思维和方法，创造出满足未来需求的解决方案。
- 遗留系统现代化 ：对遗留系统进行现代化改造是智能城市建设的重要组成部分，要结合现有技术，实现功能升级和成本降低。

3.2 未来发展趋势

随着科技的不断进步，智能城市建设将迎来更多的机遇和挑战。未来可能会出现以下发展趋势：
- 人工智能与物联网融合 ：人工智能和物联网技术的深度融合将使城市更加智能化和自动化，实现更高效的资源管理和决策支持。
- 绿色可持续发展 ：智能城市将更加注重环境保护和可持续发展，通过技术手段实现节能减排、资源循环利用等目标。
- 数据驱动的决策 ：大数据分析和挖掘技术将为城市管理提供更准确的决策依据，帮助城市管理者更好地了解城市运行状况和居民需求。
- 跨领域协同创新 ：智能城市建设将不再局限于单一领域，而是需要跨领域的协同创新，如交通、能源、医疗等领域的融合发展。

智能城市建设是一场充满挑战和机遇的变革，需要我们不断探索和创新。通过合理的技术实施、充分发挥想象力和对遗留系统的现代化改造，我们有望打造出更加智能、宜居、可持续的城市未来。