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智慧城市概念:它是什么，它应该是什么
摘要:智慧城市的概念通常被简单地认为是技术的代名词。本文首先介绍了以整体、综合、多学科的方法来阐述智慧城市概念的必要性。智能城市正在通过特定应用工具的创造而发展;因此，我们将回顾欧洲智能城市应用的分类(因为作者已经使用这些标准对分析的应用进行了分类)，并分析不同的欧洲智能分类标准之间的关系。此外，为了了解现实如何与智慧城市的理论概念相一致，作者分析了分布在北美、南美、欧洲和亚洲的33个智慧城市的61个应用。从中，我们选择了来自8个城市的16个具体应用程序，并对其进行了详细描述，从而提供了欧洲标准定义的不同应用领域的现有工具的概述。在展示了实际智慧城市的基础上，在结论部分提出了未来智慧城市建设的概念和步骤。DOI: 10.1061 /(第3期).1943 - 5444.0000282。copy;2015美国土木工程师学会。
关键词:区域分析;案例研究;分类;亚洲;北美;南美洲;欧洲;城市地区;规划;沟通。
简介
许多智慧城市项目是地域营销项目，在大多数情况下，实际的实施情况或它们对城市启动的影响是未知的(EC 2011)。调查不同地区之间的联系和城市分析需要一个更整体、综合和多学科的方法。信息和通信技术(ICT)的广泛和快速发展提供了可以支持这种方法的工具，或者可以作为提高城市系统效率的工具(Taylor和Johonston 1995年)。通过恢复公民意识，我们可以更好地理解智慧城市的目的，让智慧城市代表一种生活方式，一个可以发展和重新发现的理想城市(Yuan and Li 2014)。从这个意义上说，可持续性包括智能概念，更少的浪费，更好的生活质量，更好的社会生活和更高的效率。除了提高能源效率，智慧城市需要的不仅仅是能源或交通系统，它还意味着采用远程监控系统。智慧城市的关键字是通信(Roche et al. 2013)，包括能源、资源、信息系统之间的通信，以及监测设备和服务控制与参与之间的通信。智慧城市是一个不断发展的城市，因此需要不断的沟通和信息传播。
如果说沟通是智慧城市的关键字，那么显然城市需要与外界沟通。从这个意义上说，增强需要积极的参与和参与不同的社区。城市的发展(因此也包括城市的增长或管理)必须基于一个明智的规划。规划本身是发展的必要元素，但它往往是一个过时的和单一的石膏。
智慧城市的概念不仅仅是一个应用;它是城市的信息基础设施和应用系统(McFedries 2014)。城市规划与城市发展之间存在着许多与能源消耗或电信网络相关的关系。随着越来越多的人住在一个地区或邻近地区，就需要改善能源和通讯网络。深入了解电信和能源网络对理解和决策城市发展至关重要。
为什么会有城市?城市是人类的发明;它们源于人类对安全的需求、共同生活的便利、更容易管理的资源、更好的生活质量、更小的移动距离等。有了智慧城市，人们可以加强他们在城市空间中的作用和邻近性。它们已经成为城市治理的实际方式(智能方法、智能方法、智能开发和智能应用，但也包括语言的融合、信息的叠加和系统的叠加)。这种治理意味着一种领土和地理方法(Norman et al. 2006;Doherty等，2010)。如果曾经的核心城市广场(从希腊的集会时间的多中心城市现代),今天它是一个不断连接的地方:如果所有的中心,没有中心,可以恢复的作用和形式的城市公共空间。智慧城市对城市的未来提出了具体的挑战(Staley和Claeys 2005)。城市将是使社会能够解决近年来经济和社会危机的地方(Li和Liu 2013)。在未来的几年里，世界上大多数人口将居住在城市。面对这一历史与新事件，致力于融入智慧城市理念，意味着工具与终点的结合;这个过程的意义将导致智慧城市成为一个标志
市民是城市的主角，属于场地，因此场地是他关心的东西。没有这种共谋，就不可能有真正积极的公民参与，因此也就不可能成为一个真正的智慧城市。它是必要的更深入地了解城市中发生的关系和现象。没有公民的积极作用，真正的智慧城市就不可能存在。
在这样一个不断变化的制度中，公民的积极和自觉的作用将越来越重要。然后，地图就变成了一种感知、表示、表达、沟通以及管理、治理和规划的工具。由于互联网的出现，空间维度的定义发生了变化。虚拟方块取代了物理方块。智慧城市是一项挑战，其目标是将现实世界和虚拟世界，即那些与人民为政的人的世界，都按照可持续发展的方式进行模拟。正如博尔赫斯(1949)所写，“你看到一个没有无序的倍数集合;看到一个城市。”
已经做了很多研究来详细分析不同的应用程序和服务。从单一的应用角度来看，美国(Johnson and White 2010)和欧洲(Russo and Comi 2011)的例子中经常强调交通问题。
相反，本文提出了智慧城市的多学科分析，识别来自不同地区的应用，并研究它们之间的整合水平。为了更好地理解智慧城市是如何演变的，作者认为有必要对世界各地实际存在的智慧城市进行详细分析，并研究它们的特点。本文对分布在北美、南美、欧洲和亚洲的33个智慧城市的61个应用进行了分析。
在下一节中，我们将回顾欧洲智能城市应用程序的分类(它们是作者用于对分析的应用程序进行分类的标准)，并解释不同的欧洲智能分类标准之间的关系。接下来，给出了分析的应用程序的细节;此外，来自八个城市(欧洲、北美、南美和亚洲)的两个申请被描述为例子。最后对算例进行了分析，并给出了结论。
智慧城市应用分类
首先，介绍了欧洲智慧城市的分类标准，阐述了经济、人、生活、治理、环境、流动等主题。然后将详细分析不同地区之间的关系。
欧洲智慧城市分类标准
本节旨在阐明欧洲智慧城市的分类标准，解释每个标准的重要性，并分析它们之间的相关性。欧洲标准对智慧城市进行了六大分类:经济、人口、生活、治理、环境和移动性(Giffinger et al. 2007)。这些主题，以及用于开发这些标准的不同应用程序之间的正确管理和交互，为城市变得更智能增加价值，并显示城市或地区的真实发展状态。
这六个工作领域的重点是解决实际城市的主要问题，并试图避免新的问题，如与宏观人口相关的问题，流动和环境问题，或能源节约。公民参与和治理透明度是智慧城市发展的另一个主题。
每个应用程序不应该完全专注于一个分类标准，但每一个都应该有助于开发这些主题中的一个，并且不应该以消极的方式对任何分类点作出反应。例如，一个应用程序提供了巨大的经济利润，但却导致了巨大的环境问题，这永远不能被归类为智能应用程序。同样的情况也会发生在增加环境价值但阻碍经济增长率的应用上。
经济(竞争力)
以下是经济分类中涉及的关键因素:创新精神、企业家精神、经济形象和商标、生产力、劳动力市场的灵活性、国际嵌入性。要实现经济的可持续增长和社会的可持续发展，唯一的途径是创新，开辟新的商业领域，在制造链中添加新技术，从而提高生产率，降低成本和环境影响。为了能够实施这些计划，通常需要大量投资，而这些投资只有在强劲经济体的支持下才能实现。所有其他智慧城市的特征都依赖于这一点:如果没有积极的经济形势，就不可能应用欧洲标准分类中的大多数应用。所有的应用程序都应该以积极的方式对站点的经济做出反应:这并不意味着应用程序应该作为一个业务来规划，而是作为经济增长的工具和新的发展机会的窗口。
人(社会和人力资本)
以下是构成人的分类的关键因素:资格水平、终身学习的亲和力、社会和民族多元化、灵活性、创造力、世界主义、开放的思想和参与公共生活。市民对城市公共生活的参与和市民的智慧行为是该分类标准的重点。为了鼓励公民的聪明行为和积极的公众参与，需要有创造性和多元文化的背景，以便更全面地了解公共生活，并以开放的心态在城市的日常问题上进行合作。市民可以分享的城市愿景是任何政府都能获得的最好的信息类型之一，以一种更贴近个人的方式实时地了解市民的真正关心和每个社区的不足之处。这些大量的数据必须仔细分析并确定优先级。这样既能更快更好地解决城市的主要问题，又能提供聚焦城市发展关键要素的信息。
生活(市民的生活质素)
以下是生活分类涉及的关键因素:文化设施、健康条件、个人安全、住房质量、教育设施、旅游吸引力和社会凝聚力。
这一特点与公民的生活有关，与公民可以运用的社会优势有关，与公共医疗、安全、教育体系有关。智慧城市的主要目标之一是为市民提供更好的生活质量、更好的信息系统和更舒适的生活。实现这一目标的方法是在现有服务中增加新技术和管理系统以改进它们，并为更舒适和可持续的生活提供新服务。
治理(公民参与)
以下是构成治理分类的关键因素:决策参与、公共和社会服务、透明治理、政治策略和视角。这种分类指的是政府的行为方式，以及公共资源管理的透明度和有用性。网络平台通常用于鼓励公民参与公共生活;最常用的平台之一是报告网站，公民可以在这里报告任何问题。其他网站包括意见门户网站，政府可以直接询问公众对一个项目或想法的意见;这种项目就像在线公投。
环境(自然资源，可持续增长)
环境分类的关键因素有:自然条件的吸引力、污染的减少、环境的保护和可持续的资源管理。当前全球最关心的问题之一是环境:城市和通常位于城市郊区的工业区是最大的污染源。随着人口的增长，污染也在增加。解决城市污染问题和降低能源消耗是过上更加环保生活的关键。其中最重要的一点是正确管理自然资源;更具体地说，正在作出的最大努力涉及公共事业(即电力、水和煤气管理)。减少二氧化碳排放是一个主要的优先事项，包括创造绿色空间。
移动性(运输和信息通信技术)
以下是构成交通工具分类的关键因素:本地可达性;国际可访问性;信息和通信技术基础设施的可用性;以及可持续、创新和安全的交通系统。随着城市人口呈指数级增长，而且似乎还在持续增长，实际上和未来最大的问题之一将是流动性(Nadeem 2011)。流动性也在城市污染中占很大比例，通常的滞留和拥堵问题导致高经济成本和更高的污染水平(Ceder 2004)。公共交通的质量和频率以及使用它的人的数量是未来移动的关键，尽可能减少单身骑手的数量，并促进使用可持续的交通工具，如电动自行车和电动汽车(Midgley 2009)
欧洲不同智能分类标准之间的关系
欧洲各分类标准之间有着密切的联系;发展一种性格而不影响其他性格是不可能的。因此，本节描述所给出的分类之间的主要关系。所有的特征都依赖于经济特征。具体应用的经济能力必须切合实际;智能应用程序的开发必须带来经济增长，增加新的商业机会，并为未充分利用的资源赋予经济价值。例如，能源消耗节约通常被归类为环境应用，但它们与经济节约有直接关系。
几乎所有的环境应用都集中在能源和资源节约、废物回收和包括效率公共交通和市民的环保出行选择，如电动汽车。环境应用与经济和交通发展特征之间的关系是明确的:更环保的城市也意味着更好的居民生活，更少的健康问题和更愉快的日常生活。
主要的移动应用集中在公共交通系统，如自行车共享计划、电动汽车和作为市民交通替代的电动自行车(Delucchi和Kurani 2014)。所有这些应用都与环境主题密切相关，特别是与节能，从而节约经济。这些应用程序为市民提供了更舒适的生活，更清洁、更快的出行方式。应用程序的开发通常不限于一个目的:几乎所有影响公民生活的应用程序都有其他主要目标，如环境、流动性或经济增长，也影响更好的生活。
治理和人的特性代表了一个硬币的两面。一方面，有一些治理应用程序用于向公民提供信息，更有效地管理城市资源，并提供更透明和参与性的治理。另一方面,人民有标准的进展:这些应用程序鼓励公民参与政治和公共生活的城市,添加新的责任的公民更聪明的行为,从而能够应用智能应用程序以正确的方式,公民的参与和正确使用。特点都是相互关联的:聪明的政府不可能没有公民的参与和利益,和聪明的人没有任何意义的概念没有一个政府,让市民有机会参与城市的日常生活,或者没有一个的教育系统,创造了社会和文化知识有用的公民参与和合作。这两个特点都与生活密切相关，创造了一种新的城市治理方式，以及公民的聪明和开明行为，发展了政府和公民之间的双向协同作用。
如前所述，仅针对一个智慧城市特征开发一个具体应用是不可能的。所有的特征都应该联系在一起，作为一个整体，因为智慧城市是各种技术应用的混合体，这些技术应用为了一个共同的目的相互联系。正确使用该系统的应用程序，将导致一个真正的智慧城市的成功
当前智能应用程序的示例
在此应用概述中，分析了来自33个不同城市的61个应用。表1给出了分析的应用程序和位置的完整列表。每个分析城市的应用程序之间的集成水平已经得到了强调。这些城市来自北美、南美、欧洲和亚洲;分布的百分比如图1所示。
欧洲的应用最多，其次是北美(图2)。在南美，近年来对智能主题的兴趣不断增加，特别是对移动性和环境的关注。在特定区域应用中所占比例最低的是亚洲，那里发现了一些智能应用的例子，集中在新加坡和东京等发达的特大城市。
针对智慧城市在不同区域
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