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內容簡介

本書圍繞國傢新型城鎮化和生態文明建設的宏觀大局，探究智慧城市在我國的思想起源和發展曆程，分析智慧城市建設對城市産業轉型升級、城鄉一體化發展、城市生態文明建設的積極意義，重點研究智慧城市的內涵、評價體係、關鍵技術以及智慧城市建設的核心內容。本書包含智慧城市管理、智慧城市設計與規劃、智慧交通、智慧能源、智慧教育、智慧醫療、智慧安全等主要內容，並對國內外智慧城市建設的典型案例進行瞭認真梳理和深入分析，以求為更多地區的智慧城市建設提供藉鑒。

作者簡介

李春華，男，中國社會科學院城市發展與環境研究所黨委書記、研究員。曆任記者、科研處長、雜誌社總編輯，省委宣傳部副部長等職。兼任中國城市經濟學會常務副會長，國傢生態文明智庫副理事長、中國社會情報學會副理事長等工作職務。長期從事意識形態和文化産業工作，在人文社會科學領域有一定的研究成果，對大數據條件下的城市管理與城市個性化發展、城市文化生成有較為係統的思考。
許翃章，北京大學工商管理學碩士，曾多次赴美國哈佛、斯坦福等高等學府開展學術交流，並在政府機關工作多年。近年來，緻力於城市汙水治理、城市水生態安全、城市雨洪風險防控、城市水資源管理等領域的學術思考和綜閤性解決方案研究，在構建具有中國特色的智慧城市體係中成果斐然。現任國民道建設有限公司、國民道水務基金有限公司董事長。

目錄

前　言　智慧麯綫／1
第一章　導論／1
　　第一節　智慧城市的哲學基礎／1
　　第二節　智慧城市的發展曆程／14
　　第三節　智慧城市的概念／18
第二章　智慧城市與新型城鎮化／27
　　第一節　中國城鎮化基本情況／27
　　第二節　智慧城市建設對新型城鎮化的意義／31
　　第三節　新型城鎮化戰略中的智慧城市建設／35
　　第四節　以智慧鄉村建設推進城鄉一體化發展／44
第三章　智慧城市與生態文明／48
　　第一節　我國城市生態文明建設／48
　　第二節　智慧的城市生態體係／59
第四章　智慧城市評價／67
　　第一節　智慧城市評價的內容／67
　　第二節　智慧城市評價的指標體係／72
　　第三節　智慧城市IUE評價體係／84
第五章　智慧城市與大數據／89
　　第一節　智慧城市與大數據的關係／89
　　第二節　智慧城市體係的說明／92
　　第三節　智慧城市建設的技術問題與對策／100
　　第四節　大數據企業協助智慧城市建設案例／104
第六章　智慧城市管理／108
　　第一節　智慧城市管理的産生與演變／109
　　第二節　智慧城市管理的特徵與內涵／112
　　第三節　北京市智慧城市管理實踐／114
第七章　智慧城市設計與規劃／117
　　第一節　城市規劃與智慧城市的關係／118
　　第二節　城市規劃的智慧化應用曆程／121
　　第三節　智慧城市背景下的規劃取嚮／128
　　第四節　智慧城市規劃設計的最新進展／132
第八章　智慧城市交通／145
　　第一節　城市交通擁堵問題／145
　　第二節　城市間交通發展的需求和瓶頸／150
　　第三節　城市綠色智能公交係統／155
　　第四節　城市交通信息的采集與使用／166
　　第五節　區域聯動的綠色便捷智慧交通網絡／170
第九章　智慧能源／172
　　第一節　我國能源消費結構的變遷／172
　　第二節　我國城市能源消費的綠色化進程／179
　　第三節　智慧能源的管理與供應／185
第十章　智慧教育／199
　　第一節　傳統教育諸多問題凸顯／199
　　第二節　互聯網+教育模式的討論與探索／203
　　第三節　信息化手段與教育的結閤與發展／207
第十一章　智慧醫療／216
　　第一節　智慧醫療的相關技術及其嚮智慧醫院演進的趨勢／216
　　第二節　醫療技術的經濟評估方法及其在智慧醫療領域的應用／225
　　第三節　智慧醫療在我國的作用空間／234
第十二章　智慧城市公共安全／239
　　第一節　智慧城市與城市公共安全／239
　　第二節　我國城市公共安全管理的問題與機遇／240
　　第三節　城市公共安全風險評估／243
　　第四節　智慧安全管理的概念與特徵／245
　　第五節　智慧安全管理體係的構建／247
第十三章　國外智慧城市發展的典型案例／251
　　第一節　美國：以業務和服務創新為重點，智慧城市的發源地／252
　　第二節　歐洲：以綠色低碳可持續為重點，具體策略差異顯著／255
　　第三節　亞洲：因需製宜的多元化發展，獨具特色的智慧典範／263
第十四章　中國智慧城市發展的典型案例／278
　　第一節　發展特徵解析／278
　　第二節　典型案例分析／281
第十五章　智慧城市與未來地球／291
　　第一節　智慧城市的未來藍圖／291
　　第二節　智慧城市發展的挑戰／302
　　第三節　智慧的未來地球／310
參考文獻／318
跋　智慧城市：形態演變、技術特性與工匠精神／332
後　記／335

前言/序言

序言
運用綜閤集成方式方法建設智慧城市，是城市建設和管理的一場革命
王偉光

在《智慧城市概論》即將齣版之際，依從該書編著者的建議，將我幾年前寫的一篇關於“人類思維方式、認識方法的一場革命”的文章用作該書的序言。
我在拙文中關於建立以雲計算、大數據、互聯網、係統仿真等現代科學技術支撐的“經濟社會發展綜閤集成實驗室”(以下也簡稱“綜閤集成實驗室”)的認識，是把係統思維方式和現代科技綜閤集成高新技術手段緊密結閤在一起，應用到經濟社會發展研究和管理運行中的一個較為大膽的設想。實際上，這個設想在很多現實領域中已經有瞭實踐，並得到瞭某些成功實踐的證實。因此，把以綜閤集成思維方式為核心要義的、用現代高新技術裝備起來的綜閤集成實驗室的構想應用到城市建設和管理實踐層麵，對於科學地認識和更好地解決我國城市建設和管理中麵臨和可能發生的全局性、長遠性、突發性的重大問題，是必要、重要且可行的。實際上，智慧城市建設是復雜係統條件下“綜閤集成”方式方法的一個應用特例，綜閤集成也是智慧城市建設管理的顯著特點。深刻理解綜閤集成方式方法，運用綜閤集成實驗室的手段建設和管理城市，對於我國智慧城市建設和管理具有思想方法和實踐運作層麵的指導意義。
下麵是原文。
我們一定要站在哲學世界觀、方法論的高度，從人類思維方式和認識方法、認識工具的根本變革角度，認識建設“綜閤集成實驗室”的意義。“綜閤集成實驗室”是人類思維方式方法轉變的産物，是人類新的思維方式方法所要求的新的認識工具。全球化、高科技、網絡化、信息化等一係列重大因素的發展變化，引起瞭整個國際國內局勢的深刻變化，引起瞭經濟社會突飛猛進的發展變化，使得人類社會越來越成為一個復雜的、可變的、整體的巨係統，以至於靠傳統的思維方式和原有的認識工具已經很難認識復雜的社會巨係統問題。因此，認識現代復雜的社會巨係統，要求人的思維方式和認識方式隨之改變，要求運用新的認識工具。一句話，需要思維方式和認識工具的根本轉變和創新。
一　現代復雜社會巨係統的六大顯著特性
當前社會巨係統呈現係統性、整體性、復雜性、突發性、可變性和隨機性等六大特性。
一是係統性。現今整個世界連成一氣，整個社會已經成為一個完整統一的巨係統。任何一個社會問題絕不是單一性的，社會巨係統的任何問題都帶有係統性、連貫性和關聯性。這就需要用係統思維方式和綜閤集成認識方法來認識問題，需要綜閤集成的、係統仿真的認識工具。
二是整體性。現代社會巨係統的産生和演化具有整體性，認識和解決社會巨係統的任何一個具體問題都必須將其與其他問題相聯係來考慮。比如解決通脹問題，就應該用整體性的思維方式來考慮：油價漲瞭以後，會引起哪些領域及其物品的漲價，會帶來其他什麼連鎖反應，對這些問題需要有整體全麵的預測，要用整體性思維來認識。整體性思維需要把盡可能多的數據信息收集起來，進行全麵定量分析，這就要求運用新型的認識工具，如海量高速、綜閤集成的數據儲存和運算分析係統。
三是復雜性。在具有係統性和整體性的現代社會巨係統中，數量巨大、性質各異的要素不斷地相互作用和相互乾預，使其所帶來的問題呈現高度的復雜性。社會巨係統十分復雜，認識任何一件事情都要把影響這件事情的所有相關因素考慮進來，要充分認識由這些因素間的非綫性相互作用所引發的復雜性演化，譬如金融風險問題。單靠任何一個天纔人物都無法全麵觀察和考慮某個具有高度復雜性的社會問題，這就要靠人腦的延伸——電腦、網絡等信息技術乃至人工智能。但光靠技術也不成，還要靠電腦加人腦，靠人工智能和人的智能的集成，這就是復雜性思維方式問題。這方麵需要巨型的、高速的、海量的存儲器、分析器、仿真器等認識工具。
四是突發性。復雜性必然帶來突發性。在現代社會巨係統中，各要素間復雜的非綫性相互作用可能形成巨漲落，帶來係統模式的整體性突變，新的態勢由此湧現，其中既有創新的契機，也充滿風險和危機。沒有原因的突發性是沒有的，任何突發性都有其生成的原因。所謂“突發”，是因為人們對事件的原因不認識，沒有預料到。突發性背後是復雜性、必然性、係統性和整體性。任何突發性的背後都有其特定的必然性，這就需要預測性和前瞻性思維，要把所有的跡象、蛛絲馬跡的數據信息全部收集起來，加以綜閤分析，形成前瞻性的結論。這種思維需要先進的仿真模擬係統和邏輯分析係統。
五是可變性。與復雜性、突發性相伴隨的是現代社會巨係統變化多端的演化進程。事物永遠是在變化的，如何把握事物的變化趨勢和規律是一大難題。要把握事物短期和長期的演化模式，就需要一種變化性的思維方式來考慮問題，需要動態的、可描述、可預測全過程的仿真模擬工具。
六是隨機性。復雜性在很大程度上體現為偶然性，現代社會巨係統內部復雜的相互作用使其日益呈現不確定性、非決定性和隨機性。隨機性現象好像沒有規律可循，然而任何隨機的、偶然的、突發的現象背後都有必然的原因，都有可遵循的規律、邏輯和軌跡。這就需要一種概括的、模糊的思維方式，這種思維方式也要由新型的高效高速邏輯運算機之類的認識工具來建構。
二　現代復雜社會巨係統需要思維方式的根本變革
認識現代社會復雜的巨係統問題，要求人們的思維方式發生改變，這就是要使其具有整體性和係統性、綜閤性和集成性、動態性和變化性、預測性和前瞻性等順應時代需要的特點。人對外部事物的認識，是從係統的認識發展到分門彆類的認識，再從分門彆類的認識發展到一方麵越來越專業、越來越復雜地認識，而另一方麵又越來越綜閤、越來越集成化地認識。一條綫是由綜閤到分類，再由分類到綜閤；另一條綫是從簡單到復雜，再由復雜到簡單。一開始是樸素的係統思維方式支配人對客觀事物的認識，然後産生瞭形而上學、分門彆類地認識問題的思維方式，再發展到辯證的、係統的、綜閤的、集成的思維方式。古代的一些思想傢、科學傢看問題，運用的是樸素的係統觀。例如，孔子講宇宙就是一個字——天，他把所有的關係都看成天人關係，這是早期係統思想的體現。後來生産力發展瞭，科學發展瞭，人們可以把認識對象分成各種領域，分門彆類地加以研究，從而形成瞭具體的一門一門的學科。在19世紀之前，自然科學受機械論方法論的指導，把所有的問題分門彆類地加以研究。機械論的哲學基礎是形而上學，是分門彆類地、割裂地，而不是整體地、係統地看問題。19世紀中葉以來，科學認識的發展衝破瞭分門彆類的研究視野，比如進化論、能量守恒定律、相對論等，都是係統的、整體的。馬剋思主義的辯證思想、係統思想、總體思想的哲學認識論於是應運而生；人的思維方式開始轉變成綜閤的、集成的、係統的、整體的思維方式。但是，學科的專業性更強瞭，分工更細瞭，這就更需要綜閤集成、係統的思維方式。
科學方法論的發展還有一個分支，就是還原論，即把復雜的東西還原到最簡單的東西，將它們視為構築世界萬物的磚瓦。還原論是科學發展的産物。古代人的認識原本是宏觀的，比如講人體，不知道人體是由細胞組成的，對人體的認識是大而化之的。中醫的經絡學就是如此：看一個活人，經絡存在，可是一解剖又找不到經絡。這種大而化之、宏觀模糊地認識問題的方式有很多好處，至今仍值得深入探究。但是隨著生産力發展、科學技術發展，人們對生物的認識開始以細胞學、解剖學為基礎，將生物還原到細胞，細胞再往下還原到生物大分子和基因。對物理的研究，則將事物還原到分子，再往下還原到原子、原子核、基本粒子。但是還原論同機械論一樣，在研究進展中又遇到瞭睏難，這就是還原到微觀層次後，不能再迴到宏觀瞭。譬如，人體可以被解剖為各個部分，還原到細胞，但把這些部分或細胞簡單相加，變不迴活人。從細胞到大的生物體，從基本粒子到宇宙，簡單相加恢復不瞭原來的係統狀態。係統整體的和綜閤集成的思維方式，就是要從根本上剋服這種將整體拆分為部分、再將部分簡單相加的思路，解決機械論、還原論解決不瞭的問題。這種思維方式的主要特點如下。
一是麵對復雜的社會巨係統，要實現社會科學思維與自然科學思維相結閤的變革，真正做到以哲學係統思維方式為指導的社會科學研究與自然科學研究的聯閤作戰。從人類思維方式變化的曆程來看，社會科學與自然科學在很大程度上脫胎於哲學，一開始是不分傢的：社會科學傢同時就是自然科學傢，自然科學傢也同時就是社會科學傢，哲學傢則往往是二者兼之；隨著科學的發展，纔有瞭哲學、社會科學、自然科學的分傢。然而社會發展到今天，許多社會巨係統問題單靠社會科學傢或者自然科學傢獨立解決都不行瞭，亟須二者的結閤。哲學是管思維方式的，是社會科學與自然科學的最高概括。然而，社會科學和自然科學的結閤不是二者的簡單相加，而是通過哲學的概括對二者實現有機的結閤，是自然科學與社會科學相結閤而産生的更高一個層次的思維方式創新，即在這二者基礎之上的係統的、綜閤的、集成的思維方式的創新變革；它既是高於自然科學和社會科學的，又是二者相融之後所産生的。
二是麵對復雜的社會巨係統，要實現定性分析思維與定量分析思維相結閤的變革，這就是在科學定量分析的基礎上實現定量與定性相結閤的分析。研究社會巨係統，不僅要麵對經濟問題，而且要麵對政治問題、文化問題以及各種各樣的社會問題，這些都需要做科學的定量分析，沒有定量也就沒有定性。比如社會動蕩問題，是多種復雜的經濟政治社會因素促成的，對此做齣科學的預測和判斷是一個大難題。從影響社會動蕩的各類因素來看，如果不保持相對的社會穩定，不把物價、資源、就業、衛生、人口、環境、貧富差距、社會保障等社會問題保持在一個可以控製的範圍之內，而是任其惡化，社會動蕩就難以避免。目前我國貧富差距到底是什麼狀態，對此說法很多，究竟哪個說法是判斷的可靠依據，需要做科學的、定量的、精確的、整體的數量分析。隻有對經濟、政治、文化、教育等各方麵進行瞭精確的定量分析，纔能對復雜的社會巨係統問題做齣精確的定性的科學判斷。科學的判斷最終是定性分析，然而定性的分析必須有多學科的精確定量的綜閤分析做基礎和依據。
三是麵對復雜的社會巨係統，要實現個體性思維和集體性思維相結閤的變革。世界的變化、社會的變化越來越復雜，單靠個人認識難以實現科學判斷。人們研究此類問題越來越依靠集體性思維的綜閤智慧，需要群體聯閤攻關，集體性思維方式逐步代替個體性思維方式。黨中央提齣建設創新型國傢，建設創新型國傢一要有創新的思維方式和認識工具，二要依靠集體性研究。這就是通過國傢總體創新走嚮創新型國傢。國傢總體創新首先是國傢領導層要有創新的認識判斷能力，要有分析能力和“拍闆”能力；其次是國傢總體創新不是靠個人，而是靠集體，個人再聰明也解決不瞭今天所麵臨的復雜、特定的問題。對復雜的社會問題做正確的判斷，僅僅依靠一個人來“拍闆”是行不通的，必須要靠總體的、綜閤的、集體的智慧來解決。而集體決策能力來源於對社會信息數據的綜閤集成分析，社會科學研究與計算機網絡及數據庫等信息技術的結閤，已經為這種思維方式的變革奠定瞭基礎。
三　思維方式變革帶來認識手段與認識工具的整閤創新
思維方式的創新變革需要有相應的認識手段、認識工具的創新變革。思維方式改變瞭，人們的認識工具也要改變。人自身對客觀事物的認識有兩大工具，一是人的感覺器官，二是人的思維器官。感覺器官是收集信息的，思維器官是儲存、分析、判斷信息的。最早的人看問題、想問題，僅靠肉眼、大腦。例如，他們觀察太空，是通過肉眼來看的。這種認識工具決定瞭對太空的認識是大而化之的、模糊的、宏觀的、整體的，看到的是模糊的、大概的、渾然一體的天；在他們看來，宇宙是統一的，是整體的。隨著科技發展，天文學傢用天文望遠鏡看太空，看得就更清楚、更具體瞭，但在認識上把太空劃分成一個一個個體來觀察，分門彆類地研究太陽、研究月球、研究行星。有瞭研究微觀的顯微鏡，人們可以分門彆類地研究細胞、粒子。望遠鏡、顯微鏡都是人的認識工具的延伸，是人眼、人的感覺器官的延伸，而不是人的思維器官的延伸，即人腦的延伸。今天，從總體上解決對太空的認識，比如宇宙的生成問題，僅有天文望遠鏡不夠瞭，還必須用具有邏輯思維能力的現代科技手段。人眼延伸為望遠鏡，望遠鏡延伸為高倍數天文望遠鏡，隻解決瞭眼睛的延伸，隻解決瞭人的感覺認識器官的延伸，而沒有解決大腦即思維器官的延伸。帶有邏輯思維的認知工具，比如仿真技術、計算機技術、大型的數據庫等現代科技手段，則都是帶有人腦特點的認識工具，它們是大腦的延伸，是思維器官的延伸。
思維方式方法的變化需要新的認識工具，這就是“綜閤集成的、係統思維的、用現代科學技術裝備起來的實驗室”。這種實驗室實現人機相結閤，以人為主；自然科學與社會科學相結閤，以綜閤思維方式為主；定性分析與定量分析相結閤，實現定性分析指導下的定量分析，定量分析基礎上的定性分析；個人創造性與集體創造性、個人智慧與集體智慧相結閤，以集體創造性、集體智能為主。這種新型的、現代的認識工具是人的感覺器官和思維器官有機結閤的延伸。由此，用科學理論指導的科學儀器將經驗轉化為數據，對這些經驗數據的定量分析又使得計算和推理更為精確和嚴謹，從而使科學認識達到新的理論高度與深度。在此過程中，對經驗的數量分析是最為關鍵性的環節。康德認為，一門科學隻有成熟地運用數學，纔能稱其為科學。他這裏講的數學不是指數量的統計和數字化，而是指實驗現象背後的數學模型的解釋。保爾·拉法格在《憶馬剋思》中談到，馬剋思“認為，一種科學隻有在成功地運用數學時，纔算達到瞭真正完善的地步”。恩格斯也錶達過類似的意思：數學在一門科學中應用的程度，標誌著這門科學成熟的程度。可以說，社會科學一旦可以運用精確的數量分析，一旦可以運用數學模型、進入實驗室研究，意味著社會科學已成為現代意義上的“科學”。
以上粗淺分析說明，麵對錯綜復雜的社會巨係統，要想做齣客觀準確的判斷和決策，單靠社會科學或自然科學各自的研究，單靠定性的研究、傳統手段的研究、分門彆類的研究、各部門各個個人單獨的研究，是難以提供全麵可靠的決策依據的。因此，一定要實現思維方式和認識工具的創新變革。這一創新變革的特點：一是要實現社會科學研究與自然科學研究的結閤；二是要從定性研究走嚮精確的定量研究，實現定量研究與定性研究的結閤；三是要從分門彆類的、單獨部門的、單獨個人的、單一學科的研究，轉嚮集體的、集成的、綜閤的、係統的研究；四是要從傳統的認識手段轉嚮依賴高新技術的、現代化的、信息化的現代實驗室的認識手段；五是要實現人機結閤、人腦與電腦的結閤，以人腦為主。例如，對社會巨係統的研究不能僅從自然科學和社會科學兩個領域單獨齣發研究，而是要重視對人與自然結閤的研究，因為人生活在自然世界中，並在此基礎上組成社會。隨著經濟社會的快速發展，其麵臨的自然製約越來越多。以2008年初在南方發生的雪災冰凍為例，錶麵上是天災，實際是自然因素與人的因素結閤而為。再如研究我國的一些社會問題，不聯係國際環境、不考慮國際因素不行；中國要發展，還要更多地考慮國際環境。在復雜社會巨係統中，每個個案都不是簡單的事情，都是錯綜復雜的綜閤原因所緻。涉及更高層麵的社會問題，就更不能依靠簡單的傳統的單一的方法進行分析，而是必須運用係統的、集閤的、過程的、綜閤的、宏觀的方法，要有係統集閤的綜閤分析，要有動態分析，要有過程的分析，不能就事論事，尤其不能從部門和局部角度去看，一定要站在整體、全局和係統的角度看待問題，要有新型的認識工具相匹配。
四　建立“經濟社會發展綜閤集成實驗室”，促成認識方法與手段的革命
人類對社會問題的認識，已經開始步入以綜閤集成係統思維為主要認識方法、以計算機及網絡等現代科學技術為主要手段和方法的實驗室階段，這是人類對社會問題的認識方法和認識工具的一場革命。
麵對經濟社會發展過程中齣現的越來越頻繁的不確定因素、變化因素、復雜因素、突變因素，麵對復雜的社會巨係統問題，麵對網絡社會、信息社會和虛擬社會的齣現，如果不從思維方式上、認識方法和工具上進行徹底的創新變革，仍然停留在原有的對社會問題的認識工具和認識方法上，那麼我們就會很難對社會規律進行科學的認識和把握。
前麵提到，人對客觀事物的認識是通

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