摘  要： 世界各國都在探索城市發展的新模式，智慧城市是當今世界發達國家在推進產業和城市信息化進程中的前沿理念和探索實踐，是對互聯網技術、傳感器技術、智能信息處理等技術的高度集成。智慧城市的體系結構包括基礎設施建設、信息資源開發與利用體系以及智慧應用體系等，其中智慧應用體系與城市的發展以及百姓的生活息息相關，包括智慧交通、智慧醫療、智慧能源、智慧公共管理等。
關鍵詞： 智慧城市；物聯網；傳感器技術；嵌入式；整合

    在過去的城市發展過程中，由于科技力量的不足，城市的交通、能源、商業、通信、水資源等系統無法實現資源共享、協同運作的目標。隨著科技的迅猛發展，借助新一代的物聯網、云計算、決策分析優化等信息技術，將城市中的交通系統、能源系統、商業系統、通信系統等構成城市的所有子系統連接在一起，形成城市的網絡神經系統，把城市建成為一個基礎設施先進、信息網絡通暢、城市管理高效、公共服務完備、生態環境優美的智慧城市，在城市的不同部門和系統之間實現信息共享和協同作業，更合理地利用資源，做出最好的城市發展和管理決策，及時預測和應對突發事件，使百姓能夠安居樂業，享受智慧城市中的美好生活。
1 智慧城市的定義
　智慧城市是以互聯網、物聯網、電信網、無線網等網絡組合為基礎，以智慧技術高度集成、智慧產業高端發展、智慧服務高效便民為主要特征的城市發展新模式，是運用信息和通信等手段感知、分析、整合城市運行核心系統的各項關鍵信息，對城市交通、醫療衛生、公共服務、環境監控、工商業活動等各種需求做出智能響應。其實質是利用先進的信息網絡和通信等技術，實現城市的智慧式管理和運行[1]。
　智慧城市是當今世界發達國家在推進產業和城市信息化進程中的前沿理念和探索實踐，是對現有互聯網技術、傳感器技術、智能信息處理等技術的高度集成，其大規模的應用將成為未來全球新的經濟增長點之一。IBM在《智慧的城市在中國》白皮書中，把“智慧城市”定義為這樣一個城市：能夠充分運用信息和通信技術手段感測、分析、整合城市運行核心系統的各項關鍵信息，從而對于包括民生、環保、公共安全、城市服務、工商業活動在內的各種需求做出智能的響應，為人類創造更美好的城市生活[2]。
2 智慧城市的特征
    智慧城市是將人的智慧與計算機物聯網技術和信息技術等緊密結合的產物,是城市信息化發展的新階段，其特征主要體現在以下兩個方面：
    (1)智慧的信息共享與交換。通過嵌入在城市各領域的傳感系統、自動監測控制系統以及相關的信息系統，能夠在城市交通、醫療、教育、能源等領域實現信息與數據的實時收集、交換與共享。并以此為依托構建個人信息、企業信息、交通信息、能源信息和統計信息等城市信息基礎數據庫，作為城市智慧化運行所需要的數據基礎。
    (2)智慧的互聯互通。通過城市帶寬網絡、移動通信網絡和無線網絡等網絡的融合，實現政府、企業、部門以及各領域之間所有活動的開展、溝通、協作等都能及時、有效、暢通無阻，提高工作效率，使城市管理和運行智慧化。
3 智慧城市的體系結構
    綜合國內外智慧城市建設的總體情況，智慧城市的體系結構應包括基礎設施建設體系、信息資源開發與利用體系以及智慧應用體系等組成部分，其中智慧應用體系是與城市的發展以及百姓的生活息息相關，它包括智慧產業應用體系、智慧民生應用體系、智慧公共服務應用體系和智慧公共管理應用體系等組成部分。在所有的智慧應用體系中，以智慧交通、智慧醫療、智慧能源、智慧貿易、智慧教育、智慧公共管理、智慧公共服務等為最主要的應用。
3．1 智慧交通
    在構成城市的交通、能源、商業、通信、水資源等系統中，交通系統占據著舉足輕重的地位。隨著社會經濟的發展和城市化進程的不斷加快，城市人口數量迅速增長，同時隨著居民生活水平的不斷提高，城市的機動車數量越來越多，造成城市道路交通流量急劇增加，交通阻塞、交通事故、能源消費和環境污染等社會問題日趨惡化，交通阻塞造成的經濟損失巨大，這已經成為我國國民經濟進一步發展的瓶頸問題。解決交通問題的傳統辦法是修建道路，但無論哪個國家的城市，尤其是大城市，可以用來修建道路的空間很小。根據建設部的統計顯示，我國城市人均道路面積僅為10.6 m2，遠遠低于國外城市人均道路面積15~20 m2，同時城市的機動車保有量正以15%的高速率增長，而城市道路的增長率則僅為3%左右。另外，由于道路建設資金短缺、技術力量不足等不利因素的存在，便利道路里程的增長速度遠遠落后于汽車數量的增長速度，交通阻塞問題日趨突出[3]。
    智慧交通系統(簡稱ITS)是指將先進的傳感器技術、信息技術、網絡技術、自動控制技術、計算機處理技術等應用于交通運輸管理體系從而形成的一種信息化、智能化、社會化的交通運輸綜合管理和控制系統。ITS涵蓋的內容廣泛，其核心思想是將先進的數據傳輸、定位、傳感、電子控制以及其他與信息相關的技術等綜合應用于道路交通運輸，使現有交通基礎設施發揮最大的效能，以較低的造價和較短的時間從整體上提高道路交通系統的效率、安全性和服務質量，降低交通擁塞，節省能源，減輕車輛及其相關設施對環境的污染和危害。隨著信息技術、網絡技術、自動控制技術、計算機處理技術等的迅速發展，智慧交通系統必將成為全球的重要發展趨勢。
    如果建立了智慧交通系統，則可以利用車上裝備的紅外線或激光設備通過監測車間距等交通運行狀況，使行駛的車輛之間保持合適距離，促使車流穩定行進，縮短行車時間和能源消耗，緩解并有效減少交通堵塞。隨著交通擁塞情況的改善，可以有效減少車輛因停留在道路上而產生的能源消耗，以及減少因頻繁的踩油門與剎車所造成的能源損耗，提高車輛能源的利用率。伴隨著車輛的穩定行進，其能源利用率自然會提高，造成的二氧化碳等廢氣排放量自然減少，因此有效減輕環境污染，形成良性循環[4]。
3．2 智慧醫療
    智慧醫療是指基于互聯網、物聯網、生物工程、基因科學、環境科學、信息技術以及納米等新技術，按照醫療標準，整合醫療信息，優化醫療資源，從而實現醫療信息數字化、醫療過程遠程化、醫療流程科學化以及醫療物質管理的可視化。它是一項系統工程，主要包括電子病歷系統、醫療收費和藥品管理系統、臨床應用系統、遠程醫療系統、臨床支持決策系統和公共健康衛生系統等組成部分[5]。
    目前，雖然我國的智慧醫療還處于初級階段，但在遠程醫療方面，國內一些技術比較先進的醫院在醫療信息的遠程交換與應用方面已經走到了世界的前列，可以在醫院內容以及協同運作的醫院之間，通過互聯網實現病歷信息的實時記錄、傳輸與處理，實時共享病人的相關信息，這為實現遠程醫療、專家會診、轉院治療起到很好的支撐作用。在城市人口老齡化不斷加劇的今天，遠程醫療系統顯得尤為重要，它能有效節約社會資源，更高效地服務于大眾,提升整個城市的醫療和健康服務水平。
3．3 智慧能源
    能源是能量的來源，在一定條件下可以轉換成人類所需的燃料或動力，包括煤、石油、天然氣、水能、電能等常規能源以及太陽能、風能、生物質能等新能源。在全球氣候變化和能源緊缺的背景下，以低能耗、低污染、低排放為基礎的低碳經濟發展模式已經成為當今世界經濟發展的重要方向，智慧能源成為解決能源問題的有效途徑。智慧能源結合了先進的物聯網技術、云計算技術、通信技術、控制技術等，不斷擴大能量來源，提高能源利用效率，對于城市建設具有重要的意義[6]。
3．4 智慧貿易
    智慧貿易是指將嵌入式技術、傳感器技術、無線射頻識別技術、計算機網絡技術、通信技術和信息技術等用于傳統貿易中，實現貿易活動更透徹的感知、更全面的互聯以及更深入的智能化。通過任何可以隨時隨地感知、測量、捕獲和傳遞信息的設備、系統和流程,以及嵌入式、無線射頻識別等技術的使用，可以快速獲取和分析市場需求、企業生產情況、產品銷售信息等商貿信息，方便采取應對措施，進行長遠規劃。通過互聯網、移動通信等網絡，可以將生產廠商、貿易雙方以及消費者等分散的信息和數據連接起來，實施信息交互和共享，對商貿活動進行實時監控，使商貿活動處于高效能、低風險、高利潤的智慧運行模式[7]。
　    電子商務是智慧貿易的重要組成部分，大力倡導企業通過自建網站或第三方電子商務平臺，開展網上采購、營銷、支付等電子商務活動，鼓勵企業利用網絡資源積極開發網絡市場和電子商務，重點建設為貿易提供服務的各類網絡和信息平臺，加快推進貿易活動的電子化、智慧化，進一步拓展市場空間，重點發展能夠實現集產品展示、信息發布、商品交易、在線支付等業務于一體的綜合電子商務企業，實現貿易活動的智慧化。
3．5 智慧教育
    我國目前的教育是典型的應試教育。而應試教育脫離了社會發展的需要，也違背人的發展規律。應試教育的教育模式與考核方法限制了學生的能力培養和發揮，大學畢業后難以適應工作和社會的發展。
    為了創建智慧城市，必須實施全民智慧教育。智慧教育是指依托計算機和教育網，全面深入地利用以物聯網、云計算等為代表的新興信息技術，重點建設教育信息化基礎設施，開發和利用教育資源，促進技術創新、知識創新，實現創新成果的共享，提高教育教學質量和效益，全面構建網絡化、數字化、個性化、智能化、國際化的現代教育體系，推動教育改革與發展的歷史進程。通過有效舉措，倡導和鼓勵市民終身學習，通過多種形式營造終身學習的良好氛圍，樹立良好的智慧人文形象，增強智慧城市的文化含量，把爭先、創優、創新的精神與智慧城市加以整合，實現全民的智慧教育[8]。
3．6 智慧公共服務

    首先，建設面向公眾的智慧公共服務系統，包括市民呼叫服務中心、法律服務中心、職工維權保障中心和社會保障卡工程等系統的建設，通過自動語音、電子郵件和人工服務等多種咨詢服務方式，為市民開展生產、生活、政策法規、法律糾紛等多種咨詢服務。
    此外，還包括建設面向企業及社區的公共服務系統。利用電子技術、信息技術和計算機技術等完善政府官方網站建設，推進網上行政審批及其他公共行政服務，同時，為社區的居民提供工作、日常生活、旅游、醫療等信息的發布和查詢。
    智慧城市是目前世界發達國家在推進產業和城市信息化進程中的前沿理念和探索實踐，是信息時代城市發展的新模式。它以互聯網、物聯網、無線網等多種網絡組合為基礎，以信息、知識為資源，將信息技術、電子技術和自動控制技術用于各領域，通過廣泛的信息獲取、快速安全的信息傳輸、科學有效的信息處理，創新城市管理的新模式，提高城市運行效率、公共服務水平的綜合競爭力，實現智慧式管理和運行，有效促進城市的發展和繁榮。
參考文獻
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[2] 肖應旭.面向智慧城市的信息服務體系構建與運行模式研究[D].長春：吉林大學，2012.
[3] 張翼英，楊巨成，李曉卉,等.物聯網導論[M].北京：水利水電出版社，2012.
[4] 楊濤，孔令波，胡建斌,等.車輛自組網隱私保護研究綜述[J].北京：計算機研究與發展，2012，49(S2)：178-185.
[5] 吳越.智慧醫療[M].北京：清華大學出版社，2011.
[6] 王毅.智慧能源[M].北京：清華大學出版社，2012.
[7] 楊興凱，呂成戍.電子政務與電子商務[M].北京：清華大學出版社，2012.
[8] 劉外喜，劉文喜，喻萍,等.基于在線實驗室的教學模式的研究[J]. 微型機與應用，2011，30(14)：51-53.