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当前,全球城市化进程加速,数字技术日新月异,如何让城市在数字化转型中真正实现友好发展,成为摆在各国政府和城市管理者面前的重大课题。由国家发展改革委、国家数据局、财政部等五部门组织制定的《深化智慧城市发展 推进全域数字化转型行动计划》显示,到2027年底,数据赋能城市经济社会发展取得明显进展,数字经济成为城市发展新动能,在城市智慧高效治理、便捷普惠服务、城市数字更新等重点领域和关键环节取得突破性进展,建成50个以上全域数字化转型城市。到2035年,涌现一批具有国际竞争力、全球影响力的现代化城市。
近日,北京、上海、重庆、合肥等城市在当地的“十五五”规划建议中均对建设数字城市作出部署。去年在北京举办的全球数字经济大会聚焦“建设数字友好城市”,从“技术友好、发展友好、市民友好、生态友好、设施友好”五大维度,为全球城市在数字化浪潮中实现包容性、韧性和可持续性发展指明了方向。数字友好城市不仅是技术进步的产物,更是人类文明发展的新载体,它将数字技术与城市治理深度融合,以人为本,构建更加智慧、包容、可持续的城市生态系统。
数字友好城市:新型城市发展的核心架构
数字友好城市的技术架构呈现出典型的分层式结构,构建了从感知层到应用层的完整体系。在感知层,物联网传感器、智能摄像头、环境监测设备等构成了城市的“神经末梢”,实时采集交通、环境、能源、安全等各类数据。传输层通过5G网络、光纤通信、边缘计算节点等,实现数据的高速传输和就近处理,大幅降低延迟,提升响应效率。数据管理层运用云计算平台、大数据分析工具、人工智能算法,对海量城市数据进行存储、处理和分析,形成城市运行的“智慧大脑”。应用层则通过智慧交通、智慧医疗、智慧教育、智慧政务等具体应用,将数字化能力转化为市民可感知的服务体验。
这一架构的核心在于构建“云—边—端”协同的智能基础设施。云端提供强大的计算和存储能力,边缘计算节点实现数据的就近处理,终端设备负责数据采集和服务交付。通过这种分布式架构,城市能够实现全域数据的实时感知、智能分析和精准服务,为城市治理现代化提供强有力的技术支撑。同时,开放标准和互操作性成为架构成功的关键,避免形成“信息孤岛”,确保不同系统间的有效协同。
算力经济赋能城市数字化转型
数字友好城市建设与算力经济发展形成了深度融合的发展格局。算力作为数字经济时代的核心生产力,为城市数字化转型提供了强大的计算支撑。城市通过建设分布式算力网络,将计算资源下沉到城市各个节点,实现算力的就近供给和弹性调度。这种模式不仅提升了数据处理效率,还大幅降低了运营成本,为城市数字化应用的规模化部署奠定了基础。
在智慧交通领域,实时交通流量分析、智能信号灯控制、自动驾驶车辆协调等应用,都需要强大的算力支撑。通过边缘计算节点的部署,交通数据能够就近处理,实现毫秒级的响应速度,有效缓解城市交通拥堵。在智慧医疗方面,医学影像分析、疾病预测、个性化治疗方案制定等,都依赖于高性能计算能力。分布式算力网络使得医疗资源能够更好地下沉到社区和基层,提升医疗服务的可及性和质量。
算力经济还催生了新的商业模式和产业生态。算力即服务(Computing as a Service)模式让中小企业和创新团队能够以较低成本获得高性能计算资源,促进了数字创新的蓬勃发展。城市通过建设算力交易平台,实现算力资源的市场化配置,提升了资源利用效率,形成了算力供需的良性循环。
多维技术融合构建城市智能生态
数字友好城市的建设不仅依赖于单一技术的突破,更需要多种前沿技术的深度融合。人工智能技术在城市治理中发挥着越来越重要的作用,通过机器学习、深度学习等算法,城市能够实现对各类事件的智能预测和精准响应。城市大脑系统通过分析历史数据和实时信息,能够预测交通拥堵、环境污染、公共安全风险等问题,为城市管理者提供科学决策依据。
区块链技术为城市数据安全和信任体系建设提供了新的解决方案。通过构建基于区块链的城市数据共享平台,不同部门和机构的数据能够在保证安全的前提下实现有效共享,打破数据孤岛,提升城市治理效率。同时,区块链技术还为数字身份认证、智能合约执行、数字资产管理等提供了可靠保障。
数字孪生技术正在成为城市规划和管理的重要工具。通过构建城市的数字孪生模型,管理者能够在虚拟环境中模拟各种城市发展场景,评估政策效果,优化资源配置。这种“先试后行”的模式大大降低了城市治理的试错成本,提升了决策的科学性和精准性。
包容性发展消除数字鸿沟
数字友好城市建设必须坚持包容性发展理念,确保数字化红利惠及全体市民。当前,数字鸿沟仍是制约城市包容性发展的重要挑战,老年人、残障人士、低收入群体等往往面临数字技术使用障碍。城市需要通过技术创新和制度设计,构建更加友好的数字服务体系。
在技术层面,城市应推广无障碍设计理念,开发适老化、无障碍的数字应用。通过语音识别、图像识别、自然语言处理等技术,降低数字服务的使用门槛,让更多市民能够享受数字化便利。同时,建设多元化的服务渠道,既提供线上数字服务,也保留线下传统服务,满足不同群体的多样化需求。
在制度层面,城市需要建立数字包容性评估体系,定期评估数字服务的覆盖面和使用效果,及时发现和解决数字鸿沟问题。通过数字素养培训、设备补贴、网络接入支持等措施,帮助弱势群体跨越数字鸿沟,共享数字发展成果。
韧性城市建设增强风险应对能力
数字友好城市必须具备强大的韧性,能够在面对各种风险挑战时保持稳定运行。城市韧性建设正从被动防御向主动预测演进,人工智能预测模型在其中发挥着关键作用。通过分析历史数据和实时信息,城市能够提前识别潜在风险,制定应对预案,提升风险防控能力。
在自然灾害应对方面,城市通过部署气象监测、地质监测、水文监测等传感器网络,实现对自然灾害的早期预警。结合人工智能算法,城市能够准确预测灾害发生的时间、地点和强度,为应急响应争取宝贵时间。同时,通过数字化应急指挥系统,实现应急资源的统一调度和高效配置。
在公共卫生安全方面,数字技术为疫情防控提供了有力支撑。通过大数据分析、人工智能建模等技术,城市能够实现疫情的精准监测、快速溯源和科学防控。数字健康码、在线医疗、远程办公等数字化应用,在保障公共卫生安全的同时,维持了城市的正常运转。
在网络安全方面,城市需要构建多层次、全方位的网络安全防护体系。通过部署安全监测设备、建立安全运营中心、制定应急响应预案等措施,提升城市关键信息基础设施的安全防护能力。
可持续发展实现绿色智慧融合
数字友好城市建设必须与可持续发展目标深度融合,通过数字技术推动城市绿色转型。数字技术与可持续发展的结合将成为未来十年的关键趋势,为城市实现碳达峰碳中和目标提供重要支撑。在能源管理方面,智慧电网通过实时监测和智能调度,实现能源的高效利用和优化配置。分布式能源系统结合储能技术,提升了可再生能源的利用效率。智能建筑通过自动化控制系统,实现照明、空调、电梯等设备的节能运行,大幅降低建筑能耗。
在环境保护方面,环境监测传感器网络实现了对空气质量、水质、噪声等环境指标的实时监测。通过大数据分析,城市能够识别污染源,制定精准的治理措施。智慧环保系统通过预测模型,能够提前预警环境风险,为环境保护提供科学依据。
在资源循环利用方面,数字技术为垃圾分类、废物回收、资源再利用等提供了智能化解决方案。通过物联网技术,实现对垃圾收集、运输、处理全流程的智能监管,提升资源循环利用效率。
数字友好城市代表着城市发展的未来方向,它以人为本,通过数字技术与城市治理的深度融合,构建更加包容、韧性、可持续的城市生态系统。在全球数字化浪潮中,城市需要把握技术发展机遇,坚持友好发展理念,统筹推进技术创新、制度创新和模式创新。通过构建完善的技术架构、发展算力经济、推进多维技术融合、促进包容性发展、增强城市韧性、实现可持续发展,城市将真正成为人民美好生活的载体,为构建人类命运共同体贡献城市智慧和城市方案。未来的数字友好城市将不仅是技术的集成,更是人文关怀的体现,让每一位市民都能在数字化进程中感受到温度、获得便利、享受发展成果,在新时代城市建设实践中书写更加绚丽的篇章。
(作者张云泉系全国政协委员、中国科学院计算技术研究所研究员,刘东屏系亚马逊云科技高等教育行业总监、博士)