未来智慧城市白皮书：数字时代，未来智慧城市发展鼎新与实践

数字时代未来智慧城市发展鼎新与实践 序 当今世界正经历百年未有之大变局，世界各国的政治、经济、社会及文化等方面发生着巨大变化。数字化已成为全球重要的共识，数字经济在国民经济中的地位更加稳固、支撑作用更加明显，各国纷纷发布国家数字战略，开启并加速数字化进程。 在“两个一百年”奋斗目标的指引下，习近平总书记在党的二十大报告中对数字中国建设作出新部署、提出新要求，指出“加快数字中国建设，就是要适应我国发展新的历史方位，全面贯彻新发展理念，建设数字中国是数字时代推进中国式现代化的重要引擎，是构筑国家竞争新优势的有力支撑。” 智慧城市建设起到践行“数字中国”的引领作用，是我国实现中国式现代化的重要战略支点。我们共同探讨未来智慧城市发展的下一个十年，在本质上认识城市的发展内外因， 站在更高的维度上认识城市的新生长方式，我们躬身融入城市发展，与城市同呼吸、共命运。 立根当下，上海联通践行央企责任，在中国联通集团战略牵引下，牢牢把握网络强国、数字中国建设的时代方位，发挥运营商自身禀赋优势，探索城市鼎新之路。以联通实践，为实现“中华民族伟大复兴的宏伟蓝图”贡献一份绵薄之力，同时我们也时刻准备着，为此付出更为艰巨、艰苦的努力。 目录 第一章 根因篇：智慧城市发展步入全新阶段 一、国家战略引导，数字化转型推动智慧城市加速发展01 1.“数字中国”为未来智慧城市发展注入数字基因01 2.“数字基因”成为各地城市数字化转型的主旋律02 二、城市发展需求，多重内生因素作用效应不断叠加03 1.新思维，破解超大型城市治理难题04 2.新动能，助推产城融合发展新经济05 3.新时代，满足人民对美好生活向往06 三、数字技术革新，跨越式提升城市发展能级08 1.数字联接，助力城市场景创新落地08 2.数智融合，驱动城市智慧协同生长08 3.数据要素，价值释放驱动城市发展09 4.数字孪生，强化城市发展空间拓展10 第二章 理念篇：未来智慧城市发展理念更新 一、面向未来，认识智慧城市发展新内涵11 1.未来智慧城市演进，呈现城市生命新脉络11 2.未来智慧城市范围，拓展城市生长新空间12 二、数字技术，已然成为城市发展新引擎15 1.多技术交叉融合，促成新技术要素15 2.海量大数据治理，激活生产新要素16 3.无处不在的算力，成为城市级服务17 4.云边端一体协同，打开城市新应用18 5.一体化数字底座，纳入城市新配套19 6.安全技术体系化，铸造城市新盾牌20 三、数字时代，鼎新智慧城市发展新路径21 1.系统性思维，打破城市建设固有模式21 2.数字化转型，找准未来城市发展脉搏22 3.全方位交融，注入城市优秀特色基因22 第三章 赋能篇：城市数智能力体系全面供给 一、打造下一代城市能力体系，破解城市数字运营难题24 二、建设城市数字孪生底座，夯实城市数字设施根基25 1.立体网络，城市空天地一体化覆盖26 2.算网融合，构建新型智慧城市基石27 3.数实融合，扎根数字孪生基础底座30 三、构建数据智脑引擎，赋予城市数智融合生长32 1.物联感知，解决城市万物互联32 2.数智融合，构建城市智能中枢36 3.数字孪生，实现城市虚实映射41 四、强化城市领域创新，推动行业应用裂变42 1.空天地一体化网络，赋能生态环保行业绿色可持续发展43 2.数字孪生技术应用，推进城市交通实时监测及体系优化43 3.微单元治理下沉化，促进城市治理精细化和服务便捷44 4.虚拟化智能数字人，提高公共服务水平和社会人文关怀44 5.元宇宙城市实用化，推进城市运行管理及数字经济发展44 五、深化“TOP”服务，做好建设服务保障46 1.顶层规划，搭建未来框架46 2.全链服务，建设长效机制46 3.安全护盾，强化防护体系47 第四章 实践篇：千行百业呈现城市数智繁荣 一、数字政府49 1.上海市政务云基础设施服务项目49 2.上海“一网通办”线上帮办平台49 3.上海市公共数据资源开发利用项目50 二、城市运行51 1.上海城市精细化管理气象先知系统51 2.青浦区城市运行管理平台项目52 3.临港新城数字孪生示范建设项目52 三、城市安全53 1.上海市应急管理局重大危险源管理53 2.消防救援实战训练可视化系统54 3.松江区岳阳街道智能安防小区项目54 四、环境治理55 1.上海市生态环境局智慧环保一期项目55 2.上海市土壤污染防治“一网统管”平台55 3.上海市生态环境局ITO运维项目56 第五章 结束语 引言 近年来，国际关系日益紧张、城市突发事件频发、全球极端气候加剧、城市发展不断外延、国家安全呼声高涨等各类问题频现，迫使我们对城市的未来进行重新审视。 我们看到，随着多年来智慧城市的探索建设，国家战略“数字中国”的指引，城市已经发展到了一个全新的阶段。城市呈现出与社会、与环境共同生长、融合迭代的有机生命体特征，数字技术革命跨越式的提升了城市发展的能级。这些因素，使得城市在演进方式上，更具有生命体的生长脉络，在范围上，拓展了虚实相生的新空间，在城市生态上，呈现出了“城市数治”、“城市创新”等新体征。 在此背景下，本文旨在探索在数字时代下，如何抓住智慧城市发展数字脉搏，实现城市数字化转型更优的战略目标。同时因应未来智慧城市发展的需求，本文将探讨如何开展未来智慧城市的下一代数字技术体系建设与实践。 第一章根因篇：智慧城市发展步入全新阶段 城市已然成为我国经济、政治、文化、社会等方面活动的中心，成为人民群众生产、生活的核心空间和满足人民群众美好生活、新期待的主要平台。智慧城市建设与发展步入全新阶段，是我国实现中国式现代化的重要战略支点，同时起到践行“数字中国”建设的引领作用。 一、国家战略引导，数字化转型推动智慧城市加速发展 1.“数字中国”为未来智慧城市发展注入数字基因 人类城市文明在历史转变中经历了一系列发展变化，自从工业革命以来，历经了工业化、信息化、数字化的发展阶段，如今正向着数智化的方向快速演进。随着2023年 《数字中国建设整体布局规划》发布，数字中国的顶层规划擘画了我国未来智慧城市发展蓝图。在这个发展蓝图之中，我们观察到“数字基因”成为引领未来智慧城市发展的重要特征。 “数字互联”正在创造城市空间新链接 正如互联网改变了人际交流的方式降低了沟通成本，拉近了人与人的距离，如今以物联网等新技术为代表的“数字互联”，正助力城市实现万物互联。如智能家居、智能交通、环境监测提升了城市体验和生活便利，创造了人与物、物与物之间，数据与信息 之间的链接。未来随着数字孪生和元宇宙等数字技术的发展和应用，城市的物理现实空间与数字虚拟空间将会被新的城市链接所打通，历史与今朝也会被叠加、加速城市人文、旅游、教育、艺术的传播与参与。 “数字智能”正在改善城市生活新体验 城市大数据及人工智能赋予城市更多的智慧，我们称之为城市的“数字智能”。通过“数字智能”开展城市智能识别监测与分析研判，城市可以更好地了解居民的需求和行为，以及城市设施的使用情况。这有助于优化城市资源的分配，提供个性化的公共服务，使得城市管理者可以提供更加精细化和个性化的场景。例如交通优化、垃圾管理、环境监测等，提升居民的生活体验。 “数字决策”正在重构城市思维新模式 数字决策正在改变经验型和专家判断型的传统决策模式。通过数据模型收集、整理和分析大量的城市历史数据，数字决策可以提供全面、准确决策建议信息，至可以预测城市未来的发展趋势和需求变化。在城市规划、突发事件处置应急、基础设施建设等工作中，为决策者提供决策辅助，达到为未来智慧城市进行科学规划和资源配置的目的。 “数字信息”正在促进城市产业新变革 随着城市信息化的发展，城市物理空间正在向城市数字空间演化。地理空间、经济运行、生态环境、服务信息、物联感知等城市新型数据要素构成了未来智慧城市的核心信息。这些数据通过相互交换融合，诞生了新产业、新服务、新模式，为城市产业创新和发展注入了强大的源动力。诸如线上点单外卖改变了餐饮必须排队等位堂食的模式，又如12306 网上购票让线下通宵排队购火车票成为了历史。 2．“数字基因”成为各地城市数字化转型的主旋律 在未来智慧城市中，数字基因将全面渗透到未来智慧城市的各个领域和角落，且对未来智慧城市发展的带来重要且深远的影响。《数字中国建设整体布局规划》中就如何强化数字基因能力，如何更好发挥出数字要素价值，做出了明确的对应布局。 二、城市发展需求，多重内生因素作用效应不断叠加 一是加强城市数字基础设施建设，强化数字基因能力供给 低时延高带宽的网络访问，万物互联宽窄结合的物联接入，云网协同算网融合的智算超算，先进普惠能协作的生活服务等需求，新一代的高速泛在、天地一体、云网融合、智能化综合性的城市数字信息基础设施将是未来智慧城市标准。 二是全面推进数据要素流通开放，释放数字基因生态价值 通过强化高质量数据要素供给，加快数据要素市场化流通，创新数据要素开发利用机制等一系列的举措。对具有经济和社会价值、允许加工利用的政务数据和公共数据，通过数据开放、特许开发、授权应用等方式，进行增值开发利用。反哺新型智慧城市建设，加快城市数据融合及产业生态培育，助力城市的进一步发展。 “数都上海”奏响国际数字之都愿景主旋律 在数字中国战略下，各城市的数字化转型正在如火如荼地进行。上海作为超大型城市目前面临着人口规模、经济规模不断扩大而带来的诸多发展与治理难题。为解决超大型城 市巨复杂系统的转型需求，上海也已全面开启城市数字化转型推进工作。《数都上海2035》中提出到2025年上海全面推进城市数字化转型取得显著成效，国际数字之都建设形成基本框架，到2035年成为具有世界影响力的国际数字之都。 从《数都上海2035》看上海特色数字基因 上海要以数据新要素引领智能制造与高端服务，以数字化技术赋能城市高质量发展，成为领导时代的全球标杆城市。 上海将利用数字科技的禀赋优势，成为中国双循环的战略链接，引领全国城市能级提升与国际化进程。 1．新思维，破解超大型城市治理难题 正如习总书记在党的二十大报告中指出：“中国式现代化是人口规模巨大的现代化，我国十四亿多人口整体迈进现代化社会，规模超过现有发达国家人口的总和，艰巨性和复杂性前所未有，发展途径和推进方式也必然具有自己的特点。”，这要求我们以新的思维去思考如何破解超大型城市发展所带来的难题。 超大型城市与生俱来的不确定性 城市正在向超大型城市发展，其人口数量往往是普通城市的数倍甚至数十倍。这会导致公共服务需求的不确定性，人民对改善生活质量的诉求更加迫切。其次会引起资源供给和分配的不确定性，例如交通、能源、水资源等资源管理者难以做到精确的规划和调控。最后，会致使城市安全保障的不确定性增加，突发事件的发生概率变高，继而给城市应急管理等方面带来巨大挑战。 超大型城市治理不能再依靠人海战术 传统的城市治理主要是依靠大量的人力资源进行城市管理和治理，但是在超大型城市中，这种方式显然已经无法满足城市治理精细化的需求。首先，超大型城市需要管理的事务种类繁杂，不仅需要增加人力，还会增加部门间协作工序，使得处理流程更加繁琐。其次，超大型城市需要管理的事务复杂度高，表现在复杂场景上，诸如对公共服务的统筹、城市建筑的规划、城市资源的供给等方面对管理者的治理能力提出了极大的挑战。最后， 仅依靠人力应对突发事件和紧急情况，反应效率和速度已经不能满足及时处置、实时应对的要求。 超大型城市作为巨复杂系统脆弱性越发明显 超大型城市由于系统规模大、空间密度高和人口结构复杂导致风险发生概率指数型上升，风险的非线性特征越发明显，从而凸显城市的脆弱性。其风险爆发、演化和影响呈不稳定的波动变化，局部出现的问题会无序地迅速扩散并影响到其他领域，从而引发系统性风险的升级爆发。同时，超大型城市复杂交错的产业链、供应链和价值链所产生的系统连锁性特征也会加剧脆弱性，不同类型的灾害之间会相互耦合传递，产生灾害链，引发风险级