精細化導向的智慧城市建設研究
——以上海市為例

紀漢霖，劉雨欣

（上海理工大學管理學院，上海 200093）

0 引言

上海擁有2 487 萬常住人口，人口密度達到3 830 人/km2，交通線路眾多，城市治理情況復雜。研究如何在上海智慧城市建設中進行精細化管理大勢所趨。

目前，許慶瑞等［1］指出智慧城市是整合各種城市功能的綜合體，目的是實現(xiàn)經(jīng)濟社會環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。王廣斌等［2］認為需要以人為本，利用技術進步建設智慧城市。Garau 等［3］認為地方政府應將智慧城市視為管理問題，加速智慧城市建設。甄峰等［4］認為智慧城市建設要從公共利益及需求出發(fā)，制定科學、理性的頂層設計方案。陳德權等［5］認為我國智慧城市建設頂層設計目前仍存在技術、制度等各方面問題，還需要進一步完善。鄭明媚等［6］指出要積極整合力量，動員社會主體參與智慧城市的頂層設計和建設與運營當中，共同研究符合本地智慧城市的行業(yè)應用模式。

目前，已有大量學者對智慧城市的內(nèi)涵進行積極探索，但仍然未能完善智慧城市的理論基礎。為此，本文從建設智慧城市的目標導向出發(fā)，指出城市管理精細化程度應當作為智慧城市頂層設計理念的一部分。同時，分析智慧城市技術在社區(qū)管理、交通管理等場景中的應用是否合理，為完善智慧城市理論及相關技術的應用場景化設計提供理論基礎。

1 相關技術

近年來，建設智慧城市已成為我國大、中城市優(yōu)化城市公共服務、推進成為新型城鎮(zhèn)化和打造宜居城市的重要抓手，但在數(shù)據(jù)獲取、處理等方面仍存在諸多問題亟待解決。為此，本文提出“互聯(lián)網(wǎng)+城市管理”方案解決城市精細化管理中存在的相關問題。其中，“互聯(lián)網(wǎng)+”策略是互聯(lián)網(wǎng)思維的一種實踐成果，是將現(xiàn)代信息通信技術和互聯(lián)網(wǎng)平臺與傳統(tǒng)行業(yè)的深度融合。

如圖1 所示，目前信息技術包括人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、5G、移動互聯(lián)網(wǎng)技術等，具體內(nèi)容見表1。在信息和通信基礎設施方面，國內(nèi)擁有全方位移動通信網(wǎng)絡，完整的ICT（信息技術和通信技術）產(chǎn)業(yè)鏈和豐富的人才儲備，應高效利用這些信息技術和互聯(lián)網(wǎng)平臺優(yōu)化社會資源配置［6］，推動傳統(tǒng)行業(yè)升級轉(zhuǎn)型，使其適應當下社會發(fā)展的新要求。

Fig.1 Internet plus strategy圖1 “互聯(lián)網(wǎng)+”策略

上海市一方面積極響應國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的號召，全面推動大數(shù)據(jù)、云計算等互聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展，在互聯(lián)網(wǎng)技術上已形成了自身的獨特優(yōu)勢［7］；另一方面由于上海市人口、交通線路眾多，城市治理情況復雜等因素要求上海市必須探索更為高效的城市管理方式以解決交通問題。

此外，本文在探討“互聯(lián)網(wǎng)+”如何推動城市的精細化和智能化發(fā)展過程后，通過新一代信息技術，利用上海市在信息、通信等基礎設施上的優(yōu)勢，以服務市民為中心，提升城市精細化、政府管理效率和人民生活滿意度。

Table 1 The concept of"Internet+"related technologies and the application direction of urban fine management表1 “互聯(lián)網(wǎng)+”相關技術概念及城市精細化管理應用方向

1.1 人工智能

上海市《關于建設人工智能上海高地構建一流創(chuàng)新生態(tài)的行動方案（2019-2021 年）》規(guī)劃了人工智能產(chǎn)業(yè)的8個主要領域，其中包括智能識別、智能芯片制造、智慧醫(yī)療等。

目前，AI 技術在上海市城市管理主要應用在以下兩個方面：利用人臉識別對社區(qū)重點人員進行篩選管理，并記錄其行蹤軌跡，實現(xiàn)精細化社區(qū)管理；利用AI 識別街道場景進行垃圾識別、車輛識別等。

1.2 5G領域

從1G 發(fā)展到5G，不僅僅體現(xiàn)在網(wǎng)速上的提升，更是互聯(lián)網(wǎng)和“互聯(lián)網(wǎng)+”技術不斷融合的過程。如表2 所示，5G通信網(wǎng)絡現(xiàn)已廣泛應用于智慧城市、智慧醫(yī)療等領域。

Table 2 Development history of mobile communication network表2 移動通信網(wǎng)絡發(fā)展歷程

據(jù)2020 年4 月份國家無線電辦公室統(tǒng)計，上海已建成的5G 基站數(shù)量超過北京，排名國內(nèi)第一?！渡虾?G 產(chǎn)業(yè)發(fā)展和應用創(chuàng)新三年行動計劃（2019-2021 年）》提出要將5G與城市管理相結合，將5G 應用到環(huán)境、交通、社區(qū)、治安等方面。具體應用領域如圖2所示。

Fig.2 5G applied in the field of urban fine management圖2 5G應用于城市精細化管理的領域

1.3 移動互聯(lián)網(wǎng)

移動互聯(lián)網(wǎng)是移動通信網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)的結合，智能移動終端及移動網(wǎng)絡是移動互聯(lián)網(wǎng)的基礎，具有即時性特點。目前，人工智能、5G 等技術已廣泛應用于移動互聯(lián)網(wǎng)中，將人工智能內(nèi)化為基礎技術，促進云端協(xié)同發(fā)展。

1.4 物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)是一項通過互聯(lián)網(wǎng)訪問各種硬件設備以搜集數(shù)據(jù)的技術，這些設備包括智能傳感器、監(jiān)控設備、AI 程序、執(zhí)行器等，它們可用于監(jiān)測和控制城市運行，例如預測天氣、監(jiān)測碳排放等。

目前，物聯(lián)網(wǎng)在智慧城市建設中主要運用于交通、監(jiān)控等方面，將物聯(lián)網(wǎng)、5G 技術及人工智能AI 相結合，對收集的數(shù)據(jù)進行及時分析和共享，提高城市交通運行效率［10］。

1.5 “兩網(wǎng)一云”數(shù)字化管理

上海使用云計算、大數(shù)據(jù)等技術手段，重點推進政務服務“一網(wǎng)通辦”、城市運行“一網(wǎng)統(tǒng)管”及社區(qū)管理“社區(qū)云”，簡稱為“兩網(wǎng)一云”（見圖3）。建設目的在于讓城市治理更科學化、精細化和智能化［11-12］。

Fig.3 Two networks and one cloud圖3 兩網(wǎng)一云

2 城市管理精細化問題分析

雖然，上海在智慧城市建設中已取得了一定的成效，但仍從生活中能夠發(fā)現(xiàn)問題。例如，在交通管理領域，對虹口和楊浦區(qū)交警各支隊進行問卷調(diào)查，獲得了94 份有效問卷，形成了《上海市交通管理精細化管理現(xiàn)狀調(diào)研》報告。對楊浦延吉社區(qū)、大橋社區(qū)等一線相關人員進行調(diào)查訪問，獲得了297 份有效問卷，在對問卷數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析、總結后形成了《上海市社區(qū)管理精細化管理現(xiàn)狀調(diào)研》報告。

通過分析調(diào)研問卷后發(fā)現(xiàn)，上海市在交通和社區(qū)精細化管理中主要存在缺乏技術支持、管理者自身對目標認識不足、基層管理者人手不足等問題。為進一步分析問題存在的根本原因，本文將從基礎設施技術、管理、居民群眾3個方面分析上海市精細化管理存在的問題。

2.1 基礎設施和技術

城市精細化管理要求綜合運用市場、法律、行政、社會自治等手段，形成以“精致、細致、深入、規(guī)范”為內(nèi)涵的城市管理模式［13］，但目前主要存在以下兩個方面的問題：

（1）基礎設施落后?；A設施是智慧城市管理運行的重要載體，在一定程度上影響城市精細化管理的整體推進。上海市的交通、供水、燃氣、環(huán)衛(wèi)等大部分市政基礎設施并未進行智能化升級，對城市精準化運行管理的支撐力度有限。

（2）缺乏數(shù)據(jù)信息資源的整合規(guī)范。大數(shù)據(jù)是智慧城市管理建設的關鍵因素，整合數(shù)據(jù)資源是智慧城市建設的核心內(nèi)容，但目前仍缺乏相關標準和法規(guī)，導致各種信息數(shù)據(jù)之間無法相互共享。表3 為《上海市交通管理精細化管理現(xiàn)狀調(diào)研》的統(tǒng)計分析，78.72%的人認為城市精細化管理需要應用大數(shù)據(jù)，44.68%的被訪者認為需要增加技術手段進行城市精細化管理。

Table 3 Measures to improve the level of traffic fine management表3 交通精細化管理水平提升舉措（%）

2.2 管理層面

2.2.1 建設目標認識不足

某些社區(qū)管理者對智慧城市建設的認識不夠，未能意識到自身社區(qū)工作在智慧城市建設中的重要性，未能意識到城市精細化管理的重要程度和社區(qū)工作精細化的意義。

由圖4 可見，約1/3 的社區(qū)人員自身并不了解城市精細化管理，有近一半的社區(qū)工作人員對城市精細化管理只是部分了解。由圖5 可見，只有21.2%的社區(qū)人員認為社區(qū)工作和精細化管理之間的關聯(lián)度較大。

Fig.4 Community staff's understanding of urban fine management圖4 社區(qū)工作人員對城市精細化管理的了解程度

Fig.5 Survey results of community personnel on the relevance of fine management and community work圖5 社區(qū)人員對精細化管理和社區(qū)工作關聯(lián)度的調(diào)查結果

由圖6 可見，54.6%的社區(qū)工作人員認為有一點需要或不需要進行城市精細化管理。這說明基層的城市管理人員對城市精細化管理認識不夠，重視程度不高，還未意識到推行城市精細化管理在社區(qū)管理、網(wǎng)格化管理、公共服務、環(huán)境衛(wèi)生等方面具有不可替代的作用，對精細化管理的關注較少。

2.2.2 人員短缺

Fig.6 Investigation results of community personnel on the need for community fine management圖6 社區(qū)人員對是否需要社區(qū)精細化管理的調(diào)查結果

部分政府管理者對城市精細化管理建設的理解不夠全面，缺少正確、深層次的領悟，缺乏有效的政策和對城市精細化管理的規(guī)劃。對《上海市社區(qū)管理精細化管理現(xiàn)狀調(diào)研》的分析結果（見表4）發(fā)現(xiàn)，60.61%的被訪者認為人手不夠是限制城市精細化管理發(fā)展的因素，而84.85%認為缺乏政策是限制城市精細化管理發(fā)展的因素。

Table 4 Main reasons for restricting the improvement of community fine management表4 限制社區(qū)精細化管理提升的主要原因（%）

2.3 群眾層面

群眾對城市精細化管理意識淡薄，積極性低。由于城市精細化管理的社會參與制度還在建設中，尚未完全從傳統(tǒng)社區(qū)管理轉(zhuǎn)向精細化管理，群眾現(xiàn)階段對精細化管理的了解程度較少，對參與到精細化建設中的意識較為淡薄。

3 國外案例分析

3.1 英國倫敦——利用數(shù)字技術提高城市管理水平

倫敦計劃將數(shù)字技術應用于交通、住房、社會基礎設施等方面提升城市運行效率，提高城市精細化、智能化管理水平［14］，從而緩解人口增加為城市帶來的壓力。倫敦在智慧城市方面中的舉措以下兩個方面：

（1）實行全天候監(jiān)控。借助高度智能化閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)實時記錄指定區(qū)域，加入AI 智能系統(tǒng)對所提供的數(shù)據(jù)進行深入分析和搜索，然后通過行為分析算法和對象檢測軟件實時分析圖像，從而實現(xiàn)AI 面部識別、車牌讀取等操作。

（2）利用物聯(lián)網(wǎng)技術建立地上和地下管廊的3D 數(shù)據(jù)庫，整合市政基礎設施的數(shù)據(jù)并對公眾開放，使市政工程實施更高效［15］。

3.1 美國芝加哥——注重技術之間的關聯(lián)打造智慧城市

芝加哥和亞馬遜AWS 合作，利用云計算和互聯(lián)網(wǎng)打造智慧芝加哥城市。從智慧城市建設的可用性、可維護性和隨著時間推移演變的能力3 個方面入手［16］，基于城市技術創(chuàng)新的物理設計、傳感器、網(wǎng)絡、計算和分析5 個基礎層，提出智慧城市創(chuàng)新的5 個要素以及它們之間的內(nèi)在關聯(lián)，如圖7所示。

Fig.7 Technical basis of urban technological innovation圖7 城市技術創(chuàng)新技術基礎

3.2 新加坡——利用互聯(lián)網(wǎng)、云計算打造互聯(lián)互通的智慧城市

新加坡被稱為智慧城市的典范，在解決困難的結構性問題時創(chuàng)新性地使用下一代技術和顛覆性范式。其在智慧城市方面的建設可分為數(shù)據(jù)連接、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)理解3個部分（見表5）［17］。

Table 5 Three parts of Singapore's smart city digital construction表5 新加坡智慧城市數(shù)字建設的3個部分

在城市交通方面，通過數(shù)據(jù)共享、通信技術信息和交通費用建立聯(lián)系網(wǎng)絡服務，使人們可根據(jù)實時路況和車輛信息選擇便捷的出行方式。新加坡通過“大數(shù)據(jù)沙箱”創(chuàng)造第一層云計算合作，即基于實際環(huán)境的技術監(jiān)測，然后采用引導和牽引技術實現(xiàn)社會環(huán)境技術化。目標是優(yōu)化有限的空間，使用更高效、可靠、安全的車輛以增強運輸?shù)男屎桶踩浴Ｄ壳?，新加坡已?jīng)進行3 次無人駕駛轎車試驗和4 次不同大小的自動穿梭巴士試驗，均獲得良好的實驗效果。

3.3 日本——運用AI進行城市規(guī)劃和智能治理

日本提出借助5G 及互聯(lián)數(shù)據(jù)庫，通過人工智能程序解決城市管理中的問題。例如，災難期間傳播新聞、警報和警告，并提供有效的危機管理機制。在日本，人工智能企業(yè)和聊天機器人開發(fā)商合作開發(fā)了一款bebot 軟件，該軟件可在發(fā)生緊急情況時，與居民及旅客保持實時聯(lián)系，并且能在災害多發(fā)地區(qū)進行危機管理，能夠使用各種語言向市民和訪客通報災情和善后情況。

4 以精細化管理為導向的建設策略

通過上述智慧城市建設的應用案例，可對上海市精細化管理中存在的問題提出解決方案：

（1）主動把握智慧城市建設契機，完善基礎設施和技術。智慧城市的建設需要技術保障，離不開對基礎設施、傳感器、網(wǎng)絡（如藍牙、窄/寬帶、5G）、計算和存儲能力、數(shù)據(jù)分析等設施的建設。同時，還需考慮設施之間的關聯(lián)性、可用性和可維護性，實現(xiàn)智慧城市的協(xié)調(diào)治理。

（2）充分整合智慧城市資源，提升城市治理效率。智慧城市的建設得益于數(shù)字化基礎設施，在此基礎上引入數(shù)據(jù)分析技術能夠使復雜繁瑣的精細化管理變得數(shù)字化和智能化。該方法具有兩個方面的優(yōu)勢：①將基層工作者從繁瑣工作中解放出來；②提升城市治理效率。

（3）積極宣傳智慧城市發(fā)展理念，提升公眾參與度。針對群眾和管理者對精細化管理參與度不高，理解不到位的問題。政府可向公眾宣傳精細化管理成效和智慧城市發(fā)展理念，提高基層管理者的精細化意識和公眾參與度。

4.1 利用云計算實現(xiàn)智慧社區(qū)

數(shù)字治理是未來社區(qū)治理的新形態(tài)，利用云計算等各種信息化技術整合社區(qū)管理的各類服務資源，有利于建設智慧社區(qū)。通過高效物聯(lián)網(wǎng)技術既能實現(xiàn)社區(qū)數(shù)據(jù)化、運營管理智能化，還能聯(lián)動云端城市和社區(qū)平臺及居民，實現(xiàn)社區(qū)公共服務和居民生活的相互對接。此外，建設社區(qū)數(shù)據(jù)中心可有效解決社區(qū)管理中重復采集數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)缺失等問題，通過數(shù)據(jù)檢查機制減輕社區(qū)基層人員工作量。

基于AI 技術開發(fā)社區(qū)服務App，居民可通過App 及時查詢社區(qū)治理的動態(tài)信息，并對問題進行及時反饋。后臺AI 系統(tǒng)會對各項數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析和處理，以提升居民對精細化管理的積極性。

4.2 智能交通

表6 為互聯(lián)網(wǎng)技術與交通精細化管理結合的應用場景。其中，大部分場景可通過攝像頭技術對城市交通體系進行升級。例如，利用攝像頭體系對道路上運行的車輛進行監(jiān)管；對道路車輛低速和超速行駛進行判斷；對自行車逆行及非機動車闖紅燈等現(xiàn)象進行特征提取。這種方法既能提醒和警示即將違法的個人，減少交通安全事件發(fā)生，又能節(jié)省警力、減輕基層管理者的任務量。

Table 6 Application scenario of combination of technology and traffic management表6 互聯(lián)網(wǎng)技術與交通精細化管理結合的應用場景

5 結語

智慧城市是面向未來、動態(tài)變化的發(fā)展過程，是一種城市發(fā)展理念。建設智慧城市要求將各種技術、手段，特別是新一代信息通訊技術運用到城市建設當中，實現(xiàn)城市智能化運行和可持續(xù)化發(fā)展，切實提升城市居民生活。

本文結合新一代信息通訊技術，對各技術在智慧城市中的應用場景進行詳細歸類，對上海市目前存在的城市管理精細化的問題進行分析，在借鑒芝加哥、新加坡、日本等城市的智慧城市建設方案的基礎上，對上海市在智慧城市的應用中進行展望，為完善智慧城市的理論和設計相關技術應用的場景化提供參考。

現(xiàn)階段，發(fā)展智慧城市雖取得了一定的成效，但仍存在兩方面問題亟待解決：①如何對智慧城市進行運營和創(chuàng)新；②如何使政府、企業(yè)和民眾共同參與智慧城市建設。