基于數(shù)字基建探討河北省新型智慧城市構(gòu)建路徑

我國(guó)智慧城市的發(fā)展建設(shè)大致經(jīng)歷了以下四個(gè)階段。在起步階段（2008—2012年左右），智慧城市處于探索建設(shè)階段，各地掀起智慧城市建設(shè)熱潮，但多以分散建設(shè)為主。在發(fā)展階段（2013—2015年左右），智慧城市建設(shè)逐漸規(guī)模化，推動(dòng)了智慧城市技術(shù)的應(yīng)用和普及。在成熟階段（自2016年開始），智慧城市建設(shè)步入深化發(fā)展階段，統(tǒng)籌推進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、智慧場(chǎng)景應(yīng)用和智能產(chǎn)業(yè)培育，智慧城市建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系逐步完善。在提升階段（2020年至今），智慧城市已進(jìn)入了“數(shù)實(shí)融合”、智慧共生的全新階段，從單一的技術(shù)應(yīng)用向綜合集成轉(zhuǎn)變。

近年來(lái)，河北省加快推進(jìn)城市及縣城新型智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，打造新型智慧城市示范工程，石家莊市、滄州市、遷安市、豐寧市等第一批新型智慧城市試點(diǎn)建設(shè)取得了顯著成果，引領(lǐng)帶動(dòng)河北省新型智慧城市建設(shè)有序展開。

一、數(shù)字基建為新型智慧城市建設(shè)注智賦能

數(shù)字基建是指以5G、人工智能、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能計(jì)算中心為代表的新型數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。數(shù)字基建可為新型智慧城市建設(shè)蓄力賦能，持續(xù)拓展新型智慧城市板塊。打造新型智慧城市需要加快推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、未來(lái)網(wǎng)絡(luò)等為代表的新型網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施智能化升級(jí)；需要以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算為基礎(chǔ)，整合城市運(yùn)行數(shù)據(jù)資源，對(duì)城市的多種需求作出相應(yīng)的智能響應(yīng)；需要不斷提升數(shù)字技術(shù)水平和信息傳感分析，打造城市運(yùn)行安全管理、市容環(huán)境與環(huán)境衛(wèi)生管理、智慧路燈桿管理等智慧應(yīng)用新場(chǎng)景，全方位賦能數(shù)字城市建設(shè)。

河北省石家莊市依托政務(wù)云平臺(tái)，以數(shù)字科技為基，構(gòu)建“1＋3＋3＋4＋N”框架，圍繞健康醫(yī)療、交通旅游、便民服務(wù)等多個(gè)主題提供240余項(xiàng)優(yōu)質(zhì)惠民服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了民政、教育、衛(wèi)健、人社、文旅等37家單位服務(wù)事項(xiàng)“掌上辦”（圖1）。

二、河北省智慧城市建設(shè)面臨的問(wèn)題

截至2023年7月底，河北省5G基站增至15.1萬(wàn)個(gè)，互聯(lián)網(wǎng)省際出口帶寬達(dá)到8萬(wàn)G，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)IPv6流量占比超過(guò)50.1%，投運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜達(dá)到59.6萬(wàn)架，數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模能級(jí)進(jìn)一步提升。但各部門各自規(guī)劃、分散建設(shè)、分頭管理的現(xiàn)象仍然存在，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)運(yùn)營(yíng)統(tǒng)籌化、集約化程度有待加強(qiáng)，信息技術(shù)支撐還不夠，協(xié)同聯(lián)動(dòng)不緊密。

（一）“數(shù)智”治理能力不足

河北省“數(shù)智”治理能力體系建設(shè)已初具規(guī)模，塑造融合了多個(gè)場(chǎng)景，初步形成多元協(xié)同治理的現(xiàn)狀。但AI、5G、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中還存在一些局限性，上層管理體系和基層服務(wù)體系存在需求脫節(jié)，跨地域、跨層級(jí)、跨部門的數(shù)據(jù)資源整合不夠緊密，存在公共治理“條線化”割裂現(xiàn)象。

（二）多元共建的協(xié)同性不夠

目前，河北省新型智慧城市建設(shè)以政府為主導(dǎo)，但企業(yè)、公眾等主體參與度不足，可能導(dǎo)致智慧城市建設(shè)與實(shí)際需求不符。應(yīng)利用市場(chǎng)化機(jī)制推動(dòng)河北省新型智慧城市建設(shè)，引導(dǎo)企業(yè)、公眾及其他參與主體共同參與探索共建共治，最終形成政府引導(dǎo)、市場(chǎng)主導(dǎo)、公眾參與的模式。

三、數(shù)字基建助力河北省新型智慧城市構(gòu)建路徑探討

河北省各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平以及地域特色存在差異性，因此，新型智慧城市建設(shè)應(yīng)因地制宜，挖掘區(qū)域特色和優(yōu)勢(shì)。本文將利用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算技術(shù)，從城市運(yùn)行安全管理、市容環(huán)境與環(huán)境衛(wèi)生管理、智慧路燈桿管理等三個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景探索河北省新型智慧城市建設(shè)（圖2）。

（一）城市運(yùn)行安全管理

“水、電、氣、熱”是維系城市運(yùn)行安全的“生命線”，應(yīng)打造供水管網(wǎng)智慧管理平臺(tái)、智慧用電管理平臺(tái)、燃?xì)獍踩腔酃芾砥脚_(tái)和智慧供熱管理平臺(tái)，推進(jìn)智慧監(jiān)管，提高城市安全治理水平。

1．供水管理

建立供水管網(wǎng)智慧管理平臺(tái)，利用智能儀表、傳感器等儀器動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)水量、水質(zhì)、水壓、水位等數(shù)據(jù)的變動(dòng)情況，并及時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_(tái)，一旦發(fā)現(xiàn)水質(zhì)異常變化、管網(wǎng)漏損等問(wèn)題，迅速發(fā)出警報(bào)。建立供水大數(shù)據(jù)資源池，對(duì)海量供水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、整合、挖掘和分析；搭建水文、水質(zhì)、水力學(xué)等模型，模擬水流、水質(zhì)變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)供水系統(tǒng)的智能化調(diào)度，筑牢城市供水“生命線”。

2．供電管理

建立智慧用電管理平臺(tái)，利用先進(jìn)的傳感與檢測(cè)技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控電壓、電流、溫度等數(shù)據(jù)情況，將采集的用戶負(fù)荷、用電量等信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)胶笈_(tái)，實(shí)現(xiàn)供電和用電狀態(tài)的智能化監(jiān)控。利用電力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等模型對(duì)采集到的電能數(shù)據(jù)信息進(jìn)行挖掘和分析，研判線路和設(shè)備的異常狀態(tài)，迅速傳遞預(yù)警信息，實(shí)現(xiàn)智能化預(yù)警和預(yù)測(cè)。將無(wú)人機(jī)、機(jī)器人、全景攝像頭、遠(yuǎn)程智能巡視與人工巡檢相結(jié)合，開啟變電站智能化巡視，推動(dòng)電網(wǎng)智能運(yùn)檢。

3．燃?xì)獍踩芾?/p>

建立燃?xì)獍踩腔酃芾砥脚_(tái)，加快推進(jìn)智能燃?xì)鈭?bào)警裝置安裝，構(gòu)建四級(jí)預(yù)警響應(yīng)和應(yīng)急聯(lián)動(dòng)機(jī)制。借助物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)智慧燃?xì)庠O(shè)備開展7×24小時(shí)監(jiān)測(cè)管理，研判報(bào)警高峰時(shí)段，做好安全風(fēng)險(xiǎn)防范。當(dāng)燃?xì)庑孤┻_(dá)到爆炸濃度下限值10%時(shí)，燃?xì)鈭?bào)警裝置立即發(fā)出報(bào)警信號(hào)；燃?xì)獍踩腔酃芾砥脚_(tái)應(yīng)準(zhǔn)確定位報(bào)警設(shè)備的安裝地點(diǎn)，及時(shí)通知業(yè)主、物業(yè)人員、網(wǎng)格員、區(qū)級(jí)消防等處理，直至危機(jī)解除。

4．供熱管理

建立智慧供熱管理平臺(tái)，借助硬件設(shè)備和傳感器，利用數(shù)字孿生技術(shù)遠(yuǎn)程監(jiān)控?fù)Q熱站、熱源廠和末端用戶設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)采集供熱系統(tǒng)溫度、壓力、流量等參數(shù)信息。借助邊緣計(jì)算、系統(tǒng)集成技術(shù)等手段對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析與預(yù)測(cè)，研判供熱系統(tǒng)泄漏、堵塞等故障和異常情況，實(shí)時(shí)發(fā)出預(yù)警信息。根據(jù)供熱系統(tǒng)負(fù)荷的變化規(guī)律，對(duì)閥門、泵等設(shè)施進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，調(diào)節(jié)供熱系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

（二）市容環(huán)境與環(huán)境衛(wèi)生管理

傳統(tǒng)的市容環(huán)境與環(huán)境衛(wèi)生管理方式已經(jīng)難以滿足新型智慧城市發(fā)展，利用先進(jìn)的科技手段來(lái)加強(qiáng)市容環(huán)境與環(huán)境衛(wèi)生整治工作已經(jīng)成為城市管理的重要趨勢(shì)。

利用數(shù)字技術(shù)賦能市容環(huán)境整治工作，建立智慧城管管理平臺(tái)，整合無(wú)人機(jī)、靜態(tài)高低點(diǎn)攝像頭以及智能視頻采集車等智能設(shè)備，并設(shè)置網(wǎng)格監(jiān)督員。利用“智能設(shè)備＋網(wǎng)格監(jiān)督員”采集模式，智能設(shè)備負(fù)責(zé)采集占道經(jīng)營(yíng)、店外經(jīng)營(yíng)、暴露垃圾、違規(guī)設(shè)置戶外廣告等常規(guī)管理問(wèn)題，網(wǎng)格監(jiān)督員負(fù)責(zé)采集復(fù)雜、精細(xì)管理問(wèn)題。實(shí)時(shí)捕捉違規(guī)違法問(wèn)題，利用5G移動(dòng)通訊傳輸技術(shù)傳回平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)快速交辦、及時(shí)處理。此外，探索引入5G智能巡檢巡邏機(jī)器人、智能窨井蓋破損監(jiān)控、智能垃圾分類箱等智慧化設(shè)施，進(jìn)一步提升城市環(huán)境整治工作質(zhì)效。

借助5G、云計(jì)算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，建立智慧環(huán)衛(wèi)管理平臺(tái)，在環(huán)衛(wèi)作業(yè)車安裝GPS定位器、監(jiān)控探頭、車載感應(yīng)器、作業(yè)狀態(tài)記錄儀等設(shè)備，監(jiān)控垃圾收集、轉(zhuǎn)運(yùn)、處置等環(huán)節(jié)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)衛(wèi)作業(yè)車和垃圾收集箱等設(shè)備運(yùn)行情況、垃圾桶裝載情況、環(huán)衛(wèi)作業(yè)車運(yùn)行軌跡、環(huán)衛(wèi)人員在崗作業(yè)情況，借助數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合與分析，實(shí)現(xiàn)環(huán)衛(wèi)作業(yè)車路徑規(guī)劃和運(yùn)力分配優(yōu)化、環(huán)衛(wèi)作業(yè)車及人員的智能調(diào)控，推進(jìn)環(huán)衛(wèi)工作智慧化。

（三）智慧路燈桿管理

智慧路燈桿是創(chuàng)新城市交通管理的重要方式，也是推進(jìn)智慧城市交通體系建設(shè)的重要載體。智慧路燈桿以城市桿柱作為連接載體，通過(guò)對(duì)公安、通信、電力、交通標(biāo)識(shí)牌等多個(gè)部門設(shè)施進(jìn)行集約化整合，形成多設(shè)備高效協(xié)同管理、多端互聯(lián)互通的智能物聯(lián)網(wǎng)體系。河北省各地應(yīng)遵循智慧路燈桿相關(guān)建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)規(guī)范，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、歷史文化特征等因素，打造具有當(dāng)?shù)靥厣闹腔勐窡魲U。

河北省各地建設(shè)智慧路燈桿可以參考以下設(shè)計(jì)思路。在燈桿頂部設(shè)置城市移動(dòng)通訊基站，發(fā)射穩(wěn)定的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)信號(hào)；在移動(dòng)通訊基站下方安裝智能LED燈，感知周圍環(huán)境的光線強(qiáng)弱，自動(dòng)調(diào)節(jié)燈光亮度；在智能LED燈下方安裝新能源設(shè)備，利用光伏發(fā)電技術(shù)，將光能轉(zhuǎn)換為電能；在新能源設(shè)備下方安裝視頻采集設(shè)備，對(duì)道路公共安全和街區(qū)動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，協(xié)助公安、城管、社區(qū)等部門開展治理工作；在視頻采集設(shè)備下方安裝交通信號(hào)燈和各種交通標(biāo)志；燈桿中部安裝環(huán)境檢測(cè)設(shè)備，監(jiān)測(cè)氣象、空氣質(zhì)量、噪音水平、溫濕度等數(shù)據(jù)；燈桿背側(cè)的LED觸摸屏滾動(dòng)播放天氣預(yù)報(bào)、交通擁堵、違章行為、公益廣告等公共信息，路人可以通過(guò)LED觸摸屏查詢地理位置、商業(yè)購(gòu)物和實(shí)時(shí)公交等信息；環(huán)境檢測(cè)設(shè)備下方安裝一鍵報(bào)警設(shè)備，實(shí)現(xiàn)一鍵式求緊急求助報(bào)警；燈桿底部安裝充電設(shè)備，設(shè)有手機(jī)、電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車充電口。

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（責(zé)任編輯：張秋辰）