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内容简介

本书围绕国家新型城镇化和生态文明建设的宏观大局，探究智慧城市在我国的思想起源和发展历程，分析智慧城市建设对城市产业转型升级、城乡一体化发展、城市生态文明建设的积极意义，重点研究智慧城市的内涵、评价体系、关键技术以及智慧城市建设的核心内容。本书包含智慧城市管理、智慧城市设计与规划、智慧交通、智慧能源、智慧教育、智慧医疗、智慧安全等主要内容，并对国内外智慧城市建设的典型案例进行了认真梳理和深入分析，以求为更多地区的智慧城市建设提供借鉴。

作者简介

李春华，男，中国社会科学院城市发展与环境研究所党委书记、研究员。历任记者、科研处长、杂志社总编辑，省委宣传部副部长等职。兼任中国城市经济学会常务副会长，国家生态文明智库副理事长、中国社会情报学会副理事长等工作职务。长期从事意识形态和文化产业工作，在人文社会科学领域有一定的研究成果，对大数据条件下的城市管理与城市个性化发展、城市文化生成有较为系统的思考。
许翃章，北京大学工商管理学硕士，曾多次赴美国哈佛、斯坦福等高等学府开展学术交流，并在政府机关工作多年。近年来，致力于城市污水治理、城市水生态安全、城市雨洪风险防控、城市水资源管理等领域的学术思考和综合性解决方案研究，在构建具有中国特色的智慧城市体系中成果斐然。现任国民道建设有限公司、国民道水务基金有限公司董事长。

目录

前　言　智慧曲线／1
第一章　导论／1
　　第一节　智慧城市的哲学基础／1
　　第二节　智慧城市的发展历程／14
　　第三节　智慧城市的概念／18
第二章　智慧城市与新型城镇化／27
　　第一节　中国城镇化基本情况／27
　　第二节　智慧城市建设对新型城镇化的意义／31
　　第三节　新型城镇化战略中的智慧城市建设／35
　　第四节　以智慧乡村建设推进城乡一体化发展／44
第三章　智慧城市与生态文明／48
　　第一节　我国城市生态文明建设／48
　　第二节　智慧的城市生态体系／59
第四章　智慧城市评价／67
　　第一节　智慧城市评价的内容／67
　　第二节　智慧城市评价的指标体系／72
　　第三节　智慧城市IUE评价体系／84
第五章　智慧城市与大数据／89
　　第一节　智慧城市与大数据的关系／89
　　第二节　智慧城市体系的说明／92
　　第三节　智慧城市建设的技术问题与对策／100
　　第四节　大数据企业协助智慧城市建设案例／104
第六章　智慧城市管理／108
　　第一节　智慧城市管理的产生与演变／109
　　第二节　智慧城市管理的特征与内涵／112
　　第三节　北京市智慧城市管理实践／114
第七章　智慧城市设计与规划／117
　　第一节　城市规划与智慧城市的关系／118
　　第二节　城市规划的智慧化应用历程／121
　　第三节　智慧城市背景下的规划取向／128
　　第四节　智慧城市规划设计的最新进展／132
第八章　智慧城市交通／145
　　第一节　城市交通拥堵问题／145
　　第二节　城市间交通发展的需求和瓶颈／150
　　第三节　城市绿色智能公交系统／155
　　第四节　城市交通信息的采集与使用／166
　　第五节　区域联动的绿色便捷智慧交通网络／170
第九章　智慧能源／172
　　第一节　我国能源消费结构的变迁／172
　　第二节　我国城市能源消费的绿色化进程／179
　　第三节　智慧能源的管理与供应／185
第十章　智慧教育／199
　　第一节　传统教育诸多问题凸显／199
　　第二节　互联网+教育模式的讨论与探索／203
　　第三节　信息化手段与教育的结合与发展／207
第十一章　智慧医疗／216
　　第一节　智慧医疗的相关技术及其向智慧医院演进的趋势／216
　　第二节　医疗技术的经济评估方法及其在智慧医疗领域的应用／225
　　第三节　智慧医疗在我国的作用空间／234
第十二章　智慧城市公共安全／239
　　第一节　智慧城市与城市公共安全／239
　　第二节　我国城市公共安全管理的问题与机遇／240
　　第三节　城市公共安全风险评估／243
　　第四节　智慧安全管理的概念与特征／245
　　第五节　智慧安全管理体系的构建／247
第十三章　国外智慧城市发展的典型案例／251
　　第一节　美国：以业务和服务创新为重点，智慧城市的发源地／252
　　第二节　欧洲：以绿色低碳可持续为重点，具体策略差异显著／255
　　第三节　亚洲：因需制宜的多元化发展，独具特色的智慧典范／263
第十四章　中国智慧城市发展的典型案例／278
　　第一节　发展特征解析／278
　　第二节　典型案例分析／281
第十五章　智慧城市与未来地球／291
　　第一节　智慧城市的未来蓝图／291
　　第二节　智慧城市发展的挑战／302
　　第三节　智慧的未来地球／310
参考文献／318
跋　智慧城市：形态演变、技术特性与工匠精神／332
后　记／335

前言/序言

序言
运用综合集成方式方法建设智慧城市，是城市建设和管理的一场革命
王伟光

在《智慧城市概论》即将出版之际，依从该书编著者的建议，将我几年前写的一篇关于“人类思维方式、认识方法的一场革命”的文章用作该书的序言。
我在拙文中关于建立以云计算、大数据、互联网、系统仿真等现代科学技术支撑的“经济社会发展综合集成实验室”(以下也简称“综合集成实验室”)的认识，是把系统思维方式和现代科技综合集成高新技术手段紧密结合在一起，应用到经济社会发展研究和管理运行中的一个较为大胆的设想。实际上，这个设想在很多现实领域中已经有了实践，并得到了某些成功实践的证实。因此，把以综合集成思维方式为核心要义的、用现代高新技术装备起来的综合集成实验室的构想应用到城市建设和管理实践层面，对于科学地认识和更好地解决我国城市建设和管理中面临和可能发生的全局性、长远性、突发性的重大问题，是必要、重要且可行的。实际上，智慧城市建设是复杂系统条件下“综合集成”方式方法的一个应用特例，综合集成也是智慧城市建设管理的显著特点。深刻理解综合集成方式方法，运用综合集成实验室的手段建设和管理城市，对于我国智慧城市建设和管理具有思想方法和实践运作层面的指导意义。
下面是原文。
我们一定要站在哲学世界观、方法论的高度，从人类思维方式和认识方法、认识工具的根本变革角度，认识建设“综合集成实验室”的意义。“综合集成实验室”是人类思维方式方法转变的产物，是人类新的思维方式方法所要求的新的认识工具。全球化、高科技、网络化、信息化等一系列重大因素的发展变化，引起了整个国际国内局势的深刻变化，引起了经济社会突飞猛进的发展变化，使得人类社会越来越成为一个复杂的、可变的、整体的巨系统，以至于靠传统的思维方式和原有的认识工具已经很难认识复杂的社会巨系统问题。因此，认识现代复杂的社会巨系统，要求人的思维方式和认识方式随之改变，要求运用新的认识工具。一句话，需要思维方式和认识工具的根本转变和创新。
一　现代复杂社会巨系统的六大显著特性
当前社会巨系统呈现系统性、整体性、复杂性、突发性、可变性和随机性等六大特性。
一是系统性。现今整个世界连成一气，整个社会已经成为一个完整统一的巨系统。任何一个社会问题绝不是单一性的，社会巨系统的任何问题都带有系统性、连贯性和关联性。这就需要用系统思维方式和综合集成认识方法来认识问题，需要综合集成的、系统仿真的认识工具。
二是整体性。现代社会巨系统的产生和演化具有整体性，认识和解决社会巨系统的任何一个具体问题都必须将其与其他问题相联系来考虑。比如解决通胀问题，就应该用整体性的思维方式来考虑：油价涨了以后，会引起哪些领域及其物品的涨价，会带来其他什么连锁反应，对这些问题需要有整体全面的预测，要用整体性思维来认识。整体性思维需要把尽可能多的数据信息收集起来，进行全面定量分析，这就要求运用新型的认识工具，如海量高速、综合集成的数据储存和运算分析系统。
三是复杂性。在具有系统性和整体性的现代社会巨系统中，数量巨大、性质各异的要素不断地相互作用和相互干预，使其所带来的问题呈现高度的复杂性。社会巨系统十分复杂，认识任何一件事情都要把影响这件事情的所有相关因素考虑进来，要充分认识由这些因素间的非线性相互作用所引发的复杂性演化，譬如金融风险问题。单靠任何一个天才人物都无法全面观察和考虑某个具有高度复杂性的社会问题，这就要靠人脑的延伸——电脑、网络等信息技术乃至人工智能。但光靠技术也不成，还要靠电脑加人脑，靠人工智能和人的智能的集成，这就是复杂性思维方式问题。这方面需要巨型的、高速的、海量的存储器、分析器、仿真器等认识工具。
四是突发性。复杂性必然带来突发性。在现代社会巨系统中，各要素间复杂的非线性相互作用可能形成巨涨落，带来系统模式的整体性突变，新的态势由此涌现，其中既有创新的契机，也充满风险和危机。没有原因的突发性是没有的，任何突发性都有其生成的原因。所谓“突发”，是因为人们对事件的原因不认识，没有预料到。突发性背后是复杂性、必然性、系统性和整体性。任何突发性的背后都有其特定的必然性，这就需要预测性和前瞻性思维，要把所有的迹象、蛛丝马迹的数据信息全部收集起来，加以综合分析，形成前瞻性的结论。这种思维需要先进的仿真模拟系统和逻辑分析系统。
五是可变性。与复杂性、突发性相伴随的是现代社会巨系统变化多端的演化进程。事物永远是在变化的，如何把握事物的变化趋势和规律是一大难题。要把握事物短期和长期的演化模式，就需要一种变化性的思维方式来考虑问题，需要动态的、可描述、可预测全过程的仿真模拟工具。
六是随机性。复杂性在很大程度上体现为偶然性，现代社会巨系统内部复杂的相互作用使其日益呈现不确定性、非决定性和随机性。随机性现象好像没有规律可循，然而任何随机的、偶然的、突发的现象背后都有必然的原因，都有可遵循的规律、逻辑和轨迹。这就需要一种概括的、模糊的思维方式，这种思维方式也要由新型的高效高速逻辑运算机之类的认识工具来建构。
二　现代复杂社会巨系统需要思维方式的根本变革
认识现代社会复杂的巨系统问题，要求人们的思维方式发生改变，这就是要使其具有整体性和系统性、综合性和集成性、动态性和变化性、预测性和前瞻性等顺应时代需要的特点。人对外部事物的认识，是从系统的认识发展到分门别类的认识，再从分门别类的认识发展到一方面越来越专业、越来越复杂地认识，而另一方面又越来越综合、越来越集成化地认识。一条线是由综合到分类，再由分类到综合；另一条线是从简单到复杂，再由复杂到简单。一开始是朴素的系统思维方式支配人对客观事物的认识，然后产生了形而上学、分门别类地认识问题的思维方式，再发展到辩证的、系统的、综合的、集成的思维方式。古代的一些思想家、科学家看问题，运用的是朴素的系统观。例如，孔子讲宇宙就是一个字——天，他把所有的关系都看成天人关系，这是早期系统思想的体现。后来生产力发展了，科学发展了，人们可以把认识对象分成各种领域，分门别类地加以研究，从而形成了具体的一门一门的学科。在19世纪之前，自然科学受机械论方法论的指导，把所有的问题分门别类地加以研究。机械论的哲学基础是形而上学，是分门别类地、割裂地，而不是整体地、系统地看问题。19世纪中叶以来，科学认识的发展冲破了分门别类的研究视野，比如进化论、能量守恒定律、相对论等，都是系统的、整体的。马克思主义的辩证思想、系统思想、总体思想的哲学认识论于是应运而生；人的思维方式开始转变成综合的、集成的、系统的、整体的思维方式。但是，学科的专业性更强了，分工更细了，这就更需要综合集成、系统的思维方式。
科学方法论的发展还有一个分支，就是还原论，即把复杂的东西还原到最简单的东西，将它们视为构筑世界万物的砖瓦。还原论是科学发展的产物。古代人的认识原本是宏观的，比如讲人体，不知道人体是由细胞组成的，对人体的认识是大而化之的。中医的经络学就是如此：看一个活人，经络存在，可是一解剖又找不到经络。这种大而化之、宏观模糊地认识问题的方式有很多好处，至今仍值得深入探究。但是随着生产力发展、科学技术发展，人们对生物的认识开始以细胞学、解剖学为基础，将生物还原到细胞，细胞再往下还原到生物大分子和基因。对物理的研究，则将事物还原到分子，再往下还原到原子、原子核、基本粒子。但是还原论同机械论一样，在研究进展中又遇到了困难，这就是还原到微观层次后，不能再回到宏观了。譬如，人体可以被解剖为各个部分，还原到细胞，但把这些部分或细胞简单相加，变不回活人。从细胞到大的生物体，从基本粒子到宇宙，简单相加恢复不了原来的系统状态。系统整体的和综合集成的思维方式，就是要从根本上克服这种将整体拆分为部分、再将部分简单相加的思路，解决机械论、还原论解决不了的问题。这种思维方式的主要特点如下。
一是面对复杂的社会巨系统，要实现社会科学思维与自然科学思维相结合的变革，真正做到以哲学系统思维方式为指导的社会科学研究与自然科学研究的联合作战。从人类思维方式变化的历程来看，社会科学与自然科学在很大程度上脱胎于哲学，一开始是不分家的：社会科学家同时就是自然科学家，自然科学家也同时就是社会科学家，哲学家则往往是二者兼之；随着科学的发展，才有了哲学、社会科学、自然科学的分家。然而社会发展到今天，许多社会巨系统问题单靠社会科学家或者自然科学家独立解决都不行了，亟须二者的结合。哲学是管思维方式的，是社会科学与自然科学的最高概括。然而，社会科学和自然科学的结合不是二者的简单相加，而是通过哲学的概括对二者实现有机的结合，是自然科学与社会科学相结合而产生的更高一个层次的思维方式创新，即在这二者基础之上的系统的、综合的、集成的思维方式的创新变革；它既是高于自然科学和社会科学的，又是二者相融之后所产生的。
二是面对复杂的社会巨系统，要实现定性分析思维与定量分析思维相结合的变革，这就是在科学定量分析的基础上实现定量与定性相结合的分析。研究社会巨系统，不仅要面对经济问题，而且要面对政治问题、文化问题以及各种各样的社会问题，这些都需要做科学的定量分析，没有定量也就没有定性。比如社会动荡问题，是多种复杂的经济政治社会因素促成的，对此做出科学的预测和判断是一个大难题。从影响社会动荡的各类因素来看，如果不保持相对的社会稳定，不把物价、资源、就业、卫生、人口、环境、贫富差距、社会保障等社会问题保持在一个可以控制的范围之内，而是任其恶化，社会动荡就难以避免。目前我国贫富差距到底是什么状态，对此说法很多，究竟哪个说法是判断的可靠依据，需要做科学的、定量的、精确的、整体的数量分析。只有对经济、政治、文化、教育等各方面进行了精确的定量分析，才能对复杂的社会巨系统问题做出精确的定性的科学判断。科学的判断最终是定性分析，然而定性的分析必须有多学科的精确定量的综合分析做基础和依据。
三是面对复杂的社会巨系统，要实现个体性思维和集体性思维相结合的变革。世界的变化、社会的变化越来越复杂，单靠个人认识难以实现科学判断。人们研究此类问题越来越依靠集体性思维的综合智慧，需要群体联合攻关，集体性思维方式逐步代替个体性思维方式。党中央提出建设创新型国家，建设创新型国家一要有创新的思维方式和认识工具，二要依靠集体性研究。这就是通过国家总体创新走向创新型国家。国家总体创新首先是国家领导层要有创新的认识判断能力，要有分析能力和“拍板”能力；其次是国家总体创新不是靠个人，而是靠集体，个人再聪明也解决不了今天所面临的复杂、特定的问题。对复杂的社会问题做正确的判断，仅仅依靠一个人来“拍板”是行不通的，必须要靠总体的、综合的、集体的智慧来解决。而集体决策能力来源于对社会信息数据的综合集成分析，社会科学研究与计算机网络及数据库等信息技术的结合，已经为这种思维方式的变革奠定了基础。
三　思维方式变革带来认识手段与认识工具的整合创新
思维方式的创新变革需要有相应的认识手段、认识工具的创新变革。思维方式改变了，人们的认识工具也要改变。人自身对客观事物的认识有两大工具，一是人的感觉器官，二是人的思维器官。感觉器官是收集信息的，思维器官是储存、分析、判断信息的。最早的人看问题、想问题，仅靠肉眼、大脑。例如，他们观察太空，是通过肉眼来看的。这种认识工具决定了对太空的认识是大而化之的、模糊的、宏观的、整体的，看到的是模糊的、大概的、浑然一体的天；在他们看来，宇宙是统一的，是整体的。随着科技发展，天文学家用天文望远镜看太空，看得就更清楚、更具体了，但在认识上把太空划分成一个一个个体来观察，分门别类地研究太阳、研究月球、研究行星。有了研究微观的显微镜，人们可以分门别类地研究细胞、粒子。望远镜、显微镜都是人的认识工具的延伸，是人眼、人的感觉器官的延伸，而不是人的思维器官的延伸，即人脑的延伸。今天，从总体上解决对太空的认识，比如宇宙的生成问题，仅有天文望远镜不够了，还必须用具有逻辑思维能力的现代科技手段。人眼延伸为望远镜，望远镜延伸为高倍数天文望远镜，只解决了眼睛的延伸，只解决了人的感觉认识器官的延伸，而没有解决大脑即思维器官的延伸。带有逻辑思维的认知工具，比如仿真技术、计算机技术、大型的数据库等现代科技手段，则都是带有人脑特点的认识工具，它们是大脑的延伸，是思维器官的延伸。
思维方式方法的变化需要新的认识工具，这就是“综合集成的、系统思维的、用现代科学技术装备起来的实验室”。这种实验室实现人机相结合，以人为主；自然科学与社会科学相结合，以综合思维方式为主；定性分析与定量分析相结合，实现定性分析指导下的定量分析，定量分析基础上的定性分析；个人创造性与集体创造性、个人智慧与集体智慧相结合，以集体创造性、集体智能为主。这种新型的、现代的认识工具是人的感觉器官和思维器官有机结合的延伸。由此，用科学理论指导的科学仪器将经验转化为数据，对这些经验数据的定量分析又使得计算和推理更为精确和严谨，从而使科学认识达到新的理论高度与深度。在此过程中，对经验的数量分析是最为关键性的环节。康德认为，一门科学只有成熟地运用数学，才能称其为科学。他这里讲的数学不是指数量的统计和数字化，而是指实验现象背后的数学模型的解释。保尔·拉法格在《忆马克思》中谈到，马克思“认为，一种科学只有在成功地运用数学时，才算达到了真正完善的地步”。恩格斯也表达过类似的意思：数学在一门科学中应用的程度，标志着这门科学成熟的程度。可以说，社会科学一旦可以运用精确的数量分析，一旦可以运用数学模型、进入实验室研究，意味着社会科学已成为现代意义上的“科学”。
以上粗浅分析说明，面对错综复杂的社会巨系统，要想做出客观准确的判断和决策，单靠社会科学或自然科学各自的研究，单靠定性的研究、传统手段的研究、分门别类的研究、各部门各个个人单独的研究，是难以提供全面可靠的决策依据的。因此，一定要实现思维方式和认识工具的创新变革。这一创新变革的特点：一是要实现社会科学研究与自然科学研究的结合；二是要从定性研究走向精确的定量研究，实现定量研究与定性研究的结合；三是要从分门别类的、单独部门的、单独个人的、单一学科的研究，转向集体的、集成的、综合的、系统的研究；四是要从传统的认识手段转向依赖高新技术的、现代化的、信息化的现代实验室的认识手段；五是要实现人机结合、人脑与电脑的结合，以人脑为主。例如，对社会巨系统的研究不能仅从自然科学和社会科学两个领域单独出发研究，而是要重视对人与自然结合的研究，因为人生活在自然世界中，并在此基础上组成社会。随着经济社会的快速发展，其面临的自然制约越来越多。以2008年初在南方发生的雪灾冰冻为例，表面上是天灾，实际是自然因素与人的因素结合而为。再如研究我国的一些社会问题，不联系国际环境、不考虑国际因素不行；中国要发展，还要更多地考虑国际环境。在复杂社会巨系统中，每个个案都不是简单的事情，都是错综复杂的综合原因所致。涉及更高层面的社会问题，就更不能依靠简单的传统的单一的方法进行分析，而是必须运用系统的、集合的、过程的、综合的、宏观的方法，要有系统集合的综合分析，要有动态分析，要有过程的分析，不能就事论事，尤其不能从部门和局部角度去看，一定要站在整体、全局和系统的角度看待问题，要有新型的认识工具相匹配。
四　建立“经济社会发展综合集成实验室”，促成认识方法与手段的革命
人类对社会问题的认识，已经开始步入以综合集成系统思维为主要认识方法、以计算机及网络等现代科学技术为主要手段和方法的实验室阶段，这是人类对社会问题的认识方法和认识工具的一场革命。
面对经济社会发展过程中出现的越来越频繁的不确定因素、变化因素、复杂因素、突变因素，面对复杂的社会巨系统问题，面对网络社会、信息社会和虚拟社会的出现，如果不从思维方式上、认识方法和工具上进行彻底的创新变革，仍然停留在原有的对社会问题的认识工具和认识方法上，那么我们就会很难对社会规律进行科学的认识和把握。
前面提到，人对客观事物的认识是通

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