一、日本智慧城市建設(shè)概況

(一)日本智慧城市建設(shè)的宗旨

日本從自身自然資源貧乏和自然災(zāi)害頻發(fā)的國情出發(fā),制定了相應(yīng)的計(jì)劃和政策來支持智慧城市的研究與建設(shè)。

2011年3月日本東部大地震后,日本國內(nèi)對(duì)原有的智慧防災(zāi)設(shè)施提出了更高的要求。與此同時(shí),伴隨著基礎(chǔ)設(shè)施老化、稅收與資源不足等問題,社會(huì)各界期待用智慧城市建設(shè)的方式來更新城市基礎(chǔ)設(shè)施,因此日本的智慧城市更多地著重于實(shí)現(xiàn)節(jié)省能源的“3E”(Energy Security,Environment,Efficiency)標(biāo)準(zhǔn)和“低碳可持續(xù)”發(fā)展的智慧化。

對(duì)日本的智慧城市建設(shè)而言,其宗旨在于更新傳統(tǒng)的城市基礎(chǔ)設(shè)施,實(shí)現(xiàn)高效能、省能源的低碳城市目標(biāo)。智慧城市是以電力、煤氣、水道等基礎(chǔ)建設(shè)和能源供給為基礎(chǔ),通過信息技術(shù)統(tǒng)合建筑、道路、交通和物流的智慧管理,以及行政、醫(yī)療和教育等智慧的公共服務(wù),實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能的智慧城市功能(圖1)。

基于“低碳可持續(xù)”和“3E”這兩個(gè)目標(biāo),日本在智慧城市建設(shè)過程中將智慧城市的構(gòu)建細(xì)致地劃分為 5 個(gè)層面:

(1) 通過調(diào)查能源需求和分析能源制約條件,合理地確定城市的理想狀態(tài)、預(yù)測未來的需求,并在此基礎(chǔ)上制定城市發(fā)展計(jì)劃,結(jié)合相對(duì)應(yīng)的不動(dòng)產(chǎn)開發(fā)和設(shè)施建設(shè)進(jìn)行智慧城市的建設(shè)。

(2) 根據(jù)各個(gè)城市的需求和制約條件,采用整體優(yōu)化的形式建設(shè)完善的道路系統(tǒng)、上下水道系統(tǒng)、能源系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)等,力求實(shí)現(xiàn)完備的電力與燃?xì)夤┙o系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、通訊網(wǎng)絡(luò)和高速公路網(wǎng)的智慧化。

(3) 在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施功能上增加信息通訊和傳感功能,進(jìn)行智慧設(shè)施建設(shè),提高信息的接收和處理能力,并通過建設(shè)整合各種系統(tǒng)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)高效的智慧城市管理服務(wù),如在供需穩(wěn)定化解決方案中進(jìn)行地域能源管控系統(tǒng)及兆瓦級(jí)太陽能發(fā)電設(shè)備建設(shè)等。

(4) 在完成智慧基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的基礎(chǔ)上,創(chuàng)造出全新的、高質(zhì)量的生活服務(wù),諸如留守老人服務(wù)、智慧路燈服務(wù)及智慧購物服務(wù)等。

(5) 在提高生活質(zhì)量的同時(shí),創(chuàng)造新的生活方式、普及新的文化藝術(shù)等,這主要體現(xiàn)在交通、電力、燃?xì)夂屯ㄓ嵉仍O(shè)施的智慧、高效化上(表1)。

當(dāng)然,日本智慧城市未來的建設(shè)目標(biāo)不僅是實(shí)現(xiàn)低碳、可持續(xù)的城市發(fā)展和高效的資源利用,還在于提供更多的與生活息息相關(guān)的城市用水、交通、固體廢棄物的智慧處理服務(wù)及提高智慧城市整體的社會(huì)服務(wù)水平。此外,日本雖在 2009 年才提出智慧城市建設(shè),但其在防災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)、鐵道交通的信息化、電子商業(yè)的發(fā)展及綠色建筑等方面已經(jīng)有幾十年的建設(shè)基礎(chǔ)與豐富的管理運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)。

(二)日本推進(jìn)智慧城市的建設(shè)過程與特點(diǎn)

2009 年以來,日本的智慧城市建設(shè)在原有的城市建設(shè)基礎(chǔ)上,更為注重自然能源的開發(fā)與能源消費(fèi)的管理。總體而言,日本的智慧城市建設(shè)實(shí)踐也經(jīng)歷了一個(gè)較長的過程,在日本環(huán)境公害事件后,日本政府更加關(guān)注城市環(huán)境的治理和能源的有效利用。

20 世紀(jì) 70 年代,日本就已經(jīng)開始著手研究節(jié)能設(shè)備,90年代開始大力推廣GIS技術(shù)在城市建設(shè)和城市管理中的應(yīng)用。2003 年,由總務(wù)府引導(dǎo)規(guī)劃、交通及防災(zāi)等各部門共同建立了統(tǒng)合型GIS平臺(tái),希望通過建立完備的國土基礎(chǔ)設(shè)施檢測、環(huán)境監(jiān)測及災(zāi)害監(jiān)測等系統(tǒng),收集各種傳感器數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的共享。此后在 2005 年的愛知世博會(huì)上,日本首次提出了新時(shí)代社會(huì)系統(tǒng)的嘗試,成立了 NEDO 協(xié)會(huì),并建設(shè)100%電能自給的自然能源政府博物館,這被視為日本智慧城市的雛形。2009年之后,“未來城市”的建設(shè)成了日本城市發(fā)展的一個(gè)新趨勢。2011 年日本東部大地震之后,因?yàn)楹税l(fā)電站的事故帶來的巨大災(zāi)害,日本對(duì)自然能源利用與智慧城市建設(shè)的需求更為迫切。日本正在進(jìn)行的智慧城市實(shí)證項(xiàng)目集中在多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域,如信息與通訊技術(shù)、能源的開發(fā)與利用、高效交通和便捷的生活服務(wù)等(表2)。同時(shí),日本政府也在國際上積極宣傳其智慧城市的研究與實(shí)證項(xiàng)目,以爭取國際智慧城市的行業(yè)市場。

日本的智慧城市建設(shè)具有以下3個(gè)鮮明的特點(diǎn):

(1) 智慧城市建設(shè)的出發(fā)點(diǎn)在于節(jié)約能源資源和保障能源安全。

“3·11”地震后,日本政府關(guān)停了核電站,減少能源消耗成為了日本智慧城市建設(shè)和研究的重點(diǎn),而在智慧城市建設(shè)和研究中除強(qiáng)調(diào)利用可再生能源與技術(shù)手段加強(qiáng)能源管理、減少能源消耗和降低能源供應(yīng)峰值外,還突出強(qiáng)調(diào)了單棟建筑的能源安全,以應(yīng)付突發(fā)情況下的能源應(yīng)急需求,保障能源供給。

(2) 將智慧基礎(chǔ)設(shè)施作為城市建設(shè)的主要推進(jìn)方向。

日本在城市層面推進(jìn)智慧基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),選擇了北九州市、豐田市、京阪奈學(xué)研城和橫濱市作為智慧城市的實(shí)證試點(diǎn)地區(qū),并按照不同的模式進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)的重點(diǎn)在于辦公建筑、工場與住家的能源消費(fèi)的管理及節(jié)約利用。

(3) 以企業(yè)為主體,強(qiáng)化多企業(yè)和社會(huì)團(tuán)體的參與合作。

二、日本智慧城市建設(shè)的具體實(shí)踐

實(shí)際上,日本的智慧城市建設(shè)在大力推進(jìn)能源管理系統(tǒng)之前,已經(jīng)在基礎(chǔ)設(shè)施、公共服務(wù)設(shè)施的建設(shè)上做了大量的基礎(chǔ)工作,其智慧城市建設(shè)主要基于不動(dòng)產(chǎn)開發(fā)、基礎(chǔ)設(shè)施、智慧基礎(chǔ)設(shè)施、生活服務(wù)、生活方式與文化藝術(shù)5個(gè)層面進(jìn)行推進(jìn),下文同樣從這5個(gè)層面介紹日本智慧城市建設(shè)的實(shí)踐案例。

(一)不動(dòng)產(chǎn)開發(fā)層面

2008 年 3 月,千葉縣、柏市、東京大學(xué)和千葉大學(xué)共同提出了“柏之葉國際校園城區(qū)構(gòu)想”,并以此為契機(jī)集合各方力量在千葉縣、柏市成立了“一般社團(tuán)法人未來設(shè)計(jì)中心(FDC)”和“城市設(shè)計(jì)中心(UDCK)”,同時(shí)開展了 “先進(jìn)模式”的環(huán)境整備戰(zhàn)略合作項(xiàng)目,力圖實(shí)現(xiàn)地區(qū)內(nèi)的先進(jìn)技術(shù)和人才、政府、企業(yè)與居民的聯(lián)合共創(chuàng)。

2014年建成的“柏之葉智慧城市”擁有大約273hm2的土地,旨在將其建設(shè)成為官民學(xué)攜手合作、任何人皆可參與的城市建設(shè)試點(diǎn)項(xiàng)目(圖2)。這個(gè)項(xiàng)目提出了“環(huán)境共生城市”“健康長壽城市”“新產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造城市”三大主題,并細(xì)化出地域能源一元化管理、低碳型交通體系、地區(qū)醫(yī)療養(yǎng)護(hù)網(wǎng)絡(luò)、創(chuàng)造個(gè)體價(jià)值的社會(huì)參與及開發(fā)個(gè)人創(chuàng)業(yè)空間等九大具體應(yīng)用主題,充分體現(xiàn)了政府、企業(yè)和社區(qū)對(duì)環(huán)保與公共安全方面的關(guān)注,以及居民在個(gè)人健康和創(chuàng)業(yè)方面的利益訴求、學(xué)術(shù)研究機(jī)構(gòu)對(duì)研發(fā)空間的需求,為開發(fā)企業(yè)建造有吸引力的城區(qū)提供了非常大的幫助,使得智能城市的概念從低碳、降低能源消耗轉(zhuǎn)向更多的社區(qū)服務(wù)內(nèi)容。2011 年 12 月試點(diǎn)區(qū)域被內(nèi)閣府選定為“綜合特區(qū)”“環(huán)境未來城市”。

(二)基礎(chǔ)設(shè)施與智慧基礎(chǔ)設(shè)施層面

1.能源管理方面

日本智慧電網(wǎng)的建設(shè)特點(diǎn)在于統(tǒng)合地方電力、煤氣等能源供給系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)能源利用的高效化,并最大限度地利用家庭太陽能等可再生能源。

智慧電網(wǎng)建立的第一步是建設(shè)以太陽能、風(fēng)能等可再生能源為主的新型能源配送網(wǎng)。基于新型能源配送網(wǎng)絡(luò),結(jié)合用電建筑的節(jié)能設(shè)備,形成社區(qū)能源管理系統(tǒng) (CEMS),并與家庭能源管理系統(tǒng)(HEMS)和商業(yè)辦公建筑能源管理系統(tǒng) (BEMS) 形成聯(lián)動(dòng),同時(shí)利用可視化終端設(shè)備鼓勵(lì)用戶自覺節(jié)電,可以有效調(diào)配不同時(shí)段內(nèi)家庭、商業(yè)、工業(yè)和其他民用建筑的用電需求,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)可變的智慧電網(wǎng)監(jiān)管目標(biāo)(圖3)。

智慧電網(wǎng)建設(shè)的第二步是普及電動(dòng)車以減少自然能源的使用,因?yàn)閷碇腔垭娋W(wǎng)發(fā)展的方向是與其他的智慧設(shè)施融合,共同作為智慧城市的構(gòu)成要素,這對(duì)智慧城市建設(shè)中的基礎(chǔ)建設(shè)、智慧設(shè)施將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

日本智慧電網(wǎng)的發(fā)展是以新型能源的開發(fā)與利用為起點(diǎn)的。太陽能發(fā)電、蓄電設(shè)備已經(jīng)在日本得到了一定程度的普及,私人住宅、集體住宅、工業(yè)建筑及商業(yè)建筑等都能利用PV板和CES系統(tǒng)存儲(chǔ)電能,而這些設(shè)施的建設(shè)旨在盡量使用自然能源,通過智慧電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)能源消費(fèi)管理,提高能源使用的效率,建設(shè)環(huán)境友好的城市。對(duì)于智能電表在

智慧電網(wǎng)中的利用,日本的企業(yè)也進(jìn)行了相關(guān)的分析和研究。例如,日本富士通公司結(jié)合GIS平臺(tái),對(duì)利用智能電表檢查網(wǎng)絡(luò)的過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,在網(wǎng)絡(luò)地圖上實(shí)現(xiàn)智能電表和通信器械配置信息及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的可視化,進(jìn)而為故障原因的排查及故障發(fā)生的預(yù)兆監(jiān)視提供決策支持。

2.水管理方面

日本在二戰(zhàn)之后面臨過嚴(yán)重的水污染問題,為了保證國民的飲用水安全,創(chuàng)造美好的生活環(huán)境,日本一直很關(guān)注水資源的利用和管理。因?yàn)槿毡静⒉皇且粋€(gè)缺水的國家,其更多關(guān)心的是水污染的防治問題,所以日本智慧水務(wù)所關(guān)注的重點(diǎn)是水資源的合理獲取、分配以及污水的治理與排放。

智慧水務(wù)的特點(diǎn)在于將水處理的監(jiān)測與管理系統(tǒng)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)水循環(huán)的整體最優(yōu)化。在水源監(jiān)測與取水方面,通過信息通信技術(shù)對(duì)危機(jī)管理、規(guī)劃制定及設(shè)施營運(yùn)的支持,對(duì)水源、河川、地下水的水質(zhì)進(jìn)行檢測、評(píng)價(jià)與預(yù)測。例如,通過對(duì)河流下游水況的模擬來應(yīng)對(duì)水源事故,推算出污染物質(zhì)到達(dá)下游時(shí)的濃度及時(shí)間,以此判斷是否需要采取應(yīng)對(duì)措施,停止取水 (圖4)。

在城市供水設(shè)施建設(shè)方面,構(gòu)筑ICT供水控制系統(tǒng)。通過 GIS及水質(zhì)遠(yuǎn)程監(jiān)控器對(duì)水道供水量、水壓分布進(jìn)行在線實(shí)時(shí)控制,實(shí)現(xiàn)水壓分布平均化、水質(zhì)優(yōu)化和對(duì)能源利用的削減。此外,日本智慧交通、智慧防災(zāi)設(shè)施、災(zāi)后市政系統(tǒng)修復(fù)及緊急救援系統(tǒng)建設(shè)在國際上也處于領(lǐng)先地位,如精確到分鐘的鐵道交通運(yùn)營時(shí)間。

(三)生活服務(wù)、生活方式與文化藝術(shù)層面

1.交通出行服務(wù)方面

眾所周知,日本的鐵道運(yùn)輸及公共交通的運(yùn)營時(shí)間管理是非常嚴(yán)格的,且早就實(shí)現(xiàn)了信息化管理。日本利用公交卡等統(tǒng)計(jì)分析公共交通的使用狀況及民眾的出行習(xí)慣、出行范圍、出行時(shí)間和交通擁堵情況,從而推算并規(guī)劃合適的公交站點(diǎn)、合理的發(fā)車數(shù)量,同時(shí)提供便利的車站等服務(wù)；根據(jù)GPS數(shù)據(jù)分析,監(jiān)控并解析路面交通情況,對(duì)于擁擠的道路,交通管理系統(tǒng)會(huì)向車內(nèi)的GPS設(shè)備發(fā)出相應(yīng)的路況信息,引導(dǎo)車主使用其他道路,避免高峰期的擁堵；此外,日本還借助先進(jìn)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬道路上機(jī)動(dòng)車和行人的行為,以此來分析預(yù)測交通事故,并根據(jù)分析結(jié)果作出合理的交通設(shè)計(jì)決策；日本的汽車行業(yè)也在積極推進(jìn)自動(dòng)駕駛汽車技術(shù),研究自動(dòng)駕駛汽車上路的各種自動(dòng)控制技術(shù)問題。

日本不僅發(fā)展了交通大數(shù)據(jù)分析、預(yù)測技術(shù),還充分發(fā)揮自身在汽車工業(yè)上的技術(shù)優(yōu)勢,積極推動(dòng)國內(nèi)交通基礎(chǔ)設(shè)施的智慧化建設(shè)。比如,為了降低對(duì)化石燃料的依賴、提高太陽能使用的效率,日本大力推進(jìn)電動(dòng)車的普及事業(yè),通過電動(dòng)車與社區(qū)能源管理系統(tǒng)的結(jié)合,擴(kuò)大了太陽能利用的領(lǐng)域 (圖5)。

2.家庭能源使用管理方面

(1)豐田市。

作為一個(gè)EV、PHV和 ITS實(shí)證實(shí)驗(yàn)示范城市,豐田市正在致力于導(dǎo)入新一代汽車及智慧交通系統(tǒng),努力建設(shè)成為一個(gè)低碳的世界模范城市。豐田市設(shè)想了 10 年后的家庭生活環(huán)境:一方面,可再生能源得到充分利用,各種節(jié)能 /蓄能設(shè)備得到普及,同時(shí)使用家庭能源管理系統(tǒng)(HEMS)對(duì)包括新一代汽車在內(nèi)的能源使用進(jìn)行綜合控制,使居民過著“沒有浪費(fèi)、方便、輕松、快樂”的低碳生活。另一方面,通過導(dǎo)入新一代移動(dòng)設(shè)施、完善公共交通基礎(chǔ)設(shè)施、提倡新型交通使用模式,實(shí)現(xiàn)“世界第一人車和諧城市”的建設(shè)目標(biāo)。消費(fèi)者可以通過身邊終端的“可視化”“行動(dòng)支援”“控制”等功能,輕松地選擇對(duì)整體城市環(huán)境有利的低碳生活方式,并享受自己的低碳行動(dòng)所帶來的各種獎(jiǎng)勵(lì)與實(shí)惠。

綜上所述,豐田市著眼于家庭部門(家庭 交通)設(shè)想了10年后的家庭生活方式,認(rèn)為太陽能發(fā)電 (PV) 將得到普及、社會(huì)將實(shí)現(xiàn)用電平價(jià)等,并對(duì)電動(dòng)車(EV)的普及、引導(dǎo)居民環(huán)境意識(shí)、推進(jìn)住宅里建設(shè) EV 充電站、教育居民將來災(zāi)害時(shí)可利用 EV 的蓄電供應(yīng)緊急家庭用電等中期技術(shù)課題作一些新的嘗試探索。

(2)北九州市。

目前北九州市正在推進(jìn)“北九州智慧社區(qū)創(chuàng)造事業(yè)”地區(qū)能源的高效使用與管理,試驗(yàn)區(qū)的面積約為 120hm2,主要向鄰近的煉鋼廠和地區(qū)內(nèi)的一般住宅及辦公大樓供應(yīng)電力。從2012年起,這里引進(jìn)了日本第一個(gè)“動(dòng)態(tài)定價(jià)”的收費(fèi)系統(tǒng),系統(tǒng)能根據(jù)氣象信息等在前一天預(yù)測第二天的電力供求,然后決定收費(fèi)價(jià)格。實(shí)施這種收費(fèi)方式的目的是促進(jìn)消費(fèi)者節(jié)省用電和消減用電峰值,有效進(jìn)行發(fā)電的總量控制。一般家庭的電費(fèi),1 千瓦 / 小時(shí)大約是 25 日元,該地區(qū)用電量較少的時(shí)間段是晚上和凌晨,在此時(shí)間段1千瓦/小時(shí)的電費(fèi)可以設(shè)置在 6 ～ 15 日元之間,以促進(jìn)這個(gè)時(shí)間段的用電。夏季用電量峰值時(shí)間段集中在下午一點(diǎn)到五點(diǎn)之間,以此為標(biāo)準(zhǔn)將電費(fèi)分成五階段,最便宜的是第一階段 (1 千瓦 / 小時(shí)是 15 日元 ),最高的是第五階段 (1 千瓦 / 小時(shí)是 150日元),二者的收費(fèi)差距達(dá)10倍之多。根據(jù)預(yù)測,如采用這種收費(fèi)系統(tǒng),家庭和辦公大樓的用電量將減少20%。

北九州市設(shè)置了“地區(qū)節(jié)電站”,掌握整個(gè)地區(qū)所有的電力供需信息,供應(yīng)電力的一方能夠根據(jù)家庭和事業(yè)單位每小時(shí)的用電量需求制定發(fā)電計(jì)劃。然而,在發(fā)電設(shè)備中有的是依靠自然能源發(fā)電的,因此要先預(yù)測發(fā)電量中自然能源的發(fā)電量需求,在減去這部分發(fā)電量后再制定能滿足用電供需的發(fā)電計(jì)劃。當(dāng)供需不能保持平衡時(shí),可提高需求較多的時(shí)間段的電費(fèi),以此減少用電的人數(shù),以降低需求。如果在需求較低的時(shí)間段降低電費(fèi),用電需求量就會(huì)增加。北九州市采用這種動(dòng)態(tài)電費(fèi)制度的目的就是改變需求狀態(tài),從而減少對(duì)發(fā)電設(shè)備和燃料的消耗。除此以外,北九州市還積極引進(jìn)可再生能源等,如太陽能,這樣就能更細(xì)致地管理區(qū)域內(nèi)的電力。

三、從中國智慧城市建設(shè)的需求來看日本經(jīng)驗(yàn)

(一)日本經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)

在近 30 年的建設(shè)過程中,日本作為發(fā)達(dá)國家,其智慧城市建設(shè)從整體來說是為了提高市民的生活質(zhì)量,追求的是以高效節(jié)能為中心的新未來城市,同時(shí)也是活化企事業(yè)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的一個(gè)新階段。因此,智慧城市通過政府和企業(yè)向市民提供新的設(shè)施、服務(wù)及商品,促進(jìn)市民的積極參與,描繪城市未來形象。同時(shí),積極采用ICT技術(shù),通過尋求新的高效節(jié)能的解決方案,在改變城市設(shè)施的同時(shí)促進(jìn)市民對(duì)智慧生活方式的適應(yīng)。

1.政府與企業(yè)協(xié)作

日本智慧城市的建設(shè)表明了各建設(shè)主體在智慧城市建設(shè)過程中相互協(xié)同的重要性。智慧城市項(xiàng)目具有全方位、多元化的特征,從實(shí)施層面來說,中央政府和企業(yè)、地方政府、社會(huì)團(tuán)體均扮演了不可或缺的角色。

日本智慧城市項(xiàng)目是由政府與企業(yè)共同推行,地方政府通過公開募集能源供給公司或與能源供給相關(guān)產(chǎn)業(yè)公司( 如橫濱市的日產(chǎn)汽車和東芝公司、豐田市的豐田汽車公司等當(dāng)?shù)匾?guī)模較大的企業(yè) ) 形成智慧城市建設(shè)的主體,并與企業(yè)以成立合資公司的形式合作,在實(shí)際的項(xiàng)目執(zhí)行過程中,以公司為管理實(shí)施主體,各個(gè)分公司企業(yè)承擔(dān)部分生產(chǎn)和服務(wù)職能。

企業(yè)及學(xué)術(shù)研究機(jī)構(gòu)是智慧城市建設(shè)技術(shù)的設(shè)想者和開發(fā)者。政府通過知識(shí)、科技導(dǎo)向的生產(chǎn)方式構(gòu)筑高性能、低成本的社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施,并負(fù)責(zé)項(xiàng)目的營運(yùn)以及后期的調(diào)整、維護(hù)工作。在此過程中也離不開各城市設(shè)施建設(shè)相關(guān)研究單位的共同協(xié)作。

2.自下而上、落實(shí)底層、全面多元的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

日本是踏踏實(shí)實(shí)的從基礎(chǔ)設(shè)施的智能化做起,通過政府的政策支持及企業(yè)的資金投入,將現(xiàn)代化通訊技術(shù)、傳感技術(shù)等應(yīng)用于城市設(shè)施的更新,并通過這種以“底層建設(shè)”為先導(dǎo)的方式推動(dòng)智慧城市設(shè)施的更新,發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè),提高社會(huì)服務(wù)。例如,日本為了實(shí)現(xiàn)智慧城市水管理,嚴(yán)格實(shí)行分區(qū)分質(zhì)供水,并在供水和排水系統(tǒng)中安裝了傳感設(shè)備,監(jiān)控并分析用戶的給排水需求量。日本的智慧電網(wǎng)、防災(zāi)體系和智慧交通等也是按照由小及大、自下而上、全面多元的角度進(jìn)行建設(shè)的。

3.創(chuàng)建統(tǒng)合數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與智慧化的城市管理

為了更好地實(shí)現(xiàn)信息基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),日本政府融合了交通、規(guī)劃建設(shè)、防災(zāi)、稅收和水管理等各部門的政府?dāng)?shù)據(jù),從政府內(nèi)部實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,而后拓展到各部門之間的數(shù)據(jù)共通,最后構(gòu)建一個(gè)統(tǒng)合型空間數(shù)據(jù)庫。作為智慧城市管理的數(shù)據(jù)庫,統(tǒng)合型空間數(shù)據(jù)庫不僅便于發(fā)現(xiàn)建設(shè)過程中的問題、展示建設(shè)效果,還便于進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)術(shù)研究。這種基礎(chǔ)建設(shè)、建設(shè)完成后的運(yùn)營數(shù)據(jù)獲取與分析、各類別數(shù)據(jù)的共享與應(yīng)用又會(huì)作用于新一輪的設(shè)施建設(shè),同時(shí)通過設(shè)施建設(shè)的良性循環(huán),形成智慧城市運(yùn)作機(jī)制。此外,日本也十分重視因數(shù)據(jù)涉及到的用戶隱私安全等問題,頒發(fā)了《個(gè)人情報(bào)保護(hù)法》等法律保障數(shù)據(jù)資源的有效與合法應(yīng)用。

總體而言,日本智慧城市建設(shè)取得的成果多集中于小區(qū)域、小范圍的試驗(yàn)區(qū),其智慧城市建設(shè)無論是從硬性的基礎(chǔ)建設(shè)還是軟性的法律支持上,都有值得學(xué)習(xí)和借鑒之處。

(二)對(duì)中國智慧城市建設(shè)的啟示

因?yàn)楦鲊腔鄢鞘薪ㄔO(shè)側(cè)重的內(nèi)容、方針不同,所以在實(shí)現(xiàn)智慧產(chǎn)品的空間整合和構(gòu)建相關(guān)空間規(guī)劃設(shè)計(jì)與建設(shè)的模式上并沒有標(biāo)準(zhǔn)化的模式。對(duì)于中國而言,在不同尺度推動(dòng)智慧城市的建設(shè)需要考慮的內(nèi)容更為豐富和全面,需要構(gòu)建的體系更為復(fù)雜。基于日本智慧城市建設(shè)案例的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),結(jié)合中國智慧城市建設(shè)的需求看,日本智慧城市建設(shè)有以下幾點(diǎn)值得重視與參考:

1.推進(jìn)智慧城市項(xiàng)目的企業(yè)參與

隨著智慧城市建設(shè)在公共服務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大,中國需要不斷探索和實(shí)踐創(chuàng)新性的實(shí)施體制。例如,知識(shí)型、科技型的企業(yè)在提供公共智慧產(chǎn)品的基礎(chǔ)上,通過高效現(xiàn)代的運(yùn)營模式,以合作的形式獲得政府的支持以保證營利性項(xiàng)目的實(shí)施。為保護(hù)公共利益和實(shí)現(xiàn)公共服務(wù)產(chǎn)品的提供,政府需要主導(dǎo)、監(jiān)管并全程參與實(shí)施和運(yùn)營過程,通過國家補(bǔ)助與企業(yè)經(jīng)營的模式使得社會(huì)共享智慧城市建設(shè)的成果。而合作模式需要根據(jù)不同項(xiàng)目和不同地方來明確參與的主體、形式、范圍和程度。

同時(shí),智慧城市的建設(shè)并不能單靠政府的概念性規(guī)劃愿景來實(shí)現(xiàn),為了讓城市建設(shè)實(shí)現(xiàn)真正的智慧化,需要各個(gè)部門協(xié)同合作,統(tǒng)一規(guī)劃與指導(dǎo),嚴(yán)格制定實(shí)施標(biāo)準(zhǔn),密切結(jié)合企業(yè)的力量,促進(jìn)智慧城市產(chǎn)業(yè)鏈的形成,推進(jìn)智慧城市建設(shè)的自主性、長遠(yuǎn)性發(fā)展。

2.扎實(shí)進(jìn)行智慧基礎(chǔ)設(shè)施全面與多元的建設(shè)

智慧城市的建設(shè),不應(yīng)該完全依賴于上層的推動(dòng),而應(yīng)從大處著眼、從小處著手,從市政、交通、公共服務(wù)、醫(yī)療、電力和水利等基礎(chǔ)設(shè)施的智能化做起,通過統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),自下而上地逐步實(shí)現(xiàn)全國范圍內(nèi)各種基礎(chǔ)體系的智能化更新與演進(jìn),并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)政府各部門、社會(huì)各團(tuán)體間的數(shù)據(jù)收集、整理與分析研究。

3.積極應(yīng)對(duì)智慧城市建設(shè)的市場需求與挑戰(zhàn)

建設(shè)智慧城市首先需要理清中國城市發(fā)展的市場需求,弄明白城市發(fā)展面臨的挑戰(zhàn),因地制宜地設(shè)立建設(shè)目標(biāo),確定發(fā)展方向、制定發(fā)展方針和原則,扎實(shí)地、循序漸進(jìn)地推動(dòng)智慧城市的建設(shè)。因此,應(yīng)該重視智慧城市建設(shè)技術(shù)及相關(guān)的基礎(chǔ)研究,逐步實(shí)現(xiàn)智慧城市的建設(shè)。在全球智慧城市建設(shè)的浪潮中,開辟一條適合中國國情的、能切實(shí)解決中國城市問題的智慧城市建設(shè)路徑,這是中國城鎮(zhèn)化進(jìn)程中必須面對(duì)的挑戰(zhàn),也是中國新型城市建設(shè)事業(yè)在全球化進(jìn)程中不可多得的機(jī)遇。