1 引言

我國在“以國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)為起點帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)，從而促進地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展”的戰(zhàn)略契機下，于2012年開展了首批90個地區(qū)智慧城市建設(shè)試點，以帶動內(nèi)需，促進經(jīng)濟發(fā)展。

智慧城市是集物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、空間地理信息等新一代信息技術(shù)于一體，與城市轉(zhuǎn)型發(fā)展深度融合，促進城市規(guī)劃、建設(shè)、管理和服務(wù)智慧化的新理念和新模式[1]。然而，由于目前對智慧城市建設(shè)的經(jīng)驗仍較少，且國內(nèi)外不同地區(qū)對智慧城市的理解不一致，在這種情況下，若缺乏對智慧城市建設(shè)的頂層設(shè)計，將會產(chǎn)生合作失效、信息孤島、地區(qū)特色不足、智慧化程度不高等問題，給智慧城市建設(shè)帶來風險。因此，本文從試圖全局的視角出發(fā)，探索智慧城市頂層設(shè)計的方法，以期構(gòu)建智慧城市發(fā)展意圖與建設(shè)實踐間的橋梁。

2 頂層設(shè)計的概念

頂層設(shè)計是一個系統(tǒng)工程的概念，是指運用系統(tǒng)論的方法，從全局的角度，對大型復雜系統(tǒng)建設(shè)的各方面、各層次、各要素的統(tǒng)籌規(guī)劃，以集中有效資源，達到優(yōu)化結(jié)構(gòu)、協(xié)調(diào)功能、整合資源的目標。智慧城市頂層設(shè)計主要有以下特征：

1）頂層決定性

它是一種自上而下的設(shè)計方法，其目標與核心理念均來自頂層，頂層決定底層，高端影響低端。

2）規(guī)范統(tǒng)一性

要求系統(tǒng)各部分的理念、目標與標準的統(tǒng)一，確保系統(tǒng)各部分建設(shè)遵循統(tǒng)一的管理和技術(shù)標準。

3）整體關(guān)聯(lián)性

強調(diào)設(shè)計對象內(nèi)部要素之間圍繞核心理念和頂層目標形成有機銜接，系統(tǒng)各部分互聯(lián)互通、功能協(xié)調(diào)、資源共享。

4）可實踐性

頂層設(shè)計即工程實踐，要以頂層設(shè)計為龍頭，帶動規(guī)劃的實施。

國內(nèi)智慧城市建設(shè)處于初步探索階段，在頂層設(shè)計推進實踐過程中主要存在以下問題。

圖1 智慧城市頂層設(shè)計架構(gòu)

1）重科學技術(shù)，輕公共事業(yè)

智慧城市建設(shè)固然以科技驅(qū)動，但若在頂層設(shè)計中忽視城市功能模塊、不解決城市內(nèi)部存在的深層矛盾，頂層設(shè)計將很難吸引大眾的視線，導致智慧城市推動進程緩慢。智慧城市并非傳統(tǒng)的信息化，而是基于“以人為本”思想，合理解決現(xiàn)存問題，讓城市更美好[2]。

2）重建設(shè)，輕管理

目前，智慧城市計劃與設(shè)計過程中僅強調(diào)其技術(shù)架構(gòu)，而忽視與之密切相關(guān)的管理機制、服務(wù)模式與政策等。以智慧圖書館為例，如何實現(xiàn)信息資源的共享與及時反饋？如何提升公共服務(wù)滿意度？如何達到動態(tài)管理？這些目標均由于缺乏統(tǒng)一的標準、規(guī)則和程序以及各地區(qū)環(huán)境的差異變得很難實現(xiàn)，這也是技術(shù)的弊端所在。然而，這些因素正是保證智慧城市目標實現(xiàn)的基礎(chǔ)，不容忽視。

3）重計劃，輕實踐

盡管很多項目已有頂層設(shè)計計劃，但常常由于資金不足導致無法實現(xiàn)，政府在創(chuàng)新商業(yè)模式、吸引民間資本投資、提升工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展等方面缺乏建設(shè)性的指導思想，從而阻礙了智慧城市的可持續(xù)發(fā)展。

3 智慧城市頂層設(shè)計架構(gòu)

立足于科學的方法，智慧城市頂層設(shè)計是對一個城市發(fā)展的全局戰(zhàn)略[3]，優(yōu)化資源分配，集經(jīng)濟、社會、資源、環(huán)境與人民生活于一體，共同構(gòu)建智慧城市美好藍圖，以實現(xiàn)城市的健康和可持續(xù)發(fā)展。智慧城市頂層設(shè)計不僅立足于城市本身，更涉及到社會、經(jīng)濟、文化、環(huán)境、人民福利的方方面面。從不同的維度分析，智慧城市頂層設(shè)計包括五大系統(tǒng)：基本元素系統(tǒng)、工業(yè)經(jīng)濟系統(tǒng)、公共服務(wù)系統(tǒng)、社會管理系統(tǒng)以及評價系統(tǒng)。五大安全保障：技術(shù)支持、網(wǎng)絡(luò)安全、法律保護、標準系統(tǒng)和可操作系統(tǒng)。如圖1所示。

基本元素系統(tǒng)是是智慧城市發(fā)展、運行的基礎(chǔ)，包括經(jīng)濟、社會、環(huán)境、文化、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和信息等各個方面；工業(yè)經(jīng)濟系統(tǒng)主要通過與新一代信息技術(shù)融合加快傳統(tǒng)行業(yè)轉(zhuǎn)型與升級，加快新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度；公共服務(wù)系統(tǒng)是一個包括建設(shè)者、管理者、使用者等各利益相關(guān)方的復雜大系統(tǒng)；社會管理系統(tǒng)是城市運營與管理的核心，對城市的資源分配、城市運營及維護等各方面起著舉足輕重的作用；而評價系統(tǒng)是保證城市發(fā)展圍繞“以人為本”核心思想以及評價城市智慧化水平的標準；五大保障系統(tǒng)則貫穿智慧城市建設(shè)、運營、管理和維護的全壽命周期。

4 基于“IFP”框架的智慧城市頂層設(shè)計

4.1 “ IFP”框架的內(nèi)涵

“IFP”框架是“Integration of four plans”的簡稱，它是戰(zhàn)略管理計劃、空間結(jié)構(gòu)計劃、經(jīng)濟發(fā)展計劃和技術(shù)支持計劃的集成與整合[4]，以戰(zhàn)略管理為基礎(chǔ)，經(jīng)濟發(fā)展為目標，技術(shù)支持為保障，整體的空間計劃為依托，同時還需要加之基礎(chǔ)公共服務(wù)以減少重復建設(shè)、充分利用有效資源。在此基礎(chǔ)上，四大計劃圍繞安全保障和標準制定展開，以確保整個系統(tǒng)的順利運行，如圖2所示。

圖2 “IFP”（Integration of four plans）框架的內(nèi)涵

頂層設(shè)計的關(guān)鍵是創(chuàng)造一個完整且可行的智慧系統(tǒng)，其中各部分相互獨立、相互依存、相互影響，共同作用于整個智慧系統(tǒng)，通過智慧城市頂層設(shè)計，從整體戰(zhàn)略出發(fā)分析城市發(fā)展、城市定位、發(fā)展模式，以防止分散投資、重復建設(shè)，為智慧城市建設(shè)中可能出現(xiàn)的其他問題提供一個可行的思路，基于“IFP”框架進行智慧城市設(shè)計主要包括：

1）戰(zhàn)略管理計劃

戰(zhàn)略管理計劃是“IFP”框架的基礎(chǔ)與重點，主要包括：識別城市發(fā)展目標與政治環(huán)境、進行區(qū)域規(guī)劃、基于現(xiàn)有數(shù)據(jù)和環(huán)境建立安全保障系統(tǒng)，對城市定位進行革新等。

2）空間結(jié)構(gòu)計劃

空間結(jié)構(gòu)計劃包括基于城市定位的城市空間布局、土地使用計劃、市政工程設(shè)施計劃。它是一個包含了政治、經(jīng)濟、文化、社會和土地資源的應(yīng)用與管理的復雜大系統(tǒng)，智慧城市建設(shè)中的區(qū)域規(guī)劃、優(yōu)化公共設(shè)施設(shè)計以及采用大數(shù)據(jù)進行科學而精確的管理均與空間結(jié)構(gòu)計劃密切相關(guān)。

3）經(jīng)濟發(fā)展計劃

經(jīng)濟發(fā)展計劃主要包括對工業(yè)發(fā)展、經(jīng)濟環(huán)境、財政投資以及立足于城市定位的財政服務(wù)的戰(zhàn)略規(guī)劃，以確保智慧城市的可持續(xù)發(fā)展。例如：通過規(guī)劃重要工業(yè)發(fā)展路徑來促進工業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型與升級，通過對投融資模型的建設(shè)性建議與集成的新一代信息科技的研發(fā)，促進智慧城市健康發(fā)展。

4）技術(shù)支持計劃

技術(shù)支持計劃是通過IT技術(shù)達到智慧城市的戰(zhàn)略目標，其難點主要包括系統(tǒng)之間的相互連接、信息挖掘、大數(shù)據(jù)程序等。隨著新一代信息科技如云計算、大數(shù)據(jù)、移動Internet等的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)變得無所不在，且無時無刻不在積累，如何消除信息孤島、充分挖掘信息以造福人類、促進經(jīng)濟發(fā)展、改善治理等，都是智慧城市建設(shè)中的核心問題，都需要依賴技術(shù)支持計劃。

5）安全保障

安全保障是指建立一個統(tǒng)一的信息安全系統(tǒng)，主要包括：安全管理、科技保障、安全運營與維護（OM）、對物質(zhì)、傳感、網(wǎng)絡(luò)等的集成管理，從而確保智慧城市的信息安全和網(wǎng)絡(luò)通暢。

6）標準制定

智慧城市涵蓋了多領(lǐng)域、多系統(tǒng)以及多界面，涉及到管理者、建設(shè)者、維護者等多個利益相關(guān)方，基于這個復雜大系統(tǒng)，以開放、共享、可操作的建設(shè)標準系統(tǒng)為依托，建立一個統(tǒng)一的技術(shù)標準與規(guī)則，對確保智慧城市中的有效合作、標準化建設(shè)和管理很有必要。

4.2 基于“IFP”框架的智慧城市頂層設(shè)計內(nèi)容

基于“IFP”框架的概念，頂層設(shè)計的制定應(yīng)該以分析智慧城市需求為基礎(chǔ)，主要包括以下內(nèi)容：

1）指導原則

任何事物的發(fā)展都有一定規(guī)律、遵循相關(guān)準則，智慧城市的創(chuàng)建也不例外。2014年8月，《促進智慧城市健康發(fā)展的指導意見》官方發(fā)行，它明確地提出智慧城市的指導準則，基于城鎮(zhèn)化建設(shè)智慧、綠色和低碳的要求，主要內(nèi)容為：在資源配置中市場應(yīng)發(fā)揮決定性作用，而在信息和智慧資源的協(xié)調(diào)中應(yīng)加強政府指導以促進新一代信息科技創(chuàng)新的應(yīng)用、加強智慧城市管理和服務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)、積極發(fā)展公共服務(wù)的智能應(yīng)用并強化網(wǎng)絡(luò)安全，以此提升城市的綜合能力和居民幸福感，并提高城鎮(zhèn)化的質(zhì)量和水平。

2）發(fā)展目標

目標為工程指明方向，具有維系組織各方面關(guān)系、構(gòu)成系統(tǒng)組織方向核心的作用。

創(chuàng)建智慧城市的社會、經(jīng)濟和民生目標應(yīng)取決于城市的區(qū)域定位、優(yōu)勢、發(fā)展機遇和城市特色。社會目標包括愛心公益、合理的社會管理、優(yōu)化資源配置、改善環(huán)境、有效的經(jīng)濟發(fā)展、人民福利與和諧的社會趨勢。經(jīng)濟目標包括工業(yè)經(jīng)濟的健康發(fā)展、減少資源浪費和提高效率等。民生目標是為人們提供更好的生活保障服務(wù)，如基本住房，社區(qū)和公共教育服務(wù)等。

3）關(guān)鍵任務(wù)

根據(jù)“二八定律”，智慧城市建設(shè)中應(yīng)該抓住其中關(guān)鍵的20%，基于對需求的充分

調(diào)查與分析，為符合智慧城市建設(shè)與發(fā)展目標，應(yīng)明確項目關(guān)鍵任務(wù)、指定目標任務(wù)與責任、并在所有的建設(shè)項目中確定建設(shè)要求、負責人、主管部門與人員、輔助部門與責任人。關(guān)鍵任務(wù)在規(guī)劃階段應(yīng)優(yōu)先考慮，突出優(yōu)先考慮的事物與實施方法。例如，在城市規(guī)劃與管理、公共服務(wù)、社會管理、基礎(chǔ)設(shè)施和工業(yè)發(fā)展中應(yīng)優(yōu)先考慮IT應(yīng)用，為解決限制城市發(fā)展的問題，應(yīng)促進信息網(wǎng)絡(luò)、技術(shù)創(chuàng)新、工業(yè)轉(zhuǎn)型與社會應(yīng)用的全面發(fā)展。

4）戰(zhàn)略手段

“萬事開頭難”，為達到最高設(shè)計水平，智慧城市建設(shè)應(yīng)從較簡單的問題著手，關(guān)

注實用性，并開展試點項目來逐步實施，以便及時反饋、總結(jié)、調(diào)整和提高智慧城市建設(shè)水平。如基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)在“寬帶中國”指導下開展，大數(shù)據(jù)中心應(yīng)遵循“以人為本”的原則，包括對自然人、法人、宏觀經(jīng)濟學和空間地理的四個基本數(shù)據(jù)庫。此外，智慧交通和智慧旅游相應(yīng)子系統(tǒng)的建立應(yīng)滿足不同的本土需求?？傊?，智慧城市建設(shè)的研究永遠在路上。

4.3 案例分析：智慧岳陽頂層設(shè)計

位于江南洞庭湖之濱，依長江、納三湘四水的湖南省岳陽市，是一座有著2500多年悠久歷史的文化名城，資源豐富、區(qū)位優(yōu)越、風景優(yōu)美，集名山、名水、名樓、名人、名文于一體，是中華文化重要的始源地之一，也是海內(nèi)外聞名的旅游勝地。近幾年，岳陽見證了經(jīng)濟的高速發(fā)展、信息結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型以及基于IT技術(shù)的環(huán)境升級，為智慧城市的建設(shè)打下了堅實的基礎(chǔ)。然而，岳陽市仍然面臨著一系列的問題和挑戰(zhàn)：

1）封閉的平臺以及不均衡發(fā)展導致了信息孤島，信息的公開與共享缺乏內(nèi)在動機或外在調(diào)節(jié)機制；

2）基于IT的合作機制的匱乏，導致總體規(guī)劃和建設(shè)水平有待提高；

3）IT基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)未滿足發(fā)展需求，導致岳陽市精細化發(fā)展水平較低、信息安全保障較弱；

4）由于對IT行業(yè)的投資不足，岳陽市面臨較嚴重的人才短缺。

根據(jù)實際情況和地理優(yōu)勢，在充分的研究和需求分析的基礎(chǔ)上，借鑒國內(nèi)外研究成果，以“IFP”框架為依托，試圖構(gòu)建獨具岳陽特色的智慧城市頂層設(shè)計架構(gòu)，提高城市核心競爭力。以空間結(jié)構(gòu)計劃為基礎(chǔ)優(yōu)化公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；通過經(jīng)濟發(fā)展計劃促進傳統(tǒng)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級以及IT行業(yè)的戰(zhàn)略發(fā)展；根據(jù)技術(shù)支持計劃建立城市公共服務(wù)平臺以實現(xiàn)城市的信息搜集與資源整合；同時通過安全保障和標準的制定確保智慧城市的順利實施。

以“打造生態(tài)城市、構(gòu)建和諧岳陽，建造智慧岳陽”為目標，立足于建立智能、綠色、低碳的城市總體目標，頂層設(shè)計旨在為新一代信息技術(shù)的應(yīng)用、助推經(jīng)濟結(jié)構(gòu)發(fā)展、促進社會管理革新等提供支持，為建設(shè)經(jīng)濟繁榮、社會文明、環(huán)境優(yōu)美的智慧岳陽打下基礎(chǔ)。

基于“IFP”框架對智慧岳陽進行頂層設(shè)計，主要包括三大任務(wù)、十大項目以及五大平臺，如圖3所示。

為確保智慧城市建設(shè)的順利實施，岳陽市應(yīng)從提高信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、建立智慧應(yīng)用系統(tǒng)、加快產(chǎn)業(yè)發(fā)展著手，為實現(xiàn)智慧城市的標準化、精細化、智能化建設(shè)和管理打下堅實基礎(chǔ)，改善和發(fā)展新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)、創(chuàng)造新的經(jīng)濟發(fā)展杠桿。

為有效提高城市公共資源共享、實現(xiàn)各相關(guān)方高效合作，有效推動邏輯流、信息流及資本流動，聚焦于提供高質(zhì)量的服務(wù)、造福居民、促進發(fā)展，智慧岳陽頂層設(shè)計中主要包括十大項目：智慧安全、智慧城市管理、智慧生活、智慧教育、智慧醫(yī)療、智慧生態(tài)、智慧旅游、智慧交通、智慧產(chǎn)業(yè)和智慧通信網(wǎng)絡(luò)。

為充分利用資源，避免重復建設(shè)，在智慧岳陽頂層設(shè)計中主要聚焦于五大平臺：云服務(wù)平臺、地理信息共享平臺、公共信息平臺、網(wǎng)絡(luò)治理平臺和應(yīng)急服務(wù)平臺，以此提高智慧城市建設(shè)的整體水平。

通過對智慧岳陽的頂層設(shè)計，從大數(shù)據(jù)挖掘和應(yīng)用著手，以期實現(xiàn)治理的全網(wǎng)絡(luò)化、構(gòu)建城市信息資源數(shù)據(jù)標準、實現(xiàn)信息資源的更新和共享，提高治理信息資源分類和交換系統(tǒng)。同時，采用大數(shù)據(jù)技術(shù)，岳陽市可實現(xiàn)對經(jīng)濟、社會發(fā)展的多維分析，充分挖掘和提高數(shù)據(jù)資源的價值，為科學預測、正確決策和快速處理提供支持。通過對智慧城市的發(fā)展提供合理的安全機制，如加速城市信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和強化信息安全，岳陽市應(yīng)重點聚焦于對主要智慧項目的建設(shè)，以期在城市管理和公共服務(wù)方面取得更大突破。

圖3 基于“IFP”框架的“智慧岳陽”頂層設(shè)計

5 結(jié)論與展望

總的來說，中國智慧城市建設(shè)仍處于初步探索階段。什么是智慧城市？如何建設(shè)智慧城市？對于這些基本問題，目前仍沒有統(tǒng)一的定論，許多城市也許會面臨信息孤島、沒有城市特色、智慧化水平低等問題。這些問題產(chǎn)生的根源來自缺乏頂層設(shè)計和宏觀規(guī)劃、在系統(tǒng)和體制中缺乏創(chuàng)新和潛在的網(wǎng)絡(luò)安全風險等。本文基于對智慧城市設(shè)計的總體需求的分析，通過對頂層設(shè)計以及“IFP”框架基本概念的闡述，自上而下整合資源、明確任務(wù)之間的關(guān)系、以“智慧岳陽”為例設(shè)計系統(tǒng)的操作路徑以保證智慧城市的健康、可持續(xù)發(fā)展，為后續(xù)研究提供參考。