内容简介

　　《智慧城市及其解决方案》介绍了城市的来历以及城市从数字化、信息化发展到智慧化的整个过程；从技术、管理、建设等不同角度阐述了如何构建智慧城市；从系统构成、人才、政策等方面讨论了智慧城市如何能够在新时期发挥其作用，达到人、环境、社会和谐共存；从云计算、大数据、物联网、IPv6、数据安全等多个技术视角，探讨了如何利用已有的技术和系统为智慧城市建设提供支撑；针对智慧城市的不同应用提出了相应的解决方案，并对典型应用案例进行了分析。

作者简介

　　张飞舟，北京大学地球与空间科学学院副院长、博士、副教授。1997、2001年分别获得北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院工学硕士学位、博士学位。2001－2003年在北京大学地球与空间科学学院从事理学博士后研究。2008年4月任北京大学地球与空间科学学院副院长。

目录

第1章绪论（1）
1.1城市概述（1）
1.1.1城市定义、形成与发展（1）
1.1.2城市构成要素与功能（3）
1.2我国城市发展历程（5）
1.2.1我国城市发展简史（5）
1.2.2我国城市发展的历程与规模（6）
1.2.3我国中心城市与区域中心（8）
1.3我国城市化进程与信息化建设（9）
1.3.1我国城市化进程及其发展目标（9）
1.3.2我国城市信息化建设（9）
1.4智慧城市的产生与发展（13）
1.4.1智慧城市产生的背景（13）
1.4.2智慧城市的历史机遇（14）
1.4.3智慧城市理论的发展（14）
1.5智慧城市的内涵与本质特征（15）
1.5.1智慧城市的概念与内涵（15）
1.5.2智慧城市的本质特征（17）
1.6智慧城市的拟人化模型（19）
1.6.1智慧基础设施（19）
1.6.2智慧治理（20）
1.6.3智慧民生（22）
1.6.4智慧产业（22）
1.6.5智慧人群（23）
1.6.6智慧环境（24）
1.7智慧城市发展现状与趋势分析（25）
1.7.1国外发展状况（25）
1.7.2国内发展状况（29）
1.7.3智慧城市建设路径选择（31）
1.7.4我国智慧城市发展趋势（32）
讨论与思考题（35）
第2章智慧城市体系架构（36）
2.1智慧城市业务模型与主体构成（36）
2.1.1智慧城市业务模型（36）
2.1.2智慧城市主体构成（36）
2.2智慧城市体系框架（38）
2.3智慧城市层次结构（39）
2.3.1基础设施（39）
2.3.2决策支持（40）
2.3.3服务应用（40）
2.4智慧城市技术架构（41）
2.4.1智慧城市总体技术框架（41）
2.4.2智慧城市技术层次结构（42）
讨论与思考题（43）
第3章智慧城市技术层次构成（44）
3.1感知层（44）
3.1.1感知对象与感知方式（44）
3.1.2感知网络与感知技术（44）
3.1.3RFID技术（47）
3.1.4传感器技术（48）
3.1.5条形码技术（49）
3.2接入层（50）
3.2.1光纤通信（50）
3.2.2蜂窝移动通信技术（51）
3.2.3卫星通信（53）
3.2.4移动互联网（54）
3.3网络层（55）
3.3.1无线传感网络技术（55）
3.3.2无线传输技术（58）
3.3.3自组织通信技术（59）
3.3.4IP承载技术（61）
3.4应用层（62）
3.4.1应用层概念与应用对象（62）
3.4.2应用平台（63）
3.4.3中间件技术（64）
讨论与思考题（68）
第4章智慧城市支撑技术（69）
4.1云计算技术（69）
4.1.1云计算概念与原理（69）
4.1.2云计算体系结构（72）
4.1.3云计算核心技术（73）
4.2地理空间信息与可视化技术（74）
4.2.1GIS概念、组成及功能（74）
4.2.2GIS可视化技术（77）
4.3大数据技术（79）
4.3.1概述（79）
4.3.2大数据应用（80）
4.3.3大数据价值（81）
4.4信息安全技术（81）
4.4.1概述（81）
4.4.2云计算安全（82）
4.4.3云数据隐私保护（84）
4.4.4可信云计算（85）
4.5物联网技术（86）
4.5.1物联网概念（86）
4.5.2物联网技术（88）
讨论与思考题（90）
第5章智慧城市规划设计（91）
5.1概述（91）
5.1.1智慧城市顶层规划（91）
5.1.2智慧城市规划内容（92）
5.1.3智慧城市顶层规划推进策略（92）
5.2智慧城市系统功能体系规划（93）
5.2.1政府公共服务功能（93）
5.2.2城市综合管理功能（93）
5.2.3社会民生服务功能（94）
5.3基础设施体系规划（96）
5.3.1电子政务外网规划（96）
5.3.2城市物联网规划（97）
5.3.3城市无线网络接入规划（98）
5.4智慧城市保障体系规划（98）
5.4.1智慧城市体制与机制（98）
5.4.2智慧城市法规建设与执行（99）
5.5智慧城市集成规划（99）
5.5.1系统集成（99）
5.5.2信息集成（100）
讨论与思考题（101）
第6章智慧城市一级平台设计（102）
6.1智慧城市系统总体架构（102）
6.1.1系统层次体系架构（102）
6.1.2一级平台信息及数据组织（103）
6.2一级平台功能设计（104）
6.2.1数据资源管理功能（104）
6.2.2数据交换共享功能（105）
6.2.3数据分析与展现功能（106）
6.3.4可视化管理功能（107）
6.2.5统一认证功能（108）
6.2.6共享数据仓库功能（108）
6.2.7综合信息集成门户网站功能（109）
讨论与思考题（110）
第7章智慧城市功能平台设计（111）
7.1智慧政府平台（111）
7.1.1智慧政府平台规划内容（111）
7.1.2智慧政府数据资源中心（112）
7.1.3智慧政府平台门户网站（113）
7.1.4政府平台应用示例（113）
7.2智慧公共安全管理平台（114）
7.3智慧应急指挥平台（118）
7.4智慧医疗卫生服务平台（120）
7.4.1智慧医疗卫生服务平台结构（121）
7.4.2智慧医疗卫生应用系统（121）
7.4.3智慧医院（125）
7.5智慧社区服务平台（127）
7.5.1智慧社区的特点与作用（127）
7.5.2智慧社区应用系统（128）
7.5.3智慧社区医疗服务系统（130）
讨论与思考题（133）
第8章智慧城市建设与管理（134）
8.1我国智慧城市建设内容与管理模式（134）
8.1.1智慧城市建设内容（134）
8.1.2智慧城市管理的内容与模式（135）
8.2智慧城市建设运营（139）
8.2.1智慧城市运营模式影响因素（139）
8.2.2智慧城市运营的支撑要素（140）
8.2.3智慧城市运营管理（143）
8.3智慧城市建设风险控制（145）
8.3.1智慧城市顶层设计和组织机构的风险控制（145）
8.3.2智慧城市人才体系与技术的风险控制（146）
8.3.3智慧城市资金与运营模式的风险控制（147）
8.3.4智慧城市信息安全与支撑环境的风险控制（147）
8.4智慧城市建设发展水平评估（148）
8.4.1智慧城市评价构建原则（148）
8.4.2智慧城市建设效果评价模式（150）
8.4.3基于内容的智慧城市评价指标（151）
8.4.4智慧城市金字塔式评价模型（154）
讨论与思考题（158）
第9章智慧城市应用体系与智慧产业（159）
9.1智慧城市应用体系（159）
9.2智慧产业的概念和特征（161）
9.3新兴智慧产业（162）
9.3.1物联网制造业（162）
9.3.2物联网服务业（165）
9.4传统产业智慧化改

前言/序言

　　“智慧城市”是近几年来日渐流行的词语：无论是在网络上，在各省市地区的政府报告中，还是在人们日常交谈中，“智慧”都越来越多地和“城市”、“中国”连在了一起。从辞海中可以找到对“智慧”的解释——“对事物能认识、辨析、判断处理和发明创造的能力”，也就是说“智慧”多指人而言。如今，随着互联网的日益普及，物联网的出现，大数据、云计算、移动互联等新概念的兴起，“智慧”一词所涉及的内容便可由“人”到“物”，以至“城市”。如果按照辞海的解释，智慧城市就是“具有认识、辨析、判断处理和发明创造新事物的能力”的城市。其中“认识”的实现由各类自动传感器设备完成，“辨析”则由高性能处理设备完成，“判断处理”可由云计算完成，而“发明创造”可以认为是目前兴起的大数据以及之前发展起来的数据挖掘的产物。换句话说，一座城市具有“发明创造”的能力，必须借助于各类传感设备和各类高性能计算处理设备，在海量数据的支撑下，产生新的造福人类的事物。当然，人是城市的核心组成元素，在构建城市的智慧构成中，人本身的智慧会自然地融入其中，并在各种各样的辅助手段下被放大。套用一句网络流行用语，我们可以这样认为，“智慧城市的发展仅受人们想象力的限制”。
　　笔者在2010年和2012年分别就“物联网”的技术基础和应用方案编写了两本小册子，其内容涵盖了射频识别、中间件、信息服务、标记语言、系统管理等技术，也详细介绍了物联网应用的领域和安全问题，整理了物流、电网、交通等经典应用的参考架构，所有这些都是今天的智慧城市的组成部分，是建设智慧城市、设计智慧城市不可或缺的技术基础。
　　《智慧城市及其解决方案》一书从基本概念、关键技术、规划设计、建设管理、应用分析和典型案例等角度对智慧城市展开讨论，并给出了发达国家（如美国、英国、新加坡等）的智慧城市典型案例，以及我国几个城市的规划建设做法，供读者参考。如此编排的原因在于：一、智慧城市更多强调的是一种概念，即城市如何叫“有智慧”；二、新技术层出不穷，新设备使人目不暇接，什么样的技术能够更好地融合于城市建设中，这样新技术的应用会带来什么样的管理方面的变革，甚至人们对管理运行城市理念的变革；三、世界各国各地区，我国各省市地区对城市的建设步伐不尽一致，已有的技术途径和条件也不尽相同，基础设施和人们的精神、物质文明程度呈现不一，因此建设、规划智慧城市的思路也必定不同。
　　智慧城市所涉及的领域非常宽，不仅有道路、电力等基础设施，而且有教育、医疗等民生工程。对于顶层规划设计人员而言，必须统筹人、物、财各个层面，即使对于某一个具体应用领域的建设者而言，也要综合考虑城市已有的基础条件和可利用的技术资源、人才资源等去设计、规划本领域的具体内容，这才真正体现出“智慧”一词的含义：打破条块分割、信息孤岛的格局，使城市的智慧如同人的智慧一样出自一个大脑，眼、耳、口、鼻和四肢各功能器官相互协调，共同服务于人的目标。
　　基于此，《智慧城市及其解决方案》在介绍智慧城市应用案例时，有的侧重于交通应用，有的侧重于物流，也有的侧重于电力、社区医疗等不同领域；但不管哪一具体应用，都要服务于城市的总体智慧建设这一大目标。
　　“智慧”一词不管如何界定，都是一个较难统一的概念，对“智慧城市”也一样。可以说，《智慧城市及其解决方案》仅就冰山一角做了阐述，还远不能说给出了完整的智慧城市描绘。这是一个有潜力的伟大事业，要依靠广大同人共同努力，打造服务于人类的美好前景，实现具有中国特色的智慧城市。
　　在撰写过程中，《智慧城市及其解决方案》参考或引用了诸多已在实施的工程项目解决方案，其中大多数已在书中注明了出处，但难免有所疏漏。在此，向有关作者和专家表示感谢，并对未能注明出处的引用表示歉意。
　　《智慧城市及其解决方案》主要由张飞舟、杨东凯、张弛编著，参加部分编写工作的还有：耿嘉洲、范诗玥、刘相锋、杨泽民、何汉贤、邹贵祥和叶威惠。在编写过程中，中国科学院遥感与数字地球研究所张立福、陈良富就《智慧城市及其解决方案》的组织结构和技术内容提出了许多宝贵意见，在此特向他们表示诚挚的谢意。
　　由于编著者水平有限，书中错误和疏漏在所难免，恳请读者批评指正。
　　编著者
　　2015年6月于北京

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