智慧城市：使未來(lái)更加宜居的數(shù)字化解決方案

　　由于城市變得越來(lái)越智能化，它們變得更加宜居，也更加靈活。今天我們來(lái)展望一下技術(shù)能為城市環(huán)境做出什么貢獻(xiàn)。

　　直到最近，城市的領(lǐng)導(dǎo)者才將默默奉獻(xiàn)的智能技術(shù)視為提高效率的主要工具。如今，技術(shù)正在以更直接的方式走進(jìn)居民的生活。智能手機(jī)已經(jīng)成為城市的鑰匙，它將運(yùn)輸、交通、公共醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)、安全警報(bào)和社區(qū)新聞等即時(shí)信息傳遞給數(shù)百萬(wàn)人。

　　經(jīng)過(guò)十年的反復(fù)試驗(yàn)，市政領(lǐng)導(dǎo)人意識(shí)到，智慧城市戰(zhàn)略應(yīng)該以人為出發(fā)點(diǎn)，而不是技術(shù)。“智能(smartness)”指的不僅僅是在傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施中安裝數(shù)字接口或簡(jiǎn)化城市運(yùn)營(yíng)。它還涉及有目的地使用技術(shù)和數(shù)據(jù)來(lái)做出更好的決策，實(shí)現(xiàn)更高的生活質(zhì)量。

　　生活質(zhì)量的涉及面很廣，從居民呼吸的空氣到他們走在街上的安全感。麥肯錫全球研究院(麥McKinsey Global Institute，MGI)的最新報(bào)告《智慧城市：使未來(lái)更加宜居的數(shù)字化解決方案》分析了數(shù)十種數(shù)字化應(yīng)用如何解決這些現(xiàn)實(shí)的、非常人性化的問(wèn)題。本報(bào)告發(fā)現(xiàn)，城市可以使用智能技術(shù)將一些關(guān)鍵的生活質(zhì)量指標(biāo)提升10%至30%——這些數(shù)字可以挽救生命、減少犯罪事件、縮短通勤時(shí)間、減輕健康方面的負(fù)擔(dān)以及減少碳排放。

　　是什么讓一個(gè)城市變得智慧?

　　智慧城市讓數(shù)據(jù)和數(shù)字化技術(shù)發(fā)揮效用，以制定更好的決策并改善生活質(zhì)量。更全面、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)使機(jī)構(gòu)能夠在事件發(fā)展時(shí)觀察事件，了解需求模式如何變化，并以更快、成本更低的解決方案做出響應(yīng)。

　　三個(gè)層面協(xié)同工作，使智慧城市生機(jī)勃勃(圖1)。第一層是技術(shù)基礎(chǔ)，其中包括通過(guò)高速通信網(wǎng)絡(luò)連接的大量智能手機(jī)和傳感器。第二層由特定應(yīng)用程序組成。將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為警報(bào)、洞察和行動(dòng)需要合適的工具，這就是技術(shù)提供商和應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)人員的用武之地。第三層是城市、公司和公眾的資源使用情況。很多應(yīng)用程序只有得到了廣泛采用并設(shè)法改變行為時(shí)才能獲得成功。這些應(yīng)用程序鼓勵(lì)人們?cè)诜枪ぷ鲿r(shí)間使用交通工具、改變路線、減少能源和水的使用，并在一天中的不同時(shí)段這樣做，以及通過(guò)預(yù)防性自我護(hù)理(preventive self-care)減少醫(yī)療系統(tǒng)的壓力。

　　智慧城市技術(shù)具有改善城市生活質(zhì)量的巨大潛力

　　麥肯錫全球研究院對(duì)智慧城市應(yīng)用程序如何影響生活質(zhì)量的各個(gè)維度做出了評(píng)估：安全、時(shí)間和便利性、健康、環(huán)境質(zhì)量、社會(huì)聯(lián)系(social connectedness)和公民參與(civic participation)、工作和生活成本。大量的結(jié)果反映了這樣一個(gè)事實(shí)，即應(yīng)用程序在不同城市之間的表現(xiàn)有所不同，具體取決于遺留基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)和基礎(chǔ)起點(diǎn)等因素。

　　應(yīng)用程序有助于城市打擊犯罪并改善公共安全的其他方面

　　將一系列應(yīng)用程序進(jìn)行最大化部署可以將死亡人數(shù)(謀殺、道路交通事故和火災(zāi)所導(dǎo)致的)降低8%至10%。在一個(gè)擁有500萬(wàn)人口的高犯罪率城市，這可能意味著每年可以挽救300人的生命。毆打、搶劫、入室盜竊和車(chē)輛盜竊事件可降低30%至40%。除了這些指標(biāo)外還有很多不可估量的好處——居民來(lái)去自由而不必?fù)?dān)驚受怕。

　　技術(shù)不是犯罪問(wèn)題的速效對(duì)策，但是機(jī)構(gòu)可以使用數(shù)據(jù)更有效地部署稀缺資源和人員。例如，實(shí)時(shí)犯罪地圖(Real-time crime mapping)利用統(tǒng)計(jì)分析來(lái)凸顯模式，而預(yù)測(cè)性警務(wù)(predictive policing)則更進(jìn)一步，它可以預(yù)測(cè)犯罪，在犯罪發(fā)生前予以阻止。當(dāng)事件確實(shí)發(fā)生時(shí)，槍擊檢測(cè)(gunshot detection)、智能監(jiān)視(smart surveillance)和家居安防系統(tǒng)(home security system)等應(yīng)用程序可以加快執(zhí)法。但是，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的警務(wù)必須以保護(hù)公民自由的方式進(jìn)行部署，并避免將特定社區(qū)或群體當(dāng)罪犯看待。

　　在生命受到威脅時(shí)必須爭(zhēng)分奪秒，一線救護(hù)人員在第一時(shí)間到達(dá)緊急情況現(xiàn)場(chǎng)至關(guān)重要。智能系統(tǒng)可以優(yōu)化呼叫中心和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，而交通信號(hào)優(yōu)先權(quán)(traffic-signal preemption)可為緊急車(chē)輛提供清晰的駕駛路徑。這類(lèi)應(yīng)用程序可將緊急響應(yīng)時(shí)間縮短20%至35%。響應(yīng)時(shí)間已經(jīng)短至8分鐘的城市可以減少近2分鐘的時(shí)間。一個(gè)平均響應(yīng)時(shí)間為50分鐘的城市至少可以削減17分鐘。

　　智慧城市技術(shù)可以使日常通勤更快，使人少一分沮喪

　　世界各地城市的數(shù)千萬(wàn)人每天上下班都要忍受繁忙的交通和過(guò)度擁擠的公交車(chē)和火車(chē)。改善日常通勤對(duì)提高生活質(zhì)量至關(guān)重要。

　　到2025年，部署了智能移動(dòng)應(yīng)用的城市有可能將平均通勤時(shí)間減少15%到20%，有些人的通勤時(shí)間甚至可以進(jìn)一步縮短。各個(gè)應(yīng)用程序能發(fā)揮的潛力大不相同，具體取決于每個(gè)城市的密度、現(xiàn)有的交通基礎(chǔ)設(shè)施和通勤模式。在一個(gè)擁有龐大交通系統(tǒng)的密集城市，智能技術(shù)每天可以節(jié)省近15分鐘的平均通勤時(shí)間。在一個(gè)通勤十分勞累的發(fā)展中城市，智能技術(shù)每天能縮短20至30分鐘的通勤時(shí)間。

　　一般而言，交通系統(tǒng)得到充分使用的城市可以從簡(jiǎn)化乘客體驗(yàn)的應(yīng)用程序中受益。使用數(shù)字標(biāo)牌或移動(dòng)應(yīng)用提供交通延遲的實(shí)時(shí)信息，使乘客能夠即時(shí)調(diào)整路線。在現(xiàn)有物理基礎(chǔ)設(shè)施上安裝物聯(lián)網(wǎng)傳感器有助于技術(shù)人員在故障和延誤發(fā)生前解決問(wèn)題。

　　在自駕很普遍或公交車(chē)是主要交通方式的城市，緩解道路擁堵的應(yīng)用更為有效。在公交車(chē)出行為主要交通工具的發(fā)展中城市，交通信號(hào)的智能同步有可能將平均通勤時(shí)間減少5%以上。實(shí)時(shí)導(dǎo)航使駕駛員意識(shí)到交通延誤并幫他們選擇最快的路線。智能停車(chē)應(yīng)用直接將他們指向車(chē)位，使他們不必徒勞地兜轉(zhuǎn)于城市街區(qū)而浪費(fèi)時(shí)間。

　　城市可以成為改善健康狀況的催化劑

　　由于城市密度很高，這使其成為解決健康問(wèn)題的重要平臺(tái)(盡管目前未得到充分利用)。我們意識(shí)到，技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的作用是廣泛的，不斷變化的，因此我們只分析能讓城市發(fā)揮作用的數(shù)字化應(yīng)用。我們量化了它們對(duì)殘疾調(diào)整生命年(DALYs)的潛在影響，這是世界衛(wèi)生組織用于表達(dá)全球疾病負(fù)擔(dān)的主要指標(biāo)，它不僅反映了因早逝而錯(cuò)過(guò)的年華，也反映了因殘障而錯(cuò)過(guò)的正常生活。如果城市將我們的分析中包含的應(yīng)用程序做了最大化部署，我們認(rèn)為將DALY降低8%至15%是完全有可能的。

　　有助于預(yù)防、治療和監(jiān)測(cè)慢性疾病(如糖尿病或心血管疾病)的應(yīng)用可能在發(fā)達(dá)國(guó)家最有作為。遠(yuǎn)程病人監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(Remote-patient-monitoring system)有可能將高收入城市的健康負(fù)擔(dān)減少4%以上。這些系統(tǒng)使用數(shù)字化設(shè)備獲取重要數(shù)據(jù)，然后將這些數(shù)據(jù)安全地傳輸給別處的醫(yī)生進(jìn)行評(píng)估。這些數(shù)據(jù)可以在患者需要早期干預(yù)時(shí)提醒患者和醫(yī)生，避免并發(fā)癥和住院治療。

　　城市可以使用數(shù)據(jù)和分析來(lái)發(fā)現(xiàn)具有較高風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的人群，并更準(zhǔn)確地制定干預(yù)措施。所謂的移動(dòng)醫(yī)療干預(yù)可以發(fā)出關(guān)于疫苗、衛(wèi)生、安全性行為和遵循抗逆轉(zhuǎn)錄病毒治療方案(antiretroviral therapy regimen)等性命攸關(guān)的信息。在嬰兒死亡率(infant-mortality rate)較高的低收入城市，光是以孕產(chǎn)婦和兒童健康為重點(diǎn)的數(shù)據(jù)干預(yù)措施就可以將殘疾調(diào)整生命年(DALY)降低5%以上。如果發(fā)展中城市使用傳染病監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在快速蔓延的流行病中領(lǐng)先一步，那么將傷殘調(diào)整壽命年進(jìn)一步降低5%是有可能的。通過(guò)視頻會(huì)議提供臨床咨詢的遠(yuǎn)程醫(yī)療也可以在醫(yī)生短缺的低收入城市挽救生命。

　　智慧城市可以提供更清潔，更具可持續(xù)性的環(huán)境

　　隨著城市化、工業(yè)化發(fā)展和消費(fèi)的增長(zhǎng)，環(huán)境壓力也在增加。建筑物自動(dòng)化系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)電價(jià)以及一些移動(dòng)應(yīng)用能將碳排放量減少10%至15%。

　　結(jié)合了高級(jí)計(jì)量和數(shù)字反饋信息的用水跟蹤機(jī)制可以在用水量較多的城市促使人們保存用水并減少15%的用水。在發(fā)展中國(guó)家的很多地方，最大的廢水來(lái)源是管道泄漏。部署傳感器和分析機(jī)制可以減少高達(dá)25%的損失。像垃圾按量收費(fèi)(pay-as-you-throw)這樣的數(shù)字化跟蹤應(yīng)用可以將人均固體垃圾減少10%至20%。總體而言，城市每人每天可節(jié)省25至80升水，并且每人每年可將不可循環(huán)利用的固體垃圾減少30至130公斤。

　　空氣質(zhì)量傳感器不能自發(fā)地解決污染源問(wèn)題，但它們可以發(fā)現(xiàn)污染源并為進(jìn)一步行動(dòng)提供依據(jù)。北京通過(guò)密切跟蹤污染源并對(duì)交通和建設(shè)做出相應(yīng)的調(diào)整，在不到一年的時(shí)間內(nèi)將致命的空氣污染物減少了大約20%。個(gè)人可以通過(guò)智能手機(jī)應(yīng)用與公眾分享實(shí)時(shí)空氣質(zhì)量信息，從而采取保護(hù)措施。這可以將不利健康的影響降低3%至15%，具體要看當(dāng)前的污染水平。

　　智慧城市可以創(chuàng)造一種新型的數(shù)字城市公共空間并增強(qiáng)社會(huì)聯(lián)系

　　社區(qū)是很難量化的，但麥肯錫全球研究院對(duì)城市居民進(jìn)行了調(diào)研，以查明與當(dāng)?shù)毓賳T溝通的數(shù)字渠道以及促進(jìn)實(shí)際互動(dòng)的數(shù)字化平臺(tái)(如Meetup和Nextdoor)是否會(huì)產(chǎn)生影響力。我們的分析表明，使用這類(lèi)應(yīng)用程序幾乎可以使與當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)建立聯(lián)系的居民的比例翻一倍，與當(dāng)?shù)卣⒙?lián)系的人數(shù)比例也增加了兩倍。

　　為公共機(jī)構(gòu)和地方機(jī)構(gòu)建立雙向溝通的渠道，這可以使市政府反應(yīng)更敏捷。很多城市機(jī)構(gòu)在社交網(wǎng)絡(luò)上一直十分活躍，而另一些城市機(jī)構(gòu)則自行開(kāi)發(fā)了公民互動(dòng)應(yīng)用程序。這些渠道除了傳播信息外還為居民提供了報(bào)告問(wèn)題、收集數(shù)據(jù)或權(quán)衡規(guī)劃問(wèn)題的工具。巴黎實(shí)施了參與式預(yù)算(participatory budget)，邀請(qǐng)所有對(duì)項(xiàng)目發(fā)表想法，然后舉行在線投票，以決定哪些想法可以獲得資金。

　　將城市變成智慧城市不是創(chuàng)造就業(yè)的戰(zhàn)略，但智能解決方案可以提高當(dāng)?shù)貏趧?dòng)力市場(chǎng)的效率，并略微降低生活成本

　　很多地方官員都想知道，將城市變成智慧城市是否能創(chuàng)造更多的高薪技術(shù)崗位或加速自動(dòng)化浪潮。我們的分析發(fā)現(xiàn)，這對(duì)正規(guī)的就業(yè)有一定的積極影響。智能技術(shù)將直接使一些人下崗(例如市政府的行政和現(xiàn)場(chǎng)工作)，同時(shí)也創(chuàng)造了其它的工作崗位(例如維護(hù)，駕駛和臨時(shí)安裝工作)。電子職業(yè)中心(E-career center)可以通過(guò)建立更高效的雇用機(jī)制以及吸引更多失業(yè)和不工作的人加入勞動(dòng)力隊(duì)伍，從而產(chǎn)生一定的積極影響。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的正規(guī)教育和線上再培訓(xùn)計(jì)劃可以加強(qiáng)城市的技能儲(chǔ)備。將營(yíng)業(yè)執(zhí)照簽發(fā)、土地報(bào)批和稅務(wù)申報(bào)等政府職能數(shù)字化可以使當(dāng)?shù)仄髽I(yè)免于繁文縟節(jié)，從而有助于營(yíng)造更具創(chuàng)業(yè)精神的商業(yè)環(huán)境。

　　世界上很多最具活力和最令人向往的城市都面臨著嚴(yán)重的住房短缺，這推高了房租和房?jī)r(jià)。擴(kuò)大房源可以降低這些成本。很多地方因官僚體制而陷入了土地征用、環(huán)境研究、設(shè)計(jì)審批報(bào)批等困境。對(duì)這些流程進(jìn)行數(shù)字化可以避免風(fēng)險(xiǎn)和延誤，從而推動(dòng)更多的建設(shè)。此外，大多數(shù)城市有大量可用來(lái)擴(kuò)充房源的閑置土地。創(chuàng)建開(kāi)源的地籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)(open-source cadastral databases)有助于發(fā)現(xiàn)可供開(kāi)發(fā)的地塊。

　　智能應(yīng)用程序可以在其它領(lǐng)域節(jié)省成本，例如鼓勵(lì)人們更高效地使用公用事業(yè)和醫(yī)療系統(tǒng)。家居安防系統(tǒng)、個(gè)人警報(bào)設(shè)備和可穿戴設(shè)備等產(chǎn)品涉及到消費(fèi)，但人們?cè)敢鉃樗鼈兯鶐?lái)的價(jià)值買(mǎi)單。移動(dòng)應(yīng)用程序也帶來(lái)了新的價(jià)值，盡管線上計(jì)程車(chē)調(diào)配系統(tǒng)(e-hailing)可能會(huì)鼓勵(lì)人們更頻繁地搭計(jì)程車(chē)。然而，線上計(jì)程車(chē)調(diào)配系統(tǒng)和其它共享應(yīng)用程序使一些人放棄購(gòu)買(mǎi)私家車(chē)。麥肯錫全球研究院估計(jì)，普通人可以節(jié)省高達(dá)3%的當(dāng)前年度支出(current annual expenditure)。

　　從目前全球50個(gè)城市的部署情況來(lái)看，即使是最先進(jìn)的部署仍然任重而道遠(yuǎn)

　　麥肯錫全球研究院為全球50個(gè)城市的部署情況拍了快照，這不是為了加冕全球最智慧的城市，而是展示全球正在進(jìn)行的全部活動(dòng)。這包括評(píng)估每個(gè)城市的技術(shù)基礎(chǔ)，城市當(dāng)前的應(yīng)用推廣和公眾采用率。

　　我們對(duì)每個(gè)城市的技術(shù)基礎(chǔ)的觀點(diǎn)都考察了傳感器和設(shè)備的覆蓋程度、通信網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量以及開(kāi)放數(shù)據(jù)端口(open data portal)的存在。其中最先進(jìn)的城市是阿姆斯特丹、紐約、首爾、新加坡和斯德哥爾摩——但即使是這些領(lǐng)跑者，也只占當(dāng)今綜合技術(shù)基礎(chǔ)的三分之二?？偟膩?lái)說(shuō)，中國(guó)、東亞、歐洲和北美的城市擁有相對(duì)強(qiáng)大的技術(shù)基礎(chǔ)，中東的豪華城市也是如此。但非洲、印度和拉丁美洲的城市卻相對(duì)落后，尤其是在傳感器層的安裝上沒(méi)跟上，這是資本支出最大的要素。

　　我們使用當(dāng)前智能應(yīng)用程序的一個(gè)檢驗(yàn)清單來(lái)衡量每個(gè)城市的實(shí)施進(jìn)度。大多數(shù)城市一直都很重視移動(dòng)性，但總體上實(shí)施了最多應(yīng)用程序的地方(倫敦、洛杉磯、紐約、首爾、深圳和新加坡)已涉足多個(gè)領(lǐng)域。有些城市尚未實(shí)施能最大限度地解決一些優(yōu)先事項(xiàng)問(wèn)題的應(yīng)用程序。

　　麥肯錫全球研究院在所有被分析的城市進(jìn)行了線上調(diào)查，以評(píng)估居民對(duì)其環(huán)境中已經(jīng)發(fā)揮作用的技術(shù)的看法。我們發(fā)現(xiàn)，亞洲城市在認(rèn)知，使用和滿意度方面表現(xiàn)最佳，而歐洲城市則落后了。積極的采用和認(rèn)知似乎和城市的青年人口相關(guān)，他們不僅接受了更加數(shù)字化的處事方式，而且對(duì)此表現(xiàn)出期待。

　　智慧城市改變了基礎(chǔ)設(shè)施的經(jīng)濟(jì)，為合作伙伴和私營(yíng)部門(mén)的參與創(chuàng)造了空間

　　智慧城市技術(shù)有助于城市最大化利用資產(chǎn)，無(wú)論是擁有大量的遺留系統(tǒng)還是從頭開(kāi)始創(chuàng)建。在有形資產(chǎn)和維護(hù)上進(jìn)行投資的問(wèn)題是繞不開(kāi)的，但智能技術(shù)可以在核心組件升級(jí)時(shí)增添新的功能。

　　基礎(chǔ)設(shè)施投資曾一度使城市被需要大量資本且遙遙無(wú)期的計(jì)劃套牢。如今，他們只要將傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)和智能解決方案結(jié)合起來(lái)就可以更加動(dòng)態(tài)地對(duì)需求變化的方式做出響應(yīng)。如果偏遠(yuǎn)地區(qū)的人口飆升，那么增加新的地鐵或公交線路以及隨之而來(lái)的車(chē)隊(duì)擴(kuò)建可能需要數(shù)年時(shí)間。相比之下，私營(yíng)的按需小巴服務(wù)可以更快地啟用。

　　市政府不一定要成為各類(lèi)服務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)的唯一出資方和運(yùn)營(yíng)者。雖然對(duì)我們所考察的大部分應(yīng)用程序的實(shí)施工作應(yīng)由公共部門(mén)來(lái)做，但大多數(shù)初始投資可能來(lái)自私人參與者。公共財(cái)政可以僅用于必須由政府提供的公共物品。此外，公共部門(mén)的大部分初始投資能產(chǎn)生積極的經(jīng)濟(jì)回報(bào)，這為建立合作關(guān)系打開(kāi)了大門(mén)。

　　讓更多的角色參與進(jìn)來(lái)不是一件壞事，因?yàn)檫@可以讓更多的人采用基礎(chǔ)設(shè)施并將更多創(chuàng)造力應(yīng)用到用數(shù)據(jù)上。當(dāng)私營(yíng)部門(mén)的創(chuàng)新自然而然地涌現(xiàn)時(shí)，政府則可能要起到監(jiān)管、召集關(guān)鍵參與者、提供補(bǔ)貼或改變采購(gòu)決策的作用。有些城市不是采用總體規(guī)劃方法，而是將自身定位為生態(tài)系統(tǒng)，創(chuàng)建聯(lián)盟甚至物理協(xié)作空間。

　　有些城市正在以財(cái)富、密度和現(xiàn)有高科技產(chǎn)業(yè)等固有優(yōu)勢(shì)開(kāi)始轉(zhuǎn)型。但即使是不具備這些優(yōu)勢(shì)的地方也可以通過(guò)愿景、良好的管理、打破陳規(guī)的愿望以及不斷地滿足居民需求來(lái)鶴立雞群。私營(yíng)部門(mén)(非盈利性的)和技術(shù)人員還有很大的發(fā)展空間——最重要的是，個(gè)體有權(quán)塑造他們稱(chēng)之為家的城市的未來(lái)。