(上海政法学院经济管理学院,上海 201701)
摘要:现代城市在信息化和智能化的过程中正由二维空间上升为三维空间,并形成了大量的信息库和数据中心,将这些数据收集起来并相互连接,便形成了城市大数据,城市大数据如同城市中的自然资源和人力资源,已成为城市管理的重要战略资源。通过物联网、云计算和人工智能技术对城市大数据进行深度的汇聚、挖掘和分析,有助于决策者和城市管理者正确地认识和把握城市系统各层次的发展规律,从而对城市进行精细化管理并做出科学的决策,实现城市健康可持续发展。
一、引言
在快速的工业化和城市化的进程中,城市人口、工业和交通运输过度集中,城市病不断显现,如人口迅速增长,交通拥堵,环境恶化,住房短缺,就业问题以及公共安全等,使得我国的城市管理正变得越来越复杂。事实上,城市是由基础设施、居民和环境等组成的一个复杂生态系统,随着城市的发展,这个生态系统正变得日益巨大和复杂,尤其是信息技术等高新技术不断推动着现代城市发生日新月异的变化,城市管理者如果跟不上这个节奏必然会对管理城市感到力不从心,例如我国城市中新出现的共享出行产生的诸多问题还悬而未解,其中共享单车的野蛮生长已导致部分的城市街道变得杂乱无章,而面对这个问题,城市管理者似乎显得有些不知所措。随着我国城市的发展与科技的进步,大多数城市已由二维空间上升为了三维空间。二维空间的城市是一个包含文化、规范和社会互动所维持和塑造的人类社会空间,而三维空间城市不仅包括人类社会空间也包括计算机、互联网接入及由此产生的数据流等元素而形成的立体空间,这种全新的城市结构需要新的城市管理理念和方式对城市进行治理。而“大数据”的出现为治疗城市病提供了一种新“药方”,它能够描绘真实的城市物理实体(建筑物、汽车和道路等)和城市居民的社会领域的活动,它通过“量化一切”而实现城市的数据化,是城市真实实体的虚拟表现,数据虽然本身只是符号,但通过一定的量化和分析可以帮助城市的决策者和管理者更好的发现城市问题,找到科学的城市管理方法,正如中国工程院院士李国杰将“大数据”作用比喻于“蜜蜂模型”:蜜蜂的效益主要不是自己酿的蜂蜜,而是传粉对农业的贡献。
二、大数据背景下的城市管理创新
(一)城市大数据的概念与分类
城市大数据描述了城市中各种元素的实时运行状态,包括建筑、街道、管网、环境、企业、金融、商业、产品、市场、物流、医疗、文化、教育、交通、公安和人口等。有学者指出城市大数据可以分为五类:基于传感器系统的数据、用户产生数据、政府管理的数据、客户和交易记录数据及艺术和人文数据,表1列出了此五类数据的类型、实例及相应的用户群体。
表1城市大数据的类型及用户群体
类型 | 实例 | 用户群体 |
城市基础设施和移动目标的传感器数据 | 物联网,水体、交通、燃油和建筑物的环境监测传感器系统,手机、监控摄像头等产生的数据 | 各种公共的和私人的城市管理机构,信息与通讯开发人员,工程师等 |
社会和人类活动数据 | 参与式感知系统,社交媒体,网络用户,全球定位系统(GPS),在线的社交网络产生的数据 | 民营企业,公共组织用户中心,独立开发者,数据与城市科学研究者等 |
政府公共机构数据 | 公共机构的交易、税收、收入和注册数据;人口、交通、土地、房价和地理等基本公共数据 | 公开数据:发明家;黑客和研究者 机密数据:政府机构;致力于研究经济和社会政策的城市学者;公共健康和医疗的研究者等 |
用户和交易记录数据 | 存储卡和业务记录,车队管理系统,用户数据,公用事业和金融机构数据,产品购买和服务协议 | 民营企业,公共机构,独立开发商,数据与城市科学研究者等 |
艺术和人文数据 | 文档、图片、音频、视频、语言数据、艺术与物质文化、数字对象、其他媒体等数据 | 城市设计者,历史学家,艺术家,建筑学家,数字人文组织,社区组织,数据科学家与开发者,私人组织等 |
(二)大数据背景下的城市管理创新
大数据背景下的城市管理创新是指城市的政府部门、公共机构、企业和个人利用新一代信息技术手段获取和汇聚的各类城市设施设备、个人和集体等主客体所产生的动态和静态数据,数据通过共享、融合、分析和挖掘,使人们深入了解城市的运行状态,让城市管理者在城市管理方面做的更加精细化,做出更加明智的决策,优化城市资源配置,降低城市系统运行成本,推动城市安全、高效、绿色、和谐、智能地发展。
大数据的出现既为创新城市管理模式提供了新思路,也提供了重塑城市竞争力的新机会。在全球信息化快速发展的大背景下,大数据已经成为了每个城市重要的基础性战略资源。充分利用城市大数据的规模、质量和应用优势,挖掘和释放数据资源的潜在价值,提升城市大数据的社会价值和经济效益,能够有效提升城市竞争力。大数据对城市治理能力的提升有以下几点:
第一,大数据可以辅助城市治理做出科学决策
城市治理决策是对城市的经济、政治、文化和社会建设提思路、做规划、定政策、出措施的过程。在辅助科学决策方面
,城市管理者的大数据应用需求主要包括以下三个方面。
一是将数据作为科学决策的重要支撑单元,对日常社会运行进行监测提高城市治理的及时性和准确性。二是依赖大数据获取综合信息,提高治理决策效率和准确性,特别是在应急处理中大数据更能发挥重要作用。通常面对紧急情况城市管理者很难在第一时间获取事件的综合情况,提取到对决策有价值的信息。而大数据技术可以实时高速地处理海量数据,可以有效且快速地通过数据的收集、整理、分析、可视化为城市管理者做出决策提供有益参考,提升城市治理的综合应急能力。三是依赖于数据反馈对城市管理者的决策效果实现实时反馈,辅助管理者及时调整和优化决策。城市管理者在决策后,需要根据实际情况来反映决策的有效性并进行适时调整。利用大数据分析手段和可视化技术,可以对相关数据的变化进行实时监控和可视化,决策实施效果可以以更快的速度进行反馈,辅助决策部门根据实施效果总结决策经验,并适时地调整决策从而提升决策的实施效果。
第二,大数据提高城市管理水平
城市管理是城市管理者对一个城市中的各个方面、城市社会生活的各个领域及城市发展的各个环节进行组织、协调、监督、推进和管理的行为过程。在城市管理方面,大数据应用需求主要包括以下两个方面。
一是提升城市管理效率的需求。数据去噪技术可以帮助管理者自动去除海量信息中的错误、无用及重复信息,提高数据资源的价值密度,提升数据管理的效率。数据可视化技术可以将社会运行的信息实时展示在管理者面前,据此管理者可以减少应急情况的反应时间,更加及时地处理社会管理中的紧急情况。利用大数据挖掘和分析,管理者可以更加高效地发现社会中存在的潜在问题隐患,并予以排除,例如下文将阐述的纽约市案例中的火灾隐患排除。大数据技术极大的提升了数据的处理速度,并能够实现多源数据的综合整理,为日常社会管理效率的提升提供帮助。二是提升城市管理能力的需求。通过大数据挖掘和分析,可以辅助城市管理者发现日常管理中的盲点,找出新问题、新隐患,进而提升社会管理者的管理能力。通过构建传感器网络,可获取更多的城市运行数据,这些数据的采集可进一步提升城市管理者的管理范畴。
第三,大数据强化城市公共服务能力
城市公共服务是为满足城市公民生活、生存与发展的某种直接需求的经济社会活动,强调城市管理者的服务性和公民的权利。在公共服务方面,城市的大数据应用需求主要包括以下两个方面。一是提升政府提供服务能力的需求。服务能力不足已经成为制约公共服务事业发展的巨大障碍,大数据技术可以辅助城市管理部门了解公共服务中的社会需求,提升社会公共服务能力,节约社会资源。在交通领域,利用大数据可以监控车流状况,及时发现交通事故,提高“智慧交通水平”。在医疗领域,利用大数据可以获取病人过去的就医情况和身体素质,提高医疗诊断的准确性。二是提高民众参与公共事务的积极性需求。大数据技术可以提升公共信息的发布时效,更加便捷地收集到市民的反馈信息,从而为民众的生活提供更加便捷的服务,提升民众参与公共事务的积极性。在交通领域,利用大数据可以实时采集的车况信息和车位信息,方便市民选择更优的出行路线并获取停车信息。市容建设中,市民可以通过智能终端将市容问题进行提交,管理者便可据此提升公共服务的质量。
(三)国外利用大数据进行城市管理案例
目前,美国、法国等发达国家已开始利用大数据提高城市管理水平或改进公共服务,在教育、医疗、公共交通等领域已初见成效。
表2 国外利用大数据进行城市管理的一些案例
案例 | 背景内容 | 数据来源 | 作用效果 |
西雅图利用大数据节电 | 西雅图是美国西北部地区耗电量最大的城市,据《福布斯》发布的全球150个大城市年耗电量的统计数据显示,西雅图位列全球耗电量第20位。为此西雅图市政府与微软和埃森哲试点大数据电力节能项目。 | 四个主要城区的电力管理系统的数百个数据集,PSE公司提供的用电数据,包括每家用户的耗电量统计,及用户电热水器、取暖设备、照明、做饭、食物保存等用电行为习惯的分类数据。 | 对数据进行挖掘,再通过分析预测工具,找出可行的节能措施;目标是将耗电量降低25%。 |
里昂利用大数据治理交通拥堵 | 里昂政府为了避免交通堵塞的发生,减少堵车对市民的影响。应用IBM开发的“决策支持系统优化器”,根据相关数据做出决策,帮助应对解决意料之外的交通事故,并优化公共交通。 | 实时交通报告,包括大量的交通摄像头数据、信号灯数据、天气数据等;通过对过去的成功处置方案“学习”得到的数据。 | 当某地发生交通拥堵,可以及时调整信号灯让车流以最高效率运行;辅助处理突发事件;预测可能发生的拥堵情况。 |
拉斯维加斯城市管网 | 拉斯维加斯面临水电等市政管道因历史数据不准确而在施工中被挖断的威胁;拉斯维加斯利用大数据开发了城市的市政基础设施网络仿真模型。 | VTN公司帮助拉斯维加斯市整合来自各个数据源的数据;利用Autodesk的技术生成一个三维实时模型。 | 能够显示路面和地下的各种管线设施,拉斯维加斯市政管理者可以对地下关键资产的位置和状况进行实时监控。 |
纽约利用大数据防火 | 纽约市每年有近3000栋建筑因火灾损毁,由于纽约的城市很复杂,消防人员往往难以在第一时间赶赴现场,因此预防火灾显得格外重要。 | 100万栋建筑物相关数据,居民平均收入、建筑物年龄、电气性能等,通过60面算法给33万栋建筑物都标注了风险指数。 | 通过大数据分析,对建筑物火险概率依次排序,实施当年就将火灾发生率下降了约24% |
美国利用大数据缓解停车难问题 | SpotHero是一个手机应用,能够根据用户的位置和目的地,实时跟踪停车位数量变化。 | 入网城市的可用车库或停车位,以及相对应的价格、时间、区间等相关数据,以往不同时段的停车位情况分析,其他用户可能到达并抢占停车位的预判。 | 能够实时监控华盛顿、纽约、芝加哥、巴尔的摩、波士顿、密尔沃基和纽瓦克等七个城市的停车位 |
资料来源:赛迪智库整理
(四)我国城市大数据发展面临的问题和挑战
当前,我国多数城市在信息通信网络基础设施、政务信息资源整合共享平台和智能应用体系建设方面取得了一定成效,并发展了信息经济,积累了大量城市数据资源,这为使用大数据进行城市管理奠定了良好的基础,局部地区和一些部门已开始了一些尝试,例如广州黄埔区“三化”改革、国家工商总局“企业发展工商指数”等。然而,城市大数据的发展也面临着一些问题与挑战,主要有:①与信息安全和共享有关的标准法规体系亟待建立,且数据安全问题一直面临着挑战;②管理创新滞后于大数据的发展;③不清晰的商业模式影响大数据的可持续发展;④人才资源的供应不足制约大数据的发展;⑤现有的操作机制给数据资源的整合和共享带来了一定的困难。在信息共享与整合方面举个例子:2016年“世界上最遥远的距离”的争议,阿里巴巴集团技术委员会主席王坚认为:世界上最遥远的距离是红绿灯和交通监控摄像头之间的距离,它们都在一根杆子上,却从来没有通过数据被连接过,究其原因就是监控摄像头、红绿灯信号控制机、高识别率的视频识别算法、交通信号控制算法和整个系统的集成之间的数据和接口不能共享(郭伟娜等,2018)。
三、大数据背景下创新城市管理方式的建议
第一,建立大数据信息汇聚与共享平台
首先,建立公共设施物联网数据平台,实现对城市基础设施(如道路设施、水电气设施和地下管廊)波动变化的动态感知,为城市管理提供基础数据来源,建立综合监测水、土壤、垃圾及大气污染的大数据实时汇聚与分析平台,以全面、实时、准确地掌握城市环境质量和污染源信息,为环境保护提供决策支撑。其次,建立政务数据统一开放平台,以完善政府数据资源的管理规范。另外,建立政务信息资源开放平台,对城市政府数据的清洗、处理、整合、挖掘和共享,并逐步向社会开放,如信用、交通、医疗、卫生、就业、社保、地理、文化、教育、科技、资源、农业、环境、安监、金融、质量、统计、气象及企业登记监管等民生保障服务相关领域的政府数据。
第二,充分利用大数据进行城市的治理
城市治理包括社会安全管理、城市规划与建设、市场监管及环境保护等领域。因此,要推动大数据在城市治理中的应用,大数据应用平台需要涵盖大范围的数据资源,如城市人防、能源、电力、环保、卫生、交通、城管、水利、通信、安监、气象和地震等。加强数据资源的挖掘、分析和应用,以快速识别、及时预警以及顺利解决社会管理问题,提升城市治理能力。例如,建立支撑跨部门协作管理的城市规划大数据应用平台,为城市规划的编制、审批和实施等全流程提供有力数据支撑;建立公共和个人信用数据库平台,获得信用主体(如个体、机构、企业和政府)的信用大数据,加强对市场主体的信用体征的监管,增强社会成员的诚信意识,营造优良的信用环境。
第三,充分利用大数据提升城市服务水平
城市服务包括交通、医疗、教育、社会福利和文化旅游等领域。例如,建立交通大数据应用平台,以使城市居民及时获得交通信息(包括实时公交、实时路况、出租、公共交通设施和道路管养等信息),为人们出行提供各种增值服务(如出行信息服务和交通指南),辅助优化交通规划,提高公众出行效率以及改善用户交通体验,为未来城市的无人驾驶汽车及自动驾驶的交通运输设备提供大数据的支撑;建立汇集和整合人口信息、电子健康档案和电子病历的统一健康大数据应用平台,并开发覆盖公共卫生、医疗服务、医疗保障、药品供应和综合管理等业务的医疗健康管理和服务大数据应用体系;此外,城市应整合数字图书馆、档案馆、博物馆、美术馆、群众文化馆和科技体验馆中的数字文化资源,建立文化传播大数据综合服务平台。为促进旅游业发展,城市应推进旅游信息资源共享,整合旅游相关的数据资源(如公安、交通、环保、商务、航空、邮政、电信和气象),与主要网络搜索引擎以及在线旅游服务商合作,建立旅游大数据资源库等。