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杨巍 | 日本智慧城市建设的经验及借鉴
发布日期:2019-09-09 信息来源:三大网赌正规平台研究 访问次数: 字号:[ ]

【摘要】日本是世界开展智慧城市建设较早的国家,通过几十年的发展,其在智能基础设施、智能社区、智慧城市建设等方面取得了较好的成果,在应对气候变化、人口少子老龄化、资源能源日益紧张、大城市病等方面走在了世界前列,并步入高质量发展的路径。建设智慧城市的意义是通过人工智能、先进技术等创造前所未有的新价值、以新的价值兼顾经济发展和社会问题。在城市建设的复杂环境中,如何统筹推进智慧城市的建设,使其能够提供高水平的公共服务和舒适的人居体验,实现可持续发展是我们需要思考的问题。我国城镇化发展和美丽乡村建设工程正在规划建设的关键时期,学习世界有关先进经验,特别是同处东亚的日本建设智慧城市的有关经验更具有现实意义。

总结日本智慧城市建设的经验,我们应树立并贯彻“以人为本、生态至上”的规划建设理念,通过立法保障在前、市场手段为主、企业积极参与,各方协调实施,规划引领强化,在持续不断的探索改进下,逐步实现我国智慧城市建设的快速发展。


  从2012年开始,我国开始逐步推进智慧城市的建设,开展工作的过程中取得了一定成绩,但也存在一些问题:缺乏整体建设的顶层设计规划、指导意见;建设规范或标准制定进度较慢;项目建设社会及企业参与度不足;缺乏问题反馈和调整机制;建设内容有失均衡,建设节奏出现一哄而上,虎头蛇尾等现象。如何解决存在的问题,通过对日本相关领域的学习研究,对日本柏叶智慧城市的实地考察,总结其发展中的部分特点,提出有关建议。

一、日本建设智慧城市发展历程

  环境污染、人口膨胀和不断向城市大量集中引起的交通拥堵、犯罪率上升、城市资源消耗增加等是世界许多国家共同面临的重大问题,也是需要各国研究和解决的战略问题。日本国土狭小而人口众多,经济发展早已进入发达国家,如何进行城市建设和经济的可持续发展,解决发展中的众多矛盾,成为该国政府研究解决的重大问题,尤其日本国土及各类资源贫乏,特别是能源的缺乏问题始终是其发展的最大制约,因此早在2002年日本政府首先从智慧能源开始进行尝试,2009年推出“智慧日本战略2015”。2011年日本大地震后,鉴于灾害发生所反映出来的城市建设问题,进一步扩展了智慧城市的建设领域。到目前,开展有ICT数据有效利用型智慧城市和环境、能源、交通、通信、医疗、教育、健康等跨领域型智慧型城市的建设,提出了指导智慧城市建设长期发展的超智能社会的计划,且取得了一定成果。
在政府推动,政策鼓励、资金支持等的推动下,民间企业成为建设的主力军。例如:以三井不动产公司为区域开发主体建设的柏叶智慧城市,以丰田公司为主创建智能低碳示范小区、以松下公司为主的建设的藤泽智慧城市等。
日本作为世界发达国家,与我国同处东亚地区,同样面临着经济发展减缓、资源环境压力、人口老龄化和迅速城镇化等问题,其建设智慧城市经验对我国具有较好的借鉴意义。

二、日本智慧城市建设的特点

  日本在经历了近二十年智慧城市的建设,取得大量的经验。特别是在理念方面,无论是政府规划、还是城市规划设计、到具体项目建设,均将以人为本和生态优先的理念深入智慧城市建设的各个阶段中;在保障体系方面,法律制度建设、城市设计规划等实施在前,起到较好的保障和规范作用;在城市设计方面,形成政、企、民、学、科等多方共同参与的模式;在城市定位方面,注重民生与基础设施的融合;在实施主体方面,以企为主、政企充分合作;在实施运营方面,实现多元化的融资和收益模式,推动了日本智慧城市的建设与发展。

(一)发展理念,以人为本

  日本在整个社会体系建设中,尤其是基础设施、城市开发建设、运营管理方面,贯彻始终的理念在于“以人为本”“生态优先”,建设中考虑生态和人的需要,并贯彻节约、集约资源以及城市管理运行效率提高,实现健康、安全、舒适、智能生活的理念。例如,神奈川县藤泽市Fujisawa SST模式,已不再是传统的基础设施建设,首要考虑人们的生活,从智能生活的规划设计到实现智能生活的智能服务设计,进而实现可持续的智能生活智慧城市的构建。相模原光丘生态城市提出的理念,“谁都想住的生态城市”,包括智能+生态、地域环境和周边社区的融合、生态与城市传统风格的传承。千叶县柏之叶市提出“柏叶智慧城市”的理念,将丰富自然环境有效利用,通过“节能+创能+蓄能”和下一代交通系统,绿化项目、产业研发、智能化的人居和健康养老等全方位的智慧化的建设,实现区域内宜居宜业城市模型,同时注重考虑日本灾害频发的现实,着重考虑基本公共安全和水电等的基本供给。

(二)企业为主,多方参与

  日本智慧城市建设的另一个明显特征就是民间资本作为建设主体,其在建或是已取得一定成效的智慧城市建设,均由该国大型企业牵头作为主体,包括日立公司、丰田、松下、三井不动产等民营企业都参与了建设。在开发建设过程中,各牵头企业并未独立进行,而是注重采取各种方式吸引社会力量参与其中,除了各类相关企业外,还注重原住民与预期使用者的共同参与,从而构建起从规划设计到建设使用的各类规划、建设内容和使用功能的不断完善,达到可建设、多元化、可运营、都得益的建设效果。
例如:日本柏叶智慧城市的建设以土地的开发者三井公司为主,规划设计中根据发展的不同阶段,逐步将日立公司、千叶大学、日建集团等25家具有不同特点和专长的企业、团体吸引合作,吸纳土地拥有者和使用者一起组建合作建设机构,共同商议规划、建设、使用中的问题,并不断调整建设方案。神奈川县藤泽市以松下株式会社为主,联合了东京电气株式会社等18个团体共同规划开发建设。田町智能园则从基本构想、到规划、设计、施工、运行的全过程将多座不同用途的单项建筑整合为一个建筑群,由各企事业单位、设计者、施工者共同参与实施。

(三)市场推动,政府协调

  智慧城市建设项目具有全面性、复杂性和多方参与的特征。在日本,开展智慧城市的建设经验表明,建设的主体可以是房地产开发建设商、是汽车制造商、是高科技公司、电气制造商,也可以是能源供应商,但不论由哪个企业做主导,单靠一家来“包打天下”,都是不现实的。因为智慧城市的建设包括了城市土地所有者、房产建设、商业开发、基础设施建设、城市运营管理、智慧城市建设的技术实现等等各个方面,是一个复杂的系统工程。因而日本的智慧城市建设,基本采取了企业牵头,政府与企业共同推行,由政府与主导企业,或是联合若干企业形成合资公司进行共同建设。政府的任务更多的侧重于政策导向、资金扶持、总体规划,并参与城市基础设施建设和后期的运营调整、维护工作。这类建设方式包括:三井不动产公司进行的千叶县柏市“柏叶智慧城市”建设,丰田公司在丰田市开展的智慧城市建设,松下电器在藤泽市打造可持续智慧城市等。

(四)策划周详,逐步推进

  日本智慧城市的建设在前期阶段均进行了较为详细的策划和设计,参与策划、设计、建设、运行的不仅有土地开发者,也包括当地居民、潜在使用者、基础设施所有者、信息技术公司、设计公司等,得以充分取得相关利益者的诉求并贯彻在设计中,逐年分区逐步推进并适时修订。例如:神奈川县藤泽市Fujisawa SST,占地面积19.3公顷,建设期2014—2020年;相模原光丘生态城市,占地面积3.5公顷,建设期2013—2015年;千叶县柏市“柏叶智慧城市”占地面积12.7公顷,2005年—2020年。

(五)理念相同,协商解决

  日本智慧城市的建设目前已有一定成果,并将这些成果移植到了国外的一些项目中。其成功的一个重要特点是参与各方协商、沟通。在政府的规划指导下,在建设智慧城市理念相同的情况下,参与各方就开发规划和项目实施进行协商沟通,解决项目建设存在的问题。例如,神奈川县藤泽市Fujisawa SST模式,开发、运营商与政府共同制定周密的城市建设方案,聚集了与其有相同目标的企业,与相关居民达成共识,由管理公司进行运营。柏叶大学城的开发是在企业、政府、学校、居民共同合作下开展的,设计由东京大学、千叶大学、柏市和有关团体等组成的设计中心负责,建设实施由三井不动产为主导,联合24家企业和团体来实施。

(六)政府部门,各司其职

  日本政府在推动智慧城市建设过程中,主要起到推动作用。从顶层设计、到政策支持、法律保障等方面,为建设智慧城市起到了重要的推动作用。政府各部门在各个领域有着明确的分工,信息领域—Society5.0(超智能社会)项目由经济产业省负责,智慧城市—数据有效利用由总务省负责,交通领域—紧凑型城市+网络型城市由国土交通省负责,农业领域—智能农业由农林水产省负责,医疗领域—健康大数据由厚生劳动省负责。
各政府部门在推动规划的实施方面,也制定了具体的目标、措施、实现路径和时间表。例如:农业领域—智能农业由农林水产省负责。按照日本“农业新技术的现场实装推进方案”,到2025年农业主产业实现数据化生产,主要做法:根据新技术的实现,明确农业智能化的目标;构建实现目标的各技术路线图,包括如何进行必须技术的开发、试验、普及和工作路线图,包括更加具体的自动驾驶拖拉机、农业用无人机、自动收割机器人等的研发和推广应用;编制具体技术实施的推进方案,扩大相关类型企业的规模;制定相应的人才培养计划,培训新技术的使用者计划,在农业高校中开办智能化农业课程,推动使用设备的配套及服务等等,从顶层、中间层到科研、试验、使用、人才、配套服务等各个层面的问题均予以考虑,制定相应措施予以解决,以确保规划方案能够如期实现。

三、日本智慧城市建设的部分重点

  日本在建设智慧城市中的出发点主要考虑自然资源贫乏、灾害频发的国情,更多注重于实现节省能源的“3E”(Energy Security,Environment,Efficiency)标准和“低碳可持续”发展的智慧化。即改变城市基础设施的建设理念,重点以基础设施建设为核心,对交通、农业、公共健康、能源等通过新的智能技术进行整合,通过对城市设施、人流物流、各类建筑的网格化、智能化管理,提供高效的公共服务,实现高效、节能、绿色、环保的低碳城市目标。

(一)智慧能源

  日本智慧能源的建设起步于智能电网,智能电网的一个特点在于智能化整合、分配、调节各类能源供给系统,实时监控、调节区域供电、用能单位的现实用能与计划用能,实现能源间的智能调节和高效利用。日本智能电网的另一个特点是以建筑太阳能、小型风能、生物质能、垃圾发电、区域储能装置等作为电力供给的重要来源,通过区域电网和电动车辆的运营,来实现对化石能源的减少使用。第三个特点建立区域的能源管理系统。这个系统充分利用现代智能技术和大数据应用,通过区域内公共建筑、商业企业建筑、居民建筑的用能计划,建立用能规划,并通过对各用能单元的实施监控和智能调度,向用户的可视化智能终端推送合理化用能建议。以实现区域用能最合理的利用和尽可能的使用清洁能源,实现最大的节能减排目标。
日本的柏叶智慧城市已建成一定范围的社区智能电网,通过自有的区域电网,将外来电力和区域内自建的太阳能发电系统、区域内蓄电系统存储发电等各类电源进行智能化调节使用,实现了区域电力的调节分配、电力削峰和智能供电。通过该系统的建设运行,相较常规供电实现26%的电力削峰,并实现节能、二氧化碳减排等目标。该项目在未来建设中,规划新建建筑都将安装太阳能发电装置,并设置区域蓄电装置,以实现电力调度智能化的基础设备和自然灾害发生时的应急电源。区域调度中心将各用能单元及区域、区域间的预测用电量和实际使用量等信息进行智能分析并给出自动配置方案。智能终端系统可以通过大数据和智能化的分析,建立省电、灾害等多种用电模式,将民居、办公、大型商场的电视、空调、电灯等用电器形成一个系统,根据不同模式向用户推荐。通过系统调节,可以按照不同电力来源、价格和不同的使用时间对电力调节,实现削峰填谷和能源节约。该系统还担负备灾任务,要求在停电时能保证连续三天日负荷的60%的电力向居民供电,同时也负担灾害发生时消防电梯、照明设备、供水设备及其他公用区域提供电力,从而提供了能源使用的安全保障。

(二)智慧水务

  日本政府对水资源关注的重点是合理使用和污水的治理与排放。在供水方面,通过设置传感器、水质监测仪等先进的监测技术,利用现代智能技术,利用大数据和大型计算机进行分析和处理水资源的利用,实现水资源利用的最优。其监测系统目前已实现对水源、供水、排水设备运行的自动化检测、评价和管理,可远程监控供水量、水压的实施情况。尤其是在面临重大自然灾害或是重大事故时,能够做到快速反应,通过智能化系统提前预警并应对处置。在污水处理方面,建立了全方位的监控网络,除了在污水处理厂实现全自动检测,远程监控外,对于排放的监测实现了远程自动报警、事故报警和应急处置的自动控制,同时可实现向不同管理单位发出警示信息。

(三)智慧交通

  日本人口众多,交通运输发达,由此出现高频交通事故并带来巨大的人员、经济损失。为缓解这一问题,日本政府在1996年、2006年、2010年分别推出了三代智能交通系统,分别是车载数字信息通信系统、智能公路系统和该系统的加强版。车载数字信息通信系统的重点是行驶路线的规划;智能公路系统的重点是建立车辆信息平台,目的是整合车辆缴费系统、导航系统、安全驾驶系统等有关信息,实现人工驾驶和部分智能控制,以实现更高的驾驶安全性;智能公路系统加强版是在第一代的基础上实现辅助驾驶实施信息传输,以提高驾驶的合理性安全性,包括路况图像信息、周围行驶汽车信息、交叉路口信息、停车电子付费、互联网服务等功能,核心是实现驾驶提前预判、减少时间消耗和增加服务功能。
在区域交通领域,采用紧凑型城市+网络型城市。特别是在应对中小城市人口减少和老龄化的社会变化中,利用智能交通实现医疗、教育、商业等城市功能的运行,使居住者实现区域化的便利生活。因此,为实现以上目标,首先通过对城市再生特别措施法、地方公共交通活性化再生法等相关法律的修改,实现在地产开发项目中利用法律引导公共交通网络与公共设施、医疗设施、商业等设施在区域改造时统一规划设计实施,形成紧凑型城市+网络城市,以应对中心城区、郊区、卫星城等之间和智慧城区内人员的交通问题。例如,对公共交通工具与共享自行车、电动汽车、汽车等个人交通工具有效组合分工,综合运用先进的路面、车辆、传感器及先进的信息通讯技术和人工智能,实现节能、就近、长短结合、公共交通与个人交通、路面与地下交通的快捷、有序、节能环保的立体化交通。
丰田市正在尝试新一代汽车及智慧交通系统,打造未来“世界人车和谐城市”的建设目标,即探索可再生能源的充分应用,节能、蓄能设备的普及使用,同时以HEMS(家庭能源管理系统)模式包括交通在内的能源使用进行综合控制,引导居民环境意识,普及太阳能发电、电动车以及住宅里建设充电站等。

(四)智慧康护

  日本的高龄化已是其社会经济发展的重大问题,实现全体国民都能能够在自己熟悉的环境中安心、快乐、健康地生活,老年人也可以充分享受再工作的乐趣和积极主动开展各项社会活动,这是日本政府正在力争实现的城市计划。
在健康医护领域,将个人实时的生理数据、医疗信息、环境信息等大数据通过人工智能进行解析,并通过机器人进行生活服务、看护、陪伴等,实现一个人也能较为舒适的生活,以应对步入少子老龄化社会带来的问题;通过实时自动健康检查,及早发现疾病;通过整理、共享医疗数据实现不分地域均可接良好的医疗;通过现场看护机器人来减轻家庭和社会医疗费、护理费,解决看护人员不足等问题。

(五)智慧农业

  农业领域通过实施农林水产+地域活力创造计划,将机器人、人工智能、无人机、传感技术等尖端技术的研发、技术试验等加快向农业生产一线推广。在农村组建由农民、科研单位、生产企业、政府参与的协会,共同提出推动计划的相关技术革新、需求、研发建议或是进行技术试验。主要是应对在农业领域劳动者减少,劳动力不足的问题。按照日本“农业新技术的现场实装推进方案”,到2025年主要农业实现数据化生产。主要做法包括:根据各类新技术的实现,明确农业智能化的目标;同时构建实现目标的技术路线图,包括农业新技术开发、试验、普及的工作路线图,例如:自动驾驶拖拉机、农业无人机、自动收割机器人;编制技术实施的推进方案;扩大相关类型企业的规模;培训新技术的使用者计划、在农业高校中进行智能化农业课程开办和推动使用设备的配套服务等。
在企业层面,开展工厂化种植的科研试种,例如,在柏叶智慧城中,由千叶大学的研究机构开展植物工厂的试验工作,区域建设的主体三井不动产也参与其中,建设目的是为实现稳定、低成本、高产量的食品供应,并研究探索未来型新型农业技术,实现区域内基本农产品的供给和集约式、工厂化农业生产,提高农产品的供给。

四、几点启发

  中国与日本同为东亚国家,人口高度集中,资源相对短缺,且分布不均,人口逐步老龄化、人地矛盾问题相似,文化底蕴相通,借鉴日本建设智慧型城市发展模式的实践经验非常有意义。但借鉴要有所选择,两国有些具体情况又是不同的,如中国快速而大规模的城镇化是日本不具备的;日本建设智慧城市是全方位协同,但是各方协同在我国还存在一定难度;日本建设智慧城市相关的公共政策和推动政策标准高且可持续,我国的顶层设计和各类配套政策相对薄弱;此外,管理体制双方不一样,管理精细化程度也存在差距。
日本智慧城市的建设经过几十年的发展,通过法制引导与保障,市场手段为主导,生态优先,以人为本的建设理念,在整体谋划的逐步推动下,取得了较为丰富的经验,对正处于高速城镇化发展和步入老龄化国家的我国具有现实的借鉴意义。

(一)完善规划体系和保障机制

  从日本实施的经验看,首先是从规划及有关政策的角度进行调整,依法依规保障土地拥有者、项目建设者、使用者等各方的权益,为政府部门的管理提供相关依据,例如:经济产业省的超智能社会计划、总务省的数据有效利用型智慧城市规划、国土交通省的紧凑型城市+网络型城市等。我国在促进智慧城市的建设中,首先要从国家规划层面进行保障,研究和制定顶层规划、实施方案、建设标准与规范、评估与评价体系等,并应以总的规划为引领,以各分项实施方案为统筹,以各省、市为规划实施和建设主体,推进智慧城市的有序建设。各地开展智慧城市建设的区域做好相应规划,并与上位规划衔接一致。政府各部门从行业角度制定具有明确目标、建设路线图、技术研发、企业发展、人才培养等规划或实施方案,要明确主要职责、任务、实现路径和要求,各负其责,保障建设工作可持续,同时主导部门要切实做好协调工作,充分调动社会资本参与建设。

(二)构建多方协同的体制机制

  探索建立“体制机制协同、数据协同、利益相关主体协同”的新型模式。“体制机制协同”是实现智慧城市的有利保障。智慧城市的建设涉及到多部门多行业多领域,现行的管理体制是行业或部门的垂直管理体制,因此需要构建横向统筹、组织、协同机制。例如,多部门要协同制定统一制式或是统一标准的联网入网标准,逐步打通各行业、地区的信息壁垒,为智慧城市的建设提供条件。“数据协同”是实现智慧城市的基本前提,各地区都积极建设智慧城市,但是有的地方数据采集的基本网络机制都没建立,智慧城市是一个复杂的系统,而数据协同、集成、动态分析是其神经中枢,只有发挥好神经中枢的作用,才能及时反映出城市运行管理中出现问题,并做出合理有效的决策。“利益相关主体协同”是实现智慧城市的根本目标。政府在智慧城市的建设中不再是单一的主导者,而是多个利益相关主体之一,其作用更多是引导和政策的支持。智慧城市建设过程中应建立多方主体的交流平台,促进公私合作、多元参与、同谋同策,以保证未来在运行过程中更好的实现以人为本的高质量的生活。

(三)以人为本贯穿项目全周期

  建设理念是项目建设的灵魂,关系到城市发展定位、实施方式、运营方式等。从日本智慧城市建设的成功案例柏之叶智慧城来看,始终贯穿着以人为本的建设理念,规划设计实施中全面考虑了老年人的康养医疗,年轻人的创业就业,儿童成长需求等各个年龄都愉快生活的战略目标,实现智慧城内提供创业平台、稳定就业、就近上学、健康养老、美好生活的现实目标,以吸引更多的人,特别是年轻人前来居住,为我们中小城市发展提供了可借鉴的思路。

(四)遵循智慧城市建设发展规律

  需要懂得和掌握城市发展的规律,才能促使智慧城市建设取得实效。在规划、建设、管理、运行四个方面进行深入探索研究。在顶层设计中城市规划要做好对空间资源的合理配置,实现多规合一,尤其是在规划中要将智慧城市的建设理念贯彻进去,在国土规划、基础设施建设、城市管理、信息化建设等方面,做到顶层规划做引领,专项规划抓落实的规划体系。
智慧城市的建设是一项复杂的系统工程,不是几个部门、几家企业或是几个项目就能实现的,需要有步骤、有计划的逐步实现。要在做好规划的基础上,做好实施方案。要落实具体负责单位,要有具体目标和重点,要有具体实现路径,避免政策空洞化。以人为本在规划建设中是始终遵循的核心思想,在城市规划、房地产建设、供排水、供热、交通、健康卫生、城市管理等各个专项建设规划中,要按照生态、环保、智能的要求,结合发展实际把握建设节奏。逐步形成城市管理的综合智慧化。

(五)注重新兴技术的研发应用

  智慧城市的建设与运营需要大量的高新技术的支撑,这些技术推动智慧城市建设和实现成效的必要条件。高新技术应用要讲究经济实效,要注重信息技术的统筹集约,把大数据、资源和人有机结合,建立高度灵活的智能模式。运用先进技术研究建立具备智能化的决策系统,实现对城市交通、重要基础设施、民生设施和城市建筑等的监测、预警及预测,使得城市能够智慧运行。

(六)尊重国情,分步实施,典型示范

  九层之台,始于垒土,规划建设智慧城市要充分结合我国现阶段发展的实际情况和地广人多、经济发展的不平衡的特点,不能一蹴而就,要循序渐进,逐步推进智慧城市建设工作。各行业、各地在制定规划和实施方案中,要量力而行,分步实施,逐步推进,实现可持续建设发展。要建立政策激励机制,对于制度创新、模式创新、机制创新、路径创新等要采取鼓励措施,逐步形成中国特色的智慧城市建设多模式,为全国建设智慧城市提供可供借鉴的标准化模式。

(七)探索可持续的智慧城市运营模式

  智慧城市建设周期较长,建设资金巨大且回收周期长,要有重点有选择的进行可复制的成功的商业化建设运营模式,总结经验教训,逐步形成具有中国特色的智慧城市建设运营模式。智慧城市的建设主体应多元化,政府引导并提供政策支持,企业为建设主体,互联网及电信运营商等为技术支撑,研究咨询机构为外脑,构建协商、合作、共享的工作机制。通过企业自主投资、社会融资、企业间合作、建设债券、政府补贴、使用者付费、地产开发等方式,统筹谋划建设和运营费用,逐步实现可持续的运营模式。