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标准化是我国智慧城市建设的基础性工作,具有统一规范、融合保障等作用,是推动信息技术在智慧城市建设及城市管理运行过程中应用的关键因素,有利于大规模城市建设和城镇化的推广和复制,是推进我国城市健康、有序、高效、融合、可持续发展的重要技术保障。
本文为研究院开放课题“智慧城市国际标准体系研究”(编号K-17025-01)中期成果。
文 /李公立,北京清华同衡规划设计研究院有限公司 高级工程师;王飞飞,北京清华同衡规划设计研究院有限公司 规划师;邱洁,北京清华同衡规划设计研究院有限公司 规划师。
过去几十年我国城镇化建设经历了历史上最快的发展阶段,在以大规模开发为重点的城镇化过程中,基本实现了空间上的城市化,却未能产生人口城市化效益。智慧城市的建设,正是从人类活动需求出发,以科技为驱动,充分利用互联网+、大数据等新兴技术,对城市传统的生产方式、公共服务、社会管理等进行创新和变革,为我国城镇化进程中基于人类活动的城市化过程提供可行的发展路径。
目前全球在建的智慧城市超过1200个,单纯依靠信息化建设已经实现了对城市公共服务、城市管理运行效率的一定提升,但同时也面临着更多新的问题和挑战,多业务的信息化系统如何互联,跨时空的大数据如何实现共享交换,全球化信息安全如何得到保障等等,正是由于相关的基础标准和法规的缺失,使得智慧城市建设向规模化、流程化推广过程中面临着各类障碍。
一方面,为应对智慧城市建设中跨部门跨业务跨时空的复杂社会环境,主流国际标准化组织及国家纷纷启动智慧城市标准研究工作。另一方面,我国在长期经济社会发展过程中非常重视标准化体系搭建及战略部署工作,提出了到2020年迈入世界标准强国行列的宏伟目标;各级标准化管理机构纷纷坚持贯彻落实全国科技创新大会精神和国家科技体制改革要求,实施创新驱动发展战略,大力推动着各类标准创新活动,鼓励企业社会资源的参与和互动。
因此,标准化是我国智慧城市建设的基础性工作,具有统一规范、融合保障等作用,是推动信息技术在智慧城市建设及城市管理运行过程中应用的关键因素,有利于大规模城市建设和城镇化的推广和复制,是推进我国城市健康、有序、高效、融合、可持续发展的重要技术保障。
一、标准到底是什么?是如何演变发展至今?
标准化是人类社会实践的产物,是社会发展到一定阶段必然出现的,因此它随着人类生产活动的发生和发展而发生和发展,既受生产力的制约又为生产力发展创造条件、开辟道路,社会经济、科学文化的发展是标准化发展的动力。在经历了古代、近代的漫长发展历程,现代标准化更需要运用方法论、系统论、控制论、信息论和行为科学理论的指导,以满足人类社会全球化高速发展的需求。
随着世界各国之间的科技、文化交流和贸易往来增多,标准在国际范围内的协调越来越重要。自1865年成立了第一个国际标准化组织-国际电报联盟(ITU),以解决用电安全和电工产品标准化问题后,1906年成立了国际电工委员会(IEC),在电子电工领域开展标准化工作;此后1926年多国又共同成立了国家标准化协会国际联合会(ISA),也就是ISO的前身,到1947年正式更名为ISO,成为最大的国际标准化组织,重点制定综合类国际标准。
二、国际智慧城市标准化环境
近年来智慧城市已成为全球各国及主要国际标准化组织的工作热点。在国际标准化工作中,ISO、IEC、ITU三大核心国际标准化组织都在积极开展智慧城市标准的编制以及研究工作,我国在这三大组织中均承担着重要的组织和执行角色,分别具有专家担任副主席、召集人等职务。截止到2017年,IEC/ISO/ITU发布的国际标准总数超过3万项,中国主导制定并已发布的超过300项,涉及智慧城市的超过20项;已立项的国际标准数量超过600项,其中涉及智慧城市的超过40项。
本课题研究旨在通过全面梳理分析国际智慧城市标准化研究现状,结合国际智慧城市建设和发展的实际情况,明确国际智慧城市标准化工作的需求和发展方向;通过参与国际标准化组织各类学术活动,依托ISO及IEC标准化组织研究工作,梳理和完善智慧城市国际标准体系框架,通过对已积累的项目研究和理论经验进行归纳梳理,在重点领域开展专项标准研究编制工作,并逐步提高在国内外智慧城市标准领域的核心竞争力。
三、 国际智慧城市标准化研究成果
课题组通过参与ISO、IEC、ITU-T三大国际标准化组织在智慧城市领域的学术研究工作,参加相关国际标准技术讨论活动,配合相关智慧城市委员会(ISO/TC268、IEC/SyC smart cities)承担标准内容研究及工作报告等具体工作,开展了从智慧城市总体框架研究到需求、数据、术语及用例标准分析等多个方面的专项研究工作,希望在这些重点方向探索适合我国智慧城市标准国际化发展的实施路径。
1. 国际智慧城市标准体系框架研究
通过对五个国际标准化组织(ISO、IEC、ITU-T、JTC1、IEEE)及英、法德、欧、日、韩、美国等八个发达国家标准化机构检索到的共计1153个智慧城市相关标准进行归类和统计,参照ISO智慧城市领域技术、行业、层级等分类模型,将智慧城市信息化相关标准分类进行梳理用于后续的标准研究和分析工作。
在IEC/SyC Smart City Cities WG3 (Reference Architecture 参考框架工作组)关于Smart City reference architecture methodology的研究中,对智慧城市参考架构及方法进行了研究,通过系统研究各种利益相关者的需求、本体、现有智慧城市模型和观点,从而促进协调和合作,共同发展对智慧城市问题和潜在解决方案的共识,是智慧城市系统域中所有SDO ( Standard Development Organization标准发展组织)有效和高效协作的关键推动者。以提出的AAL Architecture model为例,项目组构建了多种类型的智慧城市框架模型,并通过需求、功能、利益相关者分析对标的方法对模型进行验证,逐步形成适用于不同场景的框架模型体系。
2. 国际智慧城市标准专项研究
(1)面向全球的智慧城市发展需求研究
IEC/SyCSmart City needs survey全球智慧城市发展需求研究,是为了更好地了解全球各国城市发展的实际情况,由WG2 ( Market Relationship 市场关系工作组)组织的针对全世界10个国家的关于城市发展需求调研工作。课题组通过参与设计需求标准化调研问卷,向各国政府、企业、学校等不同类别用户进行采集共计67个样本数据,并对反馈信息进行整理和分析,能够明确全球智慧城市建设各相关方需求的整体情况,有利于后续城市建设工作的高效准确开展。
(2)智慧城市数据共享交换技术标准研究
ISO/WD37156 Smart community infrastructures Guidelines on Data Exchange and Sharing for Smart Community Infrastructures是 ISO/TC268/SC1 WG4重点承担的面向城市基础设施的数据共享交换标准。该标准由中国发起和主导,是ISO的首个智慧城市基础设施数据标准,标准内容将涉及智慧城市基础设施的数据交换和共享模型、数据融合、数据安全等。本课题团队作为该标准的编制单位,结合ISO/WD37156中关于数据共享交换框架、数据隐私性、数据所有权等章节内容需求,研究完成了智慧城市基础设施运行管理中的数据类型、格式、目录索引、模型定义,数据交换范围、数据安全管理原则及数据所有者、使用者、管理者权限义务等内容的编制工作。
(3)智慧城市用例标准研究及创新实践应用
课题组通过参与IEC/SyC Smart Cities WG2 ( Market Relationship市场关系工作组)的Smart City use case标准化研究工作,积累了智慧城市用例编制方法及理论实践的研究基础。并参与了NWIP_Smart City Standards Inventory & Mapping中关于智慧城市标准与城市管理业务相对应的推导模型和验证模型构建和匹配工作,提出了Smart City Map under Implementation framework viewpoint等研究成果。
同时,本课题依据现有的智慧城市理论、用例研究及国际标准实践经验,将Description, Diagrams, Technical details, Step by step analysis, Information exchanged, Requirements, Commonterms and definitions, Custom information 等通用用例内容进行组织关联,结合利益相关方分析、社会活动分析、信息交换流程、IHE-Profiles等分析方法,以福州滨海新城核心区智慧城市专项规划的项目研究工作为基础对标准用例编制方法进行实践和完善,目前已在IEC SyC Smart Cities WG2 成立一个独立smart city planning task team(智慧城市规划用例组),为全球的智慧城市推荐和推广更多的优秀use case。
本课题希望通过全面系统地分析和参与智慧城市国际标准化研究工作,辅助传统智慧城市规划设计,并充分利用标准领域国内外优势资源,结合自身发展需求进行专项的重点突破,力图提升在国际范围的专业影响力和权威性,助力我国智慧城市标准化国际化发展。
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