摘 要

经济社会和科学技术不断前进，城市的作用和功能也在不断发展，人们对城市发展的研究更加深入。城市发展模式正在不断变化。智慧城市建设的背景以及建设的紧迫性非常明显。城市发展问题使用传统的技术和管理方法难以有效解决。我们现在利用新一代信息技术，智能技术和知识，全面审视城市性质，城市的定位以及发展期望，城市产业结构布局和调整，为了解决资源配置、城市功能区规划和产业布局问题，智慧城市的概念和建设应运而生。

在当今社会中，城市的建设离不开智慧城市的理念。本文通过现有的智慧城市研究，对比了国外的智慧城市现状，对我国的一个城市——武汉市进行了智慧城市规划的案例分析并提出发展建议。并对武汉城市圈主体功能区发展指标构建三维模型进行分析，对武汉城市圈智慧城市建设发展潜力进行预测。

通过探讨对武汉城市圈的智慧城市建设主要影响因素，推导出武汉市在未来城市建设以及产业发展的主导方向，总结出一般城市在智慧城市建设中的普遍规律，并给出合理化而有建设性的建议。

关键词：智慧城市；信息技术；城市规划；产业布局；创新

Abstract

With the continuous development and progress of the social economy and science and technology, people's understanding and research on the role and function of the city are also constantly developing, and the development mode and development form of the city are also constantly changing. The background and the urgency of the proposed background of the smart city are very obvious. Urban development issues have been difficult to solve effectively using traditional technologies and management methods, using a new generation of information technology, knowledge and intelligent technology to re-examine the nature of the city, urban development goals and positioning, urban function development, urban industrial structure layout and adjustment, and Dealing with the problem of resource allocation in urban development is imminent, so the concept and construction of smart city came into being.

Throughout today's society, the concept of a smart city is used in all aspects of urban construction. It provides people with unprecedented comfort and convenience, and points the way for future urban development. Through the existing smart city research, this paper compares the status quo of smart cities abroad, and analyzes the case of smart city planning for a city in China, and puts forward development suggestions. The 3D model of the development indicators of the main functional areas of Wuhan City Circle is analyzed to predict the development potential of the smart city construction in Wuhan City Circle.

By discussing the main influencing factors of the smart city construction in Wuhan city circle, the leading direction of Wuhan city construction and industrial development in the future is derived, and the general development rules of general cities in the construction of smart cities are summarized, and reasonable suggestions are given.

Key word：Smart city; information technology; urban planning; industrial layout; innovation

目 录

第一章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2研究意义 2

1.3国内外智慧城市的建设发展现状 2

1.3.1 国外智慧城市建设发展现状 2

1.3.2 国内智慧城市建设发展现状 4

第二章 智慧城市的相关理论概述 5

2.1智慧城市的演化进程及提出背景 5

2.1.1 城市的发展历程 5

2.1.1.1 城市概念 5

2.1.1.2城市化概念 6

2.1.2 智慧城市的缘起 6

2.2 智慧城市的概念及内涵 7

第三章 国外经典案例分析 9

3.1纽约智慧城市规划的内容和实施 9

3.2城市的空间布局优化与智慧交通 9

3.3经验借鉴 10

第四章 基于武汉城市圈的智慧城市建设与产业功能区规划的探究 12

4.1布局原则 12

4.2主体功能区划分方法 12

4.2.1指标体系确定 12

4.2.2指标权重确定与综合分值计算 13

4.2.3构建三维魔方 14

4.3武汉城市圈主体功能区划结果 16

第五章 智慧武汉建设的建议 22

5.1在动力上，应选择创新驱动发展的建设模式，优先布局高科技产业 22

5.2在建设方式上，应选择整体布局，重点突破的建设模式 23

5.3产业布局要以顶层设计为蓝图，以具体着陆项目为起点 23

5.4关键技术作为先导，新一代信息产业为支柱 24

5.5在建设目标上，以应用牵引为出发点，以民生建设为落脚点 24

5.6在资源配置方式上，政府主导基建，市场主导开发运营 24

第六章 结论 25

参考文献 26

致 谢 27

绪论

经济社会的发展就是城镇化的过程，而城镇化进行高级阶段必然会产生新的城市化发展模式，而进入到二十一世纪，智慧城市的概念似乎得到了普遍认可，成为了解决城市化高级形态的新兴模式。

1.1研究背景

1978年改革开放至今，国内经济持续发展，城市规模逐步扩大，城市化进程迅猛推进。截止至2011年，我国城市化率已超过50％，明显正处在快速城市化的阶段。预计到2020年，我国的城市化率将达到60％。工业，教育，医疗，文化和娱乐不再都集中在北京，上海和广州等区域中心，由于工业高度集中，其他中等城市已发展成为人口众多的繁荣城市，并且扩张需求日益增加。

信息和知识是经济增长的重要因素，技术进步在社会生活水平，生产能力和经济组织中发挥着重要作用。自20世纪90年代以来，技术整合和信息与通信的产业扩散创造了一种新的形式，给了我们很大的活力。随着世界通信系统的快速发展，互联网已经普及，城市信息化进程对改变人类生活方式也具有深远意义。许多日常生活，包括医疗，工作和学习，以及时间和空间的许多其他方面都被信息化的快速发展所打破。城市空间的布局也带来了新的变化。今天，城市的社会，经济，规划，管理等都在大规模使用信息技术。这些也为城市产业结构转型升级提供了机遇。因此，信息收集正在推动城市向前发展，并推动其快速发展成为新的动力。

云计算，物联网，无处不在的网络和移动互联网等新一代信息通信技术正在蓬勃发展，信息技术的发展也发生了深刻的变化。信息资源是一种新兴的生产要素，作用越来越明显。全球经济一体化加速信息通信技术的发展。智慧城市在解决建设问题，促进经济发展和产业结构调整，提高经济和社会生活效率，实现可持续发展方面有着不可替代的作用。

如今，WiFi技术已经非常成熟，已经安装在90％以上的智能手机中。据统计，2013年6月，中国有近6亿互联网用户，互联网普及率超过40％，比2012年增长约2％。在新的互联网用户中，使用移动设备访问互联网的人超过70%。互联网进入农村地区的速度也显着提高，超过一半的新增互联网用户居住在农村地区。

1.2研究意义

中国智慧城市的发展和建设仍处于起步阶段。因此，不同地区的城市应该规划和构建自己的问题和特征，作为城市智能的一部分。中国拥有庞大的领土，庞大的国家和众多的城市。这篇文章在对国内外智慧城市建设现状研究的基础上，初步揭示智慧城市与城市规划和产业布局之间的联系，并以一个例子来说明智慧城市将如何影响城市功能分区和产业规划。

1.3国内外智慧城市的建设发展现状

在经济全球化，信息技术飞速发展的背景下，世界各国都在大力建立特色型智慧城市。根据智慧城市发展的特点，可分为三个代表区域：北美地区，亚太地区和欧洲地区（见下图）。

图1-1主要集中地区

1.3.1 国外智慧城市建设发展现状

下面是一些对国外典型城市建设数字城市的概述和分析：

（1）美国

2009年， IBM首席执行官彭明生首次在美国议会上介绍了Smart Earth概念。还建议政府应与大公司携手合作，呼吁投入智能电网项目，并以此为支柱。与此同时，也做了许多尝试来建立其它设施来匹配信息城市发展，具体如下：

① 建设现代化的城市电网

2009年初，计划投资40多亿美元建设现代化电网，博尔特市最初发展成为一个非常强大的城市，拥有完全集成的智能电网，将测量设施转变为电力系统和通信网络。变电站已经变得“智能”，具有出色的性能。

② 模拟车辆系统

在美国一所知名大学里它们研发了一种车辆设计系统，允许人们在虚拟环境中进行远程通信和协作。并且可以实现实时通信和模拟处置一般紧急的情况。

③ 智能道路照明工程启动

在加利福尼亚州圣何塞于2009年启动。符合节能环保的初衷

④ 智能交通系统

这里面包含两个方面：智能交通工具和智能基础设施。在智能基础设施方面，它包括一系列监控和管理系统，如安全和保护系统，交通事故管理以及道路运营和维护。它主要利用信息网络监控，实时监控和及时发布数据，实现智能城市交通。

（2）英国

具体措施如下：

① 建造“数字城市”

同样在2009年，将把国家转变为世界领先的“数字城市”成为先导战略，要在短时间实现全面的网络覆盖。主要集中在“绿色环境”，

② 智能房屋的运用开始试点

2007年，格累斯特建造了第一座智能家居测试大楼。例如：调整房子里的温度。房子里有许多智能设施，因为配备了红外传感器和传感器，这使得它可以自动监控并且转发相关信息

③ 简历“新能源发展”生态社区

Beddington社区是伦敦最大的以绿色，低碳和可持续发展为发展模式的社区。屋顶的通风可以有效地节省能源。一系列设计，如自然采光和智能加热，最大限度地利用风能和太阳能等可再生能源，大大降低了采暖能耗和社区性能消耗。

1.3.2 国内智慧城市建设发展现状

我们应该知道，未来的城市发展趋势必须具备最基本的特征之一，并且我们希望在未来与新的信息技术技术（如物联网和互联网）竞争中占据领先地位，真正实现智能化和数字化的城市。

（1）上海

上海智慧城市的建设始从上世纪90年代开始

无处不在的全综合的信息基础设施架构，信息基础设施的发展一直被视为突破和切入点，规划体系的完善应尽快在政府指导下进行。

2010年上海世博会将展示世界上最先进的信息技术“智慧城市”，用于管理，服务和安全，是这方面智慧城市建设的典范。

（2）北京

2009年开始，北京市与有关单位签署了“利用北京”合作协议，主要内容涉及智慧经济建设和基础设施建设等几个方面，并提出了四个具体目标。具体行动如下：

①力求信息枢纽的全球化资源配置，

②寻求创新，结构转变

③ 建立一个能够支撑下一代信息技术的网络引擎系统。

这一切的目的，都是为智慧城市建设做铺垫

1. 沈阳

沈阳的战略计划是“生态沈阳”。沈阳市政府早年间与IBM和东北大学建立了联合研究机构。重点是城市清洁饮用水，水污染控制和管理以及作为生态城市的和谐和可持续规划。最重要的是，我希望通过智慧城市的开发和建设，为解决工业再造过程中的一些问题，为沈阳产业的转型找到新的解决方案。这是通过绿色技术和智能技术建立“生态沈阳”的最终目标。

智慧城市的有关概念

“智慧城市”一词在二十世纪就已经出现，直到二十一世纪这个词被赋予了更多在城市建设上的意义时，它看起来就不仅仅只是一个简单的词，更像是一套系统，用于城市发展的建设系统。

2.1 智慧城市的演化进程及提出背景

2.1.1 城市的发展历程

2.1.1.1 城市

（1）基本概念

“城市”这个词首次出现在“诗，飓风，定志坊”中，记载了春秋时期。“吴文公到楚丘步行，城市和露营的建设”。当中国早期的城市出现时，城市和城是分开的，这两个概念是不同的。“城市”的本义是指城墙和城市，当时它是一个非常重要的军事防御设施。两者之间的关系在生活中非常接近，而且这个地方非常狭窄，所以两者结合成一个“城市”。

“战国政策”和“资治通鉴”中也有相关描述，也指城市。胡三生说：“城市令人尴尬，有人说城市，文字大而不好”，这是城市的正确描述，因为大邑是城市的确切名称。

在战国时期的后半段，城镇之间的关系越来越紧密。而且与人们的生活开始息息相关，从那以后，所有人都知道“城市”这个词。

（2）功能类型

城市的功能就是城市的职责，它的作用。城市的能力是由城市的发展模式来决定的。著名的经济学家刘易斯·芒福德说过，城市有三个非常重要的作用：经济职能、文化职能和政治职能。根据古希腊的雅典宪章，居住，出行，玩乐和劳动是城市最重要的四大功能。所以现在的城市很多以其功能作用划分不同类型的城市：

①以经济职能为主的经济中心

②以政治职能为主的政治中心

③以文化职能为主的文化中心

2.1.1.2 城市化

我国的城市化进程定义是，国家标准城市规划术语的定义——人类生产和生活从农村向城市转变的不断发展和完善的过程。

通常使用城市人口与国家或地区人口的比率来表达一个国家或地区的城市化程度。我们通常把这叫做 “城市化率”。事实上，这非常复杂，因此人口交换的参考指标绝对没有明确说明。事实上，城市化可以从两个方面来理解：人口转移和社会变革。在实际开发过程中，这两个方面不是分开的，而是同时执行并经常链接在一起。

2.1.2 智慧城市的缘起

上面章节主要关注城市的发展。然而如今我们已进入信息时代，智慧城市这个概念也早已进入了人们的视野。

“智慧城市”一词，来源是IBM公司（被联想收购）在2008年提出的“智能地球”概念。主要指在各个领域全面应用最新信息技术，例如在世界各地嵌入传感器，如医院，铁路，建筑物，桥梁和电网。从传感器接收的数据连接到物联网，然后连接到Internet以实现高度集成。在此之后，物联网与计算机和云计算的结合可以改善人们的生产和生活，并实现理想智能城市的地位。

“智慧地球”是在如今金融一体化金融危机牵一发而动全身的背景下，为了应对这些问题而提出的有效解决方案。反映了在全球经济危机条件下出现的又一次技术革命现象。（如图 2-1 所示）

图 2-1 智慧城市缘起分析示意图

2.2 智慧城市的概念及内涵

（1）智慧城市的概念

智慧城市一词为我们大众深入理解城市的高级发展形态开辟了一个新的视角：智能城市的本质是基于物联网和多个网络与新的信息智能技术的整合。同时，随着产业、服务、管理、技术和生活的发展，新的城市模式和新城市形成是主要的研究内容。

狭义上看，智能城市指的是能解决各种城市问题的相关信息技术集成，如交通拥堵，功能区规划，生态失衡，资源配置调度等。如图（图2-2）介绍了智慧城市相关的关键主体。但是，应该指出的是，智能城市不仅仅是信息技术，还包括城市规划和发展的各个方面，如空间，社会，规划，管理等。

（2）智慧城市的内涵

“智慧城市”是不同于“数字城市”和“智慧城市”的，只一点我们必须明确。因此，在这种情况下从信息技术的角度理解智能城市是非常片面的观点。智慧城市不仅涉及技术层面，信息技术的发展是智慧城市结构的支撑和实施方案，其内涵主要涵盖了以下几个方面：

图 2-2 有关“智慧城市”的关键词分析图

智慧城市是城市综合协调发展的新模式，包括经济，人口，治理，交通，环境和生活主要这六个方面，与我们的生活息息相关。

智能城市将一整套城市建设规划系统整合到城市的所有区域，协调开发和运营，并使其具有相关性和可塑性。智慧城市也是一种新的发展战略和发展模式，将城市规划管理，产业结构现代化和公共服务可达性相结合。

国外经典案例分析

国外经济发达国家在城市的建设方面领先我们半个世纪，其中有很多典型的智慧城市建设案例，以下简单介绍美国的纽约市：

3.1纽约智慧城市建设的主要内容和方案

美国纽约市的职能城市建设主要有城市集中，效率高和多样性的好处。纽约的城市内容主要包括空中，土地，能源，水和交通。

纽约市建设智慧城市的重点集中在公共卫生，教育，犯罪和社会服务等方面。截至2012年，整个纽约市计划分为十个部分（见表3-1）。

3.2城市的空间布局优化与智慧交通

纽约市的城建空间规划和产业规划是城市管理和城市规划的基础，并反映在各行各业。通过优化布局，人们可以得到更好的照顾，让每个人的生活更加愉快。因此，这是一个必须在规划和建设中考虑的核心问题。