城市发展和“城市病”

城市发展和“城市病”_智慧城市产生的社会因素_智慧城市

一、城市发展和“城市病”——智慧城市产生的社会因素

在人类社会发展过程中，经历了原始社会、奴隶社会、封建社会、资本主义社会和社会主义社会等历史时期，城市作为一种区别于农村的聚落，是在由原始社会向奴隶社会过渡的时期产生的。

城市也是世界文明的发源地。随着城市数量和城市人口的不断增多，城市被赋予了前所未有的经济、政治和技术的权力，城市发展开始在世界中心舞台发挥主导作用，此时便出现了城市功能发展与人们对城市功能的要求不能匹配的矛盾。未来城市的发展需要更加先进的理念和技术的支持。

（一）城市发展进程

从美索不达米亚平原上第一个聚落（城市雏形）产生，到奴隶社会、封建社会城市的日渐繁华，再到资本主义工业革命带来的城市现代化，我们居住的城市发生了翻天覆地的变化。如今，无论何种社会制度下的城市，都已经成为最先进技术和文化武装的，代表财富、舒适和前沿的现代化家园。人们把很多美好的希望寄予城市，不断研究各种城市发展模式，并用自己的智慧改造城市。

1.城市的起源——五大洲的平原沃土

关于最早诞生的城市，众说纷纭，它早于有文字记载的第一个城市，学者只能透过考古学和神话学这些非直接证据做出推理，认为城市主要起源于以下几个地区:美索不达米亚、印度河流域、尼罗河流域、中国华北平原、安第斯山中部、尼日利亚西南部等。

表1-1　城市起源时间、地点

美索不达米亚是希腊语，意为“两河之间的土地”，即为幼发拉底河和底格里斯河之间的地方，是世界古代文明的发祥地之一。公元前5000年前后，属于黄色人种的苏美尔人来到美索不达米亚，创造了人类最早的文明。

目前所知人类历史上最早的城市出现在公元前4000年左右西亚两河流域的苏美尔地区。该地区的第一座城市名叫伊瑞杜，是一个容纳有数千人的城市。到公元前3500年，苏美尔拥有15至20个城市，诸如乌尔、伊来斯等。其中乌尔的用地规模达到了4平方公里，人口约5万人。

尼罗河发源于埃塞俄比亚高原，纵贯世界上最大的沙漠——撒哈拉沙漠，最后注入地中海，是非洲第一大河。尼罗河每年6至10月的定期泛滥使得尼罗河中下游的河谷和三角洲地区沃野千里，成为埃及文明的摇篮，同时也成为人类发祥地之一。修建金字塔和大兴水利工程需要大量的人力，且尼罗河绿洲的开发也需要集中人力，这些需求恰好为城市的形成创造了条件，因此古埃及先后兴建了许多城市。

约在公元前7000年，印度河流域就进入了新石器时代。距印度河西北约200公里的梅赫尔格尔是印度次大陆早期文明的源头，在这里出土了大量公元前4100年前后的精美手工制品和来自于美索不达米亚的珠宝。公元前2500年前后，梅赫尔格尔消失了，而在它的南部约五公里的地方发现了一个新的定居地，那里的文化沉积物记录了其从类似梅赫尔格尔时期发展到类似哈拉巴文化时期的演进过程。

中国黄河流域发现的史前时代城址可以分为三群:

（1）河套群城址。该城址主要分布于内蒙古境内阴山山脉以南的丘陵地带，已确认的城址有18座，建成时间在公元前3000—前2300年。这批史前城址为石城聚落，均临险而筑，防御色彩十分浓厚。

（2）中原城址群。分布于河南境内，基本沿太行山东麓及属于秦岭山系的熊耳山、伏牛山东麓一线南北分布。已确认的城址有7座，建成年代为公元前3300—前2000年。

（3）海岱山城址群。集中分布在黄河下游的山东省境内，目前共发现的史前时期城址约15座，建成年代最早可上溯到公元前3000年。

中国长江流域的史前城址暂可分作两群:

（1）川西城址群。位于成都平原西侧岷江上游两岸，已确认的城址有4座，建成时间为公元前2700—前2000年。

（2）江汉城址群。分布于长江中游湘、鄂两省境内。目前确认的有8座史前城址，建成时间为公元前3000—前2800年。

其中，湖南澧县城头山城址为中国目前发现的最早的史前城址，城墙约从公元前4000到公元前2800年经过四次筑造。

美洲也是一个独立的文明和城市起源区，只是出现的时间较晚。在美洲，城市起源最早的地区在中美。其中最古老的城市为代表玛雅文明的蒂卡尔和代表托尔特克文化的特奥蒂瓦坎。

2.城市的发展——工业革命和城市现代化

从原始聚落到奴隶社会、封建社会的大都会城市，一直是商业支撑了城市的热闹繁荣。而城市作为先进生产力的代表走向现代化，工业革命功不可没。

工业革命起源于资本主义社会的英国，是以机器取代人力，以大规模工厂化生产取代个体工场手工生产的一场生产与科技革命。

根据生产力发展特点和技术更新特点，人们又把工业革命分成几个阶段:

第一次工业革命是指18世纪在英国发起的技术革命，它开创了以机器代替手工工具的时代。

第二次工业革命，也称第二次科技革命，是指1870年至1914年的工业革命。第二次工业革命以电力的大规模应用为代表，电灯的发明为标志。

第三次工业革命，又称数字化革命，或数码化革命，是指集成电路的发展及广泛应用，以电子计算机的发明为重要标志。数字化革命使传统工业更加机械化、自动化，从而减少了工作成本，使整个社会的运作模式彻底改变。第三次科技革命以原子能技术、航天技术、电子计算机的应用为代表，包括人工合成材料、分子生物学和遗传工程等高新技术，极大地推动了社会生产力的发展——提高劳动生产率的手段改变；促进了社会经济结构和社会生活结构的变化——第三产业比重上升；人们的衣食住行等日常生活发生变革，世界各地联系更紧密。

人们常常把现代信息技术的大发展称为资讯化革命，或信息化革命，这次技术革新也被视为第四次工业革命，是指资讯科技（亦即IT）的发展，以互联网的全球化普及为重要标志，其主要特征是信息资源对人类社会的重要性超过了能源和物质资源，成为社会生产力中起主导作用的因素。信息化革命经历了语言、文字、纸、印刷术、互联网五个阶段。现在是第六个阶段——人工智能阶段，我们接下来要提到的智慧城市核心技术——物联网、云计算，它们都是这次革命的重要研究成果。

工业革命改变了城市的运作方式和市民的生活方式。现代化技术提高了城市管理的效率；城市交通实现地上、地下、快速轨道多向运行智能管理；排队挂号改为网上预约；商场购物改为网络消费；深宅大院变成高楼大厦；现金支付变成电子刷卡……互联网已经成为人们不可或缺的生活助手，工业革命一步步带领我们走过电灯电话楼上楼下时代，进入天涯咫尺的地球村时代。

（二）现代城市特点

随着时代的发展，城市数量和城市人口不断增多，城市被赋予前所未有的经济、政治和技术权力，城市开始在世界中心舞台发挥主导作用。城市化进程加快，更多的人口涌入城市来追求自己的人生梦想，现代城市发展呈现人口多、规模大、城市功能综合、城市间交流密切、城市文化多元化的特点。

1.越来越多的人口

现在越来越多的人融进了城市这个大家庭，他们扮演着各种角色，分散在各个阶层。随着城市的不断进步与发展，“城市”俨然已经成为了财富与成功的代名词，越来越多的人涌入城市，渴望能在这里觅得一块落脚之地，这造成了城市人口迅速增长，同时带来许多问题，例如资源紧缺、房价上涨、环境污染等。

城市化进程图

城市化率（也叫城镇化率）是城市化的度量指标，一般采用人口统计学指标，即城镇人口占总人口（包括农业与非农业）的比重。

如左图所示，城镇化进程初期城市化率约为30%；城镇化加速阶段城市化率大幅度上升；到城市化进程的终止阶段，城市化率基本上稳定在80左右。

从当前来看，发达国家人口城市化率已达到80%，城市人口比重增长相当缓慢，主要面临人口老龄化、种族和移民冲突、贫富悬殊等城市问题；发展中国家城市化率较低，亚洲和太平洋地区的城市化率目前只有35%，城市人口比重增长将进一步加快，主要面临贫困人口急剧增加、城市生态环境急剧恶化等城市问题。

2.越来越大的规模

衡量城市大小的数量概念，包括城市人口规模与城市地域规模两种指标。由于城市地域规模受地理界线和行政界限不一致、核心城区和郊区等空间尺度不统一等因素影响，在界定城市规模时作用有限，因此，人们常常把人口规模作为衡量城市规模的决定性指标。

2010年，由中国中小城市科学发展高峰论坛组委会、中小城市经济发展委员会编写的《中小城市绿皮书》提出的城市规模划分标准为:市区常住人口50万以下为小城市，50万—100万的为中等城市，100万—300万的为大城市，300万—1000万的为特大城市，1000万以上的为巨大型城市。

随着世界各国城市化进程的加快，人口超过1000万的“超级城市”的数量也在迅速增加。1950年，世界上人口超过1000万的城市仅有纽约和东京两座，到了1975年上海和墨西哥也跻身这一行列，之后，人口逾千万的大城市越来越多。

截止到2010年，世界上人口最多的城市是日本东京（3530万）、紧随其后的是墨西哥城（1920万）、美国纽约（1850万）、印度孟买（1830万）和巴西圣保罗（1830万）。其他15座大城市的排名依次为:新德里、加尔各答、布宜诺斯艾利斯、雅加达、上海、达卡、洛杉矶、卡拉奇、里约热内卢、大阪、神户、开罗、拉各斯、北京、马尼拉和莫斯科。

可以看出，随着城市化的进程越来越快，城市人口越来越多，城市的规模也在不断增大。

3.越来越综合的功能

随着城市规模的扩大，城市功能也开始变得复杂，集经济、文化、政治等功能于一身。

现代城市运用自身的优势集聚了不同文化、职业、语言背景的居民，以及各种类型的社团、企业和机构，居民的知识和技能水平普遍较高，从事专业化工作，生活方式多样化，时间观念强，生活节奏快，相互间的竞争激烈。城市作为人们生产生活的空间，具有凝聚、贮存、传递并进一步发展人类物质文明和精神文明的社会功能。

相对于传统城市功能单一的特征，现代城市的功能越来越趋于多元化，是一个多功能的、综合性的有机体。特别是中心都市，往往具有生产、贸易、金融、运输、科学、教育、文化、军事、政治、信息、服务和吸引乡村人口等多种功能。

例如，北京作为中国的首都，承载着浓厚的历史底蕴却又不乏明快的现代感；天津是中国北方经济中心、重要港口城市，同时也是近代百年历史的见证者；纽约是金融与时尚之都，同时也有文化的碰撞、激情洋溢的政治演讲；巴黎作为法国的首都，有其独特的政治气息，却也不乏浪漫时尚的特点，同时也是各种文化的聚集地。

4.越来越密切的交流

随着广播、电视、互联网和其他电子媒介在城市中的普遍使用，以及各种现代交通方式的飞速发展，人与人之间的时空距离骤然缩短，交流越来越频繁与密切，交流方式也越来越多样。大到国家和城市之间的政治经济交流，小到市民外出旅游出国留学，无一不因为互联网和现代交通技术的发展而变得容易；不同地域城市之间的交往日益频繁便利，整个地球就如同是茫茫宇宙中的一个小村落。

便捷的交流方式让人与人之间的距离越来越近，缩短了地域上的距离，这归功于城市的发展，同时也促进了城市经济文化上的发展与进步，可以让各个城市相互取长补短。

5.越来越多元的文化

随着世界经济技术的发展，国际交流的增强，现代人不再局限于自己的出生地点，很多人因为各种原因在其他城市甚至国家拥有了第二故乡。

在自己的城市里，我们可以听到各国的语言，与不同肤色的人擦肩而过，通过各种媒体手段欣赏各国影视节目。这些都归功于城市的发展，现代城市不再只是一部分人的或者是一个国家的，城市是多元文化的聚集之地，在接受不同文化的同时，它也在发展着这些不同的文化。

(三)大城市的“城市病”

世界各地的城市化进程不断加快，人们对城市寄予厚望，希望在城市中实现很多人生的美好梦想。城市发展的初衷是为我们提供高效便捷舒适的生活，而城市在这方面的功能提供往往不尽如人意。随着城市规模的不断扩大，城市功能发展与人们对城市功能要求不能匹配的矛盾越来越严重。

1.人口膨胀

特大型城市通常对人口具有强大的集聚作用，同时人口的快速集聚也成为各大城市发展的重要动因之一。在人口快速集聚的过程中，很容易出现城市建设和管理跟不上人口增长需求的问题，从而导致各类城市基础设施的供给滞后于城市人口增长，引发一系列的矛盾，出现了环境污染、就业困难、治安恶化等“城市病”。

例如，在19世纪末前后，英国城市人口急剧膨胀，造成住房短缺，贫民窟比比皆是；公共卫生设施奇缺，空气及水源污染严重，环境恶劣；就业竞争激烈，工人处境艰难；犯罪率居高不下等等。

又如拉美地区，在20世纪中叶进入工业化发展阶段后，城市人口占总人口的比重甚至超过发达国家，出现城市化速度大大超过工业化发展速度的“过度城市化”。

2.交通拥堵

交通问题一直是大城市的重要问题。这主要表现在道路拥堵、交通事故居高不下，占用土地、消耗能源多，污染环境、破坏城市景观等方面。

道路拥堵:在大城市所面临的各种交通问题中，城市交通拥挤和堵塞是最为突出也最为严重的问题。交通拥挤对于人们来说最直接的体现就是增加了出行时间和成本。出行成本一旦增加将降低城市活力，影响城市发展。

在伦敦，由于市中心区域集中了政府机关、法院以及大量的企业、金融机构和娱乐场所，约有100万个就业岗位，每天在高峰时段每小时约有100万人口和4万辆机动车进出中心城区，从而造成该区域的严重交通拥挤，区域内平均车速只有14．3公里／小时，成为全英国最为拥挤的区域。

在巴黎，20世纪60年代，私人小汽车骤增，导致市区交通严重阻塞。1973年环城快速路开通后不久，就出现了持续性的拥挤。

在曼谷，由于车速过慢，整个城市就像一个停车场，甚至出现过3个月内有900名孕妇因堵车被迫在轿车中分娩的情况。

交通事故:交通拥挤也导致了事故的增多，事故一旦发生，后面的车辆往往会束手无策，陷入进退两难的窘况，这又加剧了拥挤。据相关统计，欧洲每年因交通事故造成的经济损失达500亿美元之多。

环境污染:在机动车迅速增长的过程中，交通对环境的污染也在不断增加，并且逐步成为城市环境质量恶化的主要污染源。根据伦敦20世纪90年代的检测报告，大气中74%的氮氧化物来自汽车尾气排放。交通拥挤导致车辆只能在低速状态行驶，频繁停车和启动不仅增加了汽车的能源消耗，也增加了尾气排放量，增加了噪声。

据英国某公司对发达国家大城市交通状况的分析，交通拥塞使经济增长付出的代价约占国民生产总值的2%，交通事故的代价约占GDP的1．5%～2%，交通噪音污染的代价约占GDP的0．3%，汽车空气污染的代价约占GDP的0．4%，转移到其他地区的汽车空气污染的代价约占GDP的1%～10%。

3.环境恶化

“冰川融化”、“海平面上升”、“臭氧层空洞”等等词汇在近几年被频频提起。生态环境的问题已经是人类继续发展不得不面对的问题了。

近百年来，以全球变暖为主要特征，全球的气候与环境发生了重大的变化:水资源短缺、生态系统退化、土壤侵蚀加剧、生物多样化锐减、臭氧层耗损、大气化学成分改变等。这些问题如果不被重视，将会影响人类的长远发展。

根据政府间气候变化委员会的预测，未来全球将以更快的速度持续变暖，未来100年还将升温1．4℃～5．8℃，对全球环境带来更严重的影响。比如农作物将减产，病虫害发生频率和危害速度将明显增加，水资源短缺将恶化等。

环境污染使得城市从传统公共健康问题（如水源性疾病、营养不良、医疗服务缺乏等）转向现代的健康危机，包括工业和交通造成的空气污染、噪音、震动，精神压力导致的疾病等。环境污染对城市经济的影响是很大的，世界银行曾对此做过估算，认为由于污染造成的健康成本和生产力的损失大约相当于国内生产总值的1%~5%。

4.资源短缺

2002年在南非召开的可持续发展世界高峰会议上，一致通过将水资源列为未来十年人类面临的最严重的挑战之一。联合国环境署同年在《全球环境展望》上指出，“目前全球一半的河流水量大幅度减少或被严重污染，世界上80多个国家或占全球40%的人口严重缺水。如果这一趋势得不到遏制，今后30年内，全球55%以上的人口将面临水荒”。

在缺水型国家或地区中，城市的水资源紧缺问题最为严重，不论是发展中国家还是发达国家的大中型城市，包括北京、上海、休斯敦、雅加达、洛杉矶、华沙、开罗、拉各斯、达卡、圣保罗、墨西哥城、新加坡等都面临严重的水荒。

此外，土地资源紧缺问题也是国际大都市在城市化进程中所必然出现的问题。由于土地是有限的，在大量的人口和产业向中心城区集聚的过程中，像东京、纽约、伦敦等大都市都或多或少地出现了土地紧张问题，土地对现代化大都市可持续发展的制约作用更加突出。如何开辟新的发展空间、拓展地域范围已成为各大都市实现可持续发展的必然要求。

5.城市贫困

在城市发展过程中，不断地有人涌进城市，但并不是所有人都有能力在城市中获得一席之地，拥有一定的资产。于是大量贫民为了生存聚集在一起，从而诞生了贫民窟。贫民窟大多存在于发展中国家，比较著名的有印度孟买、巴西圣保罗等。

目前，孟买1600万人口中有60%的人居住在仅占城市土地面积十分之一的贫民区和路边的简陋建筑中。

（四）智慧城市解决思路

随着经济社会的不断发展，城市快速扩张，城市正面临着前所未有的可持续发展挑战，而面临这些实质性的挑战，城市必须应用新的措施和技术，探索新的发展路径和模式。实践证明，借助信息技术大发展的智慧城市理念是解决城市发展问题、助力城市发展的先进理念。

1.智慧城市理念的由来

1990年美国加州旧金山的一次国际会议上，以“智慧城市（smart cities），快速系统（fast systems），全球网络（global networks）”为主题，探寻了城市通过信息技术聚合“智慧”以形成可持续的城市竞争力的成功经验^[1]。会后正式出版的文集《科技社会的一种现象:智慧城市，快速系统，全球网络》，成为关于智慧城市研究的早期代表性文献。

欧盟在2007年的《欧盟智慧城市报告》中率先提出“智慧城市（Smart City）”的创新构想；2008年全球性金融危机发生，美国IBM公司提出了“智慧的地球”理念；2009年，欧盟委员会提出了建设智慧城市的具体计划，并且决定投入100亿至120亿欧元用于智慧城市建设；同年，IBM在中国提出“智慧地球赢在中国”，并建议优先建设智慧的电力、智慧的医疗、智慧的城市、智慧的交通、智慧的供应链、智慧的银行六大行业^[2]；同年，IBM发布了《智慧的城市在中国》报告，认为有效利用信息技术提升城市管理水平，推动中国社会的城市化进程，成为城市管理者的当务之急，建立智慧的城市将是城市信息化的终极目标和战略方向。2009年，中华人民共和国国务院总理温家宝在北京科技界大会上作了题为《让科技引领中国可持续发展》的报告。报告中诠释了“物联网”、“智慧地球”等与智慧城市密切相关的关键概念，标志“智慧城市”的研究引起国家层面的重视。2010年，科技部等单位在武汉举办了“2010中国智慧城市论坛”。现在，“智慧化”是继工业化、电气化、信息化之后全球科技革命又一次新的突破，世界许多国家将智慧城市当做应对国际金融危机、扩大就业、振兴经济、提升城市竞争力的重要战略。国际智慧城市组织ICF（Intelligent Community Forum）等相关机构也相继成立，并开展了“全球智慧城市奖”评选活动。

2.什么样的城市适合建设“智慧城市”

现代城市按规模可以分为四层:第一层次是超级城市。主要特征是人口众多（一般人口是在1000万以上），交通拥堵、资源匮乏、环境污染等城市问题严重，城市发展已经面临瓶颈，而传统城市发展模式解决这些问题的作用有限；第二层次是大城市或者叫中心城市，这些城市在周边起到政治经济文化中心、带动区域增长、技术扩散和产品集散的作用，人口规模一般很大，已经出现一些类似超级城市的“城市病”，但城市问题并不严重，可以选择按照传统城市发展模式向超级城市发展，也可以建设智慧城市加速城市发展；第三第四层是中小城市和小城市，这些城市规模小经济实力有限，可以沿着传统城市发展方式继续发展。不同层级的城市建设智慧城市的需求程度和建设能力不同，并不是所有的城市都适合启动智慧城市建设项目。

从城市规模上看，超级城市和中心城市存在智慧城市建设的内在需求。这些城市处于城镇化发展的前端，建成时间长，地域规模大，经济发达，历史文化渊远流长，是人们心目中的大都市。如前所述，这些规模巨大的城市在尽情施展优势快速发展的过程中，也出现了许多问题，即我们常说的“大城市病”，人们常常简称为“城市病”。不同表征的城市病症需要不同诊治方案，借助2008年信息技术大发展的契机，越来越多的超级城市和中心城市开始启动智慧城市建设战略，认为智慧城市是目前为止最为先进和适合的城市发展方案。

（摄影李俊涛）

智慧城市建设基础最好的是中心城市，这些城市在人口数量、人口素质、宜居的环境、合适的生活成本和良好的社会管理方面较其他几类城市更有优势。中心城市无论是地域还是人口规模都不是很大，有历史形成的发展特征和各种优势，经济发展形势良好，优势产业特色鲜明，有很好的信息化基础，建设智慧城市的经济实力和技术实力强。同时，相比超级城市，中心城市因为规模相对较小，各类“城市病”的数量和发展程度较轻，其治理难度也较小。

中等城市和小城市因为加入城镇化进程的时间较短，目前还处在铺点扩面的阶段，主要任务是借鉴大型城市发展经验，合理安排城市产业结构、挖掘城市特色，沿着传统城市发展道路不断增强城市经济实力。这些城市智慧城市建设需求和实力都比较弱，其中经济实力好的中小城市可以上马一些智慧项目而不是整体智慧城市规划建设。

3.城市产业结构变更

城市是非农业人口集中、以从事工商业等非农生产活动为主的区域，城市在国家或区域中所起的作用和承担的责任通过市民在城市中进行的各种生产、服务活动的产业结构体现出来。传统城市中采掘、冶炼、化工、加工制造、电力、建筑等黑色经济占很大比重，城市发展以经济发展为标尺和目标，对生态环境、人文特色和舒适生活的关注较少。这种城市发展理念越来越不能满足现代人对生活品质提升的需求。现代人对城市的要求不再限于物质丰富、经济发达，同时渴望舒适的环境、清新的空气、方便快捷的生活所带来的愉悦心情。

智慧城市建设理念重视人们对城市生态环境的关注和舒适生活的向往，借助智能技术大发展改变城市的产业结构，要求传统城市产业中黑色经济的比重不断下降，代之以信息、咨询、商业、金融、生物制药、教育文化等第三产业，使城市产业活动向着“优化生态、舒适生活、发展经济”的方向发展。

4.推动城市可持续发展

智慧城市建设要求以城市经营的理念替代城市管理理念。在智慧城市建设中，无论是城市绿化还是水资源管理、替代能源开发、碳减排和碳交易都不只是政府自己或者某一单独实体可以解决的事情，公共服务领域的教育、交通、社会服务、公用事业、医疗卫生等活动也需要协调运作。

全新智慧城市建设理念要求我们像经营一个企业、家庭一样经营城市，突破城市管理的边界，把城市建设与老百姓的生活、环境健康连接起来，不仅优化自然资源的分配和使用，而且要结合城市的地理空间和区域特色，开发人力资源，建立政府、公众、企业、非盈利机构等相关主体参与的城市规划和发展机制，扩大城市就业，实现市民的安居乐业，促进城市的可持续发展和环境保护，以使城市可以更加智慧地应对各种挑战。

智慧城市建设应该把和谐发展作为目标，在城市规划、城市建设和城市经营的所有活动中，把人与自然看作一个整体，借助计算机、信息网络和人工智能等智慧技术对城市运行过程进行模拟；以网络信息为基础，综合运用地理信息系统、全球定位系统、遥感系统、宽带网络、多媒体及虚拟仿真等技术，对城市的基础设施、功能、地理空间进行信息自动采集、动态监管和辅助决策。借助智能技术解决城市发展面临的各类问题，实现人与自然和谐发展的目标^[3]。