中國國際工程咨詢有限公司中咨視界楊巍 | 日本智慧城市建設的經驗及借鑒

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楊巍 | 日本智慧城市建設的經驗及借鑒

發布日期：2019-09-09

信息來源：中咨研究

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【摘要】日本是世界開展智慧城市建設較早的國家，通過幾十年的發展，其在智能基礎設施、智能社區、智慧城市建設等方面取得了較好的成果，在應對氣候變化、人口少子老齡化、資源能源日益緊張、大城市病等方面走在了世界前列，并步入高質量發展的路徑。建設智慧城市的意義是通過人工智能、先進技術等創造前所未有的新價值、以新的價值兼顧經濟發展和社會問題。在城市建設的復雜環境中，如何統籌推進智慧城市的建設，使其能夠提供高水平的公共服務和舒適的人居體驗，實現可持續發展是我們需要思考的問題。我國城鎮化發展和美麗鄉村建設工程正在規劃建設的關鍵時期，學習世界有關先進經驗，特別是同處東亞的日本建設智慧城市的有關經驗更具有現實意義。

總結日本智慧城市建設的經驗，我們應樹立并貫徹“以人為本、生態至上”的規劃建設理念，通過立法保障在前、市場手段為主、企業積極參與，各方協調實施，規劃引領強化，在持續不斷的探索改進下，逐步實現我國智慧城市建設的快速發展。

　　從2012年開始，我國開始逐步推進智慧城市的建設，開展工作的過程中取得了一定成績，但也存在一些問題：缺乏整體建設的頂層設計規劃、指導意見；建設規范或標準制定進度較慢；項目建設社會及企業參與度不足；缺乏問題反饋和調整機制；建設內容有失均衡，建設節奏出現一哄而上，虎頭蛇尾等現象。如何解決存在的問題，通過對日本相關領域的學習研究，對日本柏葉智慧城市的實地考察，總結其發展中的部分特點，提出有關建議。

一、日本建設智慧城市發展歷程

　　環境污染、人口膨脹和不斷向城市大量集中引起的交通擁堵、犯罪率上升、城市資源消耗增加等是世界許多國家共同面臨的重大問題，也是需要各國研究和解決的戰略問題。日本國土狹小而人口眾多，經濟發展早已進入發達國家，如何進行城市建設和經濟的可持續發展，解決發展中的眾多矛盾，成為該國政府研究解決的重大問題，尤其日本國土及各類資源貧乏，特別是能源的缺乏問題始終是其發展的最大制約，因此早在2002年日本政府首先從智慧能源開始進行嘗試，2009年推出“智慧日本戰略2015”。2011年日本大地震后，鑒于災害發生所反映出來的城市建設問題，進一步擴展了智慧城市的建設領域。到目前，開展有ICT數據有效利用型智慧城市和環境、能源、交通、通信、醫療、教育、健康等跨領域型智慧型城市的建設，提出了指導智慧城市建設長期發展的超智能社會的計劃，且取得了一定成果。

在政府推動，政策鼓勵、資金支持等的推動下，民間企業成為建設的主力軍。例如：以三井不動產公司為區域開發主體建設的柏葉智慧城市，以豐田公司為主創建智能低碳示范小區、以松下公司為主的建設的藤澤智慧城市等。

日本作為世界發達國家，與我國同處東亞地區，同樣面臨著經濟發展減緩、資源環境壓力、人口老齡化和迅速城鎮化等問題，其建設智慧城市經驗對我國具有較好的借鑒意義。

二、日本智慧城市建設的特點

　　日本在經歷了近二十年智慧城市的建設，取得大量的經驗。特別是在理念方面，無論是政府規劃、還是城市規劃設計、到具體項目建設，均將以人為本和生態優先的理念深入智慧城市建設的各個階段中；在保障體系方面，法律制度建設、城市設計規劃等實施在前，起到較好的保障和規范作用；在城市設計方面，形成政、企、民、學、科等多方共同參與的模式；在城市定位方面，注重民生與基礎設施的融合；在實施主體方面，以企為主、政企充分合作；在實施運營方面，實現多元化的融資和收益模式，推動了日本智慧城市的建設與發展。

（一）發展理念，以人為本

　　日本在整個社會體系建設中，尤其是基礎設施、城市開發建設、運營管理方面，貫徹始終的理念在于“以人為本”“生態優先”，建設中考慮生態和人的需要，并貫徹節約、集約資源以及城市管理運行效率提高，實現健康、安全、舒適、智能生活的理念。例如，神奈川縣藤澤市Fujisawa SST模式，已不再是傳統的基礎設施建設，首要考慮人們的生活，從智能生活的規劃設計到實現智能生活的智能服務設計，進而實現可持續的智能生活智慧城市的構建。相模原光丘生態城市提出的理念，“誰都想住的生態城市”，包括智能+生態、地域環境和周邊社區的融合、生態與城市傳統風格的傳承。千葉縣柏之葉市提出“柏葉智慧城市”的理念，將豐富自然環境有效利用，通過“節能+創能+蓄能”和下一代交通系統，綠化項目、產業研發、智能化的人居和健康養老等全方位的智慧化的建設，實現區域內宜居宜業城市模型，同時注重考慮日本災害頻發的現實，著重考慮基本公共安全和水電等的基本供給。

（二）企業為主，多方參與

　　日本智慧城市建設的另一個明顯特征就是民間資本作為建設主體，其在建或是已取得一定成效的智慧城市建設，均由該國大型企業牽頭作為主體，包括日立公司、豐田、松下、三井不動產等民營企業都參與了建設。在開發建設過程中，各牽頭企業并未獨立進行，而是注重采取各種方式吸引社會力量參與其中，除了各類相關企業外，還注重原住民與預期使用者的共同參與，從而構建起從規劃設計到建設使用的各類規劃、建設內容和使用功能的不斷完善，達到可建設、多元化、可運營、都得益的建設效果。

例如：日本柏葉智慧城市的建設以土地的開發者三井公司為主，規劃設計中根據發展的不同階段，逐步將日立公司、千葉大學、日建集團等25家具有不同特點和專長的企業、團體吸引合作，吸納土地擁有者和使用者一起組建合作建設機構，共同商議規劃、建設、使用中的問題，并不斷調整建設方案。神奈川縣藤澤市以松下株式會社為主，聯合了東京電氣株式會社等18個團體共同規劃開發建設。田町智能園則從基本構想、到規劃、設計、施工、運行的全過程將多座不同用途的單項建筑整合為一個建筑群，由各企事業單位、設計者、施工者共同參與實施。

（三）市場推動，政府協調

　　智慧城市建設項目具有全面性、復雜性和多方參與的特征。在日本，開展智慧城市的建設經驗表明，建設的主體可以是房地產開發建設商、是汽車制造商、是高科技公司、電氣制造商，也可以是能源供應商，但不論由哪個企業做主導，單靠一家來“包打天下”，都是不現實的。因為智慧城市的建設包括了城市土地所有者、房產建設、商業開發、基礎設施建設、城市運營管理、智慧城市建設的技術實現等等各個方面，是一個復雜的系統工程。因而日本的智慧城市建設，基本采取了企業牽頭，政府與企業共同推行，由政府與主導企業，或是聯合若干企業形成合資公司進行共同建設。政府的任務更多的側重于政策導向、資金扶持、總體規劃，并參與城市基礎設施建設和后期的運營調整、維護工作。這類建設方式包括：三井不動產公司進行的千葉縣柏市“柏葉智慧城市”建設，豐田公司在豐田市開展的智慧城市建設，松下電器在藤澤市打造可持續智慧城市等。

（四）策劃周詳，逐步推進

　　日本智慧城市的建設在前期階段均進行了較為詳細的策劃和設計，參與策劃、設計、建設、運行的不僅有土地開發者，也包括當地居民、潛在使用者、基礎設施所有者、信息技術公司、設計公司等，得以充分取得相關利益者的訴求并貫徹在設計中，逐年分區逐步推進并適時修訂。例如：神奈川縣藤澤市Fujisawa SST，占地面積19.3公頃，建設期2014—2020年；相模原光丘生態城市，占地面積3.5公頃，建設期2013—2015年；千葉縣柏市“柏葉智慧城市”占地面積12.7公頃，2005年—2020年。

（五）理念相同，協商解決

　　日本智慧城市的建設目前已有一定成果，并將這些成果移植到了國外的一些項目中。其成功的一個重要特點是參與各方協商、溝通。在政府的規劃指導下，在建設智慧城市理念相同的情況下，參與各方就開發規劃和項目實施進行協商溝通，解決項目建設存在的問題。例如，神奈川縣藤澤市Fujisawa SST模式，開發、運營商與政府共同制定周密的城市建設方案，聚集了與其有相同目標的企業，與相關居民達成共識，由管理公司進行運營。柏葉大學城的開發是在企業、政府、學校、居民共同合作下開展的，設計由東京大學、千葉大學、柏市和有關團體等組成的設計中心負責，建設實施由三井不動產為主導，聯合24家企業和團體來實施。

（六）政府部門，各司其職

　　日本政府在推動智慧城市建設過程中，主要起到推動作用。從頂層設計、到政策支持、法律保障等方面，為建設智慧城市起到了重要的推動作用。政府各部門在各個領域有著明確的分工，信息領域—Society5.0（超智能社會）項目由經濟產業省負責，智慧城市—數據有效利用由總務省負責，交通領域—緊湊型城市+網絡型城市由國土交通省負責，農業領域—智能農業由農林水產省負責，醫療領域—健康大數據由厚生勞動省負責。

各政府部門在推動規劃的實施方面，也制定了具體的目標、措施、實現路徑和時間表。例如：農業領域—智能農業由農林水產省負責。按照日本“農業新技術的現場實裝推進方案”，到2025年農業主產業實現數據化生產，主要做法：根據新技術的實現，明確農業智能化的目標；構建實現目標的各技術路線圖，包括如何進行必須技術的開發、試驗、普及和工作路線圖，包括更加具體的自動駕駛拖拉機、農業用無人機、自動收割機器人等的研發和推廣應用；編制具體技術實施的推進方案，擴大相關類型企業的規模；制定相應的人才培養計劃，培訓新技術的使用者計劃，在農業高校中開辦智能化農業課程，推動使用設備的配套及服務等等，從頂層、中間層到科研、試驗、使用、人才、配套服務等各個層面的問題均予以考慮，制定相應措施予以解決，以確保規劃方案能夠如期實現。

三、日本智慧城市建設的部分重點

　　日本在建設智慧城市中的出發點主要考慮自然資源貧乏、災害頻發的國情，更多注重于實現節省能源的“3E”（Energy Security，Environment，Efficiency）標準和“低碳可持續”發展的智慧化。即改變城市基礎設施的建設理念，重點以基礎設施建設為核心，對交通、農業、公共健康、能源等通過新的智能技術進行整合，通過對城市設施、人流物流、各類建筑的網格化、智能化管理，提供高效的公共服務，實現高效、節能、綠色、環保的低碳城市目標。

（一）智慧能源

　　日本智慧能源的建設起步于智能電網，智能電網的一個特點在于智能化整合、分配、調節各類能源供給系統，實時監控、調節區域供電、用能單位的現實用能與計劃用能，實現能源間的智能調節和高效利用。日本智能電網的另一個特點是以建筑太陽能、小型風能、生物質能、垃圾發電、區域儲能裝置等作為電力供給的重要來源，通過區域電網和電動車輛的運營，來實現對化石能源的減少使用。第三個特點建立區域的能源管理系統。這個系統充分利用現代智能技術和大數據應用，通過區域內公共建筑、商業企業建筑、居民建筑的用能計劃，建立用能規劃，并通過對各用能單元的實施監控和智能調度，向用戶的可視化智能終端推送合理化用能建議。以實現區域用能最合理的利用和盡可能的使用清潔能源，實現最大的節能減排目標。

日本的柏葉智慧城市已建成一定范圍的社區智能電網，通過自有的區域電網，將外來電力和區域內自建的太陽能發電系統、區域內蓄電系統存儲發電等各類電源進行智能化調節使用，實現了區域電力的調節分配、電力削峰和智能供電。通過該系統的建設運行，相較常規供電實現26%的電力削峰，并實現節能、二氧化碳減排等目標。該項目在未來建設中，規劃新建建筑都將安裝太陽能發電裝置，并設置區域蓄電裝置，以實現電力調度智能化的基礎設備和自然災害發生時的應急電源。區域調度中心將各用能單元及區域、區域間的預測用電量和實際使用量等信息進行智能分析并給出自動配置方案。智能終端系統可以通過大數據和智能化的分析，建立省電、災害等多種用電模式，將民居、辦公、大型商場的電視、空調、電燈等用電器形成一個系統，根據不同模式向用戶推薦。通過系統調節，可以按照不同電力來源、價格和不同的使用時間對電力調節，實現削峰填谷和能源節約。該系統還擔負備災任務，要求在停電時能保證連續三天日負荷的60%的電力向居民供電，同時也負擔災害發生時消防電梯、照明設備、供水設備及其他公用區域提供電力，從而提供了能源使用的安全保障。

（二）智慧水務

　　日本政府對水資源關注的重點是合理使用和污水的治理與排放。在供水方面，通過設置傳感器、水質監測儀等先進的監測技術，利用現代智能技術，利用大數據和大型計算機進行分析和處理水資源的利用，實現水資源利用的最優。其監測系統目前已實現對水源、供水、排水設備運行的自動化檢測、評價和管理，可遠程監控供水量、水壓的實施情況。尤其是在面臨重大自然災害或是重大事故時，能夠做到快速反應，通過智能化系統提前預警并應對處置。在污水處理方面，建立了全方位的監控網絡，除了在污水處理廠實現全自動檢測，遠程監控外，對于排放的監測實現了遠程自動報警、事故報警和應急處置的自動控制，同時可實現向不同管理單位發出警示信息。

（三）智慧交通

　　日本人口眾多，交通運輸發達，由此出現高頻交通事故并帶來巨大的人員、經濟損失。為緩解這一問題，日本政府在1996年、2006年、2010年分別推出了三代智能交通系統，分別是車載數字信息通信系統、智能公路系統和該系統的加強版。車載數字信息通信系統的重點是行駛路線的規劃；智能公路系統的重點是建立車輛信息平臺，目的是整合車輛繳費系統、導航系統、安全駕駛系統等有關信息，實現人工駕駛和部分智能控制，以實現更高的駕駛安全性；智能公路系統加強版是在第一代的基礎上實現輔助駕駛實施信息傳輸，以提高駕駛的合理性安全性，包括路況圖像信息、周圍行駛汽車信息、交叉路口信息、停車電子付費、互聯網服務等功能，核心是實現駕駛提前預判、減少時間消耗和增加服務功能。

在區域交通領域，采用緊湊型城市+網絡型城市。特別是在應對中小城市人口減少和老齡化的社會變化中，利用智能交通實現醫療、教育、商業等城市功能的運行，使居住者實現區域化的便利生活。因此，為實現以上目標，首先通過對城市再生特別措施法、地方公共交通活性化再生法等相關法律的修改，實現在地產開發項目中利用法律引導公共交通網絡與公共設施、醫療設施、商業等設施在區域改造時統一規劃設計實施，形成緊湊型城市+網絡城市，以應對中心城區、郊區、衛星城等之間和智慧城區內人員的交通問題。例如，對公共交通工具與共享自行車、電動汽車、汽車等個人交通工具有效組合分工，綜合運用先進的路面、車輛、傳感器及先進的信息通訊技術和人工智能，實現節能、就近、長短結合、公共交通與個人交通、路面與地下交通的快捷、有序、節能環保的立體化交通。

豐田市正在嘗試新一代汽車及智慧交通系統，打造未來“世界人車和諧城市”的建設目標，即探索可再生能源的充分應用，節能、蓄能設備的普及使用，同時以HEMS(家庭能源管理系統)模式包括交通在內的能源使用進行綜合控制，引導居民環境意識，普及太陽能發電、電動車以及住宅里建設充電站等。

（四）智慧康護

　　日本的高齡化已是其社會經濟發展的重大問題，實現全體國民都能能夠在自己熟悉的環境中安心、快樂、健康地生活，老年人也可以充分享受再工作的樂趣和積極主動開展各項社會活動，這是日本政府正在力爭實現的城市計劃。

在健康醫護領域，將個人實時的生理數據、醫療信息、環境信息等大數據通過人工智能進行解析，并通過機器人進行生活服務、看護、陪伴等，實現一個人也能較為舒適的生活，以應對步入少子老齡化社會帶來的問題；通過實時自動健康檢查，及早發現疾??；通過整理、共享醫療數據實現不分地域均可接良好的醫療；通過現場看護機器人來減輕家庭和社會醫療費、護理費，解決看護人員不足等問題。

（五）智慧農業

　　農業領域通過實施農林水產+地域活力創造計劃，將機器人、人工智能、無人機、傳感技術等尖端技術的研發、技術試驗等加快向農業生產一線推廣。在農村組建由農民、科研單位、生產企業、政府參與的協會，共同提出推動計劃的相關技術革新、需求、研發建議或是進行技術試驗。主要是應對在農業領域勞動者減少，勞動力不足的問題。按照日本“農業新技術的現場實裝推進方案”，到2025年主要農業實現數據化生產。主要做法包括：根據各類新技術的實現，明確農業智能化的目標；同時構建實現目標的技術路線圖，包括農業新技術開發、試驗、普及的工作路線圖，例如：自動駕駛拖拉機、農業無人機、自動收割機器人；編制技術實施的推進方案；擴大相關類型企業的規模；培訓新技術的使用者計劃、在農業高校中進行智能化農業課程開辦和推動使用設備的配套服務等。

在企業層面，開展工廠化種植的科研試種，例如，在柏葉智慧城中，由千葉大學的研究機構開展植物工廠的試驗工作，區域建設的主體三井不動產也參與其中，建設目的是為實現穩定、低成本、高產量的食品供應，并研究探索未來型新型農業技術，實現區域內基本農產品的供給和集約式、工廠化農業生產，提高農產品的供給。

四、幾點啟發

　　中國與日本同為東亞國家，人口高度集中，資源相對短缺，且分布不均，人口逐步老齡化、人地矛盾問題相似，文化底蘊相通，借鑒日本建設智慧型城市發展模式的實踐經驗非常有意義。但借鑒要有所選擇，兩國有些具體情況又是不同的，如中國快速而大規模的城鎮化是日本不具備的；日本建設智慧城市是全方位協同，但是各方協同在我國還存在一定難度；日本建設智慧城市相關的公共政策和推動政策標準高且可持續，我國的頂層設計和各類配套政策相對薄弱；此外，管理體制雙方不一樣，管理精細化程度也存在差距。

日本智慧城市的建設經過幾十年的發展，通過法制引導與保障，市場手段為主導，生態優先，以人為本的建設理念，在整體謀劃的逐步推動下，取得了較為豐富的經驗，對正處于高速城鎮化發展和步入老齡化國家的我國具有現實的借鑒意義。

（一）完善規劃體系和保障機制

　　從日本實施的經驗看，首先是從規劃及有關政策的角度進行調整，依法依規保障土地擁有者、項目建設者、使用者等各方的權益，為政府部門的管理提供相關依據，例如：經濟產業省的超智能社會計劃、總務省的數據有效利用型智慧城市規劃、國土交通省的緊湊型城市+網絡型城市等。我國在促進智慧城市的建設中，首先要從國家規劃層面進行保障，研究和制定頂層規劃、實施方案、建設標準與規范、評估與評價體系等，并應以總的規劃為引領，以各分項實施方案為統籌，以各省、市為規劃實施和建設主體，推進智慧城市的有序建設。各地開展智慧城市建設的區域做好相應規劃，并與上位規劃銜接一致。政府各部門從行業角度制定具有明確目標、建設路線圖、技術研發、企業發展、人才培養等規劃或實施方案，要明確主要職責、任務、實現路徑和要求，各負其責，保障建設工作可持續，同時主導部門要切實做好協調工作，充分調動社會資本參與建設。

（二）構建多方協同的體制機制

　　探索建立“體制機制協同、數據協同、利益相關主體協同”的新型模式?！绑w制機制協同”是實現智慧城市的有利保障。智慧城市的建設涉及到多部門多行業多領域，現行的管理體制是行業或部門的垂直管理體制，因此需要構建橫向統籌、組織、協同機制。例如，多部門要協同制定統一制式或是統一標準的聯網入網標準，逐步打通各行業、地區的信息壁壘，為智慧城市的建設提供條件?！皵祿f同”是實現智慧城市的基本前提，各地區都積極建設智慧城市，但是有的地方數據采集的基本網絡機制都沒建立，智慧城市是一個復雜的系統，而數據協同、集成、動態分析是其神經中樞，只有發揮好神經中樞的作用，才能及時反映出城市運行管理中出現問題，并做出合理有效的決策?！袄嫦嚓P主體協同”是實現智慧城市的根本目標。政府在智慧城市的建設中不再是單一的主導者，而是多個利益相關主體之一，其作用更多是引導和政策的支持。智慧城市建設過程中應建立多方主體的交流平臺，促進公私合作、多元參與、同謀同策，以保證未來在運行過程中更好的實現以人為本的高質量的生活。

（三）以人為本貫穿項目全周期

　　建設理念是項目建設的靈魂，關系到城市發展定位、實施方式、運營方式等。從日本智慧城市建設的成功案例柏之葉智慧城來看，始終貫穿著以人為本的建設理念，規劃設計實施中全面考慮了老年人的康養醫療，年輕人的創業就業，兒童成長需求等各個年齡都愉快生活的戰略目標，實現智慧城內提供創業平臺、穩定就業、就近上學、健康養老、美好生活的現實目標，以吸引更多的人，特別是年輕人前來居住，為我們中小城市發展提供了可借鑒的思路。

（四）遵循智慧城市建設發展規律

　　需要懂得和掌握城市發展的規律，才能促使智慧城市建設取得實效。在規劃、建設、管理、運行四個方面進行深入探索研究。在頂層設計中城市規劃要做好對空間資源的合理配置，實現多規合一，尤其是在規劃中要將智慧城市的建設理念貫徹進去，在國土規劃、基礎設施建設、城市管理、信息化建設等方面，做到頂層規劃做引領，專項規劃抓落實的規劃體系。

智慧城市的建設是一項復雜的系統工程，不是幾個部門、幾家企業或是幾個項目就能實現的，需要有步驟、有計劃的逐步實現。要在做好規劃的基礎上，做好實施方案。要落實具體負責單位，要有具體目標和重點，要有具體實現路徑，避免政策空洞化。以人為本在規劃建設中是始終遵循的核心思想，在城市規劃、房地產建設、供排水、供熱、交通、健康衛生、城市管理等各個專項建設規劃中，要按照生態、環保、智能的要求，結合發展實際把握建設節奏。逐步形成城市管理的綜合智慧化。

（五）注重新興技術的研發應用

　　智慧城市的建設與運營需要大量的高新技術的支撐，這些技術推動智慧城市建設和實現成效的必要條件。高新技術應用要講究經濟實效，要注重信息技術的統籌集約，把大數據、資源和人有機結合，建立高度靈活的智能模式。運用先進技術研究建立具備智能化的決策系統，實現對城市交通、重要基礎設施、民生設施和城市建筑等的監測、預警及預測，使得城市能夠智慧運行。

（六）尊重國情，分步實施，典型示范

　　九層之臺，始于壘土，規劃建設智慧城市要充分結合我國現階段發展的實際情況和地廣人多、經濟發展的不平衡的特點，不能一蹴而就，要循序漸進，逐步推進智慧城市建設工作。各行業、各地在制定規劃和實施方案中，要量力而行，分步實施，逐步推進，實現可持續建設發展。要建立政策激勵機制，對于制度創新、模式創新、機制創新、路徑創新等要采取鼓勵措施，逐步形成中國特色的智慧城市建設多模式，為全國建設智慧城市提供可供借鑒的標準化模式。

（七）探索可持續的智慧城市運營模式

　　智慧城市建設周期較長，建設資金巨大且回收周期長，要有重點有選擇的進行可復制的成功的商業化建設運營模式，總結經驗教訓，逐步形成具有中國特色的智慧城市建設運營模式。智慧城市的建設主體應多元化，政府引導并提供政策支持，企業為建設主體，互聯網及電信運營商等為技術支撐，研究咨詢機構為外腦，構建協商、合作、共享的工作機制。通過企業自主投資、社會融資、企業間合作、建設債券、政府補貼、使用者付費、地產開發等方式，統籌謀劃建設和運營費用，逐步實現可持續的運營模式。

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