智慧城市：数字解决方案打造更宜居的未来

　　随着城市变得越来越智能，它们变得越来越宜居，反应也越来越灵敏——而今天我们看到的只是技术最终能在城市环境中发挥作用的预览。

　　直到最近，城市领导人还认为智能技术主要是提高幕后效率的工具。现在技术正被更直接地注入到居民的生活中。智能手机已经成为城市的钥匙，将关于交通、交通、医疗服务、安全警报和社区新闻的即时信息传递到数百万人手中。

　　智慧城市：技术如何提高生活质量

　　如今，城市正在超越试点阶段，并利用数据和数字技术来提供对居民更相关、更有意义的结果。

　　经过十年的反复试验，市领导逐渐意识到智慧城市战略始于人，而不是技术。 “智能”不仅仅是在传统基础设施中安装数字接口或简化城市运营。 它还涉及有目的地使用技术和数据来做出更好的决策并提供更好的生活质量。

　　生活质量有很多方面，从居民呼吸的空气到他们在街上行走的安全感。 麦肯锡全球研究院 (MGI) 的最新报告《智慧城市：数字解决方案打造更宜居的未来》(PDF-6MB) 分析了数十种数字应用程序如何解决这些实际且非常人性化的问题。 研究发现，城市可以利用智能技术将一些关键的生活质量指标提高 10% 至 30%，这些数字可以转化为挽救生命、减少犯罪事件、缩短通勤时间、减轻健康负担和避免碳排放。

　　1.是什么让城市变得智慧?

　　2.智慧城市技术在改善城市生活质量方面具有巨大的未实现潜力

　　3.纵观全球 50 个城市的当前部署情况，即使是最先进的也还有很长的路要走

　　4.智慧城市改变基础设施的经济并为伙伴关系和私营部门参与创造空间

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　　是什么让城市变得智慧?

　　智慧城市利用数据和数字技术来做出更好的决策并提高生活质量。 更全面、实时的数据使机构能够观察事件的进展，了解需求模式的变化，并以更快、更低成本的解决方案做出响应。

　　三层协同工作，打造智慧城市(图 1)。 首先是技术基础，其中包括通过高速通信网络连接的大量智能手机和传感器。 第二层由具体的应用程序组成。 将原始数据转化为警报、洞察力和行动需要正确的工具，这就是技术提供商和应用程序开发商的用武之地。第三层是城市、公司和公众的使用。 许多应用程序只有被广泛采用并设法改变行为才能成功。 他们鼓励人们在非工作时间使用公共交通，改变路线，减少能源和水的使用，并在一天中的不同时间这样做，并通过预防性自我护理来减轻医疗系统的压力。

图表1

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　　智慧城市技术在改善城市生活质量方面具有巨大的未实现潜力

　　MGI 评估了智慧城市应用如何影响生活质量的各个方面：安全、时间和便利、健康、环境质量、社会联系和公民参与、就业和生活成本。 广泛的结果反映了这样一个事实：应用程序的性能因城市而异，具体取决于遗留基础设施系统和基线起点等因素。

　　应用程序可以帮助城市打击犯罪并改善公共安全的其他方面

　　部署一系列应用程序以发挥最大效果可能会将死亡人数(凶杀、道路交通和火灾)减少 8% 至 10%。 在一个拥有 500 万人口的高犯罪率城市，这可能意味着每年可以挽救多达 300 条生命。 袭击、抢劫、入室盗窃和汽车盗窃事件可减少 30% 至 40%。 除了这些指标之外，还包括为居民提供行动自由和安心的不可估量的好处。

　　技术并不能快速解决犯罪问题，但各机构可以利用数据更有效地部署稀缺资源和人员。 例如，实时犯罪地图利用统计分析来突出显示模式，而预测性警务则更进一步，预测犯罪以阻止事件发生。 当事件确实发生时，枪击检测、智能监控和家庭安全系统等应用可以加速执法响应。 但数据驱动的警务部署必须能够保护公民自由，并避免将特定社区或人口群体定为犯罪。

　　当生命受到威胁时，分秒必争，这使得急救人员到达紧急情况现场的速度至关重要。 智能系统可以优化呼叫中心和现场操作，而交通信号抢占则为紧急车辆提供清晰的行驶路径。 这些类型的应用程序可以将紧急响应时间缩短 20% 至 35%。 对于本来响应时间就很短(八分钟)的城市来说，可以缩短近两分钟。 最初平均响应时间为 50 分钟的城市可能能够将其缩短 17 分钟以上。

　　智慧城市技术可以让日常通勤变得更快、更少令人沮丧

　　世界各地城市中的数以千万计的人们在每个工作日开始和结束时都在交通拥堵中或挤进拥挤的公共汽车和火车。 改善日常通勤对于生活质量至关重要。

　　到 2025 年，部署智能移动应用的城市有可能将通勤时间平均缩短 15% 至 20%，有些人的通勤时间甚至会减少得更多。 每个应用程序的潜力都有很大差异，具体取决于每个城市的密度、现有的交通基础设施和通勤模式。 在交通密集的人口密集城市，智能技术每天可以为普通通勤者节省近 15 分钟。 在通勤更加艰苦的发展中城市，每天可能会缩短 20 到 30 分钟。

　　一般来说，拥有广泛且使用良好的交通系统的城市受益于简化乘客体验的应用程序。 使用数字标牌或移动应用程序提供有关延误的实时信息，使乘客能够即时调整路线。 在现有物理基础设施上安装物联网传感器可以帮助工作人员在出现故障和延误之前解决问题。

　　在驾驶盛行或公交车为主要交通方式的城市中，缓解道路拥堵的应用程序更为有效。 在大多数人乘坐公交车出行的发展中城市，交通信号的智能同步有可能将平均通勤时间减少 5% 以上。 实时导航会提醒驾驶员延误，并帮助他们选择最快的路线。 智能停车应用程序将他们直接引导到可用停车位，从而消除了徒劳地绕城市街区的时间。

　　城市可以成为改善健康的催化剂

　　城市的绝对密度使其成为解决健康问题的重要平台，尽管目前这一平台尚未得到充分利用。认识到技术在医疗保健中的作用是广泛的，并且每天都在发展，我们只分析为城市提供发挥作用空间的数字应用。我们量化了它们对残疾调整生命年(DALYs)的潜在影响，DALYs是世界卫生组织用于传达全球疾病负担的主要指标，不仅反映了因早逝而损失的生命年数，还反映了因残疾或丧失能力而损失的有生产力和健康的生命年数。如果各城市充分利用我们分析中的应用程序，我们看到了将残疾调整生命年降低8%到15%的潜力。

　　帮助预防、治疗和监测糖尿病或心血管疾病等慢性疾病的应用程序可能会对发达国家产生最大的影响。 远程患者监测系统有可能将高收入城市的健康负担减轻 4% 以上。 这些系统使用数字设备获取重要读数，然后将其安全地传输给另一个地点的医生进行评估。 这些数据可以在需要早期干预时提醒患者和医生，从而避免并发症和住院治疗。

　　城市可以利用数据和分析来识别风险较高的人口群体，并更准确地采取针对性干预措施。 所谓的移动健康干预措施可以发出有关疫苗接种、卫生设施、安全性行为和遵守抗逆转录病毒治疗方案的救生信息。 在婴儿死亡率较高的低收入城市，仅针对孕产妇和儿童健康的基于数据的干预措施就可以将伤残调整生命年 (DALY) 降低 5% 以上。 如果发展中国家使用传染病监测系统来领先于快速蔓延的流行病，那么另外 5% 的减少是可能的。 通过视频会议提供临床咨询的远程医疗也可以在医生短缺的低收入城市挽救生命。

　　智慧城市可以提供更清洁、更可持续的环境

　　随着城市化、工业化和消费的增长，环境压力成倍增加。 楼宇自动化系统、动态电价和一些移动应用等应用结合起来可以减少 10% 到 15% 的排放。

　　用水量跟踪将先进的计量与数字反馈信息相结合，可以促使人们节约用水，并将住宅用水量较高的城市的用水量减少 15%。 在发展中国家的许多地区，水浪费的最大来源是管道泄漏。 部署传感器和分析可以将这些损失减少高达 25%。 按量付费数字跟踪等应用程序可以将人均固体废物量减少 10% 至 20%。 总体而言，城市每人每天可节省 25 至 80 升水，每年每人可减少 30 至 130 公斤未回收固体废物。

　　空气质量传感器不会自动解决污染原因，但它们可以识别污染源并为进一步行动提供基础。 通过密切跟踪污染源并相应监管交通和建筑，北京在不到一年的时间里将致命的空气污染物减少了约 20%。 通过智能手机应用程序与公众分享实时空气质量信息，使个人能够采取保护措施。 这可以将负面健康影响减少 3% 至 15%，具体取决于当前的污染水平。

　　智慧城市可以创建新型数字城市公共空间并增强社会联系

　　社区很难量化，但麦肯锡全球研究院对城市居民进行了调查，以确定与当地官员沟通的数字渠道以及促进现实世界互动的数字平台(例如 Meetup 和 Nextdoor)是否会产生影响。 我们的分析表明，使用这些类型的应用程序可以使感觉与当地社区有联系的居民比例增加近一倍，使感觉与当地政府有联系的居民比例增加近三倍。

　　建立公众和地方机构之间的双向沟通渠道可以提高市政府的响应能力。 许多城市机构在社交网络上保持活跃，其他机构也开发了自己的交互式公民应用程序。 除了传播信息之外，这些渠道还为居民提供了报告问题、收集数据或参与规划问题的工具。 巴黎实施了一项参与式预算，邀请任何人发布项目想法，然后举行在线投票来决定哪些项目值得资助。

　　成为智慧城市并不是创造就业机会的策略，但智能解决方案可以使当地劳动力市场更加高效并略微降低生活成本

　　许多地方官员想知道成为智慧城市是否会带来高薪科技工作岗位的注入或加速自动化浪潮。 我们的分析发现，这对正规就业产生了略微积极的净影响。 智能技术将直接消除一些工作(例如市政府的行政和现场工作)，同时创造其他工作(例如维护、驾驶和临时安装工作)。 电子职业中心可以通过创建更有效的招聘机制并吸引更多失业和不活跃的人加入劳动力队伍来产生适度的积极影响。 数据驱动的正规教育和在线再培训计划可以增强城市的技能库。 将营业执照、许可和纳税申报等政府职能数字化可以使当地企业摆脱繁文缛节，从而营造更具创业精神的商业环境。

　　世界上许多最具活力和吸引力的城市都存在严重的住房短缺，导致租金和房价上涨。 扩大住房供应可以降低这些成本。 在许多地方，官僚主义阻碍了土地征用、环境研究、设计审批和许可工作。 将这些流程数字化可以消除风险和延误，从而鼓励更多的建设。 此外，大多数城市都有大量闲置土地适合建造填充式住房。 创建开源地籍数据库有助于识别可供开发的地块。

　　智能应用程序可以在其他领域实现节省，例如鼓励更有效地使用公用事业和医疗保健系统。 家庭安全系统、个人警报设备和生活方式可穿戴设备等产品涉及消费者购买，但它们提供了许多人愿意付费的价值。 尽管电子叫车可能会鼓励人们比以前更多地乘车，但移动应用程序也提供了新的价值。 然而，电子叫车和其他共享应用程序使一些人放弃拥有私家车成为可能。 MGI 估计，普通人每年可节省高达 3% 的开支。

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　　纵观全球 50 个城市的当前部署情况，即使是最先进的也还有很长的路要走

　　MGI 拍摄了全球 50 个城市的部署快照，并不是为了加冕世界上最智慧的城市，而是为了全面展示全球范围内正在开展的活动。 这包括评估每个城市的技术基础、当前应用程序的推出以及公众采用情况。

　　我们对每个城市技术基础的看法着眼于传感器和设备的范围、通信网络的质量以及开放数据门户的存在。 其中最先进的是阿姆斯特丹、纽约、首尔、新加坡和斯德哥尔摩，但即使是这些领先者，也只达到了当今全面技术基础的三分之二左右。 总体而言，中国、东亚、欧洲和北美的城市拥有相对较强的科技基础，中东部分城市也是如此。 但非洲、印度和拉丁美洲的企业却落后了，特别是在安装传感器层这一资本最密集的元件方面。

　　我们使用当前智能应用程序清单来衡量每个城市的实施进度。 移动性一直是大多数城市的首要任务，但总体实施应用数量最多的地方——伦敦、洛杉矶、纽约、首尔、深圳和新加坡——已经扩展到多个领域。 一些城市尚未实施最有潜力解决一些优先问题的应用程序。

　　麦肯锡全球研究院在所有分析的城市进行了在线调查，以了解居民对其环境中已有技术的感受。 我们发现，亚洲城市在认知度、使用率和满意度方面表现最强，而欧洲城市则落后。 积极的采用和意识似乎与年轻人口相关，他们不仅接受而且期待更加数字化的做事方式。

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　　智慧城市改变基础设施的经济并为伙伴关系和私营部门参与创造空间

　　智慧城市技术可以帮助城市充分利用其资产，无论它们拥有大量的遗留系统还是从头开始建设。 不可避免地需要投资实体资产和维护，但随着核心组件的升级，智能技术可以添加新功能。

　　基础设施投资曾经将城市锁定在资本密集型和极其长期的计划中。 现在，通过使用传统建筑和智能解决方案的正确组合，他们可以更动态地响应需求的变化。 如果一个偏远社区的人口增长激增，增加一条新的地铁或公交线路以及随之而来的车队扩张可能需要数年时间。 相比之下，私营按需小巴服务的启动和运行速度要快得多。

　　市政府不必是每种类型的服务和基础设施系统的唯一资助者和运营商。 虽然我们研究的大部分应用程序的实施将由公共部门负责，但大部分初始投资可能来自私人参与者(图表 2)。 公共资金只能用于那些必须由政府提供的公共产品。 此外，公共部门需要进行的初始投资的一半以上将产生积极的财务回报，这为合作伙伴关系打开了大门。

图表2

　　增加更多的参与者是积极的，因为它增加了采用率，并为现有数据提供了更多的创造力。当私营部门的创新有机地涌现出来时，政府的作用可能包括监管、召集关键参与者、提供补贴或改变采购决策。一些城市没有采取总体规划的方法，而是将自己定位为生态系统，创建联盟甚至物理协作空间。

　　一些城市凭借财富、密度和现有高科技产业等固有优势开始转型。但即使是缺乏这些要素的地方，也可以凭借远见卓见、良好的管理、打破传统行事方式的意愿，以及对满足居民需求的不懈承诺，使自己与众不同。有许多空白的画布等着私营部门，而不是为了利润，技术人员来填补——最重要的是，个人应该被赋予权力来塑造他们称之为家的城市的未来。