智慧城市，为居民生活添“智”又添“质”

　　直到最近，城市的领导者们还认为智能技术主要是在幕后提高效率的工具。如今，科技正更直接地融入到居民的生活中。智能手机已成为城市的关键，将有关运输、交通、医疗服务、安全警报和社区新闻的即时资讯传递给数百万人。

　　经过10年的反复试验，市政领导们意识到，智能城市战略应该以人为本。“智能”不只是在传统基础设施中安装数字接口或精简城市运营。它还涉及有目的地使用技术和数据，以做出更好的决定并提供更好的生活质量。

　　生活质量包括很多方面，从居民呼吸的空气到他们在走在街上时的安全感。麦肯锡全球研究所的最新报告《智慧城市:更宜居未来的数字解决方案》(PDF-6MB)分析了数十个数字应用程序如何解决这些实际的以及民众最关心的问题。报告发现，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%到30%，这些改善指标包括挽救生命、减少犯罪事件、缩短通勤时间、减少健康负担以及避免碳排放。

　　1.建设智能城市靠什么?

　　2.智能城市技术在改善城市生活质量方面具有巨大且尚未实现的潜力

　　3.看看目前在全球50个城市的部署情况可以发现，即使是最先进的城市也依然有很长的路要走。

　　4.智能城市改变了基础设施的经济性，为建立合作伙伴关系和私营部门的参与创造了机会

　　建设智能城市靠什么?

　　智能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、更实时的数据让政府能够观察事态的发展，了解需求模式的变化，并以更快、更低成本的解决方案做出反应。

　　智能城市的建设主要依靠三个层面的协同合作(图1)。第一个是技术层面，其中包括一个通过高速通讯网络将大量智能手机和传感器连接起来。第二层由特定的应用程序组成。将原始数据转换为警报、洞察和操作需要的合适工具，这需要技术提供者和应用程序开发人员参与进来。第三层是城市、公司和公众的使用。许多应用程序只有在被广泛采用并涉及行为改变时才算成功。他们鼓励人们在非工作时间使用交通工具、改变路线、减少能源和水的使用，并在一天中的不同时间段这样做，通过预防性的自我护理减少医疗系统的压力。

　　智能城市技术在改善城市生活质量方面具有巨大且尚未实现的潜力

　　麦肯锡全球研究所评估了智能城市应用程序如何影响不同的生活质量维度:安全、时间和便捷、健康、环境质量、社会联系和公民参与、工作和生活成本。广泛研究的结果反映了这样一个事实，即应用程序在不同城市间的表现不同，这是由于原有基础设施系统和基线起点等因素造成的。

　　应用程序可以帮助城市打击犯罪，改善其他一些公共安全问题

　　部署一系列应用程序达到的最大效果可能会减少8 - 10%的死亡率(从凶杀、道路交通和火灾中实现)。在一个人口500万的高犯罪率城市，这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的案件可以减少30%到40%。最重要的是，可以给居民行动自由和生活和谐带来巨大好处。

　　技术并不能快速解决犯罪问题，但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模式，而预测警务则先行一步，预计犯罪案件的发生并将其扼杀在“摇篮”中。当事件发生时，枪击探测、智能监控和家庭安全系统等应用程序可以加速执法响应。但必须以保护公民自由、避免将特定社区或人口群体定罪的方式部署数据驱动的警务。数据驱动的警务必须以保护公民自由并避免将特定社区或人口群体定为刑事犯罪的方式进行部署。

　　当生命危在旦夕时，必须要争分夺秒。这使得在到达紧急情况现场时，对第一反应者来说速度至关重要。智能系统可以优化呼叫中心和现场操作，而抢占交通信号为急救车辆提供了一条无障碍通道。这些类型的应用程序可以将紧急响应时间减少20%到35%。对于一个响应时间仅为八分钟的城市来说，依然可以减少差不多两分钟。一个平均响应时间为50分钟的城市，可能会减少17分钟以上。

　　智能城市技术可以使日常通勤速度更快，烦恼更少

　　世界各地数以千万计的城市居民，他们要么在交通堵塞中要么在拥挤的公共汽车和火车上，开始和结束每一天的工作。改善日常通勤状况对生活质量至关重要。

　　到2025年，部署智能移动应用程序的城市有可能将通勤时间平均减少15%到20%，有些人甚至可以享受更大削减幅度。每个应用程序的潜在关联是非常灵活的，这取决于每个城市的密度、现有的交通基础设施和通勤模式。在一个交通工具十分密集的城市，智能技术可以让通勤者每天节省15分钟。在一个通勤比较不便的发展中城市，改善时间可能是每天20到30分钟。

　　一般来说，拥有密集且便捷的交通系统的城市可以使乘客从简化体验的应用程序中受益。使用数字标识或移动应用程序来提供关于延迟的实时信息，可以使乘客及时调整他们的路线。在现有的物理基础设施上安装物联网传感器可以帮助车组人员在故障和延误发生之前解决问题。

　　缓解道路拥堵的应用程序在私人驾车出行盛行或公交车为主要交通方式的城市更为有效。在发展中国家的城市中，大多数人都是乘公交车出行，交通信号智能同步有可能将平均通勤时间减少5%以上。实时导航可以提醒司机延误情况并帮助他们选择最快的路线。智能停车应用程序向他们提供直接可用的停车位信息，从而减少了在城市街区四处寻找车位的时间。

　　城市可以成为改善健康的催化剂

　　尽管目前还没有充分利用一些平台来解决健康问题，但城市的绝对密度使它们成为关键。我们认识到技术在医疗保健中的作用是广泛的，并且随着时代的发展而不断发展，因此我们只分析那些为城市提供发挥空间的数字应用程序。我们量化了它们对伤残调整寿命年 (DALYs)的潜在影响，伤残调整寿命年是世界卫生组织(World Health Organization)用来传达全球疾病负担的主要指标，它不仅反映了因过早死亡而丧失的生命数年，还反映了因残疾或丧失能力而丧失的生产和健康生命年数。如果城市将应用程序(包括我们分析中提到的)部署到发挥最充分的效果，我们将看到伤残调整寿命年可能会降低8%到15%。

　　在发达国家，帮助预防、治疗和监测慢性疾病(如糖尿病或心血管疾病)的应用程序可能会产生最大的效果。远程患者监测系统有可能将高收入城市的健康负担降低4%以上。这些系统使用数字设备进行生命体征检测，然后将它们安全地传输给另一个地方的医生进行评估。这些数据可以在需要早期干预时提醒患者和医生，避免出现并发症和住院。

　　城市可以使用数据和分析来识别具有较高风险特征的人口群体和更精确的干预目标。所谓的移动医疗(mHealth)干预措施可以发出有关疫苗接种、卫生设施、安全性行为和坚持抗逆转录病毒治疗方案的挽救生命的信息。在婴儿死亡率较高的低收入城市，以数据为基础仅关注孕产妇和儿童健康的干预措施，可使伤残调整寿命年降低5%以上。如果发展中城市使用传染性疾病监测系统，在快速蔓延的疫情之前抢先一步进行干预，就有可能再减少5%。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。建筑自动化系统、浮动电价和一些移动性应用等应用程序可以将排放量减少10%到15%。

　　与先进的具有数字反馈信息的计量器相结合的耗水量跟踪，可以推动人们节约用水，在住宅用水量较高的城市，耗水量将减少15%。在发展中国家的许多地区，最大的水资源浪费是管道泄漏。部署传感器和分析器可以减少25%的损失。像“谁扔谁付费”这样的数字跟踪应用程序可以将人均固体垃圾的数量减少10%到20%。总的来说，城市居民每人每天可以节约25到80公升的水，每年减少30到130公斤的不可回收的固体垃圾。

　　空气质量传感器不会自动解决产生污染的原因，但它们可以识别污染源，并为进一步的行动提供依据。在不到一年的时间里，北京通过密切跟踪污染源，并相应地控制交通和建筑，将致命的空气污染物减少了大约20%。通过智能手机应用程序告知公众实时空气质量信息，个人可以采取保护措施。根据目前的污染水平，这可以减少3%到15%的负面健康影响。

　　智慧城市可以创造一种新型的数字城市公共空间，增强社会联系

　　社区很难量化，但麦肯锡全球研究所调查了城市居民，确定与当地官员沟通的数字渠道以及促进真实世界互动的数字平台(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与当地社区有互动的居民的比例增加近一倍，并且几乎是与当地政府有互动的人的三倍。

　　建立公共机构和地方机构之间的双向沟通渠道可以使城市政府更具响应性。许多城市机构在社交网络上一直很活跃，还有一些机构开发了自己的市民互动应用程序。除了传播信息外，这些渠道还为居民关注报告、收集数据或参与规划问题提供了渠道。巴黎已经实施了一项参与式预算，邀请任何人发表自己对项目的看法，然后通过在线投票来决定哪些项目值得资助。

　　建设一座智能的城市并不是一种为就业创造机会的策略，但是智能的解决方案可以使当地的劳动力市场更有效率，并且能稍微降低生活成本

　　许多地方官员想知道，建设一座智能的城市是否会带来高薪的科技工作，还是会加速自动化浪潮。我们的分析发现对正式就业有轻微的正面影响。智能技术将直接减少一些工作(如市政府的行政和现场工作岗位)，同时会创造其他一些工作岗位(如维护、驾驶和临时安装工作)。电子职业中心可以创造更有效的招聘机制，吸引更多失业和不活跃的人进入职场，从而产生适度的积极影响。数据驱动的正规教育和在线再培训项目可以提高一座城市的技能储备。政府职能的数字化，如商业许可、申请和纳税申报等，可以使当地企业摆脱繁文缛节的束缚，从而形成更具有创业精神的商业环境。

　　世界上许多最具活力、最令人向往的城市都存在严重的住房短缺，租金和房价大涨。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收购、环境研究、设计审批和许可。将这些过程数字化可以消除风险和拖延，鼓励更多的建设。此外，大多数城市都有大量闲置的土地，这些土地可以用来建设住房。创建开源码的地籍数据库可以帮助识别开发地块。

　　智能应用程序可以在其他领域节省开支，比如鼓励更有效地使用基础设施和医疗保健系统。家庭安全系统、个人提醒设备和穿戴方式等产品都涉及消费者购买，但它们提供许多人愿意支付的价值。移动应用程序也提供了新的价值，尽管网约车可能会鼓励人们比以前更多的使用汽车出行。然而，网约车和其他分享应用程序可能会使一些人放弃私家车。麦肯锡全球研究所估计，普通人在出行的年度支出中可以节省多达3%的开支。

　　看看目前在全球50座城市的进展情况，即使是最先进的城市也依然有很长的路要走。

　　麦肯锡全球研究所拍摄了全球50座城市的部署快照，并不是为了夸耀全球最智能的城市，而是为了展示全球智能城市的部署情况。这包括评估每座城市的技术基础，当前应用程序的推广和公众采用情况。

　　我们对每个城市的技术基础的看法都着眼于传感器和设备的范围、通信网络的质量以及现有的开放数据门户。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，也只能达到如今构成全面技术基础的约三分之二。总的来说，中国、东亚、欧洲和北美的城市都有相对强大的技术基础，中东的一些城市也是如此。但在非洲、印度和拉丁美洲则落后于其他国家，尤其是在安装传感器层方面，这需要需要投入大量的资本。

　　我们使用当前智能应用程序的检查表来评估每个城市的进展情况。流动性一直是大多数城市的首要任务，但总体上采用的应用程序数量最多的地方——伦敦、洛杉矶、纽约、首尔、深圳和新加坡——已经扩展到多个领域。一些城市还没有采用具有最大潜力的应用程序来解决它们的一些优先问题。

　　智能城市改变了基础设施的经济性，为建立伙伴关系和私营部门的参与创造了空间

　　智能城市技术帮助城市从他们的资产中获益良多，无论是他们拥有广泛的遗留系统还是从零开始建设。没有必要投资于实物资产和维护，但智能技术可以在核心组件升级时添加新功能。

　　基础设施投资一度将城市锁定在资本密集型和长期性的计划之中。现在，利用传统建筑和智能解决方案的合适组合，它们可以更动态地响应需求的变化。如果人口增长在偏远的地区飙升，增加新的地铁或公交线路以及随之而来的车组扩建可能需要数年时间。相比之下，私人运营的按需小型公共汽车服务却可以快速投入使用。

　　城市政府不必是各种服务和基础设施系统的唯一资助者和经营者。虽然我们所审查的大部分申请将由公共部门执行，但大部分初始投资可能来自私营部门(表2)。公共融资可能只针对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中有一半以上将产生积极的财政回报，这就为建立伙伴关系打开了大门。

　　更多参与者的加入将会产生积极影响，因为它增加了对应用可用数据的创造力。当私营创新部门有序地涌现时，政府的角色可能包括监管、召集关键参与者、提供补贴或改变购买决策。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，创建联盟甚至是物理协作空间。

　　一些城市正在借助其内在的优势(如财富、密度和现有的高科技产业)开始进行转变。但即便是那些缺乏这些要素的地方，也可以凭借远见、良好的管理、愿意打破常规行事方式的意愿，以及满足居民需求的不懈承诺，让自己与众不同。私营部门还有许多发挥空间，每个人都应该被授权去塑造他们称之为家的城市的未来。