智慧城市建设风险分析及对策研究--以株洲市智慧城市建设项目为例.pdf 10页

'中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn智慧城市建设风险分析及对策研究——以株洲市智慧城市建设项目为例1,21*许乙青，谭骁5（1.湖南大学建筑学院，长沙410082；2.湖南大学设计研究院有限公司，长沙410082）摘要：在物联网和大数据分析的高速发展的背景下，智慧城市是信息化、工业化以及城镇化的联合，是城市信息化的高级形态。但是，在政府推进发展智慧城市建设同时，规划者也不10能忽视其对城市经济转型、保护个人隐私、居民生活方式改变以及社会管理方面所具有的重要影响，同时也要重视在其发展过程中所要面临的各种风险问题。智慧城市是未来社会的趋势。本文通过对目前中国智慧城市建设的探索模式分析，得出其在建设过程中可能出现的风险，为相应的对策提供参考和技术支持。关键词：城乡规划方法与理论；智慧城市；网络信息；风险分析；对策研究15中图分类号：TU984RiskAnalysisandCountermeasuresofSmartCityConstruction——ACaseStudyofZhuzhouSmartCityConstructionProject1,2120XUYiqing,TANXiao(1.ArchitectureSchool,HunanUniversity,Changsha410082;2.HunanUniversityDesignInstituteCompanyLimited,Changsha410082)Abstract:InthecontextoftherapiddevelopmentofInternetofThings(IOT)andBigDataanalysis,SmartCityisthecombinationofinformatization,industrializationandurbanizationandaadvanced25formofurbaninformatization.WhilethegovernmentispromotingthedevelopmentofSmartCity,theurbanplannercannotignoreitssignificantinfluenceontheurbaneconomictransition,protectingindividualprivateinformation,civiclifestylechangesandsocialmanagement,andtheyshouldalsopayattentiontothevariousrisksintheprocess.TheconstructionofSmartCityisthetrendofthefuturesociety.ByanalysingChineseSmartCityconstructionmodes,thispaperexploresthepossiblerisksin30theconstructionprocess,toprovidereferencesandtechnicalsupports.Keywords:methodsandtheoriesofurbanplanning;SmartCity;Internetinformation;riskanalysis;countermeasuresresearch0引言当前城市发展中会面临着各种各样的挑战和机遇，如在交通，环境，能源，经济和公共35交通等方面，并且城市也在逐渐演化成可以自我调节并可以持续发展的系统，因此智慧城市建设的提出正是适应了这样的演化进程。但是在探索智慧城市建设模式的过程中，面临的新技术和变化因素相比传统城市建设更多，所以在各个阶段可能出现的风险的可能性也会加大，那么分析其可能出现的风险就关系到智慧城市的持续发展。智慧城市建设风险是指智慧城市建设的整个生命周期中某一特定环境下某种损失发生[1]40的可能性。在智慧城市的建设中不同阶段出现的风险种类不一，每种风险对于城市整体影响的程度也不一样，如何鉴别出这些潜在的风险并使其对城市的负面影响降到最低就成为现作者简介：许乙青（1966-），男，湖南大学设计研究院有限公司总规划师，高级规划师，湖南大学硕士研究生导师，主要研究方向：可持续城市规划理论与方法.E-mail:planxyq@hnu.edu.cn-1- 中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn代智慧城市建设过程中一个重要的课题。相应的，分析风险产生的原因，如何综合运用新技术，建立法律法规等对策研究就显得尤为重要了。1智慧城市建设中风险表现451.1发展主体不协调的风险智慧城市中的活动主体包括政府、企业和市民等独立主体，不同的主体对技术的需求就有差异，想要符合每一个主体提出的要求，对技术本身的要求也就越来越高，而技术发展并没有达到所需要的标准，还存在各种新技术协调的问题。此外，城市建设还需要多方面的支持，如技术、人才、资金以及政府政策等，城市发展是一个长期的过程，任何一方面主体的50支持受到束缚，就会导致技术体系、投资规模和方式等目标的停滞，从而无法推进智慧城市建设规划朝既定目标推进。智慧城市主体建设涉及的方面领域宽，包括政府公共服务、居民生活环境以及城市产业结构方面的各个领域，不同领域所存在的技术也会存在差异，如何在差异中均衡发展是值得关注的问题。如图1所示（作者自绘），城市不同主体具有不同的社会责任和社会功能，建设智慧城市就必然涉及到如何不同主体的不同职能协调发展。55图1智慧城市不同主体关系图Fig.1SmartCitydifferentmainbodiesdiagram1.2发展前景不确定性的风险在信息大爆炸的时代，无论是政府、企业还是市民都已经参与到城市信息化进程中，科60技信息给人们的生活、经济带来了诸多好处，各种新科技还在不停的孕育，如物联网和云计算，但是由于新技术的出现，社会上出现的种种由于信息技术的欠缺漏洞带来的损失和恶劣影响，使人们对依靠新一代信息技术的智慧城市建设规划充满了诸多疑虑，许多既定的目标规划都存在不确定性。新技术的运用使得社会整体生产力提高，改善了市民的生活方式，但其中仍然存有不确定的因素影响着社会的稳定运行。社会资源的获取和政策的支持依靠政府65对发展前景的信任，智慧产业规划的持续推进需要企业的信任，如果失去了坚定的庞大的拥护者，智慧城市规划方案的实施前景十分堪忧。城市建设中不同目标技术程度都不一致，对智慧城市建设进行目标拆解，逐一降低各个目标的不确定性，在方案实施之前做好充足的可行性评估工作是降低整体建设风险的有力保证。1.3发展模式趋同的风险-2- 中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn70智慧城市建设的产生是由美国IBM公司首先提出并设想了一系列的建设规划准则，如图2（作者自绘）所示，IBM公司首先建立了一套完整的逻辑处理流程，美国的纽约以及荷兰的阿姆斯特丹等城市的规划者首先借鉴的就是IBM的智慧城市规范，以此为框架又发展出了独有的智慧城市规范。75图2IBM智慧城市基本框架Fig.2IBMSmartCitybasicframework继第一批具备智慧城市理念的城市之后出现的智慧城市如加拿大的多伦多，中国香港等城市的规划者又依照已有智慧城市建设的规划为参考，在智慧交通，智慧住宅等方面发展起来。这就导致了不同城市之间的发展模式可能出现单一的问题。世界范围内不同智慧城市目80标虽然基本一致，但是各个城市都有其不同的特色，在建设过程中规划者必然要根据城市的自然、经济、文化、政治等基础条件产生出方案。值得注意的是，初步形成的智慧城市建设框架使不少规划者预想到了城市发展的美好前景，在其他城市规划中将成功案例的方案直接使用，这种做法所导致的后果充满了不确定性。假使所有智慧产业都依靠发展信息产业，所有城市都将依靠自己的信息资源和基础，其核心竞争力趋同必然会使产业规划和整个城市发85生恶性竞争，这对于中小城市来说是及其不公平的。[2]图3中国“863”计划智慧城市体系架构[2]Fig.3TheSmartCityframeworkof“863”projectinChina如图3（图片来源：中国“863”计划智慧城市建设白皮书）所示，这是中国“863”计-3- 中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn90划提出的具有中国特色的智慧城市发展体系构架。该框架包含安全保障体系和标准与评估体系。从信息采集开始，分别是城市感知层，数据传输层，数据活化层，支撑服务层以及相关行业应用服务层。这就为国内不同城市只会发展策略提供了一个可供参考的策略，在不同环境特色的城市建设中，根据白皮书制定的智慧城市技术体系，选择性地发展适宜的城市发展策略。951.4网络信息技术的风险现阶段，新一代的信息技术虽然正在迅速发展，比如大数据和物联网在智能交通，智能环境监测上的应用，但掌握和广泛推广运用这些技术还需要很长一段时间来实现，这一不成熟时期所带来的风险即信息技术水平的欠缺，正是智慧城市建设中核心的发展问题同时也是最具技术性的风险表现。目前智慧城市建设的探索方案是依靠互联网络实现人与物的结合；100依靠物联网的构建，用光学标签技术（RFID）、条形码和其他传感技术进行泛在感知、识别追踪城市生活信息；依靠超级计算机和云计算实现TOD，SOD模式等决策依据和行动方[3]案的生成。这些技术可以实现透彻感知、互联互通和深入智能化即“3I”特征。越快掌握新生信息技术就可以避免因有效技术的缺乏而导致的智慧城市建设规划停滞。然而所有的新科技出现时都有其局限性，目前在智慧城市建设中采用的大数据与物联网技术亦是如此，正105因为智慧城市建设中高度信息化是其核心特点，所以各个城市主体的数据都会通过传感器上载到服务器或者云端，那么以前主要针对个人或者企业的黑客攻击行为很有可能转移到获取，篡改甚至攻击城市数据库，干扰整座城市的正常运转，这是以前从没有出现过的。比如，当智慧城市发展到一定高度，交通路况包括各种机动工具都将以数据链接的方式存在于云端[4]，假如云端服务器受到攻击，其后果轻是致使机动工具失控，大则可以使整个城市交通瘫110痪。所以说，信息的感知，收集，存储与分析每个环节都不容忽视，需要制定一套完善的城市云数据保护机制，这不仅是对敏感信息的保护，更是整座城市信息环境安全和物理环境安全的基础。如图4（作者自绘）所示,智慧城市的建设基础层面是数据，从信息的采集，信息的传输，信息的分析以及最后的执行无一没有网络信息计算的参与。虽然某些环节可以让人工校正，115但这还是智慧城市发展的初级阶段，当发展到一定高度，计算机甚至人工智能就参与绝大部分的决策，其呈几何式增长的海量数据也会使人工校正逐步退出。那么，在这些环节中，如何利用边缘计算，模糊分析等新型信息技术来完善处理流程并防范随机和人为的信息网络破坏行为就显得尤为重要。120图4智慧城市一般性数据处理流程Fig.4SmartCitygeneraldataprocessingflow如表1所示（数据来源：美国国防部2015年度数据泄露调查报告），在信息化发展程-4- 中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn度发展很高并注重保护个人信息等敏感信息的美国，其信息泄露的规模也是相当巨大，其中信息产业和公共产业泄露的程度最高，因为这两大产业的基础就是建立在海量的数据之上。125对于智慧城市来说，这两大产业又是各行业中的基础，其存在的潜在风险也是最需要关注的。此外，也应注意政府部门的信息泄露次数，政府往往存有涉及公民安全的敏感信息，还需要参与管理整个城市的运作，政府在智慧城市建设过程中具有枢纽的作用，需要对安全等级不一的敏感信息机型加密，还需要监督数据处理企业是否按照标准流程维持信息的加工过程。表1美国2015年度数据泄露次数130Tab.1ThenumberofUSdataleaksfor2015类别总计小型中型大型住宿业3012105041政府部门2681231334523农业2002工程建造6231教育行业89542312娱乐业66653211123金融服务2218812211医疗171232信息产业63966562317424311公共产业27637231424373122制造业2200采矿行业1100房地产15762零售行业272241贸易产业11256542交通2371299612其他755874111186231总计10355690212125487961.5政府管理与企业经营方面的风险相比其他风险比起来，管理风险受到的重视程度并不高，但是以现阶段来说，在技术开发、相关产业链、物联网的社会认知度、相关企业的赢利模式等方面都尚不成熟，政府、企135业、社会对智慧城市建设的管理理念也达不到一致，这无疑会给智慧城市的发展增加风险，政府管理人员的水平和能力也会引发多种风险，而企业以盈利为目的的经营方式也会要有相应改变。政府和企业是城市正常运转中两个大的主体，前者制定规范制度，后者参与生产竞[5]争提高城市活力。在城市智慧化的进程中，政府不仅需要处理好原来的管理方式，面对城市海量数据的监控与管理，更要处理信息传递和储存安全，这样才能保证政府在城市发展决140策上起到良性管理作用。1.6法律法规以及行业规范方面的风险在中国智慧城市建设的过程中，法律法规以及行业规范也是亟待发展的环节，比如说，行政管理机制不符合标准化，针对智慧城市的建设，国内出台过一些相关的制度和一些法律法规，这无疑促进了智慧城市的不断发展，起到了积极的作用。在很长一段时间内建筑企业145都在延续使用这些标准来要求和指导智慧城市建设的各个环节。在智慧城市的建设中，加入-5- 中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn互联网信息交流平台的元素是其特色之处，这更加体现了智慧城市的宗旨，而在这个平台中会存有大量的敏感信息，包括国家信息和个人信息的重要信息，因此在法律法规上做好保护和保密的工作，以防止信息外泄而影响国家和人民的生命财产安全显得尤为重要。到目前为止国内还没有一个针对智慧城市安全的统一的评估标准以及评估规定。当一些跨部门的业务150需要进行交换或者数据需要共享的时候，那么这时候就会因为网络安全方面的问题而出现数据丢失或者泄露的情况，这会极大的影响社会总体生产力。2株洲市智慧城市建设研究位于长株潭城市群的株洲于2016年被列入国家智慧城市试点城市。现阶段建成项目主要包括四个项目：智慧株洲云计算中心，负责处理全市采集的信息并进行统一资源调配和实155时监控；道路“电子眼”联网项目，在城市以及各县市区交通节点等布置4800个智能摄像头，实时采集道路交通信息并作出相应指令；居民“一卡通项目”，将市民银行卡，身份证等信息绑定在一张“一卡通”上，在公交，医疗，共享自行车等城市公共服务设施可以统一使用；智慧医疗社区平台，市民在社区即可通过电话，网络就行预约，诊断和就诊。通过运用风险解析法与风险综合评价法来对株洲现阶段智慧城市建设得出这四个项目未来潜在的160风险，并评估风险等级大小，最后提出适当的应对策略。首先，对四大智慧城市建设项目进行风险解析，得出不同项目可能出现的风险，得到风险清单，如表2所示：表2株洲智慧城市项目风险清单Tab.2TherisklistofZhuzhouSmartCityproject项目类别风险名称风险类别风险描述备注海量数据泄露数据风险云计算中心储存全市海量信息，很难防范目标数据泄露云计算中心软件病毒感染技术风险计算中心配备高等级的信息管政府机关理软件，更容易成为黑客的目标政府合作风险管理风险如何确保不同主体之间合理调配信息资源交通电子眼图像窃取风险数据风险技术简单，图像容易被窃取设备质量风险技术风险数千个交通图像采集设备需要交通部门维持全部正常运转个人身份信息泄露数据风险与身份证绑定，最容易泄露个人身份信息一卡通项目银行卡盗刷风险数据及技术风险需要与银行卡绑定，丢失之后企业运营可能泄露银行卡信息盗用信息犯罪数据及法律风险与一卡通绑定有很多个人信息，容易被犯罪分子利用病人敏感信息泄露数据风险社区医疗中病人资料没有保护智慧医疗平台医生水准下降风险管理风险医生资源紧缺，可能混入无证社区服务医生-6- 中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn财务状况不良管理风险社区患者情况复杂，财务情况运行良好需要高水平管理体系信息诈骗风险数据风险利用患者信息诈骗[6]165然后依据伊西峰的定性风险分析方法，以此来定义四个项目中不同风险的发生概率和影响程度和规模，分别赋予1-3之间的数值。在风险发生概率中，1表示很少发生；2表示比较可能发生；3表示极有可能发生。在影响规模上，1表示只有小规模或者低程度的影响；2表示具有中等规模或者中等程度的影响；3表示具有极大规模或者程度的影响。从而得出各分项风险影响值，其中风险值=概率数值*影响数值，用1-9来表示，其中1-2表示风险较170低，3-6表示具有中等程度风险，7-9表示具有极高风险，具体如表3所示：表3株洲智慧城市项目风险概率影响表Tab.3TheZhuzhouSmartCityprojectriskprobabilityimpacttable项目类别风险名称风险类别概率影响风险值海量数据泄露数据风险339云计算中心软件病毒感染技术风险236政府合作风险管理风险212交通电子眼图像窃取风险数据风险313设备质量风险技术风险111个人身份信息泄露数据风险326一卡通项目银行卡盗刷风险数据及技术风险236盗用信息犯罪数据及法律风险339病人敏感信息泄露数据风险339智慧医疗平台医生水准下降风险管理风险133财务状况不良管理风险212信息诈骗风险数据风险224随之可以筛选出高风险事件，中等风险事件和低风险事件，如表4所示，其中高风险事件无不涉及数据风险，可见智慧城市建设中信息与数据既是其核心，也是存在风险最大的地175方。一旦个人信息泄露或者数据中心数据泄露将有可能造成严重负面影响。此外，严重风险也涉及到相关法律法规，犯罪分子可利用泄露信息进行信息犯罪，可见建立和完善相关法律法规保护敏感信息是减少高风险事件的重要保障。除开数据风险，相关技术风险和管理风险反映了目前中国智慧城市建设水平仍处于比较初级的阶段，这两项风险的控制水平是未来智慧城市建设的另一个重点。180表4株洲智慧城市项目风险分类清单Tab.4TheriskcategorylistofZhuzhouSmartCityproject风险等级风险事件风险因素海量数据泄露数据风险高风险事件盗用信息犯罪数据及法律风险病人敏感信息泄露数据风险软件病毒感染技术风险个人信息泄露数据风险-7- 中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn中风险事件银行卡盗刷风险数据及技术风险信息诈骗风险数据风险图像窃取风险数据风险医生水准下降风险管理风险政府合作风险管理风险低风险事件设备质量风险技术风险财务状况不良管理风险智慧城市建设体系的高度复杂化，使得完全消除其风险是不可能的。那么针对不同等级的风险需要采取不同的应对策略。如表5所示：针对其中涉及数据风险的高风险事件，需要提前预防，一旦出现信息泄露，需要有紧急预案，特别是对于数据中心来说，保护城市整体185数据是智慧城市运行的前提。另外还需要特别关注涉及犯罪的个人信息泄露案件，实时监控，积极跟踪才能规避其风险。针对中等风险事件和低风险事件，要提高城市主体的管理水平，同时采用最新的技术手段保证智慧城市的各个方面都能有效运行，弱化并转移各种由于管理风险和技术风险导致的事件的发生。表5株洲市智慧城市项目风险应对策略190Tab.5ZhuhzouSmartCityprojectriskcountermeasure风险类别风险事件风险规避风险弱化风险转移风险接受海量数据泄露采用高风险事件盗用信息犯罪采用病人敏感信息泄露采用软件病毒感染采用个人信息泄露采用中风险事件信息诈骗风险采用银行卡盗刷风险采用图像窃取风险采用医生水准下降风险采用政府合作风险采用低风险事件设备质量风险采用财务状况不良采用3智慧城市建设潜在风险应对策略3.1统筹规划，建立数据统一处理平台[7]物联网和云计算作为智慧城市建设的核心技术，海量数据是其最显著的特点之一，聚齐并分析数据的过程统一管理，监控，使不同数据源的信息能够汇聚到同一平台。在方案设195计之初就需要注重顶层设计，注重计算机资源的统一调配，将资源利用率最大化，生产效率最大化。在每一级信息处理模式上，进行节点计算为下一级平台进行信息预处理，传输反馈结果和执行命令的过程中，保持传输通道的通畅，建立清晰完整的数据链路。-8- 中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn3.2完善安全管理体系，建立相应法律法规政府作为城市运行的最重要保障，智慧城市的建设是一个复杂，跨行业研究的系统工程，200可以建立与之相适应的安全行政管理机构，才能保证系统安全有序的运行。在涉及信息安全的行业和部门，现有的法律体系已经不能够完全适应智慧城市安全建设的需要，因此需要修订相关法律，规范在智慧城市中个体的行为，以此维护智慧城市的安全运行。具体来说，首先要立法阶段就重视与智慧城市信息管理相匹配的行为准则，直接约束相关责任人的行为。其次，在计算机系统和数据处理系统的自动运作模式下，还要有额外的规范和法律保障其安205全运行。最后，在数据处理层面，要有相关法律直接限制敏感信息的保存，传播和加工，防止数据被恶意篡改从而导致的不良后果。3.3智慧城市发展模式差异化不同的城市有着自己独特的特色和要素，智慧城市的建设需要在保持原有城市特色的基础上，构建针对不同城市主体的智能系统。不能根据单一的智能城市发展模式机械地对不同210规模不同特色的城市进行升级改造。比如，以旅游业为主的小型城市，就要重点建设公共服务，旅游产业，智能交通等相关领域；以资源储备和重工业产品加工的中小型城市，就要加强在资源开采，产品加工等产业上信息化程度，提高资源的利用率；在人口稠密的超大型城市，就需要利用好海量的传感数据，提前规划好交通组织，用大数据的相关技术分析城市居民的生活模式并提供改进方案，提升市民的幸福感。在未来城市规划中注重城市之间的差异215化利用智慧城市建设的信息化优势赋予不同城市不同的市民体验和城市特色。3.4建立智慧城市的网络信息安全标准化体系3.4.1信息采集安全方面（数据感知与传输层）的防范措施智慧城市建设过程中采集数据，是智慧城市能够正常运转的前提，密布于城市各个角落的各种传感器在采集数据是需要能够客观的反映出当时的特定环境参数。这个环节往往也是220遭受网络黑客攻击最多的环节，小到截取个人智能设备信息，大到监控涉及国家安全的企业[8]设备运作信息等机密信息等。数据感知与传输层是物联网安全的基础。RFID等技术需要进一步规划技术标准，互联网中的信息也需要提高审核标准，从而建立一个完整安全的信息库。从技术手段来说可以加强密钥技术，网页过滤，反间谍软件等保密安全手段的应用，提高信息采集的安全等级。2253.4.2数据分析方面（数据活化与支撑服务层）的标准和要求在智慧城市的建设过程当中，由于物联网的复杂性和数据的庞大规模，不同等级的数据分析平台的安全措施简单叠加不足以应对现在日益增强的黑客攻击，需要建立从信息输入到信息输出整个数据链路的一体化防范技术体系。现在的技术体系繁多没有统一标准，而数据的高效利用需要在数据分析在安全，有序的环境下进行。-9- 中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn2303.4.3整体指令传递和执行（应用服务与行业应用层）的相应原则针对行业网络安全方面，重要信息和保密信息的保护工作至关重要，相关运营单位要有完善的制度和强硬的防火墙以避免网络系统出现安全隐患和病毒，做好风险的管理和预防工作，以避免网络泄露事件导致的行业损失。在智慧城市的环境下，云计算应用的灵活性使得[9]公众及行业可以随时参与，但数据分析的结果能够被公众和行业运用的提前是，保证数据235结果的准确性与合理性，而保证云数据终端的安全可靠就需要对数据结果进行二次核对并审查用户身份信息。4结束语智慧城市的建设是随着大数据，物联网发展的必然趋势，对于解决城市发展中出现的问题和对未来城市的构想有着重要意义，但是中国还处于起步阶段的智慧城市建设，会存在许240多潜在的风险，对于发展中出现的风险，相关单位更需要运用现代出现的新技术新手段来处理和应对。本文分析了智慧城市建设对中国城市建设发展的重要性，也从技术层面，规章制度和城市各主体分析了智慧城市建设起步阶段潜在的各种风险以及相应的对策。对于未来预防智慧城市建设中负面影响的发生，并且对于完善智慧城市规划理论都起着理论指导作用。[参考文献](References)245[1]胡丽，陈友福.智慧城市建设不同阶段风险及防范对策[J].中国人口资源与环境，2013，23（11）：130-136.[2]863计划智慧城市项目组.智慧城市技术体系白皮书[R].863计划智慧城市项目组一期，2012.[3]邓毛颖.智慧城市与智慧的城市规划[J].华南理工大学学报（社会科学版），2015，17（3）：50-56.[4]徐旭明.浙江省智慧城市建设实现路径研究[D].上海：华东政法大学，2014.[5]周骥.智慧城市评价体系研究[D].武汉：华中科技大学，2013.250[6]伊西峰.E公司山东GPON项目风险管理研究[D].济南：山东大学，2013.[7]王力坤.物联网中数据融合技术研究[D].南京：东南大学，2014.[8]王静远，李超，熊璋，单志广.以数据为中心的智慧城市研究综述[J].计算机研究与发展，2014，51（2）：239-259.[9]周楚舜.智慧城市建设的公众参与研究[D].湘潭：湘潭大学，2015.255-10-'