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如何实现面向中国式现代化的城市基础设施系统集成?

2024-02-07 17:41 来源:中国城市规划网

导读

党和国家历来十分重视规划工作,城乡规划学和规划工作不仅是我国现代化建设和可持续发展的重要组成,也事关亿万城乡居民的日常生活。学会组织梳理规划领域重大问题难题,是推进规划工作进一步朝着科学化方向发展的需要,也是学会的基础工作之一。

去年,在2022/2023中国城市规划年会的全体大会上发布了学会组织研制的2023规划领域重大问题难题清单,希望以此为有关决策部门研判规划科技未来发展趋势、前瞻谋划和布局科研方向提供支撑,引导规划编制单位、科研机构、高校和规划科技工作者加强相关问题研究,强化科技协同攻关和成果转化应用,推动提高城市规划、建设、治理水平。“中国城市规划”微信公众号将陆续展开介绍2023规划领域重大问题难题。

问题类型:前沿科学问题

推荐者:中国城市规划学会城市交通规划专业委员会

作者:潘昭宇,中国城市规划学会城市交通规划专业委员会委员、中国城市和小城镇改革发展中心研究员

问题描述

现代化城市基础设施系统集成能够助力城市实现经济效益、社会效益、生态效益、安全效益相统一,可以提高城市基础设施全生命周期的综合效益。当前我国城市基础设施系统集成尚处于起步阶段,各类基础设施自成系统、各种地下管线缺乏统筹,燃气泄漏、城市内涝等威胁城市安全的事件时有发生。亟需系统梳理相关理论文献和实践案例,分析基础设施“系统集成”的概念与内涵,总结我国现代化城市基础设施的发展基础、主要诉求以及存在问题,从设施集成、服务集成、管理集成、信息集成以及技术集成五个方面提出现代化城市基础设施系统集成的关键技术。

问题背景

党的二十大报告提出要“优化基础设施布局、结构、功能和系统集成,构建现代化基础设施体系”。这是第一次提出基础设施“系统集成”的概念。习近平总书记在中央财经委员会第十一次会议专门强调“构建现代化基础设施体系,要实现经济效益、社会效益、生态效益、安全效益相统一,提高基础设施全生命周期综合效益”。目前我国城市基础设施领域发展还存在很多短板弱项,各类基础设施的矛盾冲突还比较严重,加强城市基础设施系统集成,统筹协调各类城市基础设施的布局、结构与功能,有助于解决城市高质量发展面临的问题,提升城市基础设施的全生命周期的综合效益,加强对城市经济社会发展的重要支撑作用。因此研究城市基础设施系统集成关键技术是实现中国式现代化城市建设的必然要求。

最新进展

系统集成多用于计算机信息领域,指将软件、硬件与通信技术组合起来为用户解决信息处理问题的业务,其本质是实现最优化的综合统筹设计,主要是将各个独立的系统进行集成,使集成后的各部分之间能彼此协调地工作,以发挥整体效益,从而达到整体优化的目的。

城市基础设施系统集成着重解决在交通、供水、供电、燃气、排水、环境、通信以及新型基础设施等不同领域的融合发展问题,加强各基础设施间的互利共生,解决城市各类基础设施各自为政导致的治理碎片化问题。城市基础设施系统集成具有以下三个特征:

· 研究内容更加丰富。跳出单一基础设施的内部功能融合,城市基础设施系统集成包括城市交通设施、供水、供电、燃气、排水、环境、新型基础设施等不同领域间的功能集成。

· 服务属性更加突显。从使用者需求角度出发,重新审视不同基础设施系统间的关联性,根据不同场景需求实现基础设施间的有效融合。

· 软硬件融合更加灵活。根据使用者需求对软硬件基础设施以及服务产品进行合理配置,实现一对多的功能设置,在实际应用中更加便捷、灵活,并且具备一定的扩展性。

目前基础设施系统集成的研究进展包括:

· 传统基础设施与新型基础设施集成融合发展

当前人类社会正在迈入以数字化为主要特征的第四次工业革命,数字化发展从消费领域加速向生产制造、社会服务、政府治理等领域渗透,5G、物联网、人工智能等新一代信息技术广泛应用到传统基础设施的全生命周期,传统功能单一的基础设施正在演变成融合信息感知、传输、存储、计算、处理等功能为一体的智能化、综合化基础设施。通过全流程数据能力的增强,传统基础设施对外提供服务的种类和方式发生变化,形成新的融合基础设施形态。例如智慧道路、车路协同与自动驾驶、智慧枢纽、智慧水务、智能电网、智能燃气等。

· 传统基础设施集成融合发展

随着城市规模的增长,城市资源环境承载力已成为城市发展的刚性约束,然而城市对水资源、能源的需求规模和质量要求都在不断提升。随着地下管线综合规划、地下综合管廊建设、城市地下管线普查和城市智慧化管理等需求的提升,城市基础设施间融合发展必不可少。需统筹城市交通、水、能源、环卫、生态、信息、安全等重大基础设施规划建设,协同建设城市基础设施网络和生态网络。

由于我国城市化进程的加快,城市基础设施的事故灾害、突发重大事件等呈现出多发和危害增大的一种趋势,城市基础设施系统集成后的风险预警机制及次生灾害防治方面亟待深化研究。面向高质量发展要求,我国城市基础设施还需在探讨系统集成关键技术的基础上,将理论和技术研究与城市治理应用紧密结合,将各类应用场景作为研究的底层架构和最终成果输出。目前,面向中国式现代化的城市基础设施系统集成仍存在以下挑战:一是存量基础设施与增量基础设施的关系;二是传统基础设施与新型基础设施的关系;三是不同尺度基础设施系统集成的关系;四是不同主体间的基础设施系统集成。

重要意义

我国目前已进入新发展阶段,研究面向中国式现代化的城市基础设施系统集成的关键技术,有利于对城市存量基础设施进行服务集成来满足使用者需求,实现城市基础设施的共建共享;有利于新建城市基础设施通过赋能实现基础设施间的跨界融合,有利于通过数字化改造实现不同基础设施之间高效连接服务。另外,城市基础设施系统集成能够处理好不同领域、不同主体之间的协同合作关系,统筹协调不同基础设施间的运营管理。有利于实现城市基础设施的经济效益、社会效益、生态效益、安全效益相统一,提高城市基础设施全生命周期综合效益。

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