中国工程院院士王坚：城市的电气化和数字化

近些年伴随着气候变化对碳零排放的重视，电动车的发展得到极大的关注，广义的城市交通电气化 (city transportation electrification) 也成为热门话题。电气化这个 100 年前的新名词 又进入大家的视野，城市的电气化被赋予了新的含意。

早在 2000年，美国工程院历时半年联合 30 多家美国专业工 程协会评出了 20 世纪对改变人类生产和生活方式、提高生活质 量所产生巨大影响的 20 项工程技术成就，电气化排在第一位， 飞机、汽车、计算机和互联网等都排在了电气化之后。

电气化确实重新发明了20世纪的城市，城市得到了空前的发展。但是城市发展带来的交通拥堵、环境污染等一系列“城市病”没有根本缓解，值得我们重新思考。智慧城市经过近15年的努力，当年IBM 在其“城市大脑愿景”白皮书中提及的超 过50% 的供水管网渗漏率依旧是个问题，甚至已被众多“智慧城市”解决方案所遗忘。智慧城市出现了一个怪圈：“智慧停车”只解决停车收费问题，不解决停车难的问题：“智慧交通”解决了机动车违章罚款问题，但是离解决交通拥堵问题越来越远。

就像在《增长的极限》一书中论述的一样，城市困境反映了人口增长与资源有限的矛盾。以十分重视自来水泄漏问题的爱尔兰为例，在 2018 年，爱尔兰全国供水管网的渗漏率是 46%， 经过努力，2020年和 2021 年分别下降到 40% 和 38%，目标是 2024 年下降到 32%。从 46% 到 32% 是个巨大的进步，但 32% 对一 个城市而言依然是一个天文数字的浪费。

从1991年开始动工，一直持续到“智慧城市”出现的波士顿大开挖计划 (Boston Big Dig Project) 也是一个非常值得反思 的极端案例，反映了在发达城市人们想以极大的资源投入来解 决日益严重的交通拥挤与都市空间不足的问题。撇开项目的自身功过不说，就项目所消耗的资源来看，它不应是城市发展的恰当的技术路径。大开挖计划主要包括市中心 2.4 km 主隧道 (Thomas P.O'Neill Jr.Tunnel)，加上配套的隧道 (Ted Williams Tunnel) 及其他配套工程，共耗资 220 亿美元。项目共开挖了 1600 万立方英尺 (45.31 万 m3) 的土方 (超过 50 万辆卡车的容量)；用了 380 万立方英尺 (10.76 万 m3) 的水泥，如果修成水泥 人行道，可以在波士顿和旧金山之间打3 个来回;项目用掉的钢 材，如果做成 1 英寸 (2.54 cm) 的钢棒可以绕地球赤道 1 圈。

今天，电气化让我们有能力完成南水北调工程，但却没有能力解决供水管网的渗漏问题。未来城市不能按照这种极大地消耗资源的发展路径。在双碳目标下，中国需要为世界城市发展寻找新路，城市数字化是必由之路。列宁在1920年曾说过“共产主义就是布尔什维克加电气化”，可见电气化在他心目中 的作用，今天的数字化就是 100 年前的电气化。

从数字化角度反思过去几十年城市的发展，存在着 3 个重要 的问题:：①数据资源不是城市发展的要素，城市发展与城市面 积的增长一致，例如某省会城市 5 年内城区人口仅增长 6.2%，而建成区面积则扩张了42.2%； ②依旧沿用了传统的面向企业的 IT 技术架构，没能建立能融合云计算、大数据、区块链和人工智能等新兴数字技术的技术体系；③缺少城市治理体系的创新， 脱离了治理体系的技术注定是没有生命的。

针对这些问题，2016 年我首次提出了“城市大脑”以数据 资源为关键要素，提高城市公共资源使用效率的城市可持续发展路径，作为未来城市新的数字基础设施。2018 年，第一次提 出并构建了城市大脑的中枢系统架构，云计算、大数据、区块链和人工智能等技术在中枢架构组织下形成了一个新的技术体系，带来更多的科技创新。从治理逻辑来讲，我们经常迷失在中心化和去中心化之间。城市大脑的实践表明，中枢化是解决 城市资源碎片化的有效手段，城市资源的整体化是解决城市治理能力碎片化的基础。

迄今为止全世界还没有一个城市完成数字化。应将城市数据资源的规划纳入未来城市总体规划之中，要像建设水和电一样建设数字化新型城市基础设施，实现以数据资源重新配置城市资源，以低资源消耗实现城市更好的发展。城市大脑的一个大胆预测就是数字化时代的 1 度电会为城市产生电气化时代 10 度电的生活品质。电气化和数字化是未来城市发展的两个重要引擎，是未来城市同时面对气候变化和城市发展的利器。

文章来源：《城市规划学刊》2022.02期