萬字長文剖解：中小城市數字化轉型模式及實踐

切合實際的模式和路徑規劃是中小型城市數字化轉型的關鍵起點。

中小城市數字化轉型是一個持續演進的過程。本文基于中小城市數字化轉型挑戰及總體思路，分析中小城市數字化轉型的需求，提出中小城市數字化轉型的參考模式，并提供中國和日本的部分城市實踐，作為可借鑒的路徑。

本報告認為城市的功能可歸類為民生與服務、產業與經濟、治理與運行、環境與低碳、政府效能、基礎設施6個領域，中小城市數字化轉型也將圍繞這6個功能領域來開展，除此之外，為促進城市整體的數字化轉型工作，城市還需要提供政策、資金、人才、標準等一系列支持的措施，本報告中稱之為發展保障（領導力/政策）領域。因此，本報告從上述7個領域來研究中小城市的數字化轉型需求。

根據調研，在7個數字化轉型領域中，綜合關注度由高到底的排序為：民生與服務、產業與經濟、政府效能、治理與運行、基礎設施、發展保障（領導力/政策）、環境與低碳，如下圖所示。而每個領域中大家認為排名前三的內容則是(調研圖表見附錄)：

（1）民生與服務領域：排名前三的依次是智慧公共服務、智慧醫療、智慧社區。

（2）產業與經濟領域：排名前兩名的是智慧園區、智慧農業，智能制造和智慧能源產業并列第三。

（3）政府效能領域：排名第一的為政府數據共享、開放和數據安全，第二和第三則為政府協同辦公，政府與企業、市民協作。

（4）治理與運行領域：排名第一的為智慧化城市運行管理，第二和第三則為數字鄉村治理、智慧城市應急。

（5）基礎設施領域：排名第一的為市政基礎設施智能化，其次為城市物聯網、云、人工智能、數據平臺等數字基礎設施，并列第三的為城市網絡安全設施和智慧交通設施。

（6）發展保障（領導力/政策）領域：排名前三的依次是數字化人才、數字化組織機制、數字化政策/規劃。

（7）環境與低碳領域：排名前三的依次是智慧環保、智慧能源、智慧水務的相關解決方案。

圖 2: 中國中小城市數字化轉型領域關注度分析

注：橫向為各領域內調研對象對此領域關注度排序反饋的統計，縱向為對各橫向領域加權平均值的從高到低排序、體現了調研對象對7個領域數字化轉型關注度的綜合排序

來源：本報告調研統計

城市環境與低碳主要關注生態環境質量、資源環境承載能力、綠色生活方式以及城市碳中和的水平，幫助城市更好地適應和應對氣候變化。環境與低碳包括但不限于城市自然環境監測監控、綠色能源管理等方面。本報告將環境與低碳單獨列出，作為中小城市數字化轉型的7個領域之一，主要是考慮當前綠色城市、低碳城市、碳中和城市的建設正在得到越來越多的關注和重視、正在成為全球城市經濟社會發展的重要約束指標。城市環境與低碳涉及綠色產、綠色生活、綠色治理、綠色基礎設施，其中，城市環境與低碳有關的治理數據和流程也可接入城市級的治理與運行數字化平臺。

1. 模式概述

對于中小城市而言，環境與低碳領域數字化轉型成為當前和未來城市可持續發展的重要支撐，特別是對于傳統資源型或制造產業為主導產業的城市、地處山區或者沿邊疆的城市而言，實現綠色生產轉型和加強生態治理成為高優先級的任務。中小城市在本功能領域的3個數字化轉型階段特征分別為：

階段一，環境與低碳領域的數字化轉型主要集中在城市環境保護方面，數字化推進的主體為城市的環境保護部門，數字化內容主要是針對城市內水、大氣、固廢/危廢、土壤、噪聲、環衛等進行監測和治理，數字化效果主要是對城市自然環境和建成環境實現局部監測和管理；

階段二，環境與低碳領域的數字化轉型將由城市多個部門協同推進，在數字化內容方面將更加重視利用物聯網、大數據、人工智能等技術對全面、實時的感知城市的生態環境，并開始實現數字化對城市能源綠色化的支持，數字化效果主要是對城市大氣、水、能源的設施信息進行聚合和整體智能化管理；

階段三，環境與低碳領域數字化轉型將成為城市政府部門、企業、市民等共同參與和推進的工作，大家共同的目標是打造碳中和城市，數字化的內容將全面覆蓋生態環境、生產、生活、治理各方面，例如通過集成能源檢測系統、住宅能源管理系統、智能電網技術等來優化城市各類建筑的照明、供暖、用水、電力、廢物處理等能源配置；通過物聯網技術、數據管理和可視化、大數據分析、云計算服務等方式降低城市交通、物流方面的能耗；通過移動互聯技術、在線視頻技術、小程序應用讓每個人在日常支付、閱讀、監控、辦公、教育、醫療等方面重視碳普惠，增加低碳意識和減少碳消耗；通過碳中和管理平臺、風險應急管理系統、地理信息系統（GIS）、數字孿生、信息共享等技術，提升城市服務質量，控制碳排放量，促進發展與環保的良性平衡等。

2.日本柏之葉：城市環境能源管理的數字化推進（階段一至階段二）

日本從21世紀初開始積極打造循環型社會和低碳社會，并于2008年和2010年出臺了“環境示范城市”和“環境未來城市”雙構想。2011年，位于關東地區千葉縣的柏市憑借“柏之葉智能城市”入選“環境未來城市”項目，成為應對環境和資源問題的城市范本。

柏市位于千葉縣西北部，總面積約115平方千米，居住人口約為42萬人。“柏之葉”區域位于柏市西北部，原是環繞東京大學、千葉大學分校區的一片未開發區域。2008年開始，柏市政府和千葉縣政府、東京大學、千葉大學4方聯合提出在新開通的筑波快線沿線空地整合周邊產學研資源，建設環保、健康兼具產業活力的“柏之葉國際校園城”構想，后續發展為“柏之葉智慧城市”計劃。

在能源領域，該市基于“實現低碳社會、構筑環境友好型生活方式”的理念，通過對新建城市區塊的整體規劃，實現了能源的可視化、區域間融通和智能管控，由官民學共同推進，從無到有，在環境與低碳數字化轉型領域逐步實現從階段一到階段二的過渡。

在城市空間的功能制定中，為實現多種能源的有效利用，柏之葉地區對能源的優化控制和管理進行了整體設計。設計方案包括高效利用多種能源的數字化系統、聯通各類能源系統并進行可視化管控的區域能源管理系統、以及整合管理與災情方面信息的柏之葉智能控制中心。其中，作為區域能源網絡匯集中心的柏之葉能源管理系統（AEMS），由日立制作所連同三井不動產、日建設計等公司共同規劃，并于2014年正式引入柏之葉地區。該系統通過將區域內分散的辦公室、商業設施、賓館、住宅等各種設施與太陽能發電及蓄電池等電源設備進行聯結來實現區域能源的統一管理。同時，基于對各設施的能源使用情況及氣象情報的掌握和分析，對街道整體的發電、蓄電、電力融通進行有效的管控，從而控制電費成本、降低二氧化碳排放，維持災害時的電力供給。AEMS主要功能包括：

1)街道整體的能源管理

將區域附近能源使用情況及太陽能發電、蓄電池、電力融通設備等進行統一管理，預測各個設施的電力需要，優化區域能源使用及控制。

2)可再生能源的穩定控制及發生災害

時的區域能源供給通過將太陽能發電與蓄電池組合，AEMS控制使再生能源得以平穩使用。在大規模停電等緊急情況下，可以將區域內能源有計劃地輸送給各個設施。

來源：日立（中國）提供

AEMS系統管控功能設置在“柏之葉智能中心”，日常可隨時確認電力、煤氣、自來水的區域需求和供給狀況，空調等熱源運轉狀況，風力、太陽能發電狀況等。在電力緊迫和災害等緊急情況下，可以利用大型監視器與設施管理人員共享信息。柏之葉在構建“環境未來城市”的進程中強調并重視環境共生型發展模式。2011年的東日本大地震后，更是將城市應急防災功能的智能化升級提上日程。目前，AMES不僅達到了平均11%的節電效果，同時在各街區間實現電力調節，通過峰值削減每年可節省約72萬人民幣的成本。另外通過電力調節系統和蓄電池，系統可在發生緊急情況時于72小時內為供電優先區域提供所需電量的60%，解決事故及災害所帶來的能源供給問題。目前，柏之葉智慧城市已完成第一階段的建設。面向2030年的第二階段，將深化政產學研民的高度合作體制，擴張能源管控系統的功能，并擴大其覆蓋區域，實現廣域高效的智慧能源系統建設。

在本報告中，政府效能領域數字化轉型側重在政府內部如何通過數字化的理念、思維和技術，來實現在線協同辦公和科學決策，以提升政府的行政效率、行政效益與政府績效。政府自身效能提升將會促進政府對外的服務和治理能力提升，因此，政府效能領域數字化轉型雖有一定的獨立性，但也與其他領域數字化轉型密切相關。

中小城市的基礎設施數字化轉型涵蓋云、數據平臺、物聯網設施、人工智能等數字基礎設施能力建設，以及市政、安防、交通等基礎設施智能化改造或建設。其中，數字基礎設施能力為民生與服務、產業與經濟、治理與運行、環境與低碳、政府效能數字化轉型提供共性支撐。

1. 模式概述

對于中小城市而言，基礎設施領域數字化轉型是城市數字化轉型的基礎技術和要素支撐。中小城市在本功能領域的3個數字化轉型階段特征分別為：

階段一，傳統設施數字化體現在交通、安防等局部場景下對于顯示屏、攝像頭或者智能化市政設備的逐步應用；數字基礎設施建設多體現在部分政府部門分別自建機房、數據平臺，或通過云服務方式具備相應基礎設施能力；信息安全能力體現在可提供數據級宿主硬件的安全保障，以硬件防火墻為代表，由所在行業部門分散建設，呈現煙囪式、行業級的特征。

階段二，傳統設施數字化轉型體現在城市的市政、交通等設施實現整體的智能化；城市數字基礎設施則已經具備了城市級別的政務云、數據、人工智能平臺等共性數字化支撐能力，可支持其他多個領域數字化應用場景的構建和運行；城市信息安全能力已經從部門級擴展至城市級，具備了綜合性的安全運營能力。

階段三，城市已經建立了與物理基礎設施精細化映射、實時性交互的數字孿生設施，可以實時感知城市基礎設施的運行狀態，并可根據需要對基礎設施進行一定的反向控制和模擬優化；城市不同領域、不同功能的數字基礎設施已經進行了集約化、一體化集成，形成了可支持城市各類 數字化場景運行和創新的城市級操作系統，城市級操作系統除了集成構建之外、 也可以在遺留數字基礎設施較少的情況下直接整體規劃和新建；信息安全能力已經 具備了城市間聯防聯動的特征，可以解決云、大、物、移、數等全域網絡空間安 全。

需要注意的是，人口規模較小和經濟 基礎較薄弱的中小城市，適宜基于省、市已有資源，優先選擇輕量化、服務化、集約化的方式來建立數字基礎設施體系。

2. 中國平湖市：“感智匯”物聯感知融合服務平臺（階段一至階段三）

平湖位于東海之濱，地處浙江省東北部，“滬、杭、蘇、甬”四大城市菱形對角線的交匯點，北接上海市，南瀕杭州灣，是中國首批對外開放的沿海城市之一。

近年來，平湖市從技術創新、應用創新、改革創新等多維度加快數字化改革步伐，賦能傳統城市治理領域數字化轉型。在遵循國家《網絡安全法》、《數據安全法》、《關鍵信息基礎設施安全保護條例》、《個人信息保護法》等的前提下，平湖市規劃建設開放、融合、服務化的數字基礎設施?“感智匯”物聯感知融合服務平臺，定位于全市統一數字底座，高效解決“感知設備多樣化、多源數據共享難、智慧處置協同難”等問題，為環境與低碳領域數字化轉型、智慧農業等創新場景和城市治理多跨場景提供支撐，創新政府信息化建設新模式，推動本地數字經濟可持續發展。

在此之前，平湖全市感知設備、視頻監控建設共享程度較低，各部門習慣于自建系統、自用數據，數據壁壘普遍存在，在城市一體化的數字基礎設施建設方面屬于階段一。“感智匯”建成后，平湖市數字化邁入階段三，將部門到部門，“點對點”的傳統數字資源、物聯設備共享模式變為以“感智匯”為中心的網狀共享模式，建成數字基礎設施領域的“平湖范本”。

圖4：平湖市“感智匯”公共數據管理平臺

來源：中國平湖市政府

通過平臺建設，平湖市建成全市統一的視頻、物聯（包括遙感）、公共數據、算力資源池，提供設備管理、算法管理、數據管理、應用管理、項目管理等多種數字資源要素的融合管理能力，形成全市感知設備、數據資源、算法資源的共建共享中心。

以“感智匯”賦能城市防內澇為例：平湖市地處長江三角洲，平均海拔3.5米。由于地勢的低洼，一場大雨就可能造成短時間河水水位持平或者高于城市水位導致內澇形成，嚴重威脅群眾生命財產安全。依托“感智匯”，平湖建設了“災害洞察和智慧應急”系統，依托“感智匯”匯集的47類數據，形成匯水網格，完成了積水基礎模型和城市內澇仿真預警模型，實現各部門精準履職，一屏協同指揮調度。在系統建設中沒有新建一個監控、布設一個傳感器，通過數字孿生實現防災減災，解決“預警不及時、調度不快捷、處置不協同”等系列問題，實現物聯、數字資源的全生命周期管理。

通過“感智匯”的建設，平湖市形成了城市感知網建設標準，數據管理和開發標準等多個標準規范，為未來縣級城市建設感知城市提供了大量的理論研究和實踐經驗。另一方面，當地政府通過“感智匯”的開發投入，獲取數個感智應用軟件知識產權，可為后續與企業合作開展“感智匯”產品化和商業化提供支撐，為推動當地信息化產業發展提供了新思路。

平臺在以下方面進行了創新：

1．建設全市統一數字底座：統籌規劃政務感知網、能力平臺、感知資源建設，實現政務數字資源融通、共享和分析的統一建設和規劃；實現感知數據共享、設備共用：通過感知及視頻設備共建、共管、共用，告別各部門“自建、自用、自評”的傳統模式，提高物聯設備使用率。

2．形成物聯感知設備相關標準：建立物聯感知接入標準等標準，以便各部門安全地共享感知設備和調用感知數據，并為其他省市的數字化改革提供數字基礎設施建設經驗。

3.開展政府投資信息化平臺建設模式的創新：政府通過投資積累相關知識產權，并基于知識產權來與企業共同推動平臺的商業化、產品化，進而促進地方信息化產業的可持續化發展。

3. 日本會津若松市：“以人為本”的標準化城市基礎數據平臺的建立（階段一）

在城市的數字化轉型中，標準化的體系及平臺架構作為對城市級應用和管理功能的整體支撐，扮演著十分關鍵的角色。日本有一所小城市，利用災后重建的契機，借助ICT手段在多個產業領域同時推進數據流通和數字化應用，將自身打造成“數據驅動型城市”，那就是會津若松。

會津若松市位于日本福島縣，占地面積383平方公里，人口11.9萬人。周邊旅游觀光資源豐富，有集中的商業區和發達的農業，當地的會津大學以ICT相關專業聞名。和大部分日本的城市一樣，會津若松市面臨著超少子老齡化加劇、醫療費用高昂、基礎設施老舊化、能源短缺以及產業活力度低下等挑戰。2011年3月11日，東日本大地震爆發，會津若松市受到了嚴重影響。

以災后重建為契機，2011年8月，會津若松市政府、會津大學聯合當地企業共同啟動了多方合作的“會津若松智慧城市”項目，從交通、數字金融、教育、健康、能源、旅游、防災治理等9大領域著手，以公共服務的便利化提供為切入點，進行城市整體的數字化轉型實踐。

在城市數字基礎設施方面，會津若松仍處于階段一，但在合作模式方面，該市通過多元主體協作和積極的調查-反饋模式，為“以人為本”的智慧城市建設打下了良好的基礎。

會津若松智慧城市的兩個重點是：1.城市數據平臺標準化；2.市民有主動選擇是否參與的權利。首先，會津若松與埃森哲公司、會津大學等共同打造了標準化的城市基礎數據平臺。9大領域每個部分都有許多小的解決方案或應用APP，它們會通過標準化的接口和平臺對接，不斷豐富平臺的數據庫。由于平臺的標準化，它今后還能和其他城市的標準化平臺對接，進行更廣泛的合作。

圖5：會津若松市城市基礎數據平臺架構

來源：日立（中國）提供

第二個重點是以人為本，平臺采用了“OPT IN”的數據收集方式，即從市民處獲取信息前必須通過市民本人的同意。會津若松智慧城市站在市民的立場，考慮市民的切實需求，收集市民數據后生成個性化的新型服務反饋給市民。從民眾出發的做法，提高了民眾對于智慧城市的理解度和配合度。

在此基礎上，學校、企業、政府三方通過不同維度的合作，促進數字化平臺的發展。以會津大學為代表的高校每年都會輸送ICT技術相關的專業人才，通過多方面的手段促進當地ICT人才的培養。有了人才基礎，則能吸引更多ICT相關企業入駐當地，為當地數字化發展添磚加瓦。政府一方面和校企加強在尖端技術領域的實踐，一方面將成功經驗分享給其他區域。產學官的高度緊密合作，讓各項數字化應用快速融入市民的生活、工作、學習中。

市民提供的數據變成更優質的服務反饋給市民，企業利用數據提供服務獲得利益，企業的發展和市民生活品質的提高讓區域經濟和地方活力都有了改善，給智慧城市建設提供更好的環境。會津若松智慧城市形成了市民、企業、地方三贏的良性循環。

發展保障（領導力/政策）包括但不限于組織機制、政策、規劃、資金、人才、數字素養、標準等方面，主要作用是為城市的民生與服務、產業與經濟、治理與運行、環境與低碳、政府效能、基礎設施6個領域數字化轉型提供指引、支持和保障。

1. 模式概述

無論中小城市選擇從上述哪個領域切入來開展數字化轉型，發展保障（領導力/政策）作為思路、規則和要素保障，一般是必不可少的配套內容，其中，數據安全和個人信息保護機制是各類中小城市開展數字化轉型的必要支撐。針對不同階段，數字化轉型有關的組織機制、政策、規劃、資金、人才、數字素養、標準等具有不同的特征。

階段一，中小城市數字化轉型往往由城市信息化主管部門為推動方，或者是由城市管理、環保、應急、交通、教育等某個政府業務部門推動；在政策方面，由相應的部門制定局部內容的數字化規劃或政策文件；在數字素養方面，僅有參與信息化建設的局部人員具備數字化方面的知識和能力；對數據安全和個人信息保護等較為重視，并遵循相關的規定；除了國家、行業層面的標準之外，缺乏城市層面的數字化相關標準或規范。

階段二，中小城市數字化轉型已經建立了由城市最高政府管理人員（國際上統稱“市長”）領導、各部門共同參與的數字化轉型組織，并統籌考慮相應的資金投入和運營機制；制定了城市的數字化轉型規劃，以便從城市整體視角提供指引；政府各部門的主管領導和工作人員均對數字化轉型具備一定的認知和技能；具備數據安全和個人信息保護的機制；政府推動建立了部分基礎性標準規范。

階段三，中小城市建立了專門的數字化轉型組織，探索建立首席數據官等機制；具備整體的資金投入和運行機制規劃，并建立市民、企業共同參與的工作機制，形成了城市整體的數字化轉型政策體系；政府、市民、企業等通過專門的培訓與學習，具備數字化轉型的認知和基礎技能；數據安全和個人信息保護的機制較為完善；城市數字化轉型的標準規范體系較為完備。

2. 中國莘縣：堅持“以人為本”理念和探索可持續運營模式（階段一至階段二）

當前，莘縣的數字化轉型除了以農業產業數字化作為重要的切入點之外，也在同時打造協同高效的數字政府和智慧便民的數字社會，“以人為本”則是莘縣開展數字化轉型的核心理念，具體內涵包括“城市即平臺”、“市民即用戶”、“連接即服務”、“數據即競爭力”4個方面。

在組織推進機制上，莘縣成立了縣級智慧城市建設領導小組和辦公室，負責整體規劃和統籌推進全縣的數字化轉型工作。此外，莘縣還申請成為2020年山東省四星級新型智慧城市建設的預試點之一。

對于中小城市普遍面臨的數字化人才缺失問題，莘縣大數據中心主任康懷航在接受本報告編寫組訪談時提到，由于中小城市難以留住大量的高端人才，莘縣在探索與高端人才的松散合作方式，例如，在數字化轉型的項目中，由負責建設的企業提供三年的運營服務，并為莘縣用戶和當地的運營團隊提供持續培訓，三年后交接給當地運營團隊時會更加平滑。

圖6：莘縣新型智慧城市建設的理念

來源：中國莘縣政府

關于中小城市數字化轉型缺少資金的問題，康主任提到，除了城市公共資金投入之外，莘縣也積極探索申請國家專項債項目，以及采用部分數字基礎設施企業投資建設、政府分期購買服務的方式，多渠道并舉來拓寬資金來源及公私合作模式。未來，莘縣還將基于當地農業互聯網平臺，探索通過農業產業增值服務收入來反哺政府的數字化轉型資金投入的方式。