
自2020年8月开始,梁鹤年先生受《中国投资》杂志邀请开设专栏,将他对中国与国际种种问题的思考写成杂文,与读者交流探讨。本号则从2023年4月20日开启了新专栏——解读梁鹤年先生关于经济与民生的思考,三位青年学者将在本系列连载中分享他们阅读这些文章的感悟。
根据梁鹤年先生的《智慧城市(一):地下层》一文,“智慧”是更先进的技术或工具,在应对城市原有的难点、痛点问题方面具有一定意义。有意义也就有其创新和推广的必要性。
其一,随着城市的发展和人口增长,城市基础设施老化和承载力不足等问题逐渐显现,智慧技术或许会提供更加精准、经济和有效的解决或管理方法,帮助我们降低设施老化和承载力不足等问题造成的负面影响,解决常规方法和思路难以解决的困境。尤其是作为城市运行“生命线”的供水、排水、电力、通信等多种地下基础设施。由于历史原因和技术限制,许多城市地下基础设施已经严重老化,难以满足现代城市需求,其智慧化改造和管理显得尤为重要。借助智能感应器和控制系统,管理者可以实时监测各种地下基础设施的运行状态,优化系统运行效率,不仅能全面提高系统的可靠性,更能进一步减少维护成本,更加符合城市可持续发展需求。
以美国推行“智慧管道”缓解城市排水压力为例。目前美国2/3的城市地下排水管道已经接近或超过其设计寿命,面临设施老化和系统容量不足的双重压力。传统的更新方法不仅成本高昂,而且施工难度大,会对城市运行造成较大干扰。为此,美国通过安装感应器的方法,帮助管理者及时发现并解决问题。其主要做法是依据感应器数据控制管道内部的活门开关,充分利用未满的排水管道,形成临时“储水池”。统计数据表明,“智慧管道”显著降低了污水外溢事件发生的概率,展现了智慧技术在解决城市基础设施问题中的潜力[1]。
其二,智慧城市更高层次的核心目标是通过数据驱动和智能化手段实现城市资源的高效利用和可持续发展。尤其利用信息和物联网等先进技术,优化城市管理和服务,提升居民生活质量。例如:在交通管理方面,智慧交通系统可以通过实时数据分析和智能调度,有效缓解交通拥堵,提高道路利用率,解决交通难点问题;在能源管理方面,可通过智能电网的电力分配和调度优化,提高能源利用效率,减少浪费;在公共服务方面,智慧医疗、智慧教育等可为市民提供更加便捷和高效的服务。
当然,智慧城市建设并不局限于技术层面的创新,更是一种城市发展模式的转变。在这一过程中,我们也需要反思一些传统技术的局限性及其对城市可持续发展的影响。例如安装和使用成本都很高的抽水马桶,是不是一种唯一且合适的卫生洁具?尤其是考虑到用98%的干净水去清除2%的污秽物所造成的水资源浪费[1]。其实,无水或少水马桶已经出现(飞机上所使用的马桶就是最简单的例子),却迟迟未能获得推广。这是为何?首先,现有运转体系投入巨大,改变意味着巨大的经济成本;其次,用户习惯的固化和对变革必要性的认知不足,进一步延缓了新技术的普及[1]。类似的例子还有电动汽车、太阳能技术等,这些现象反映出传统与创新之间的矛盾。尽管智慧技术在节约资源和提高效率方面具有潜力,但其推广和应用可能需要大量的资金投入,甚至是漫长的转型时间和努力。
总体而言,智慧城市建设已经成为应对城市化挑战、实现可持续发展的重要途径。即便目前尚面临诸多挑战,随着技术的不断进步和社会各界的共同努力,智慧城市有望成为帮助我们创造更加美好的生活环境的重要发展方向。
[1] 梁鹤年. 智慧城市(一):地下层[J]. 中国投资(中英文), 2023(Z3): 36-38.
作者:于东飞,西安建筑科技大学,副教授;加拿大女王大学,访问学者
王冬银
2023年4月《中国投资(中英文)》刊载了梁鹤年先生的《智慧城市(一):地下层》一文,这篇文章主要讨论的是一个城市的下水道如何设置和布局才能更好地排送日常雨水和污水的问题[1]。一个城市的有效运行和管理,最终都落脚在地面或地下实实在在的设施设备上。例如城市的污水管道设计和建设就是一个复杂的综合性工程,除了较大额度的资金投入,还需要运用智慧不断升级改装技术甚至替换原有设备,以获得更好的综合使用效果。
现代城市的更新不仅要注重城市的外壳,更要注重城市的内囊。笔者认为,最不起眼但又十分重要的城市内囊设备之一就是城市的地下管道系统。尽管平常我们看不到地下管道,但平日里稍加留意就可以注意到路面上各种各样标识的井盖,最多的还是写着“雨”或“污”的下水井盖,据说将这些下水井盖连点成线就是遍布整座城市的排水管道。这些管道再加上与之相连的蓄积区、泵站和污水处理厂,就构成了一个城市复杂而庞大的城市排水系统,承担着城市的污水和超负荷的雨水排出功能。“水”和“污水”“废水”只有一字之差,但前者是珍贵的资源,后者却是压倒居民幸福生活的常年隐患。19世纪中期,伦敦前后花费28年时间,修筑了包括1000公里主干管道、超过2万公里支管道的地下水排污系统——这也是当年污水肆虐、霍乱频发后痛定思痛的举动。
这个由地下管道连接而成的、日常看不见且不会留意的城市工程,其实与每一个人的生活息息相关——因为一旦它失灵,就会使所在的区域运行瘫痪,这也是人们把下水道工程称为“一个城市的良心”的原因。建成后的地下排水系统的失灵状况一般有两种:一是局部设施设备老化或损坏所导致的排水不畅甚至堵塞问题,这容易引起污水倒灌,可以通过检修设备、疏通管道去解决;二是短时间内猝不及防的大暴雨超出了地下雨水排出管道系统的最大调蓄能力,这种情况容易造成城市发生内涝。即使每次事后根据最新数据不断扩充管道系统容量,但只要出现历史上新高的降雨量造成严重洪灾时,几乎没有排水系统可以防得住。据不完全统计,2010—2016年,我国每年约有200座城市受到内涝威胁。
针对以上问题,正如梁先生在文中提到的,随着城市人口的不断增加,我们可以通过智慧管理延伸基础设施的寿命及其承载力。中国开始于1970年代修建现代地下排水系统;2013年国务院发布文件开始建立全国排水防涝体系;2013年年末,“海绵城市”概念被正式提出,同步提出通过绿化设施和透水砖等建筑材料的使用加大重塑城市天然排水系统。2012—2021年,我国全国城市排水管道总长度从43.9万公里增长至87.2万公里。百年一遇的暴雨虽是天灾,但好的排水系统能够让城市的积水退得更快一点,给人们造成的损失再少一点。
近年来,我国开始探索建设城市地下管道综合管廊系统。根据现行国家标准《城市综合管廊工程技术规范》(GB 50838–2015)的定义,“综合管廊”被定义为“建于城市地下用于容纳两类及以上城市工程管线的构筑物及附属设施”,可通俗理解为:在城市道路的地下空间中建设一根公共廊道,用于容纳市政、电力、通信、广播电视、燃气、热力、给排水等多种管线构造物及其附属设备,满足管线单位的使用和运行维护要求,同步配套消防、供电、照明、监控与报警、通风、排水、标识的市政公用设施,用于保障城市基本运行的重要基础设施。笔者认为,这个可以算是智慧城市管理的起步了。UPI
[1] 梁鹤年. 智慧城市(一):地下层[J]. 中国投资(中英文), 2023(Z3): 36-38.
作者:王冬银,博士,国家自然资源督察成都局统筹室副主任,二级调研员;加拿大女王大学,访问学者
本系列文章
01 解读《资本主义与全球资本》
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原文始发于微信公众号(国际城市规划):梁言实录 | 解读梁鹤年先生关于经济与民生的思考【连载】(30)解读《智慧城市(一):地下层》