浦东智慧城市建议书
pudong Smart city brochure
智惠民生
智慧城市开启人民城市新篇章
引言
随着经济社会的快速发展和加速转型,传统城市管理模式的局限性日益显现。为了应对人口、资源、环境等对城市发展的挑战,全球各国都以“智慧城市”建设作为全新的城市发展理念和路径。进入 2021 年,城市竞速迈进“智慧城市”赛道。上海、武汉等多个城市相继推出新型智慧城市建设方案,并将智慧城市建设写入2021年的首要发展任务。上海市第十五届人民代表大会第五次会议的政府工作报告中指出,2021年的主要任务之一,是聚焦推进城市数字化转型,加快打造具有世界影响力的国际数字之都。
而浦东作为上海科技、经济的中心,更是成为了智慧城市建设的领头军。自2008年起浦东成为国内最早一个建设智慧城市的城区,经过几年的实践,浦东在集成电路、下一代网络、云计算、物联网等新一代信息技术产业领域聚集了大批优秀企业、形成一定发展实力。但同时,智慧城市作为一个新兴的概念,在建设过程中也出现了例如整体性不足、顶层设计难以落地等问题。
这篇建议书旨在基于暑期社会实践的实践成果,结合上海浦东智慧城市发展现状,总结现今城市智慧城市发展的阶段与态势,分析当前智慧城市发展所面临的主要问题与瓶颈,从而展望未来智慧城市的建设发展方向。在以上分析的基础上,我们提出了以智慧基座、智慧中枢、智慧应用三个层次为主体,两个保障体系贯穿整体的智慧城市发展方案,并结合浦东的城市特征试图给出相应的建设路径与建设目标。希望我们的想法能为浦东智慧城市的建设给予微小的助力。
(一)三个层次
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(二)两个保障体系
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(一)浦东新区智慧城市发展阶段与态势
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(二)智慧城市的未来趋势
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(三)浦东新区智慧城市发展的问题与瓶颈
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二、浦东智慧城市全景图
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三、浦东智慧城市建设路径与目标
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(一)建设路径
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(二)建设目标
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table of
contents
一、智慧城市在浦东
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一、智慧城市在浦东
随着经济发展和社会进步,许多城市中的不合理因素已经成为制约城市发展的重要问题。当前,在中国共产党的领导下,我国已经在全面建成小康社会上取得了历史性的成就,为了巩固已经取得的成果,进一步促进我国经济发展,关于城市发展和城市功能的问题已经不可忽视,亟待解决。而建设智慧城市成为解决这一问题并推动城市美好发展的关键手段。
随着 5G、人工智能、大数据、云计算、区块链等技术的日益成熟和普及,人类迎来了数字化发展新时代,而这些技术的深化应用,全要素表达、仿真推演、虚实融合等能力的进一步成熟,让数字孪生城市逐渐从概念转化为实践,成为新型智慧城市的“新升级”“新选择”,推进新型智慧城市向平台集约整合、资源融合共享、高效开发、全面赋能的集成融合期演进。
上海浦东新区作为全国第一批智慧城市的试点城市。无论是硬件环境的建设,还是网络的覆盖,信息化平台的建设,都走在了时代的前沿。浦东新区政府重视基础网络设施的建设,重点推进移动网络的建设,通过参与亚太通信枢纽枢纽项目的建设,使市民在智慧城市的环境下高效地工作,享受互联网带来的红利,提前进入信息化时代。同时,浦东新区政府还为每一位市民建立了电子健康档案,这样可以更好的为市民提供全方位的医疗服务。通过居民电子健康档案,可以实现医疗服务领域的智能化信息化。
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(一)浦东新区智慧城市发展阶段与态势
我国智慧城市发展至今,经历了概念导入期、试点探索期、统筹推进期等三个阶段。通过持续推进城市数字化、网络化、智能化发展,智慧城市实现了发展理念、建设思路、实施路径、运行模式、技术手段的全方位迭代升级,进入以人为本、成效导向、统筹集约、协同创新的新型智慧城市发展阶段
概念导入期(2008-2012)
随第十一届全国人民代表大会召开,浦东新区注重信息化发展,以行业应用数字化、网络化为驱动,重点引入无线通信、光纤宽带、GIS、遥感等技术,实现单个系统信息化。在此阶段中,企业开始引入智慧城市概念,以国外软件系统集成商为主导,致力打造智慧地球、数字城市。
试点探索期(2012-2016)
第十二届全国人民代表大会召开后,浦东新区以新兴技术为驱动,引入 RFID、LTE 网络、云计算等概念。ICT 设备商、集成商等开始跑马圈地,国家部委牵头开展试点建设,以重点项目及应用建设为抓手,要求各部门数据共享,并开始打造数据共享交换平台。在此时期内,信息技术在城市建设中全面应用,加速城市数字化进程。
统筹推进期(2016-2020)
十三五期间,浦东新区正式开始了先进技术的大幅度推进。以数据为驱动,开始集成 NB-IoT、5G、大数据、人工智能等新一代信息技术,同时注重以人为本、统筹集约、成效导向,进入新型智慧城市阶段。在此阶段,国家多部委牵头推进,以政府指导、市场主导的模式,国内互联网企业等生态主体,共同打造系统纵横联合、助力城市实现智能化演进。
集成融合期(2020以来)
在十四五规划以及对于2035年远景的规划下,浦东新区注重高新科技引进,以数字孪生为驱动,依托城市信息模型平台的建设,各条线系统数据从被动共享转向主动共享,多部门协同形成合力,共同推进智慧城市一体化建设,并通过政企合作、本地运营模式,实现跨行业协作生态交织发展。未来通过虚实交互、仿真推演等新阶段新特征的普及应用、普惠创新,城市将进入决策智能阶段,完成智能化向智慧化转型。
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新阶段呈现四大发展态势
政策加持
国家“十四五”规划纲要为数字中国建设指明了方向。《浦东新区国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标纲要》进一步提出,到2035年,浦东要成为社会主义现代化建设引领区。新型智慧城市已成为现阶段建设数字中国、智慧社会的核心载体。分级分类推进智慧城市是数字中国建设的必然之路。
技术深化
数字孪生与深度学习重构智慧城市技术框架,浦东新区运用数字孪生技术,为智慧城市建设注入活力,同时,借助基于海量数据的深度学习,助力城市治理实现自我优化。
应用整合
推动智慧城市向一体智能、高效协同、平战结合方向演进,上海浦东新区充分整合资源,将统筹需求作为新型智慧城市建设前提,以跨领域协同场景驱动智慧城市应用创新。
实践延伸
各级政府整体性系统性推进智慧城市建设,上海市浦东新区加强治理,政府进行整体规划布局,基层管理下放,以县城、街道和社区为代表的基层治理单元成为下一步智慧城市建设的重点。
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(二)智慧城市的未来趋势
决策智能——城市大脑从感知智能向认知智能、决策智能迈进
新一代信息技术快速发展、国家政策积极推动,各地斥巨资积极建设城市大脑,但建成的大脑多以静态为主,普遍停留在识别、比对、展示等“弱人工智能”状态,缺少对于信息的加工、理解、思考等能力,各系统间缺乏强效整合。当下智慧城市已达到“能听见、能看见、能感知”的感知智能阶段,随着技术发展、需求更新,城市大脑应成长为具备自优化、自学习、自演进能力的未来城市基础设施,支撑城市治理体系现代化,引领城市数字经济发展,推动城市向认知智能迈进,并逐步向决策智能演进。
随着各种信息设备的更新,传感技术的发展,浦东新区逐渐建成了以识别,比对,信息采集为基础的数据化城市,基于对大数据的分析,成功地实现了许多提高市民生活效率的城市功能。但是,大多数的数字信息设备只是起到了数据收集、传输的作用,许多功能的实现仍然需要人工进行资源的调配,整合,最终做出决策。下一步,浦东新区将要建成的智慧城市将要利用人工智能技术,逐步减少,甚至替代人工调配,决策作用,成功实现决策智能化。
知识重构——跨模态数据融合、全行业知识图谱决定城市智慧
随着各行各业数据来源和形式逐渐多样化,以图片、语音、视频形式存在的碎片化数据逐渐涌现出来,对城市大脑感知和检索针对性信息的能力、跨模态数据的处理能力要求不断增强。当前,城市正由感知智能阶段向认知智能阶段发展,知识图谱技术是能够连接感知智能和认知智能的关键技术之一,可以帮助人工智能更进一步。未来,跨模态数据学习与知识图谱的交互作用促进智慧场景的应用落地和大数据的价值挖掘,通过海量数据构建城市级全行业知识图谱,对城市整体态势进行全局、实时的感知,面向不同行业及领域提供全流程解决方案,使得城市大脑具有智能认知能力。
之前,浦东虽然已经在智能化方面做出了一些成就,但是,对于信息技术的应用仅仅局限于某一领域,而缺乏不同领域之间的信息交流,而随着《浦东新区产业发展“十四五”规划》和《浦东新区促进制造业高质量发展“十四五”规划》的推出,以及浦东新区“一业一证”改革的试点,使得政务信息以及产业链间的信息得以共享。
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(二)智慧城市的未来趋势
敏态发展——疫情推动应用系统快速响应加强城市韧性
2020 年突发的新冠疫情,成为检验我国智慧城市建设水平的一次“大考”,在疫情防控工作过程中,智能化技术未能精准应用,现有的业务系统难以覆盖城市运行中的问题集中反映出来,在应对突发的“黑天鹅”“灰犀牛”类型事件时,城市管理往往显得措手不及。随着各地智慧城市建设深入,数据规模化汇聚,各条线部门系统进一步打通,智慧城市建设模式愈发成熟。在此基础上,提升城市智慧应用的开发效率及系统应急响应速度成为了智慧城市升级迭代的新要求。未来城市大脑在应对突发事件方面为市民提供坚实的保障,应能为业务系统开发提供坚实地基,支撑上层场景应用微框架、低代码、敏捷开发、快速上线,促进城市韧性提升与高质量发展。
上海浦东新区在应对突发状况时,充分发挥了智慧城市的功能和作用,从小程序“浦通办”,到浦东政府为每位居民创立电子医疗报告单,从《上海市应急管理“十四五”规划》到《浦东新区国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标纲要》。未来,将有更多高新科技运用到城市应急系统响应中去,浦东定能提升城市韧性,保障民生安全。
长效运营——可持续发展需技术、数据、人才、资金等运营保障
智慧城市经历十多年快速建设期,城市系统平台已初具规模,技术支撑手段丰富多元,数据资源逐渐向统筹机构(如大数据局)汇聚,但数据“汇而不慧”、技术先进而制度落后等问题,仍是制约智慧城市可持续长效发展的主要因素。为提升数据可用性、释放技术红利、培育城市平台用户,各级政府需围绕数据、技术、人才、资金等要素建立专门智慧城市运营机构,保障要素资源的高效配置与长效运营,避免运营不足而出现诸多“僵尸系统”,和不断陷入“反复建设”的漩涡。
浦东新区建立技术科技园区,大量汇聚人才,吸引技术,在解决基本的医疗,住房,教育等民生问题后,将致力于发展城市运营体系,合理调配资源,使城市功能得到最大化扩展。
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(三)浦东新区智慧城市发展的问题与瓶颈
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建设投入大,
智慧城市建设存在
重硬轻软现象
智慧城市建设涉及到城市的各行各业、方方面面,资金投入动辄以上亿,仅靠政府或企业单一承担均面临较大压力。相比硬件投入的价值易于衡量,软件投入价值往往需要计算降本增效带来的成本节省或收益增益作为投资依据,且智慧城市投资往往产业链较长,参与者众多,存在谁投资、谁收益、如何回报等无法清晰定义的问题,更加造成了价值评估困难。
上海浦东新区平均消费较高,城市建设成本较高,同时,建设智慧城市所需的信息技术产业产品支持量大,需要较高的资金投入。
智慧城市前期以单点垂直应用场景的智能化建设为主,相关设备和系统往往由不同厂商提供,缺乏对未来场景扩展性的通盘考虑,导致了技术标准和数据标准不统一、信息不互联、数据不互通等问题,形成了信息烟囱甚至是智能烟囱。在技术方面,缺少统一的技术指导和评估标准,难以做到全市一盘棋。
浦东新区目前的城市信息化水平在全国处于领先化水平,但是智能化,信息化的建设存在局域性,没有很好地实现全面统一,数据多而不能相互交换,从而产生更大价值。
02
基础能力重复建设
系统烟囱现象严重
数据难以互通
03
应用场景分散
整体深度较浅
智能成色不足
智慧城市涵盖了政务、交通、金融、工业、医疗、应急和资源七大领域,使得智慧城市建设内容范围广、涉及领域多。而在各地推进智慧城市应用落地时,存在顶层设计不清晰、城市建设目标不明确,以及照搬智慧城市建设方案、未能与自身建设需求和地方特色相匹配的问题。
浦东新区在智慧城市的建设上由政府整体规划,首先做好顶层设计,再向城市所涵盖的各个方面进行拓展,起到监督实施的作用。相信这样可以克服智慧城市建设中深度较浅的问题。
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二、浦东智慧城市全景图
作为国内改革开放的排头兵、创新发展的先行者,浦东新区智慧城市以智能基座为架构支撑,交互式联接各区域中心。在此基础上,智慧中枢系统结合城市建设问题赋能算法分析,投放至实地进行综合性智能应用,在智慧政务、智慧交通、智慧医疗多领域实现深度技术驱动,并附加智能运营体系与安全保障体系,科学打造“3+1”城市全景图,助力浦东新区全面推进数字化转型进程。
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智能应用
智能中枢
智能基座
两大保障体系
智能基座
智能交互、智能联接构成浦东智慧城市智能基座,创新性构建起数字世界与城市生活的紧密联系。通过在城市范围内部署多层边缘传感设备,智能基座发挥数字技术的核心优势,实现多维度场景处理,实时捕捉城市运营的最新情况。5G、物联网等新一代通信系统的基础性支撑,则让城市无线通信传输真正做到全域性覆盖。高可靠、低时延、大容量,智能基座正驱动着城市基建的深度升级,向数字化转型大力迈进。
智能中枢
由云平台+AI组合成的浦东智慧城市大脑,全天候、全覆盖统筹把握智慧城市建设,算法性学习融合城市治理经验与发展规律,驱动城市业务模式的创新变革。在浦东新区的日常运行中,实时数据经由智能基座的采集,传送至云计算平台进行数据流的分析处理,辅助城市智能中枢做出相应决策。AI作为智能中枢的核心引擎,其精细化、智能化的特点大大节省了人力损耗和时间成本,高效护航城市长远发展,为城市管理一体化、协调化进程提供算力支持。
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智能应用
从“人工时代”向“智慧时代”转型,浦东新区在各个领域持续探索,以智能中枢系统的分析为核心,将前沿技术融入实体应用,为千行万业注入新动力:
(1)智慧交通:浦东智慧公交平台综合运用GPS、移动互联网、IPTV等技术,从“被动服务型”转向“主动服务型”,切实提高了公共交通行业线上线下一体化监管格局,实现浦东交通信息化启航,在便民惠民问题上颇见成效。1个交通数据中心、2个子平台、10个智慧系统、20个共享数据,智慧公交平台在充分了解民生需求的基础上,针对现存问题逐个进行技术攻关,达成市民、公交、平台之间的互通互联性,致力于为广大市民出行提供更优质的公交服务。
(2)智慧政务:为推行公共服务和社会治理精细化、智能化,浦东新区运用区块链、AI算法及大数据分析技术,着力解决传统模式下政务审批耗时长、流程复杂等重点问题,在数字政务领域走在了创新发展的前列。“一网通办”、“一网通管”、“政务智能办”,浦东人工智能辅助审批系统推动了数据在用户和政府之间的有序流动,不断提升政府治理体系和治理能力现代化水平,赋能智慧政务的迭代更新。
(3)智慧医疗:数字化转型进程下,“互联网+医疗健康”体系在浦东新区人民医院的试点进展顺利,高新技术的加持已为医疗健康行业注入了新活力。“一码在手,医保无忧”,人民医院投入试点的无感信用支付功能受到了广大医患的好评;线上全流程数字化闭环管理,则标志着浦东新区医疗领域正式迈入收费票据“无纸化”的时代。依托政务云搭建医疗信息平台,形成了具有浦东特色的“一张网”“一个库”“一个平台”“一套标准”“一张卡”的智慧医疗体系。
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/贯穿三个智能层次
两大保障体系
为提升智慧城市的安全韧性与处理能力,智能运营体系、安全保障体系双重护航,加固城市安全发展根基。城市智能运营体系注重科学化、精细化、智能化,将统筹规划、信息汇聚、预警监控、数据共享等职能进行一体化整合,全方位提升运营质量与效率。在安全保障体系中,浦东新区完成了区、街镇、村居三级管理体系建设,实现区城运中心、分中心、联勤联动工作站及村居工作站的跨层级、大规模地实时视频联动和融合调度,满足常态、专项和应急管理需求,做到“反应迅速、执行有力、上下通达”。“智理浦东”,两大保障体系从上至下牵引着智慧城市的更新与进步,为城市智慧发展蓄力待发。
小结
在智慧政务、智慧交通、智慧医疗多领域实现深度技术驱动,并附加智能运营体系与安全保障体系,科学打造“3+1”城市全景图,助力浦东新区全面推进数字化转型进程。
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三、浦东智慧城市建设路径与目标
推进浦东新型智慧城市建设需加快构建上下协同、横向联动的能感知会思考的城市大脑,以互联互通、信息共享、业务协同为目标,突破部门界限、层级障碍,强化政府部门之间的数据共享、政府与社会间的数据开放和数据要素的高效开发利用,让城市更聪明一些、更智慧一些。城市大脑具有技术难度高、投资规模大、可复制性强、集约化中心化水平高等特性,需区分已建城市大脑优化升级和暂无城市大脑建设基础两种情况下城市大脑建设路径的差别,加强分级分类建设、统筹高效利用,避免投资浪费,实现新型智慧城市可持续发展。
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推进浦东新型智慧城市建设需加快构建上下协同、横向联动的能感知会思考的城市大脑,以互联互通、信息共享、业务协同为目标,突破部门界限、层级障碍,强化政府部门之间的数据共享、政府与社会间的数据开放和数据要素的高效开发利用,让城市更聪明一些、更智慧一些。城市大脑具有技术难度高、投资规模大、可复制性强、集约化中心化水平高等特性,需区分已建城市大脑优化升级和暂无城市大脑建设基础两种情况下城市大脑建设路径的差别,加强分级分类建设、统筹高效利用,避免投资浪费,实现新型智慧城市可持续发展。
算力资源补足
根据各地政府政务云建设情况,通过适配主流芯片,重点开展异构云平台及基础设施的统一纳管,大幅提升多云运营管理能力。通过 AI 算力统一池化管理、应用整合,实现 PAAS层应用的快速部署,提升城市 GPU 算力及 AI 算法的使用效率,节约建设及运维成本。
数据补足
结合互联网数据、地图数据等优势,在现有大脑数据资源体系基础上,提供静态 POI 数据及基于动态互联网、地图数据等的服务,对文旅、交通等业务系统进行数据补充。
应用场景智能化补足
依托城市大脑积累的270多项 AI 算法和 70 多项城市定制算法,结合飞桨深度学习平台,开展已有城市大脑中模型的训练调优,对原有城市治理、产业发展、民生服务等领域应用系统进行智慧化提档升级。
安全能力补足
基于区块链、联邦学习等多方安全计算技术,对城市数据共享、数据流通过程进行安全能力增强,填补现有城市大脑安全漏洞,消除数据孤岛问题。
三、浦东智慧城市建设路径与目标
(一)建设路径
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(二)建设目标:打造幸福、创新之城
交通惠民
智慧城市建设将联结无人驾驶汽车、无人巴士系统、智能城轨系统、智能机场系统各种智能交通方式,综合协调各类交通资源,实现全局调控、高效运行,自主决策出行方案、进行个性化精准服务,全程无缝衔接。市民出行“一张脸”、货运“一张单”、监督管理“一张图”,实现全场景、大交通、跨区域、全协同。
政务惠民
智慧城市建设将进一步打通政务办理的信息孤岛,促进数据信息在各部门之间充分流动。统一的智能政务管理平台将结合跨域数据,在市民政务办理、城市治理监管、社区基层管理、城市安全应急等应用方面具备跨部门、跨组织、跨地域、跨业务能力,整个政务管理系统将高效、一体化协同运行。政务服务能力显著提高,“人民办事跑断腿”的现象将不复存在。
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资源惠民
智慧城市可以根据数据中心有关的市民家庭人口、年龄等特征数据,结合城市住房资源数据,采纳用户意见,进行统一资源调配,解决住房难问题。智慧家居(温度、灯光、空气干 湿度智能调节等)、智慧社区(足不出户进行水电缴费、垃圾智能回收利用等)、智慧停车场等多种人性化设施将贯穿人们生活日常。
应急惠民
智慧城市将对城市空气质量、日碳排放量、垃圾回收利用率、城市水质状况、天气状况、周边物种多样性等进行全方位实时监控,同时考虑城市的可持续发展能力,迅速做出智能化决策调控,控制城市环境绿色健康,实现可持续发展。
创新惠民
通过智慧城市,利用AI技术高性能的分析和管控将通过信息化系统的优控,让人们和物体的移动更加快速、有效、安全、节能、环保,保障智慧城市健康运行。例如,通过大范围城市时空感知获取道路交通实时调度状态;通过多智能体协同调度算法实现车路协同和自动驾驶;通过集成的移动系统实现制造工厂机械臂与生产线的全自动协同。多智能体强化学习、自动化控制等技术等将成为未来智慧城市应对这一挑战的焦点。
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智慧城市是升华,而不是再造。“智慧城市”是一种新的理念,是以更加人性和智慧的角度思考城市未来该如何实现可持续发展,智慧城市建设绝非一朝一夕,将是一个长期演进的过程,它的发扬光大在未来,而不是现在。我们应当基于“智慧”理念,充分创新并实践,为未来探索模式,积累经验,构建一个因地制宜、可持续、善创新、有温度的发展蓝图。
智慧城市的建设因为需要科技的发展与创新作为核心驱动力,需要政府对资源进行合理的统筹安排与协调,需要社会力量通力合作配合而更具挑战。但智慧城市更孕育着美好的前景与未来,我们应当直面挑战,乘着信息化与数字化的浪潮,让智慧城市的概念落在实地,生根发芽,真正地走进千家万户。
浦东新区的智慧城市建设早,发展快,是我国智慧城市建设的领头军,更要承担起开拓创新,引领风向的作用。智慧浦东建设在立足浦东的同时,更应放眼世界,吸引和利用全球优势资源到智慧浦东建设中,努力成为国内智慧城市建设的先导区域。希望浦东能够进一步注重智慧城市建设不同层次、环节的相互关联和应用开发,同时聚焦企业和家庭,让企业和家庭更多的融入到城市管理中,希望浦东能够根据发展阶段制定不同的目标,更希望浦东智慧城市建设永远走在全国前列,能够真正的让家庭和企业感受到身处在智慧城市怀抱之中。
结语
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