1 智慧城市的概念
1.1“智慧地球”概念的由來
2008年11月，IBM公司總裁兼首席執行官彭明盛首次提出“Smart Earth（智慧的地球）”的概念。2009年1月，彭明盛向美國總統奧巴馬提出了“智慧的地球”的戰略，建議新政府投資新一代的智慧型基礎設施。IBM公司希望“智慧的地球”戰略能掀起“互聯網”浪潮之后的又一次科技革命，是繼大型機、PC、互聯網之后符合“十五年周期定律”的第四次科技革命。IBM公司認為，隨著新一代信息技術和網絡服務的發展和應用，在未來，地球上所有的物品都有可能安裝并應用智能技術，幾乎任何東西都可以實現數字化和互聯互通，進而能向整個社會提供更加智能化的信息服務。IBM公司預計，在人類社會發展中一些意義深遠的事情正在發生：每個公民、企業、組織、城市、國家、自然系統和社會系統正在實現更透徹的感應和度量、更全面的互聯互通，在此基礎上人類將獲得更智慧的洞察，實施智慧化的創新，從而為經濟和社會發展提出了一條全新思路。由于這些技術的進步，地球將變得更小，變得更加“扁平”，也變得更加“智慧”。這就是“智慧的地球”所描繪的愿景。
1.2智慧地球是信息化的一個更高發展階段
“智慧的地球”，是站在整個人類文明發展的高度上對于信息技術如何全面改進人類生活所提出的愿景，即如何通過更加“智慧”的方式讓我們的生活更美好，這是全人類共同關注的發展之道。因此，作者認為智慧地球是信息化的更高發展階段的目標。現階段，人類在逐步實現數字化、電子化，在持續推進網絡化和信息化，在推進信息化與工業化的深度融合，并逐步實現智能化，這都是邁向智慧地球的一個個階段。未來幾十年，人類將逐步進入信息化的更高發展階段——智慧地球。目前，世界仍處于智慧地球的初級階段，如表1。
表1 數字化、網絡化、兩化融合、智能化和智慧地球的不同特征
1.3智慧城市的定義
智慧城市，英文可以譯為Smart City。簡單地講，智慧城市就是城市基礎部件被賦予智能，通過網絡實現互聯互通，在此基礎上，城市所有的事物、流程、運行方式都更深入地智能化，從而促進民眾生活便利、促進經濟發展與提升政府效率，增強城市競爭力、實現城市可持續發展的先進的城市發展理念。
2 智慧城市的組成要素、基本原則和數學模型
2.1智慧城市的五個基本要素
圖1 智慧城市的架構圖
2.1.1智能化的城市部件，它構成了智慧城市的“神經末梢”
城市的房屋、交通設施、電力設施、通信設施、地下管道等城市基礎設施、汽車、手機、工具等城市基礎零件，通過裝備芯片、傳感器、RFID等技術，實現物體“智能”化，建立局部的城市物聯網。
2.1.2城市互聯互通的信息網絡，它構成了智慧城市的“神經網絡”
新一代光纖寬度網絡貫通城市和鄉村，移動寬帶網絡覆蓋城鄉每個區域，所有城市部件被賦予IPV6的地址，通過傳感器網絡和物聯網接入通信網、有線電視網絡和互聯網。
2.1.3基于云計算的城市新型業務應用平臺，它構成了智慧城市的“中樞系統”
城市數據中心通過虛擬化技術實現基礎設施的公共服務，城市各種計算平臺、各個行業的應用通過云計算平臺來提供隨需而變的服務。云計算平臺將成為21世紀先進城市的基本業務平臺，智能物體構成云端，互聯網構成云計算的網絡基礎設施，虛擬化的數據資源池構成了云計算的共享基礎設施，業務流程、應用和服務都基于云計算平臺以服務的方式提供，如政務云、商務云、醫療云、教育云等。
2.1.4城市的海量數據，它構成了智慧城市的“血液和養料”
城市各個業務系統產生了大量數據、信息和知識，包括城市空間、人口、法人、經濟、金融、文化等基礎數據，這些數據之間又相互關聯，構成了城市海量數據、信息和知識資源庫。
2.1.5知識型的勞動者，它構成了智慧城市的“細胞和生命元”
城市的勞動者是用知識和信息技術武裝的智力勞動者，這些勞動者通過信息網絡構成一個個知識網絡，他們與云計算和物聯網平臺上的智能代理來協作完成城市的各種復雜工作。城市智力勞動者通過相互協作關系所建立起來的社會組織結構是扁平化的、基于社交網絡進行協作的、學習型的、快速反應的智慧型組織。這些組織體現為智慧企業、智慧政府、智慧社區等。
2.2智慧城市所遵循的基本原則
老子說“道法自然”，自然界是最智慧的，萬千世界都按照某種規律在運行，比如，自然界遵循萬有引力定律，就有著生命之水的運行軌跡。人類一直在探索著自然的奧秘，在這個探索過程中，人類逐步掌握了發現和利用這些規律的方法和手段，也變得越來越智慧。自然有自然的規律，城市有城市運行的基本原則，作者認為智慧城市的運行也遵循信息化的一些基本原則。
2.2.1消除信息不對稱的原則
信息是一種資源，客觀上存在著信息的不對稱。“智慧”的本質就在于消除信息不對稱，信息缺乏的一方通過發現和挖掘信息，擁有和共享信息，并通過信息的再加工來產生新的信息財富，實現智能的決策，最終實現“智慧”。消除信息不對稱，把信息匱乏方轉變為信息富有方是智慧城市發展所遵循的一個基本原則。
2.2.2信息的資源替代原則
信息是一種基本社會資源，和土地、資本、勞動力等資源一樣，并且信息具有對其他基本資源的替代作用，能夠有效彌補和替代其他社會資源的有限性。城市發展的核心問題是如何解決城市資源有限和城市需求無限的這個基本矛盾。發展智慧城市一個原則是通過信息資源的引入和發掘，來替代其他資源的投入和消耗。
2.2.3信息資源供需平衡原則
信息資源本身也是有限的，新的技術手段和方法要設法解決信息資源供給和需求之間的矛盾，實現供需平衡。新一代信息技術的引入，本質上是通過信息技術生產能力的提升來解決信息資源供求矛盾，例如物聯網引入，通過物體智能化，解決了人腦和電腦的有限計算資源與無限的物理世界感知需求之間的矛盾；云計算的引入，通過虛擬化和資源池，解決了有限的計算存儲資源與無限應用服務需求之間的矛盾；互聯網的引入，通過信息聯網，解決了信息資源有限占有與信息無限需求之間的矛盾。
2.3智慧城市的基本數學模型
將智慧城市的基本原則作用于智慧城市的基本要素，智慧城市的數學模型可以定位為：
SC=f1(x1,x2,x3,x4,x5)+ f2(x1,x2,x3,x4,x5)+ f3(x1,x2,x3,x4,x5)，其中：
SC：智慧城市
f1: 消除信息不對稱的原則
f2: 信息的資源替代原則
f3: 信息資源供需平衡原則
x1：智能化的城市部件
x2：城市互聯互通的信息網絡
x3：基于云計算的城市新型業務應用平臺
x4：城市的海量數據
x5：知識型的勞動者
3 智慧經濟的基本特征分析
發展經濟的最終目標是人人享有財富和幸福。城市發展智慧經濟的首要目標是解決信息不對稱，引入信息資源來實現對耗竭型資源的替代，推動信息資源的供需平衡，促進實現人人享有信息、財富和幸福，實現共同富裕。
研究世界經濟近三百年的發展歷史看，經濟發展始終遵循一條主線，即供求關系所決定的自由市場經濟與政府宏觀調控行為的辯證統一與相互博弈。隨著信息化和工業化的深度融合，市場經濟的“無形的手”可以數字化、信息化、顯性化，國家宏觀調控也更加科學化和理性化，信息化成為自由市場經濟和國家宏觀調控之前的一座橋梁，它們之間的界限開始模糊化。因此，通過發展智慧經濟，能夠減少信息不對稱，實現市場供需信息的對稱和平等，能降低交易成本，最終體現在人人平等享有信息、財富和幸福。
企業信息化也正在進入綜合集成和深化應用的階段。在企業價值鏈的各個環節，信息被采集、傳遞、共享和統計分析；在供應鏈的上下游企業之間，信息被分享和傳遞；信息也在企業與用戶之間被分享和傳遞。因此，對企業商業活動的所有參與者，信息不對稱逐步被消除，交易成本大幅降低，運行效率極大提升了，企業的決策更迅捷了，企業也更加“智慧”了。隨著企業信息化的深入，信息資源能夠逐步替代企業的人力、資本、土地等資源投入，減少了企業總體擁有成本，實現了企業的轉型和升級。
互聯網經濟的真正價值在于實現互聯網上人人信息平等。如何讓人人在享受信息平等基礎上，去享有更多的幸福，這是互聯網商業模式的本質。掌握了這個規律，互聯網企業就能欣欣向榮，違反了這個規律，企業就可能無疾而終。例如，搜索企業谷歌、百度，讓人們通過簡單的搜索框就能夠找到他所需要的任何信息，在讓人們享受信息平等的同時也成就了世界級的互聯網企業。電子商務的本質特征也在于實現交易雙方的信息平等。阿里巴巴通過虛擬的電子商務交易市場，構建起了商家彼此信息聯系的一個場所，從這個角度看，阿里巴巴為消除信息不對稱、減少實體店的資源投入做了很大貢獻。但阿里巴巴做得并不徹底。為了盈利，阿里巴巴仍然在制造信息的不平等，通過誠信通，花了錢的企業主就能被擁有信息優先的權力，沒花錢的企業主就只能被漠視，因此，阿里巴巴的生意仍然不是最智慧的。
智慧經濟的最終目的就是實現人人生而信息平等，實現人人享有財富，共同富裕。滿足了這個基本條件，才能算作智慧的經濟。未來，面向智慧經濟的信息基礎設施應該是保障經營業主的信息平等，而不是利用手中的特權，人為制造信息的不平等。企業信息化的最終目標也是實現經營過程的透明化，實現員工信息平等、部門信息平等和決策層的信息平等。因此，部門之間的信息壁壘必須被打破。員工之間的信息必須被共享。當然為了安全和保密的原因，必然要限制信息的自有，增加了成本，最終要犧牲組織的效率和效益，但這是不得不做的犧牲。
4 智慧型政府的基本特征分析
政府社會管理與公共服務的目標是促進社會和諧，推動民主和民生。發展智慧型政府的目標是如何通過解決信息的不對稱來促進實現人人平等，體現人人當家作主。
政府行政管理過程中形成了層次分明的上下級機構，各個部門之間職責的劃分也存在很多交叉，影響行政效率最大的問題就在于權責利益所帶來的上下級之間、部門之間的信息不對稱，這造成了政府服務中的拖沓、扯皮和官僚主義；而且，政府行政服務中的效能低下，信息不公開，也為腐敗滋生創造了環境。智慧型政府將通過多渠道的政府信息門戶提供公開透明的政務服務信息，通過一站式審批系統實現部門之間信息的溝通和協作，通過社會管理信息系統實現管理精細化，通過電子監察系統實現政務服務流程的透明監管，通過建設一卡通、信息亭等服務渠道，將便民服務延伸到公民身邊。因此，智慧型政府的本質是消除行政部門和老百姓之間的信息不平等，讓人人平等地享有信息權利。
5 建設智慧城市的建議
5.1循序漸進
智慧城市是城市信息化的更高階段的發展目標，目前很多城市仍處于智慧城市建設的初級階段。因此，建設智慧城市要遵循其階段性特征，循序漸進地推進。
5.2科學發展
建設智慧城市要遵循消除信息不對稱、信息的資源替代原則和信息資源供需平衡原則，統籌建設策略，科學發展和建設智慧城市。建設智慧城市，要按照經濟和社會發展的基本規律，遵循智慧經濟和智慧型政府的本質特征，倡導人人生而信息平等的理念，為百姓爭取更多信息權利，為信息服務普及化作出更多貢獻。
5.3市場導向
每一次技術變革的成功，都在于它有廣泛的市場基礎，在于它有成功的商業模式，在于它能造就世界級的企業。PC技術的變革，把計算機帶到了每個人的身邊，形成了巨大的IT市場，打造了IBM、微軟和INTEL等公司；互聯網的技術變革，把人與人連接在一起，形成了巨大的互聯網市場，打造了雅虎、谷歌、阿里巴巴等世界級的企業。今天，以物聯網和云計算為特征的技術變革，讓我們能夠享受無處不在的智能服務，也必將依賴于其是否有成功的商業模式，是否能夠形成巨大的市場，是否能打造世界級的企業？僅僅依靠政府的投資，其生命力必然是有限的。智慧城市的建設和發展一定應以市場為導向，遵循市場的規律。
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